คำนำ
น้ำป่าเป็นภัยพิบัติทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งในพื้นที่ภูเขาของประเทศจีน มีลักษณะเด่นคือเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน ทำลายล้างสูง และพัฒนาอย่างรวดเร็ว วิธีการตรวจจับและเตือนภัยแบบดั้งเดิมมักประสบปัญหาความแม่นยำต่ำ ระยะเวลาแจ้งเตือนไม่เพียงพอ และความยากลำบากในการรับข้อมูล BGT Hydromet ซึ่งใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญทางเทคนิคมาหลายปี ได้พัฒนานวัตกรรม "สถานีตรวจจับและเตือนภัยน้ำป่าด้วยระบบเสียง-แสง-อิเล็กทรอนิกส์" ระบบนี้ได้ผสานเทคโนโลยี Internet of Things (IoT), edge computing และเทคโนโลยีการเตือนภัยอัจฉริยะ เพื่อสร้างโซลูชันแบบบูรณาการสำหรับการ "ตรวจจับ-เตือนภัย-ตอบสนอง" ซึ่งช่วยเพิ่มขีดความสามารถในการป้องกันภัยพิบัติน้ำป่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ
1. ภาพรวมผลิตภัณฑ์
1.1 สถานการณ์การใช้งาน
น้ำป่าไหลหลากเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและสร้างความเสียหายอย่างฉับพลัน ลักษณะภูมิประเทศและรูปแบบการตกของฝนในลุ่มแม่น้ำบนภูเขานำไปสู่ระดับน้ำที่เพิ่มขึ้นอย่างมากและฉับพลัน ทำให้เวลาที่ประชาชนมีในการอพยพอย่างปลอดภัยลดลงอย่างมาก สิ่งนี้ก่อให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อการป้องกันและบรรเทาภัยน้ำป่าไหลหลาก
ระบบถูกติดตั้งในพื้นที่ลุ่มน้ำขนาดเล็กเพื่อติดตามและแสดงผลปริมาณน้ำฝนและระดับน้ำในแม่น้ำแบบเรียลไทม์ ข้อมูลจะถูกส่งแบบไร้สายไปยังอุปกรณ์แจ้งเตือนบนคลาวด์ ระบบจะกำหนดการแจ้งเตือนล่วงหน้าโดยตรงในระดับอุปกรณ์ และเมื่อข้อมูลการตรวจสอบเกินค่าเกณฑ์ ระบบจะส่งข้อมูลการแจ้งเตือนไปยังแพลตฟอร์มการตรวจสอบและแจ้งเตือนล่วงหน้าและบุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมน้ำท่วมพร้อมกัน
สถานีตรวจวัดและแจ้งเตือนแบบอะคูสติก-ออปติคัล-อิเล็กทรอนิกส์ สามารถสร้างความเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์ตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปผ่านการโต้ตอบของ IoT หรือแพลตฟอร์มซอฟต์แวร์ เมื่ออุปกรณ์ต้นน้ำมีการแจ้งเตือน อุปกรณ์ปลายน้ำจะออกการแจ้งเตือนที่ประสานงานกันพร้อมกัน


|  |
สถานีแจ้งเตือนแบบอะคูสติก-ออปติคัล-อิเล็กทรอนิกส์ | อุปกรณ์แจ้งเตือนผ่านคลาวด์ |
1.2 สถาปัตยกรรมระบบ
ระบบใช้สถาปัตยกรรมแบบร่วมมือ "เทอร์มินัล-เอดจ์-คลาวด์" ทำให้สามารถแจ้งเตือนล่วงหน้าอย่างชาญฉลาดผ่านการรวบรวมข้อมูล การประมวลผลที่เอดจ์ และการประสานงานบนคลาวด์
2. โซลูชันทางเทคนิค
2.1 ส่วนประกอบของระบบ
2.1.1 สถานีตรวจการณ์และแจ้งเตือนด้วยเสียง-แสง-อิเล็กทรอนิกส์
คุณสมบัติหลักประกอบด้วย:
· การรวบรวมข้อมูลจากหลายแหล่ง: รวบรวมข้อมูลปริมาณน้ำฝนและระดับน้ำพร้อมกัน รองรับการจับภาพและวิดีโอ
