سیستم مانیتورینگ بلایای سیل ناگهانی و هشدار اولیه با ایستگاه هشدار صوتی-اپتیکال-الکترونیکی

Pr eface

سیل‌های ناگهانی بلایای طبیعی رایج در مناطق کوهستانی چین هستند که با شروع ناگهانی، تخریب زیاد و توسعه سریع مشخص می‌شوند. روش‌های نظارت سنتی و هشدار اولیه اغلب از مسائلی مانند دقت کم، زمان ناکافی و مشکل در به دست آوردن اطلاعات رنج می‌برند. BGT Hydromet با بهره‌گیری از سال‌ها تخصص فنی، «ایستگاه پایش الکترونیکی صوتی-اپتیکال و زنگ هشدار سیل‌های ناگهانی» را به‌طور نوآورانه توسعه داده است. این سیستم اینترنت اشیاء (IoT)، محاسبات لبه‌ای، و فناوری‌های هشدار اولیه هوشمند را برای ایجاد راه‌حلی یکپارچه برای «نظارت-مقابله-بررسی-جنگ» یکپارچه می‌کند. پیشگیری از بلایای ناگهانی سیل

1. بررسی اجمالی محصول

1.1 سناریوهای کاربردی

سیل های ناگهانی به سرعت وارد می شوند و باعث ویرانی سریع می شوند. زمین و الگوهای بارندگی در حوضه های رودخانه های کوهستانی منجر به افزایش قابل توجه و ناگهانی سطح آب می شود و زمان در دسترس ساکنان برای تخلیه ایمن را به شدت کاهش می دهد. این امر چالش های قابل توجهی را برای پیشگیری و کاهش سیل ناگهانی ایجاد می کند.

این سیستم در حوضه های آبریز کوچک مستقر شده است تا میزان بارندگی و سطح آب رودخانه ها را در زمان واقعی نظارت و نمایش دهد. داده ها به صورت بی سیم به دستگاه های هشدار مبتنی بر ابر منتقل می شوند. این سیستم به طور مستقیم هشدارهای اولیه را در سطح دستگاه تعیین می کند و زمانی که داده های پایش از مقادیر آستانه فراتر رود، به طور همزمان اطلاعات هشدار را به پلت فرم نظارت و هشدار اولیه و پرسنل کنترل سیل مربوطه ارسال می کند.

ایستگاه مانیتورینگ و هشدار الکترونیکی آکوستیک-اپتیکال-الکترونیک می‌تواند ارتباط بین دو یا چند دستگاه را از طریق تعاملات پلتفرم اینترنت اشیا یا نرم‌افزار برقرار کند. هنگامی که یک دستگاه بالادست زنگ هشدار را راه اندازی می کند، دستگاه های پایین دست به طور همزمان آلارم های هماهنگ صادر می کنند.

ایستگاه هشدار صوتی - نوری - الکترونیکی	دستگاه هشدار ابری

1.2 معماری سیستم

این سیستم از معماری مشترک 'ترمینال-لبه-ابر' استفاده می کند که هشدار اولیه هوشمند را از طریق جمع آوری داده ها، محاسبات لبه و هماهنگی ابری ممکن می سازد.

2. راه حل فنی

2.1 اجزای سیستم

2.1.1 ایستگاه مانیتورینگ و زنگ هشدار صوتی - نوری - الکترونیکی

ویژگی های کلیدی عبارتند از:

· جمع آوری داده های چند منبع: جمع آوری همزمان داده های بارندگی و سطح آب، با پشتیبانی از ضبط تصویر و فیلم.

· هشدار زودهنگام مبتنی بر لبه: مدل های هشدار اولیه لبه داخلی با رابط های خروجی صوتی برای هدایت مستقیم آژیرهای هشدار، پشتیبانی از هشدارهای صوتی و چشمک زن، و غیرفعال کردن دستی هشدارهای اشتباه.

· پیوند هوشمند: از ایجاد ارتباط بین ایستگاه های نظارت و هشدار چندگانه در یک حوزه آبخیز برای هشدار هماهنگ پشتیبانی می کند.

· مدیریت از راه دور: نظارت بر داده های دستگاه، بررسی وضعیت، پیکربندی پارامترها و ارتقاء آنلاین را بدون دخالت دستی فعال می کند.

