Önsöz
Flash floodlar, ani başlangıçları, yüksek yıkıcılıkları ve hızlı gelişimleriyle karakterize edilen, Çin'in dağlık bölgelerinde yaygın doğal afetlerdir. Geleneksel izleme ve erken uyarı yöntemleri genellikle düşük hassasiyet, yetersiz uyarı süresi ve bilgi edinme zorluğu gibi sorunlardan muzdariptir. BGT Hydromet, yılların teknik uzmanlığından yararlanarak yenilikçi bir şekilde "Flash Floodlar için Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu" geliştirmiştir. Bu sistem, "izleme-uyarı-müdahale" için entegre bir çözüm oluşturmak üzere Nesnelerin İnterneti (IoT), kenar bilişim ve akıllı erken uyarı teknolojilerini entegre ederek, sel felaketlerine karşı önleme yeteneklerini etkili bir şekilde artırmaktadır.
1. Ürün Genel Bakışı
1.1 Uygulama Senaryoları
Ani seller hızla vurur ve hızla yıkıma neden olur. Dağlık nehir havzalarındaki arazi ve yağış düzenleri, su seviyelerinde önemli ve ani artışlara yol açarak sakinlerin güvenli bir şekilde tahliye edilmesi için kalan süreyi önemli ölçüde azaltır. Bu, ani sel önleme ve azaltma konusunda önemli zorluklar teşkil etmektedir.
Sistem, gerçek zamanlı yağış ve nehir suyu seviyelerini izlemek ve görüntülemek için küçük havzalara konuşlandırılmıştır. Veriler kablosuz olarak bulut tabanlı alarm cihazlarına iletilir. Sistem, erken uyarıları doğrudan cihaz düzeyinde belirler ve izleme verileri eşik değerlerini aştığında, aynı anda izleme ve erken uyarı platformuna ve ilgili sel kontrol personeline alarm bilgisi gönderir.
Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu, IoT veya yazılım platformu etkileşimleri aracılığıyla iki veya daha fazla cihaz arasında ilişki kurabilir. Bir yukarı akış cihazı alarmı tetiklediğinde, aşağı akış cihazları aynı anda koordine edilmiş alarmlar verir.


|  |
Akustik-Optik-Elektronik Alarm İstasyonu | Bulut Alarm Cihazı |
1.2 Sistem Mimarisi
Sistem, veri toplama, uç bilişim ve bulut koordinasyonu aracılığıyla akıllı erken uyarı sağlayan "terminal-uç-bulut" işbirlikçi bir mimari benimser.
2. Teknik Çözüm
2.1 Sistem Bileşenleri
2.1.1 Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu
Ana özellikler şunlardır:
· Çoklu kaynak veri toplama: Yağış ve su seviyesi verilerinin eşzamanlı toplanması, görüntü ve video yakalama desteği ile.
· Kenar tabanlı erken uyarı: Dahili kenar erken uyarı modelleri, alarm sirenlerini doğrudan çalıştırmak için ses çıkış arayüzleri ile, sesli ve flaşlı alarmları destekler ve yanlış alarmların manuel olarak devre dışı bırakılmasını sağlar.
· Akıllı bağlantı: Aynı havzadaki birden fazla izleme ve alarm istasyonu arasında koordineli alarm verme için ilişkilendirmeler kurulmasını destekler.
· Uzaktan yönetim: Manuel müdahale olmadan cihaz veri izleme, durum kontrolü, parametre yapılandırması ve çevrimiçi yükseltmelere olanak tanır.
2.1.2 Bulut Alarm Cihazı
Ana özellikler şunları içerir:
· Çok modlu erken uyarı: Risk seviyelerine göre uyarlanabilir akustik ve görsel efektlere sahip üç operasyonel mod (acil, hatırlatma, uyarı).
· Akıllı arama: WeChat, SMS ve telefon görüşmeleri aracılığıyla çok kanallı hedeflenmiş erken uyarı yayımını destekleyen yerleşik çok seviyeli akıllı arama modelleri.
