מערכת ניטור אסונות והתרעה מוקדמת עם תחנת אזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית

קדם​

שיטפונות בזק הם אסונות טבע נפוצים באזורים הרריים של סין, המאופיינים בהתפרצות פתאומית שלהם, הרסנות גבוהה והתפתחות מהירה. שיטות ניטור מסורתיות והתרעה מוקדמת סובלות לרוב מבעיות כמו דיוק נמוך, זמן אספקה ​​לא מספיק וקושי בהשגת מידע. BGT Hydromet, הממנפת שנים של מומחיות טכנית, פיתחה באופן חדשני את 'תחנת הניטור והאזעקה האקוסטית-אופטית-אלקטרונית לשיטפונות בזק.' מערכת זו משלבת את האינטרנט של הדברים (IoT), מחשוב קצה וטכנולוגיות התראה מוקדמות חכמות כדי ליצור פתרון משולב ל'ניטור-אזהרה-תגובה' למניעת יכולות הצפה ביעילות.

1. סקירת מוצר

1.1 תרחישי יישום

שיטפונות בזק מכים במהירות וגורמים להרס מהיר. דפוסי השטח והגשם באגני הנהר ההרריים מביאים לעלייה משמעותית ופתאומית במפלסי המים, ומצמצמים באופן דרסטי את הזמן העומד לרשות התושבים להתפנות בבטחה. זה מציב אתגרים ניכרים למניעת שיטפונות והפחתה.

המערכת נפרסת בקו פרשת מים קטנים כדי לנטר ולהציג בזמן אמת את כמות הגשמים ואת מפלס המים בנהרות. הנתונים מועברים באופן אלחוטי למכשירי אזעקה מבוססי ענן. המערכת קובעת ישירות אזהרות מוקדמות ברמת המכשיר, וכאשר נתוני הניטור חורגים מערכי הסף, היא שולחת בו-זמנית מידע אזעקה לפלטפורמת הניטור וההתרעה המוקדמת ולאנשי בקרת הצפות רלוונטיים.

תחנת הניטור והאזעקה האקוסטית-אופטית-אלקטרונית יכולה ליצור קשרים בין שני מכשירים או יותר באמצעות אינטראקציות של IoT או פלטפורמת תוכנה. כאשר התקן במעלה הזרם מפעיל אזעקה, התקנים במורד הזרם מוציאים בו זמנית אזעקות מתואמות.

תחנת אזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית	מכשיר אזעקה בענן

1.2 ארכיטקטורת מערכת

המערכת מאמצת ארכיטקטורה שיתופית של 'terminal-edge-cloud', המאפשרת התרעה מוקדמת חכמה באמצעות איסוף נתונים, מחשוב קצה ותיאום ענן.

2. פתרון טכני

2.1 רכיבי מערכת

2.1.1 תחנת ניטור ואזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית

תכונות מפתח כוללות:

· איסוף נתונים מרובה מקורות: איסוף סימולטני של נתוני גשם וגובה מים, עם תמיכה בצילום תמונה ווידאו.

· אזהרה מוקדמת מבוססת קצה: דגמי אזהרה מוקדמת מובנים עם ממשקי פלט אודיו להנעה ישירה של סירנות אזעקה, תמיכה באזעקות קוליות ומהבהבות, והשבתה ידנית של אזעקות שווא.

· קישור חכם: תומך ביצירת קשרים בין מספר תחנות ניטור ואזעקה בתוך אותו פרשת מים להזעקה מתואמת.

· ניהול מרחוק: מאפשר ניטור נתוני המכשיר, בדיקות מצב, תצורת פרמטרים ושדרוגים מקוונים ללא התערבות ידנית.

2.1.2 מכשיר אזעקה בענן

תכונות מפתח כוללות:

· אזהרה מוקדמת מרובת מצבים: שלושה מצבי פעולה (הנחיה, תזכורת, התראה) עם אפקטים אקוסטיים וויזואליים אדפטיביים המבוססים על רמות סיכון.