2.1.2 دستگاه هشدار ابری

ویژگی های کلیدی عبارتند از:

· هشدار اولیه چند حالته: سه حالت عملیاتی (اعلان، یادآوری، هشدار) با جلوه های صوتی و بصری تطبیقی ​​بر اساس سطوح خطر.

· تماس هوشمند: مدل های تماس هوشمند چند سطحی تعبیه شده که از انتشار هشدار اولیه هدفمند چند کانالی از طریق وی چت، پیامک و تماس های تلفنی پشتیبانی می کند.

· خدمات عمومی: یادآوری های بارندگی را برای راهنمایی زندگی روزمره و ترتیبات سفر ارائه می دهد.

· پاسخ اضطراری: از مکانیسم های تایید زنگ یک دکمه و لغو هشدار نادرست پشتیبانی می کند.

2.2 مشخصات فنی کلیدی

2.2.1 ایستگاه مانیتورینگ و زنگ هشدار صوتی - نوری - الکترونیکی

· واحد کنترل اصلی: دمای عملیاتی -10 درجه سانتیگراد تا 55 درجه سانتیگراد، MTBF ≥ 50000 ساعت.

· سطل نوک باران سنج: وضوح 0.5 میلی متر، دقت ≤ ± 4%.

· سنسور سطح آب رادار: محدوده اندازه گیری 0.1 تا 45 متر، دقت ± 3 میلی متر.

· چراغ هشدار و آژیر: شدت نور ≥ 1000lx، قدرت خروجی صدا 2x50W.

2.2.2 دستگاه هشدار ابری

· عمر باتری: بیش از 24 ساعت کارکرد پس از قطع برق خارجی.

· روش های ارتباطی: پشتیبانی از LoRaMesh و 4G.

· مشخصات چراغ هشدار: چراغ زنگ زنگ هفت رنگ با قطر > 100 میلی متر.

3. طرح استقرار

3.1 اصول نصب

تاسیسات باید بر اساس نتایج ارزیابی خطر سیل ناگهانی در روستاهای کلیدی اداری، با تمرکز بر حوزه های آبخیز کوچک باشد. ایستگاه‌ها باید در نواحی بالادست رودخانه‌ها و نهرها در روستاها و جوامعی که در معرض خطر سیل هستند، از جمله:

· سواحل رودخانه های بالادست.

· مناطق تفریحی حاشیه رودخانه.

· دامنه های پایین دست تأسیسات ذخیره و زهکشی آب.

· نقاط تلاقی نهرهای اصلی و فرعی.

· پل های بالادست مستعد ازدحام.

3.2 مشخصات نصب

3.2.1 ایستگاه مانیتورینگ و زنگ هشدار صوتی - نوری - الکترونیکی

  

الزامات عبارتند از:

· ارتفاع تیر بیش از 3000 میلی متر، ساخته شده از فولاد گالوانیزه.

· ابعاد فلنج: 350mm x 350mm x 10mm.

· مقاومت زمین ≤ 10Ω.

3.2.2 دستگاه هشدار ابری

الزامات عبارتند از:

· ارتفاع بهینه برای دید و شنیدن.

· منبع تغذیه ایمن و اتصال به شبکه.

· دستورالعمل استفاده ارسال شده در نزدیکی با آموزش کاربر.

4. مکانیزم عملیاتی

4.1 جریان داده

این سیستم از گردآوری، انتقال و پردازش داده های استاندارد شده برای اطمینان از انتشار به موقع و دقیق اطلاعات استفاده می کند.

4.2 مکانیسم هشدار اولیه

4.2.1 یادآوری های روزانه

پیش بینی های آب و هوا، هشدارهای مربوط به خطرات هواشناسی، و یادآوری های بارندگی را برای افزایش کاربرد روزانه و اطمینان از تعمیر و نگهداری دستگاه ارائه می دهد.

4.2.2 آموزش پیشگیری از بلایا

صدای پیشگیری از بلایا را از طریق دستگاه‌های هشدار ابر پخش می‌کند و به ساکنان در مورد شناسایی خطر و واکنش اضطراری در فصول غیرسیلابی آموزش می‌دهد.