· Kamu hizmeti: Günlük yaşam ve seyahat düzenlemelerine rehberlik etmek için yağış hatırlatıcıları sağlar.
· Acil durum müdahalesi: Tek tuşla alarm onayı ve yanlış alarm iptali mekanizmalarını destekler.
2.2 Ana Teknik Özellikler
2.2.1 Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu
· Ana Kontrol Ünitesi: Çalışma sıcaklığı -10°C ila 55°C, MTBF ≥ 50.000 saat.
· Devrilen Kova Yağmur Ölçer: Çözünürlük 0,5 mm, doğruluk ≤ ±%4.
· Radar Su Seviyesi Sensörü: Ölçüm aralığı 0.1 ila 45m, doğruluk ±3mm.
· Alarm Lambası ve Siren: Işık yoğunluğu ≥ 1000lx, ses çıkış gücü 2x50W.
2.2.2 Bulut Alarm Cihazı
· Pil ömrü: Harici güç kaybından sonra 24 saatten fazla çalışma.
· İletişim yöntemleri: LoRaMesh ve 4G'yi destekler.
· Alarm lambası özellikleri: Çapı > 100mm olan yedi renkli halka alarm lambası.
3. Kurulum Planı
3.1 Kurulum Prensipleri
Kurulumlar, küçük havzalara odaklanarak, kilit idari köylerdeki ani sel riski değerlendirme sonuçlarına dayanmalıdır. İstasyonlar, aşağıdakiler dahil olmak üzere ani sellerden tehdit altındaki köylerdeki ve topluluklardaki nehir ve derelerin yukarı akış alanlarına yerleştirilmelidir:
· Yukarı akış nehir kenarları.
· Nehir kenarı eğlence alanları.
· Su depolama ve drenaj tesislerinin aşağı akış eğimleri.
· Ana ve kol akarsularının birleşme noktaları.
· Tıkanmaya yatkın köprü yukarı akışları.
3.2 Kurulum Özellikleri
3.2.1 Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu
Gereksinimler şunları içerir:
· Galvanizli çelikten yapılmış, 3000mm'yi aşan direk yüksekliği.
· Flanş boyutları: 350mm x 350mm x 10mm.
· Topraklama direnci ≤ 10Ω.
3.2.2 Bulut Alarm Cihazı
Gereksinimler şunları içerir:
· Görünürlük ve duyulabilirlik için optimum yükseklik.
· Güvenli güç kaynağı ve ağ bağlantısı.
· Kullanıcı eğitimi ile yakına yerleştirilmiş kullanım talimatları.
4. Çalışma Mekanizması
4.1 Veri Akışı
Sistem, zamanında ve doğru bilgi yayılımını sağlamak için standartlaştırılmış veri toplama, iletim ve işleme iş akışlarını kullanır.
4.2 Erken Uyarı Mekanizması
4.2.1 Günlük Hatırlatmalar
Günlük faydayı artırmak ve cihaz bakımını sağlamak için hava durumu tahminleri, meteorolojik risk uyarıları ve yağış hatırlatmaları sağlar.
4.2.2 Afet Önleme Eğitimi
Sel mevsimi dışında afetleri tanımlama ve acil durum müdahalesi konusunda sakinleri eğiten, bulut alarm cihazları aracılığıyla afet önleme sesleri çalar.
4.2.3 Yaklaşan Afet Uyarıları
Topluluk temelli sel önleme sistemlerine bağlı akıllı bir sesli arama modülü kullanır ve çok seviyeli uyarı mekanizmalarına sahiptir. Yüksek seviyeli uyarılar tetiklendiğinde, sistem derhal yerel sel kontrol yetkililerini telefonla bilgilendirir ve risk altındaki nüfusa uyarıları yaymadan önce onay için köy ve topluluk liderlerine WeChat veya SMS uyarıları gönderir.
4.3 İletişim Protokolü
Platform, operasyonel durumu izlemek için cihaz kendi kendine kontrollerini gerçekleştirir, iletişim çerçeveleri "Hidrolojik İzleme Veri İletişim Protokolü"ne (SL651-2014) uygundur.