· שיחות חכמים: דגמי שיחות חכמים רב-רמות מוטבעים התומכים בהפצת אזהרה מוקדמת ממוקדת רב-ערוצית באמצעות WeChat, SMS ושיחות טלפון.

· שירות ציבורי: מספק תזכורות לגשמים להנחות חיי היומיום וסידורי נסיעות.

· תגובת חירום: תומך באישור אזעקה בלחצן אחד ובמנגנוני ביטול אזעקות שווא.

2.2 מפרטים טכניים מרכזיים

2.2.1 תחנת ניטור ואזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית

· יחידת בקרה ראשית: טמפרטורת פעולה -10°C עד 55°C, MTBF ≥ 50,000 שעות.

· מד גשם של דלי מתהפך: רזולוציה 0.5 מ'מ, דיוק ≤ ±4%.

· חיישן מפלס מים ברדאר: טווח מדידה 0.1 עד 45 מ', דיוק ±3 מ'מ.

· תאורת אזעקה וסירנה: עוצמת אור ≥ 1000lx, הספק פלט שמע 2x50W.

2.2.2 מכשיר אזעקה בענן

· חיי סוללה: מעל 24 שעות פעולה לאחר הפסקת חשמל חיצונית.

· שיטות תקשורת: תומך ב-LoRaMesh ו-4G.

· מפרטי נורת אזעקה: נורת אזעקה צלצולית שבעה צבעים בקוטר > 100 מ'מ.

3. תוכנית פריסה

3.1 עקרונות התקנה

התקנות צריכות להתבסס על תוצאות הערכת סיכוני שיטפונות בכפרים מנהליים מרכזיים, תוך התמקדות בפערי מים קטנים. יש להציב תחנות באזורים במעלה הזרם של נהרות ונחלים בכפרים ובקהילות המאוימות על ידי שיטפונות, כולל:

· גדות נהר במעלה הזרם.

· אזורי בילוי על גדת הנהר.

· מדרונות במורד הזרם של מתקני אגירת מים וניקוז.

· נקודות מפגש של נחלים ראשיים ויובלים.

· גשר במעלה הנחלים המועדים לעומסים.

3.2 מפרטי התקנה

3.2.1 תחנת ניטור ואזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית

  

הדרישות כוללות:

· גובה מוט העולה על 3000 מ'מ, עשוי פלדה מגולוונת.

· מידות אוגן: 350 מ'מ x 350 מ'מ x 10 מ'מ.

· התנגדות הארקה ≤ 10Ω.

3.2.2 מכשיר אזעקה בענן

הדרישות כוללות:

· גובה אופטימלי לנראות ולשמיעה.

· אספקת חשמל מאובטחת וקישוריות רשת.

· הוראות שימוש שפורסמו בקרבת מקום עם הדרכת משתמשים.

4. מנגנון תפעולי

4.1 זרימת נתונים

המערכת משתמשת בתהליכי עבודה סטנדרטיים של איסוף, שידור ועיבוד נתונים כדי להבטיח הפצת מידע בזמן ומדויק.

4.2 מנגנון אזהרה מוקדמת

4.2.1 תזכורות יומיות

מספק תחזיות מזג אוויר, התראות סיכון מטאורולוגיות ותזכורות גשמים כדי לשפר את השירות היומיומי ולהבטיח תחזוקה של המכשיר.

4.2.2 חינוך למניעת אסונות

משמיע אודיו למניעת אסונות באמצעות מכשירי אזעקה בענן, מחנך את התושבים על זיהוי מפגעים ותגובת חירום בעונות שאינן שיטפונות.

