Hệ thống giám sát và cảnh báo sớm thảm họa lũ quét với trạm báo động âm thanh-quang-điện

Lời nói đầu

Lũ quét là thiên tai phổ biến ở các vùng núi Trung Quốc, đặc trưng bởi sự xuất hiện đột ngột, sức tàn phá cao và diễn biến nhanh chóng. Các phương pháp giám sát và cảnh báo sớm truyền thống thường gặp phải các vấn đề như độ chính xác thấp, thời gian cảnh báo không đủ và khó khăn trong việc thu thập thông tin. BGT Hydromet, với nhiều năm kinh nghiệm kỹ thuật, đã sáng tạo phát triển "Trạm Giám sát và Báo động Âm thanh-Quang-Điện cho Lũ Quét". Hệ thống này tích hợp Internet Vạn Vật (IoT), điện toán biên và các công nghệ cảnh báo sớm thông minh để tạo ra một giải pháp tích hợp cho "giám sát-cảnh báo-ứng phó", nâng cao hiệu quả khả năng phòng chống thiên tai lũ quét.

1. Tổng quan sản phẩm

1.1 Kịch bản ứng dụng

Lũ quét ập đến nhanh chóng và gây tàn phá tức thời. Địa hình và mô hình mưa ở các lưu vực sông miền núi dẫn đến sự gia tăng đáng kể và đột ngột về mực nước, làm giảm đáng kể thời gian để người dân sơ tán an toàn. Điều này đặt ra những thách thức đáng kể cho công tác phòng chống và giảm thiểu lũ quét.

Hệ thống được triển khai tại các lưu vực sông nhỏ để giám sát và hiển thị lượng mưa và mực nước sông theo thời gian thực. Dữ liệu được truyền không dây đến các thiết bị cảnh báo dựa trên đám mây. Hệ thống trực tiếp xác định cảnh báo sớm ở cấp độ thiết bị, và khi dữ liệu giám sát vượt quá các giá trị ngưỡng, nó đồng thời gửi thông tin cảnh báo đến nền tảng giám sát và cảnh báo sớm cũng như nhân viên kiểm soát lũ lụt có liên quan.

Trạm Giám sát và Cảnh báo Âm thanh-Quang-Điện có thể thiết lập liên kết giữa hai hoặc nhiều thiết bị thông qua tương tác IoT hoặc nền tảng phần mềm. Khi một thiết bị ở thượng nguồn kích hoạt cảnh báo, các thiết bị ở hạ nguồn sẽ đồng thời đưa ra cảnh báo phối hợp.


Trạm Cảnh báo Âm thanh-Quang-Điện	Thiết bị Cảnh báo Đám mây

1.2 Kiến trúc Hệ thống

Hệ thống áp dụng kiến trúc cộng tác "thiết bị đầu cuối - biên - đám mây", cho phép cảnh báo sớm thông minh thông qua thu thập dữ liệu, tính toán biên và phối hợp đám mây.

2. Giải pháp kỹ thuật

2.1 Thành phần hệ thống

2.1.1 Trạm Giám sát và Cảnh báo Âm thanh-Quang học-Điện tử

Các tính năng chính bao gồm:

· Thu thập dữ liệu đa nguồn: Thu thập đồng thời dữ liệu mưa và mực nước, hỗ trợ chụp ảnh và quay video.

· Cảnh báo sớm dựa trên biên: Tích hợp các mô hình cảnh báo sớm tại biên với giao diện đầu ra âm thanh để điều khiển trực tiếp còi báo động, hỗ trợ cảnh báo bằng giọng nói và đèn nhấp nháy, cũng như vô hiệu hóa thủ công các cảnh báo sai.

· Liên kết thông minh: Hỗ trợ thiết lập mối liên kết giữa nhiều trạm giám sát và cảnh báo trong cùng một lưu vực để phối hợp cảnh báo.

· Quản lý từ xa: Cho phép giám sát dữ liệu thiết bị, kiểm tra trạng thái, cấu hình tham số và nâng cấp trực tuyến mà không cần can thiệp thủ công.

2.1.2 Thiết bị Cảnh báo Đám mây

Các tính năng chính bao gồm:

· Cảnh báo sớm đa chế độ: Ba chế độ hoạt động (nhắc nhở, cảnh báo, báo động) với hiệu ứng âm thanh và hình ảnh thích ứng dựa trên mức độ rủi ro.

· Gọi thông minh: Tích hợp các mô hình gọi thông minh đa cấp hỗ trợ truyền bá cảnh báo sớm có mục tiêu đa kênh qua WeChat, SMS và cuộc gọi điện thoại.