5. Uygulama Güvencesi
5.1 Hata Ayıklama Süreci
Kurulum sonrası hata ayıklama, doğru veri toplama, çevrimiçi yönetim platformu bağlantısı, doğru alarm eşik ayarları, sel kontrol personelinin uygun şekilde ilişkilendirilmesi ve erken uyarı iletiminin engelsiz olmasını sağlar.
5.2 Yapılandırma Kontrol Listesi
Yerel Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu (V2)
No. | Ekipman Adı | Birim | Miktar | Özellikler | Birim Fiyatı (CNY) |
1 | Devirmeli Kova Yağmur Ölçer | takım | 1 |
| - |
2 | Radar Su Seviyesi Ölçer | takım | 1 |
| - |
3 | Ana Kontrol Ünitesi | ayarla | 1 |
| - |
4 | Uyarı Işığı | adet | 1 |
| - |
5 | Hoparlör | adet | 2 | 50W | - |
6 | Ekran | adet | 1 |
| - |
7 | PTZ Kamera (Kamera Topu) | adet | 1 |
| - |
8 | Güneş Paneli | adet | 1 | 18V/100W | - |
9 | Pil | adet | 1 | 12V/100Ah | - |
10 | Entegre Kabinet | set | 1 |
| - |
11 | Güneş Enerjisi Şarj Kontrol Cihazı | adet | 1 |
| - |
12 | Aşırı Gerilim Koruyucu | adet | 1 |
| - |
13 | Veri SIM Kartı | adet | 1 | 100GB/ay, 3 yıllık plan | - |
14 | İletişim Ücreti | kalem | 1 |
| - |
15 | Kutup ve Montaj Braketi | takım | 1 |
| - |
16 | Braket ve Çapraz Kol | takım | 1 |
| - |
17 | Yıldırımdan Korunma Topraklaması | takım | 1 |
| - |
18 | İnşaat İşleri ve Kurulum | takım | 1 |
|
|
6. Uygulama Değeri
Bu sistem şunları başarır:
1. Erken uyarı bilgilerinin hassas hedefli iletimi.
2. Hanelere doğrudan bölgesel anlık bildirimler.
3. İzleme ve erken uyarı ekipmanlarının geliştirilmiş uyarlanabilirliği.
4. Erken uyarı ürünlerinin geliştirilmiş pratikliği.
Ani Sel Afeti İzleme ve Erken Uyarı Sistemi birden fazla bölgede başarıyla konuşlandırılmıştır, bu, mevcut projemizde en sık kullandığımız üründür. Sistem, can ve mal kaybını korumak için güçlü teknik destek sağlayarak ani sel afet önleme yeteneklerini önemli ölçüde güçlendirmiştir.
7. Ana Cihaz Teknik Özellikleri
7.1. Yerel Akustik-Optik-Elektronik İzleme ve Alarm İstasyonu
7.1.1. Ana Kontrol Ünitesi
(1) Çalışma voltajı: DC 9~24V
(2) Bekleme güç tüketimi: ≤10mA
(3) SL 651-2014 Hidrometeorolojik Veri İletişim Protokolü ile uyumlu
(4) Çalışma sıcaklığı: -10℃~55℃
(5) Çalışma nemi: ≤%95 (40℃)
(6) Arızalar Arası Ortalama Süre (MTBF): ≥50.000 saat
7.1.2. Devirmeli Kova Yağmur Ölçer
(1) Yağmur toplayıcı giriş çapı: Φ200+0.6 0mm
(2) Yağmur toplayıcı kenar açısı: 40°~45°
(3) Yağmur toplayıcı derinliği: ≥100mm
(4) Çözünürlük: 0.5mm
(5) Doğruluk: ≤±4%
(6) Tekrarlanabilirlik: ≤1%
(7) Islanma kaybı: ≤15.7g
(8) Yağış yoğunluğu ölçüm aralığı: 0mm/dak~4mm/dak, maksimum izin verilen yağış yoğunluğu: 8mm/dak
(9) Dış silindir malzemesi: Paslanmaz çelik
(10) Çalışma sıcaklığı: 0℃~55℃
(11) Çalışma nemi: ≤%95 RH (40℃ yoğuşma)
(12) Proses gereksinimleri: Toplayıcıya giren yağmurun dışarı sıçramamasını sağlamak için, toplayıcı kenarı keskin ve bıçak şeklinde olmalı, tornalama işlemiyle deformasyona dayanıklı malzemeden yapılmış olmalıdır.