· การแจ้งเตือนล่วงหน้าแบบ Edge: โมเดลการแจ้งเตือนล่วงหน้าแบบ Edge ในตัวพร้อมอินเทอร์เฟซเอาต์พุตเสียงเพื่อขับเคลื่อนไซเรนแจ้งเตือนโดยตรง รองรับการแจ้งเตือนด้วยเสียงและไฟกะพริบ และการปิดการแจ้งเตือนที่ผิดพลาดด้วยตนเอง
· การเชื่อมโยงอัจฉริยะ: รองรับการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างสถานีตรวจการณ์และแจ้งเตือนหลายแห่งภายในลุ่มน้ำเดียวกันเพื่อการแจ้งเตือนที่ประสานกัน
· การจัดการระยะไกล: เปิดใช้งานการตรวจสอบข้อมูลอุปกรณ์ การตรวจสอบสถานะ การกำหนดค่าพารามิเตอร์ และการอัปเกรดออนไลน์โดยไม่ต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง
2.1.2 อุปกรณ์แจ้งเตือนบนคลาวด์
คุณสมบัติหลักประกอบด้วย:
· การแจ้งเตือนล่วงหน้าหลายโหมด: สามโหมดการทำงาน (แจ้งเตือนทันที, แจ้งเตือน, สัญญาณเตือน) พร้อมเอฟเฟกต์เสียงและภาพที่ปรับเปลี่ยนได้ตามระดับความเสี่ยง
· การโทรอัจฉริยะ: ฝังโมเดลการโทรอัจฉริยะหลายระดับ รองรับการเผยแพร่การแจ้งเตือนล่วงหน้าแบบกำหนดเป้าหมายหลายช่องทางผ่าน WeChat, SMS และการโทรศัพท์
· บริการสาธารณะ: ให้การแจ้งเตือนปริมาณน้ำฝนเพื่อแนะนำการใช้ชีวิตประจำวันและการวางแผนการเดินทาง
· การตอบสนองฉุกเฉิน: รองรับกลไกการยืนยันการแจ้งเตือนด้วยปุ่มเดียวและการยกเลิกการแจ้งเตือนที่ผิดพลาด
2.2 ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคหลัก
2.2.1 สถานีตรวจวัดและแจ้งเตือนด้วยเสียง-แสง-อิเล็กทรอนิกส์
· หน่วยควบคุมหลัก: อุณหภูมิการทำงาน -10°C ถึง 55°C, MTBF ≥ 50,000 ชั่วโมง
· เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังคว่ำ: ความละเอียด 0.5มม., ความแม่นยำ ≤ ±4%
· เซ็นเซอร์วัดระดับน้ำเรดาร์: ช่วงการวัด 0.1 ถึง 45 เมตร ความแม่นยำ ±3 มม.
· ไฟสัญญาณและไซเรนแจ้งเตือน: ความเข้มแสง ≥ 1000lx กำลังขับเสียง 2x50W
2.2.2 อุปกรณ์แจ้งเตือนผ่านคลาวด์
· อายุการใช้งานแบตเตอรี่: ใช้งานได้นานกว่า 24 ชั่วโมงหลังไฟภายนอกดับ
· วิธีการสื่อสาร: รองรับ LoRaMesh และ 4G
· ข้อมูลจำเพาะไฟสัญญาณเตือน: ไฟสัญญาณเตือนแบบวงแหวนเจ็ดสี เส้นผ่านศูนย์กลาง > 100 มม.
3. แผนการติดตั้ง
3.1 หลักการติดตั้ง
การติดตั้งควรพิจารณาจากผลการประเมินความเสี่ยงน้ำท่วมฉับพลันในหมู่บ้านหลัก โดยเน้นที่ลุ่มน้ำขนาดเล็ก ควรติดตั้งสถานีในพื้นที่ต้นน้ำของแม่น้ำและลำธารในหมู่บ้านและชุมชนที่เสี่ยงต่อน้ำท่วมฉับพลัน รวมถึง:
· ริมฝั่งแม่น้ำต้นน้ำ
· พื้นที่พักผ่อนหย่อนใจริมฝั่งแม่น้ำ
· พื้นที่ลาดชันปลายน้ำของสิ่งปลูกสร้างกักเก็บและระบายน้ำ
· จุดบรรจบของลำธารสายหลักและสายรอง
· บริเวณต้นน้ำของสะพานที่มีแนวโน้มเกิดการอุดตัน
3.2 ข้อกำหนดการติดตั้ง
3.2.1 สถานีตรวจวัดและแจ้งเตือนแบบอะคูสติก-ออปติคัล-อิเล็กทรอนิกส์
ข้อกำหนดรวมถึง:
· ความสูงเสาเกิน 3000 มม. ทำจากเหล็กอาบสังกะสี
· ขนาดหน้าแปลน: 350 มม. x 350 มม. x 10 มม.