4.2.3 אזהרות אסון קרוב

משתמש במודול שיחות קול אינטליגנטי המקושר למערכות למניעת הצפות מבוססות-קהילה, הכולל מנגנוני התראה רב-רמות. לאחר הפעלת התראות ברמה גבוהה, המערכת מודיעה מיד לפקידי בקרת שיטפונות מקומיים באמצעות הטלפון ושולחת התראות WeChat או SMS למנהיגי הכפר והקהילה לאישור לפני הפצת אזהרות לאוכלוסיות בסיכון.

4.3 פרוטוקול תקשורת

הפלטפורמה מבצעת בדיקות עצמיות של מכשירים לניטור מצב תפעולי, כאשר מסגרות תקשורת תואמות ל'פרוטוקול תקשורת נתונים הידרולוגיים' (SL651-2014).

5. הבטחת יישום

5.1 תהליך איתור באגים

איתור באגים לאחר ההתקנה מבטיח איסוף נתונים מדויק, קישוריות פלטפורמת ניהול מקוונת, הגדרות סף אזעקה נכונות, שיוך נכון של אנשי בקרת הצפה והעברת אזהרה מוקדמת ללא הפרעה.

5.2 רשימת תצורה

תחנת ניטור ואזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית מקומית (V2)

לֹא.	שם הציוד	יְחִידָה	כַּמוּת	מפרטים	מחיר יחידה (CNY)
1	מד גשם של דלי טיפה	מַעֲרֶכֶת	1		-
2	מד מפלס מים מכ'ם	מַעֲרֶכֶת	1		-
3	יחידת בקרה ראשית	מַעֲרֶכֶת	1		-
4	נורת אזהרה	לְחַבֵּר	1		-
5	רַמקוֹל	לְחַבֵּר	2	50W	-
6	מסך תצוגה	לְחַבֵּר	1		-
7	מצלמת PTZ (מצלמת כדור)	לְחַבֵּר	1		-
8	פאנל סולארי	לְחַבֵּר	1	18V/100W	-
9	סוֹלְלָה	לְחַבֵּר	1	12V/100Ah	-
10	ארון משולב	מַעֲרֶכֶת	1		-
11	בקר טעינה סולארית	לְחַבֵּר	1		-
12	מגן נחשולים	לְחַבֵּר	1		-
13	כרטיס סים נתונים	לְחַבֵּר	1	100GB/חודש, תוכנית לשלוש שנים	-
14	עמלת תקשורת	פָּרִיט	1		-
15	מוט ותושבת הרכבה	מַעֲרֶכֶת	1		-
16	תושבת וזרוע צולבת	מַעֲרֶכֶת	1		-
17	הארקה להגנה מפני ברקים	מַעֲרֶכֶת	1		-
18	עבודות אזרחיות והתקנה	מַעֲרֶכֶת	1

6. ערך יישום

מערכת זו משיגה:

1. מסירה ממוקדת מדויקת של מידע אזהרה מוקדמת.

2. הפנו הודעות פוש אזוריות למשקי בית.

3. יכולת הסתגלות משופרת של ציוד ניטור והתרעה מוקדמת.

4. שיפור המעשיות של מוצרי אזהרה מוקדמת.

מערכת ניטור האסון וההתרעה המוקדמת של פלאש נפרסו בהצלחה במספר אזורים, זהו המוצר שאנו משתמשים בו בתדירות הגבוהה ביותר בפרויקט הנוכחי שלנו. המערכת חיזקה באופן משמעותי את יכולות מניעת אסונות הצפה, מתן תמיכה טכנית חזקה להגנה על חיים ורכוש.