· Dịch vụ công cộng: Cung cấp lời nhắc về lượng mưa để hướng dẫn các hoạt động sinh hoạt và du lịch hàng ngày.

· Ứng phó khẩn cấp: Hỗ trợ cơ chế xác nhận báo động bằng một nút bấm và hủy báo động giả.

2.2 Thông số Kỹ thuật Chính

2.2.1 Trạm Giám sát và Cảnh báo Âm thanh-Quang-Điện tử

· Bộ Điều khiển Chính: Nhiệt độ hoạt động -10°C đến 55°C, MTBF ≥ 50.000 giờ.

· Vũ kế Gáo Đổ: Độ phân giải 0.5mm, độ chính xác ≤ ±4%.

· Cảm biến đo mực nước bằng radar: Dải đo 0.1 đến 45m, độ chính xác ±3mm.

· Đèn báo động và còi: Cường độ ánh sáng ≥ 1000lx, công suất âm thanh 2x50W.

2.2.2 Thiết bị báo động đám mây

· Thời lượng pin: Hơn 24 giờ hoạt động sau khi mất nguồn điện ngoài.

· Phương thức liên lạc: Hỗ trợ LoRaMesh và 4G.

· Thông số đèn báo động: Đèn báo động vòng bảy màu có đường kính > 100mm.

3. Kế hoạch triển khai

3.1 Nguyên tắc lắp đặt

Việc lắp đặt cần dựa trên kết quả đánh giá rủi ro lũ quét tại các thôn, bản trọng điểm, tập trung vào các lưu vực sông suối nhỏ. Các trạm quan trắc nên đặt ở khu vực thượng nguồn sông, suối trên địa bàn các thôn, bản có nguy cơ bị lũ quét, bao gồm:

· Bờ sông, suối thượng nguồn.

· Khu vực vui chơi giải trí ven sông, suối.

· Sườn dốc hạ lưu các công trình hồ chứa, tiêu thoát nước.

· Điểm hợp lưu của sông, suối chính và nhánh.

· Khu vực thượng lưu cầu dễ bị tắc nghẽn.

3.2 Quy cách lắp đặt

3.2.1 Trạm quan trắc và cảnh báo âm thanh - quang - điện tử

Yêu cầu bao gồm:

· Chiều cao cột vượt quá 3000mm, làm bằng thép mạ kẽm.

· Kích thước mặt bích: 350mm x 350mm x 10mm.

· Điện trở nối đất ≤ 10Ω.

3.2.2 Thiết bị Cảnh báo Mây

Các yêu cầu bao gồm:

· Chiều cao tối ưu để dễ nhìn và dễ nghe.

· Nguồn điện và kết nối mạng an toàn.

· Hướng dẫn sử dụng được dán gần đó cùng với đào tạo người dùng.

4. Cơ chế hoạt động

4.1 Luồng dữ liệu

Hệ thống sử dụng các quy trình thu thập, truyền và xử lý dữ liệu tiêu chuẩn hóa để đảm bảo thông tin được phổ biến kịp thời và chính xác.

4.2 Cơ chế cảnh báo sớm

4.2.1 Nhắc nhở hàng ngày

Cung cấp dự báo thời tiết, cảnh báo rủi ro khí tượng và nhắc nhở lượng mưa để nâng cao tiện ích hàng ngày và đảm bảo bảo trì thiết bị.

4.2.2 Giáo dục phòng chống thiên tai

Phát âm thanh phòng chống thiên tai qua các thiết bị báo động trên đám mây, giáo dục cư dân về nhận dạng mối nguy hiểm và ứng phó khẩn cấp trong mùa khô hạn.

4.2.3 Cảnh báo thiên tai sắp xảy ra

Sử dụng mô-đun gọi thoại thông minh được liên kết với hệ thống phòng chống lũ lụt dựa vào cộng đồng, với các cơ chế cảnh báo đa cấp. Khi kích hoạt cảnh báo cấp cao, hệ thống sẽ ngay lập tức thông báo cho cán bộ kiểm soát lũ lụt địa phương qua điện thoại và gửi cảnh báo qua WeChat hoặc SMS cho trưởng thôn và trưởng cộng đồng để xác nhận trước khi phổ biến cảnh báo đến các nhóm dân cư có nguy cơ.

4.3 Giao thức truyền thông

Nền tảng thực hiện kiểm tra thiết bị tự động để theo dõi trạng thái hoạt động, với các khung truyền thông tuân thủ "Giao thức truyền thông dữ liệu giám sát thủy văn" (SL651-2014).