· ความต้านทานดิน ≤ 10 โอห์ม
3.2.2 อุปกรณ์แจ้งเตือนบนคลาวด์
ข้อกำหนดรวมถึง:
· ความสูงที่เหมาะสมสำหรับการมองเห็นและการได้ยิน
· แหล่งจ่ายไฟและการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ปลอดภัย
· คู่มือการใช้งานติดไว้ใกล้ๆ พร้อมการฝึกอบรมผู้ใช้
4. กลไกการปฏิบัติงาน
4.1 การไหลของข้อมูล
ระบบใช้ขั้นตอนการรวบรวม ส่ง และประมวลผลข้อมูลที่เป็นมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลจะถูกเผยแพร่ทันเวลาและถูกต้อง
4.2 กลไกการเตือนภัยล่วงหน้า
4.2.1 การแจ้งเตือนรายวัน
ให้การพยากรณ์อากาศ การแจ้งเตือนความเสี่ยงทางอุตุนิยมวิทยา และการแจ้งเตือนปริมาณน้ำฝนเพื่อเพิ่มประโยชน์ใช้สอยในชีวิตประจำวันและให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ได้รับการบำรุงรักษา
4.2.2 การให้ความรู้ด้านการป้องกันภัยพิบัติ
เล่นเสียงป้องกันภัยพิบัติผ่านอุปกรณ์แจ้งเตือนบนคลาวด์ ให้ความรู้แก่ผู้อยู่อาศัยเกี่ยวกับการระบุอันตรายและการตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉินในช่วงนอกฤดูน้ำท่วม
4.2.3 การแจ้งเตือนภัยพิบัติฉุกเฉิน
ใช้โมดูลการโทรด้วยเสียงอัจฉริยะที่เชื่อมโยงกับระบบป้องกันน้ำท่วมในชุมชน พร้อมกลไกการแจ้งเตือนหลายระดับ เมื่อมีการแจ้งเตือนระดับสูง ระบบจะแจ้งเตือนเจ้าหน้าที่ควบคุมน้ำท่วมในพื้นที่ทันทีทางโทรศัพท์ และส่งการแจ้งเตือนผ่าน WeChat หรือ SMS ไปยังผู้นำหมู่บ้านและชุมชนเพื่อยืนยันก่อนที่จะเผยแพร่การแจ้งเตือนไปยังประชากรกลุ่มเสี่ยง
4.3 โปรโตคอลการสื่อสาร
แพลตฟอร์มทำการตรวจสอบอุปกรณ์ด้วยตนเองเพื่อติดตามสถานะการทำงาน โดยเฟรมการสื่อสารเป็นไปตาม "โปรโตคอลการสื่อสารข้อมูลการตรวจวัดทางอุทกวิทยา" (SL651-2014)
5. การรับประกันการนำไปใช้
5.1 กระบวนการดีบัก
การแก้ไขข้อบกพร่องหลังการติดตั้งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการรวบรวมข้อมูลที่ถูกต้อง การเชื่อมต่อแพลตฟอร์มการจัดการออนไลน์ การตั้งค่าเกณฑ์การแจ้งเตือนที่ถูกต้อง การเชื่อมโยงบุคลากรควบคุมน้ำท่วมอย่างเหมาะสม และการส่งสัญญาณเตือนภัยล่วงหน้าอย่างราบรื่น
5.2 รายการตรวจสอบการตั้งค่า
สถานีตรวจวัดและแจ้งเตือนเสียง-แสง-อิเล็กทรอนิกส์แบบท้องถิ่น (V2)
ลำดับที่ | ชื่ออุปกรณ์ | หน่วย | จำนวน | คุณสมบัติ | ราคาต่อหน่วย (CNY) |
1 | เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังคว่ำ | ชุด | 1 |
| - |
2 | เครื่องวัดระดับน้ำเรดาร์ | ชุด | 1 |
| - |
3 | หน่วยควบคุมหลัก | set | 1 |
| - |
4 | ไฟเตือน | ชิ้น | 1 |
| - |
5 | ลำโพง | ชิ้น | 2 | 50W | - |
6 | หน้าจอแสดงผล | ชิ้น | 1 |
| - |
7 | กล้อง PTZ (กล้องโดม) | ชิ้น | 1 |
| - |
8 | แผงโซลาร์เซลล์ | ชิ้น | 1 | 18V/100W | - |