4.2.3 هشدارهای بلایای قریب الوقوع

از یک ماژول تماس صوتی هوشمند مرتبط با سیستم‌های پیشگیری از سیل مبتنی بر جامعه، که دارای مکانیسم‌های هشدار چند سطحی است، استفاده می‌کند. به محض ایجاد هشدارهای سطح بالا، این سیستم بلافاصله از طریق تلفن به مقامات محلی کنترل سیل اطلاع می‌دهد و قبل از انتشار هشدار به جمعیت‌های در معرض خطر، هشدارهای ویچت یا پیامک را برای تأیید به رهبران روستا و جامعه ارسال می‌کند.

4.3 پروتکل ارتباطی

این پلتفرم برای نظارت بر وضعیت عملیاتی، با چارچوب‌های ارتباطی که به «پروتکل ارتباطی داده‌های مانیتورینگ هیدرولوژیکی» (SL651-2014) پایبند هستند، خودآزمایی‌های دستگاه را انجام می‌دهد.

5. تضمین اجرا

5.1 فرآیند اشکال زدایی

اشکال زدایی پس از نصب، جمع آوری دقیق داده ها، اتصال پلت فرم مدیریت آنلاین، تنظیمات آستانه هشدار صحیح، ارتباط مناسب پرسنل کنترل سیل، و ارسال هشدار اولیه بدون مانع را تضمین می کند.

5.2 چک لیست پیکربندی

ایستگاه مانیتورینگ و هشدار الکترونیکی صوتی-اپتیکی-الکترونیکی محلی (V2)

خیر	نام تجهیزات	واحد	مقدار	مشخصات	قیمت واحد (CNY)
1	سطل انقباض باران سنج	مجموعه	1		-
2	متر سطح آب رادار	مجموعه	1		-
3	واحد کنترل اصلی	مجموعه	1		-
4	چراغ هشدار	قطعه	1		-
5	بلندگو	قطعه	2	50 وات	-
6	صفحه نمایش	قطعه	1		-
7	دوربین PTZ (دوربین توپ)	قطعه	1		-
8	پنل خورشیدی	قطعه	1	18 ولت / 100 وات	-
9	باتری	قطعه	1	12V/100Ah	-
10	کابینه یکپارچه	مجموعه	1		-
11	کنترلر شارژ خورشیدی	قطعه	1		-
12	محافظ برق	قطعه	1		-
13	سیم کارت دیتا	قطعه	1	100 گیگابایت در ماه، برنامه 3 ساله	-
14	هزینه ارتباط	مورد	1		-
15	پایه و پایه نصب	مجموعه	1		-
16	براکت و بازوی ضربدری	مجموعه	1		-
17	زمین حفاظت در برابر صاعقه	مجموعه	1		-
18	عملیات عمرانی و نصب	مجموعه	1

6. ارزش کاربردی

این سیستم به موارد زیر دست می یابد:

1. تحویل دقیق و هدفمند اطلاعات هشدار اولیه.

2. اعلان‌های فشار منطقه‌ای مستقیم به خانواده‌ها.

3. سازگاری پیشرفته تجهیزات نظارت و هشدار اولیه.

4. بهبود عملی محصولات هشدار دهنده اولیه.

سیستم نظارت بر بلایای سیل فلش و هشدار اولیه با موفقیت در چندین منطقه مستقر شده است، این محصولی است که ما اغلب در پروژه فعلی خود از آن استفاده می کنیم. این سیستم به طور قابل توجهی قابلیت های پیشگیری از بلایای سیل ناگهانی را تقویت کرده است و پشتیبانی فنی قوی برای محافظت از جان و مال ارائه می دهد.

7. مشخصات فنی دستگاه اصلی

7.1. ایستگاه مانیتورینگ و آلارم صوتی - نوری - الکترونیکی محلی

7.1.1. واحد کنترل اصلی
(1) ولتاژ عملیاتی: DC 9~24V
(2) مصرف انرژی در حالت آماده به کار: ≤10mA
(3) مطابق با SL 651-2014 پروتکل ارتباطی داده های هواشناسی
(4) دمای عملیاتی: -10℃~55℃
(5: ℃%) رطوبت (5: ℃%)
(6) میانگین زمان بین شکست ها (MTBF): ≥50000 ساعت