5. Đảm bảo triển khai

5.1 Quy trình gỡ lỗi

Gỡ lỗi sau cài đặt đảm bảo thu thập dữ liệu chính xác, kết nối nền tảng quản lý trực tuyến, cài đặt ngưỡng cảnh báo đúng, liên kết đúng người phụ trách phòng chống lũ lụt và truyền cảnh báo sớm không bị cản trở.

5.2 Danh sách kiểm tra cấu hình

Trạm Giám sát và Báo động Âm thanh-Quang-Điện tử Cục bộ (V2)

Số TT	Tên thiết bị	Đơn vị	Số lượng	Thông số kỹ thuật	Đơn giá (CNY)
1	Cảm biến đo mưa dạng gáo lật	bộ	1		-
2	Máy đo mực nước bằng radar	bộ	1		-
3	Bộ điều khiển chính	set	1		-
4	Đèn cảnh báo	chiếc	1		-
5	Loa	cái	2	50W	-
6	Màn hình hiển thị	cái	1		-
7	Camera PTZ (Camera thân trụ)	cái	1		-
8	Tấm pin năng lượng mặt trời	cái	1	18V/100W	-
9	Pin	chiếc	1	12V/100Ah	-
10	Tủ tích hợp	bộ	1		-
11	Bộ điều khiển sạc năng lượng mặt trời	chiếc	1		-
12	Thiết bị chống sét lan truyền	chiếc	1		-
13	SIM Card dữ liệu	chiếc	1	100GB/tháng, gói 3 năm	-
14	Phí liên lạc	mục	1		-
15	Cột và Giá đỡ lắp đặt	bộ	1		-
16	Giá đỡ và Thanh ngang	bộ	1		-
17	Tiếp địa chống sét	bộ	1		-
18	Công trình dân dụng và Lắp đặt	bộ	1

6. Giá trị Ứng dụng

Hệ thống này đạt được:

1. Phân phối thông tin cảnh báo sớm chính xác, có mục tiêu.

2. Thông báo đẩy khu vực trực tiếp đến các hộ gia đình.

3. Nâng cao khả năng thích ứng của thiết bị giám sát và cảnh báo sớm.

4. Cải thiện tính thực tế của các sản phẩm cảnh báo sớm.

Hệ thống Giám sát và Cảnh báo sớm Thảm họa Lũ quét đã được triển khai thành công ở nhiều khu vực, đây là sản phẩm chúng tôi sử dụng thường xuyên nhất trong dự án hiện tại. Hệ thống đã tăng cường đáng kể khả năng phòng chống thảm họa lũ quét, cung cấp hỗ trợ kỹ thuật mạnh mẽ để bảo vệ tính mạng và tài sản.

7. Thông số Kỹ thuật Thiết bị Chính

7.1. Trạm Giám sát và Báo động Âm thanh-Quang-Điện tử Cục bộ

7.1.1. Bộ điều khiển chính

(1) Điện áp hoạt động: DC 9~24V

(2) Công suất tiêu thụ ở chế độ chờ: ≤10mA

(3) Tuân thủ Giao thức Truyền thông Dữ liệu Khí tượng Thủy văn SL 651-2014

(4) Nhiệt độ hoạt động: -10℃~55℃

(5) Độ ẩm hoạt động: ≤95% (40℃)

(6) Thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc (MTBF): ≥50.000 giờ

7.1.2. Cảm biến đo mưa dạng gáo lật

(1) Đường kính cửa thu nước mưa: Φ200+0.6 0mm

(2) Góc cạnh cửa thu nước mưa: 40°~45°

(3) Độ sâu thu thập mưa: ≥100mm

(4) Độ phân giải: 0.5mm

(5) Độ chính xác: ≤±4%

(6) Độ lặp lại: ≤1%

(7) Mất mát do ướt: ≤15.7g

(8) Phạm vi đo cường độ mưa: 0mm/phút~4mm/phút, cường độ mưa tối đa cho phép: 8mm/phút

(9) Vật liệu ống ngoài: Thép không gỉ

(10) Nhiệt độ hoạt động: 0℃~55℃

(11) Độ ẩm hoạt động: ≤95% RH (ngưng tụ 40℃)

(12) Yêu cầu quy trình: Để đảm bảo rằng lượng mưa vào bộ thu không bị văng ra ngoài, cạnh bộ thu phải sắc và hình lưỡi, làm từ vật liệu chống biến dạng qua quá trình tiện.