9 | แบตเตอรี่ | ชิ้น | 1 | 12V/100Ah | - |
10 | ตู้แบบบูรณาการ | ชุด | 1 |
| - |
11 | คอนโทรลเลอร์ชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์ | ชิ้น | 1 |
| - |
12 | อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก | ชิ้น | 1 |
| - |
13 | ซิมการ์ดข้อมูล | ชิ้น | 1 | 100GB/เดือน, แผน 3 ปี | - |
14 | ค่าธรรมเนียมการสื่อสาร | รายการ | 1 |
| - |
15 | เสาและขายึด | ชุด | 1 |
| - |
16 | ขายึดและคานขวาง | ชุด | 1 |
| - |
17 | ระบบสายดินป้องกันฟ้าผ่า | ชุด | 1 |
| - |
18 | งานโยธาและการติดตั้ง | ชุด | 1 |
|
|
6. คุณค่าของการประยุกต์ใช้
ระบบนี้บรรลุผลดังนี้:
1. การส่งข้อมูลเตือนภัยล่วงหน้าอย่างแม่นยำและตรงเป้าหมาย
2. การแจ้งเตือนแบบผลักโดยตรงไปยังครัวเรือนในภูมิภาค
3. ความสามารถในการปรับตัวของอุปกรณ์เฝ้าระวังและเตือนภัยที่เพิ่มขึ้น
4. การใช้งานจริงของผลิตภัณฑ์เตือนภัยที่ได้รับการปรับปรุง
ระบบเฝ้าระวังและเตือนภัยพิบัติจากน้ำท่วมฉับพลันได้รับการติดตั้งสำเร็จในหลายภูมิภาค นี่คือผลิตภัณฑ์ที่เราใช้บ่อยที่สุดในโครงการปัจจุบันของเรา ระบบได้เสริมสร้างขีดความสามารถในการป้องกันภัยพิบัติจากน้ำท่วมฉับพลันอย่างมีนัยสำคัญ โดยให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่แข็งแกร่งเพื่อปกป้องชีวิตและทรัพย์สิน
7. ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของอุปกรณ์หลัก
7.1. สถานีตรวจวัดและแจ้งเตือนเสียง-แสง-อิเล็กทรอนิกส์แบบท้องถิ่น
7.1.1. หน่วยควบคุมหลัก
(1) แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน: DC 9~24V
(2) การใช้พลังงานขณะสแตนด์บาย: ≤10mA
(3) เป็นไปตามโปรโตคอลการสื่อสารข้อมูลอุตุนิยมวิทยาอุทก (SL 651-2014)
(4) อุณหภูมิที่ใช้งาน: -10℃~55℃
(5) ความชื้นที่ใช้งาน: ≤95% (40℃)
(6) ค่าเฉลี่ยเวลาระหว่างความล้มเหลว (MTBF): ≥50,000 ชั่วโมง
7.1.2. เครื่องวัดปริมาณน้ำฝนแบบถังคว่ำ
(1) เส้นผ่านศูนย์กลางช่องรับน้ำฝน: Φ200+0.6 0mm
(2) มุมขอบของตัวเก็บน้ำฝน: 40°~45°
(3) ความลึกของตัวเก็บน้ำฝน: ≥100mm
(4) ความละเอียด: 0.5mm
(5) ความแม่นยำ: ≤±4%
(6) ความสามารถในการทำซ้ำ: ≤1%
(7) การสูญเสียน้ำ: ≤15.7g
(8) ช่วงการวัดความเข้มของฝน: 0mm/min~4mm/min, ความเข้มของฝนสูงสุดที่อนุญาต: 8mm/min
(9) วัสดุของกระบอกนอก: สแตนเลส
(10) อุณหภูมิในการทำงาน: 0℃~55℃
(11) ความชื้นในการทำงาน: ≤95% RH (40℃ การควบแน่น)
(12) ข้อกำหนดในการประมวลผล: เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำฝนที่เข้าสู่ตัวเก็บน้ำไม่กระเด็นออกไป ขอบของตัวเก็บน้ำต้องคมและมีรูปใบมีด ทำจากวัสดุที่ทนต่อการเปลี่ยนรูปผ่านกระบวนการกลึง.