7.1.3. Radar Su Seviye Ölçer
(1) Ölçüm aralığı: 0.1~45m
(2) Çalışma frekansı: 80GHz
(3) Ölçüm doğruluğu: ±3mm
(4) Çalışma modu: FMCW (Frekans Modülasyonlu Sürekli Dalga)
(5) Çözüm: 1mm (tam aralık)
(6) Anten tipi: Düzlem dizisi anten
(7) Anten ışın açısı: ≤8°
(8) Güç kaynağı aralığı: DC 6~30V
(9) İletişim arayüzü: RS-485
(10) Çalışma sıcaklığı: -40℃~75℃
(11) Çalışma nemi: %95 RH (40℃ yoğuşma)
(12) Koruma derecesi: IP68
7.1.4. Uyarı Işığı
(1) Işık yoğunluğu (lx): ≥1000
(2) Renk: Kırmızı
(3) Işık kaynağı malzemesi: LED
7.1.5. Hoparlör
(1) Ses çıkış gücü: 2×50W
(2) Çıkış empedansı: 4 ohm
7.1.6. Ekran
(1) Panel boyutu: 440mm×800mm
(2) Ekran alanı: 304mm×304mm
(3) Panel altlığı: Alüminyum bazlı levha
(4) Film malzemesi: Sınıf III yansıtıcı film
(5) Panel kalınlığı: 3mm
(6) Genel kalınlık: <90mm
(7) Görüntü birimi: Kırmızı ışık yayan elemanlar, 64×64 matris, 600Hz yenileme hızı, sabit akım sürücüsü
(8) Kontrol kabini: Su geçirmez kontrol ünitesi entegre edilmiş panel
(9) İletişim arayüzü: RS485
Güç kaynağı aralığı: DC 9~18V
7.1.7. Kamera
Sensör tipi: 1/2.8-inç CMOS
Çözünürlük: 2MP
Maksimum çözünürlük: 1920×1080
Minimum aydınlatma: Renkli: 0.005 lüks/F1.6; S/B: 0.0005 lüks/F1.6; 0 Lüks (ek ışıkla)
Görüş alanı: Yatay: 58.0°~3.7°; Dikey: 33.5°~2.0°; Çapraz: 66.2°~4.0°
Optik yakınlaştırma: 23×; Dijital yakınlaştırma: 16×
Dönüş aralığı: Yatay: 0°~360° sürekli dönüş; Dikey: -15°~+90° sürekli izleme için otomatik çevirme (180°) ile
Video sıkıştırma standartları: Akıllı H.265; H.265; Akıllı H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG
(9) Uyumluluk standardı: GB/T 28181
(10) Arayüz türleri: RJ45, RS485
7.2. Bulut Alarm Cihazı
(1) Güç özellikleri: DC 5V/1A
(2) Güç arayüzü: Type-C
(3) Pil ömrü: Dahili yüksek performanslı pil, harici güç kesintisinden sonra >24 saat çalışır
(4) İletişim yöntemi: LoRaMesh ve 4G'yi destekler
(5) Anten tipi: Entegre çok modlu çok bantlı anten
(6) Uyarı ışığı spesifikasyonu: Yedi renkli halka uyarı ışığı, çap >100mm
(7) Cihaz boyutları: ≥120mm×120mm
(8) Hoparlör gücü: 3W
(9) Çalışma sıcaklığı: 0~45℃
(10) Depolama sıcaklığı: -20~60℃