7.1.2. سطل نوک باران سنج
(1) قطر ورودی کلکتور باران: Φ200+0.6 0mm
(2) زاویه لبه جمع کننده باران: 40°~45°
(3) عمق جمع کننده باران: ≥100mm
(4) وضوح: 0.5mm (5
±4 %
) دقت: ≤7
خیس شدن ≤15.7 گرم (
8) محدوده اندازه گیری شدت بارندگی: 0mm/min~4mm/min، حداکثر شدت بارندگی مجاز: 8mm/min
(9) جنس سیلندر بیرونی: فولاد ضد زنگ
(10) دمای عملیاتی: 0℃~55℃
(11) رطوبت عملیاتی 49℃% (
12) الزامات فرآیند: برای اطمینان از اینکه بارندگی وارد شده به کلکتور خارج نمی شود، لبه جمع کننده باید تیز و تیغه ای شکل باشد که از مواد مقاوم در برابر تغییر شکل از طریق فرآیند چرخش ساخته شده باشد.

7.1.3. متر سطح آب رادار
(1) محدوده اندازه‌گیری: 0.1 ~ 45 متر
(2) فرکانس عملیاتی: 80 گیگاهرتز
(3) دقت اندازه‌گیری: ± 3 میلی‌متر
(4) حالت عملیاتی: FMCW (موج پیوسته مدوله‌شده با فرکانس)
(5) وضوح: 1 میلی‌متر (محدوده کامل
Antennaray) (6
) زاویه: ≤8 درجه
(8) محدوده منبع تغذیه: DC 6~30V
(9) رابط ارتباطی: RS-485
(10) دمای کار: -40℃~75℃
(11) رطوبت عملیاتی: 95% RH (40℃ متراکم)
(12) درجه حفاظت: IP6

7.1.4. نور هشدار
(1) شدت نور (lx): ≥1000
(2) رنگ: قرمز
(3) مواد منبع نور: LED

7.1.5. بلندگو
(1) قدرت خروجی صدا: 2×50 وات
(2) امپدانس خروجی: 4 اهم

7.1.6. صفحه نمایش
(1) اندازه پانل: 440 میلی‌متر × 800 میلی‌متر
(2) مساحت نمایش: 304 میلی‌متر× 304 میلی‌متر
(3) بستر پانل: تخته‌های آلومینیومی
(4) جنس فیلم: فیلم بازتابنده کلاس III
(5) ضخامت پانل: 3 میلی‌متر
(6) ضخامت کلی: <90 میلی‌متر
(7) واحد نمایشگر حداکثر 4 600 هرتز، درایو جریان ثابت
(8) کابینه کنترل: پانل یکپارچه با واحد کنترل ضد آب
(9) رابط ارتباطی: RS485
(10) محدوده منبع تغذیه: DC 9~18V

7.1.7. دوربین
(1) نوع سنسور: 1/2.8 اینچ CMOS
(2) وضوح: 2 مگاپیکسل
(3) حداکثر وضوح: 1920×1080
(4) حداقل روشنایی: رنگ: 0.005lux/F1.6; B/W: 0.0005lux/F1.6; 0Lux (با نور اضافی)
(5) میدان دید: افقی: 58.0°~3.7°; عمودی: 33.5°~2.0°; مورب: 66.2°~4.0°
(6) زوم اپتیکال: 23×; زوم دیجیتال: 16×
(7) محدوده چرخش: افقی: چرخش مداوم 0°~360°; عمودی: -15°~+90° با چرخش خودکار (180°) برای نظارت مداوم
(8) استانداردهای فشرده سازی ویدئو: Smart H.265; H.265; اسمارت H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG
(9) استاندارد انطباق: GB/T 28181
(10) انواع رابط: RJ45، RS485

7.2. دستگاه هشدار ابری
(1) مشخصات برق: DC 5V/1A
(2) رابط برق: نوع C
(3) عمر باتری: باتری داخلی با کارایی بالا، بیش از 24 ساعت پس از قطع برق خارجی کار می‌کند
(4) روش ارتباطی: پشتیبانی از LoRaMesh و 4G
(5) نوع آنتن: یکپارچه باند چند رنگ یا چند حالت نوری
خاص چراغ هشدار حلقه، قطر > 100mm
(7) ابعاد دستگاه: ≥120mm×120mm
(8) قدرت بلندگو: 3W
(9) دمای عملیاتی: 0~45℃
(10) دمای ذخیره سازی: -20~60℃