7.1.3. เครื่องวัดระดับน้ำด้วยเรดาร์
(1) ช่วงการวัด: 0.1~45m
(2) ความถี่ในการทำงาน: 80GHz
(3) ความแม่นยำในการวัด: ±3mm
(4) โหมดการทำงาน: FMCW (คลื่นต่อเนื่องที่มีการปรับความถี่)
(5) ความละเอียด: 1 มม. (เต็มช่วง)
(6) ประเภทเสาอากาศ: เสาอากาศแบบระนาบอาเรย์
(7) มุมลำเสาอากาศ: ≤8°
(8) ช่วงแหล่งจ่ายไฟ: DC 6~30V
(9) อินเทอร์เฟซการสื่อสาร: RS-485
(10) อุณหภูมิการทำงาน: -40℃~75℃
(11) ความชื้นในการทำงาน: 95% RH (กลั่นตัวที่ 40℃)
(12) ระดับการป้องกัน: IP68
7.1.4. ไฟเตือน
(1) ความเข้มแสง (lx): ≥1000
(2) สี: แดง
(3) วัสดุแหล่งกำเนิดแสง: LED
7.1.5. ลำโพง
(1) กำลังขับเสียง: 2×50W
(2) อิมพีแดนซ์เอาต์พุต: 4 โอห์ม
7.1.6. หน้าจอแสดงผล
(1) ขนาดแผง: 440 มม. × 800 มม.
(2) พื้นที่แสดงผล: 304 มม. × 304 มม.
(3) วัสดุฐานแผง: แผ่นฐานอลูมิเนียม
(4) วัสดุฟิล์ม: ฟิล์มสะท้อนแสงเกรด III
(5) ความหนาแผง: 3 มม.
(6) ความหนารวม: <90 มม.
(7) หน่วยแสดงผล: องค์ประกอบเปล่งแสงสีแดง, เมทริกซ์ 64×64, อัตราการรีเฟรช 600Hz, ไดรฟ์กระแสคงที่
(8) ตู้ควบคุม: แผงควบคุมแบบกันน้ำในตัว
(9) อินเทอร์เฟซการสื่อสาร: RS485
(10) ช่วงแหล่งจ่ายไฟ: DC 9~18V
7.1.7. กล้อง
(1) ประเภทเซ็นเซอร์: 1/2.8-นิ้ว CMOS
(2) ความละเอียด: 2MP
(3) ความละเอียดสูงสุด: 1920×1080
(4) ความสว่างขั้นต่ำ: สี: 0.005lux/F1.6; ขาวดำ: 0.0005lux/F1.6; 0Lux (พร้อมแสงเสริม)
(5) มุมมองภาพ: แนวนอน: 58.0°~3.7°; แนวตั้ง: 33.5°~2.0°; แนวทแยง: 66.2°~4.0°
(6) ซูมออปติคัล: 23×; ซูมดิจิทัล: 16×
(7) ช่วงการหมุน: แนวนอน: หมุนต่อเนื่อง 0°~360°; แนวตั้ง: -15°~+90° พร้อมการพลิกอัตโนมัติ (180°) สำหรับการเฝ้าระวังอย่างต่อเนื่อง
(8) มาตรฐานการบีบอัดวิดีโอ: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG
(9) มาตรฐานการปฏิบัติตาม: GB/T 28181
(10) ประเภทอินเทอร์เฟซ: RJ45, RS485
7.2. อุปกรณ์แจ้งเตือนภัยคลาวด์
(1) ข้อกำหนดกำลังไฟ: DC 5V/1A
(2) อินเทอร์เฟซกำลังไฟ: Type-C
(3) อายุการใช้งานแบตเตอรี่: แบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงในตัว ใช้งานได้ >24 ชั่วโมงหลังไฟภายนอกดับ
(4) วิธีการสื่อสาร: รองรับ LoRaMesh และ 4G
(5) ประเภทเสาอากาศ: เสาอากาศแบบหลายโหมดหลายย่านความถี่ในตัว
(6) ข้อกำหนดไฟเตือน: ไฟเตือนแบบวงแหวนเจ็ดสี เส้นผ่านศูนย์กลาง >100 มม.
(7) ขนาดอุปกรณ์: ≥120มม. × 120มม.
(8) กำลังลำโพง: 3W
(9) อุณหภูมิใช้งาน: 0~45℃
(10) อุณหภูมิเก็บรักษา: -20~60℃