7.1.3. Đồng hồ đo mực nước radar

(1) Phạm vi đo: 0.1~45m

(2) Tần số hoạt động: 80GHz

(3) Độ chính xác đo: ±3mm

(4) Chế độ hoạt động: FMCW (Tần số điều chế sóng liên tục)

(5) Độ phân giải: 1mm (toàn dải)

(6) Loại anten: Anten mảng phẳng

(7) Góc chùm anten: ≤8°

(8) Dải nguồn cấp: DC 6~30V

(9) Giao diện truyền thông: RS-485

(10) Nhiệt độ hoạt động: -40℃~75℃

(11) Độ ẩm hoạt động: 95% RH (ngưng tụ ở 40℃)

(12) Cấp bảo vệ: IP68

7.1.4. Đèn cảnh báo

(1) Cường độ sáng (lx): ≥1000

(2) Màu sắc: Đỏ

(3) Vật liệu nguồn sáng: LED

7.1.5. Loa

(1) Công suất đầu ra âm thanh: 2×50W

(2) Trở kháng đầu ra: 4 ohms

7.1.6. Màn hình hiển thị

(1) Kích thước tấm: 440mm×800mm

(2) Diện tích hiển thị: 304mm×304mm

(3) Tấm nền: Tấm nền nhôm

(4) Vật liệu màng: Màng phản quang Cấp III

(5) Độ dày tấm: 3mm

(6) Độ dày tổng thể: <90mm

(7) Màn hình hiển thị: Các phần tử phát sáng đỏ, ma trận 64×64, tần số quét 600Hz, điều khiển dòng không đổi

(8) Tủ điều khiển: Bảng điều khiển tích hợp bộ điều khiển chống nước

(9) Giao diện truyền thông: RS485

(10) Dải nguồn: DC 9~18V

7.1.7. Camera

(1) Loại cảm biến: CMOS 1/2.8 inch

(2) Độ phân giải: 2MP

(3) Độ phân giải tối đa: 1920×1080

(4) Độ rọi tối thiểu: Màu: 0.005lux/F1.6; Trắng đen: 0.0005lux/F1.6; 0Lux (có đèn bổ sung)

(5) Trường nhìn: Ngang: 58.0°~3.7°; Dọc: 33.5°~2.0°; Chéo: 66.2°~4.0°

(6) Zoom quang: 23×; Zoom kỹ thuật số: 16×

(7) Phạm vi xoay: Ngang: xoay liên tục 0°~360°; Dọc: -15°~+90° với tự lật (180°) để giám sát liên tục

(8) Tiêu chuẩn nén video: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG

(9) Tiêu chuẩn tuân thủ: GB/T 28181

(10) Loại giao diện: RJ45, RS485

7.2. Thiết bị Báo động Đám mây

(1) Thông số nguồn: DC 5V/1A

(2) Giao diện nguồn: Type-C

(3) Thời lượng pin: Pin hiệu suất cao tích hợp, hoạt động >24h sau khi mất nguồn ngoài

(4) Phương thức liên lạc: Hỗ trợ LoRaMesh và 4G

(5) Loại ăng-ten: Ăng-ten đa chế độ đa băng tần tích hợp

(6) Thông số kỹ thuật đèn cảnh báo: Đèn cảnh báo vòng bảy màu, đường kính >100mm

(7) Kích thước thiết bị: ≥120mm×120mm

(8) Công suất loa: 3W

(9) Nhiệt độ hoạt động: 0~45℃

(10) Nhiệt độ bảo quản: -20~60℃

Công nghệ Thúc đẩy Thiên nhiên Dữ liệu Dẫn lối Tương lai

info@wfsmem.com

+86 18565278999

Giới thiệu về Công nghệ WFS

WFS Hydromet là nhà cung cấp công nghệ tiên phong, mang đến các giải pháp quản lý nước thông minh và nông nghiệp chính xác, giúp chính phủ, chính quyền địa phương và các doanh nghiệp nông nghiệp xây dựng các hệ sinh thái bền vững và có khả năng phục hồi. Bằng cách tích hợp các cảm biến IoT, phân tích dựa trên AI, hình ảnh vệ tinh và các nền tảng dựa trên đám mây, chúng tôi biến dữ liệu thô thành những hiểu biết có thể hành động cho cơ sở hạ tầng nước quan trọng và các hoạt động nông nghiệp.

Để lại thông tin của bạn và
chúng tôi sẽ liên hệ với bạn.

Wechat