7. מפרט טכני של מכשיר ראשי

7.1. תחנת ניטור ואזעקה אקוסטית-אופטית-אלקטרונית מקומית

7.1.1. יחידת בקרה ראשית
(1) מתח הפעלה: DC 9~24V
(2) צריכת חשמל במצב המתנה: ≤10mA
(3) תואמת לפרוטוקול SL 651-2014 Hydrometeorological Data Communication Protocol
(4) טמפרטורת הפעלה: -10℃~55℃
(5) לחות עבודה בין (≤95%)
כשלים (MTBF): ≥50,000 שעות

7.1.2. מד גשם של דלי מתהפך
(1) קוטר כניסת אספן הגשם: Φ200+0.6 0 מ'מ
(2) זווית קצה אספן הגשם: 40°~45°
(3) עומק אספן הגשם: ≥100 מ'מ
(4) רזולוציה: 0.5 מ'מ (5
±4 %
) דיוק תיקון: ≤ (% )
(%) אובדן הרטבה: ≤15.7 גרם
(8) טווח מדידת עוצמת גשם: 0 מ'מ/דקה~4 מ'מ/דקה, עוצמת גשם מקסימלית מותרת: 8 מ'מ/דקה
(9) חומר צילינדר חיצוני: נירוסטה
(10) טמפרטורת עבודה: 0℃~55℃
(11) לחות הפעלה: ℃ ℃
(495) דרישות תהליך: ≤ 495 ℃ ודא שגשמים הנכנסים לאספן לא יתיזו החוצה, קצה האספן חייב להיות חד ובצורת להב, עשוי מחומר עמיד לדפורמציה בתהליך סיבוב.

7.1.3. מד מפלס מים של מכ'ם
(1) טווח מדידה: 0.1~45m
(2) תדר פעולה: 80GHz
(3) דיוק מדידה: ±3 מ'מ
(4) מצב פעולה: FMCW (גל מתמשך מודול בתדר)
(5) רזולוציה: 1 מ'מ (טווח מלא)
(6) סוג אנטנה אנטנה:
זווית אנטנה פלנרית: ≤8°
(8) טווח אספקת חשמל: DC 6~30V
(9) ממשק תקשורת: RS-485
(10) טמפרטורת הפעלה: -40℃~75℃
(11) לחות פעולה: 95% RH (עיבוי 40℃)
(12) דירוג הגנה: IP68

7.1.4. נורית אזהרה
(1) עוצמת אור (lx): ≥1000
(2) צבע: אדום
(3) חומר מקור אור: LED

7.1.5. רמקול
(1) הספק פלט אודיו: 2×50W
(2) עכבת יציאה: 4 אוהם

7.1.6. מסך תצוגה
(1) גודל פנל: 440 מ'מ × 800 מ'מ
(2) שטח תצוגה: 304 מ'מ × 304 מ'מ
(3) מצע פאנל: לוח מבוסס אלומיניום
(4) חומר סרט: סרט רפלקטיבי Class III
(5) עובי פנל: 3 מ'מ
(6) עובי כולל: <90 מ'מ
(7) יחידת תצוגה: אלמנטים פולטי אור אדום, 4×0 6 אלמנטים פולטי אור אדום, 6x04 אלמנטים refresh, 6x04. כונן זרם קבוע
(8) ארון בקרה: פאנל משולב עם יחידת בקרה עמידה למים
(9) ממשק תקשורת: RS485
(10) טווח אספקת חשמל: DC 9~18V

7.1.7. מצלמה
(1) סוג חיישן: CMOS 1/2.8 אינץ'
(2) רזולוציה: 2MP
(3) רזולוציה מקסימלית: 1920×1080
(4) תאורה מינימלית: צבע: 0.005lux/F1.6; B/W: 0.0005lux/F1.6; 0Lux (עם אור משלים)
(5) שדה ראייה: אופקי: 58.0°~3.7°; אנכי: 33.5°~2.0°; אלכסון: 66.2°~4.0°
(6) זום אופטי: 23×; זום דיגיטלי: 16×
(7) טווח סיבוב: אופקי: 0°~360° סיבוב רציף; אנכי: -15°~+90° עם היפוך אוטומטי (180°) לניטור רציף
(8) תקני דחיסת וידאו: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG
(9) תקן תאימות: GB/T 28181
(10) סוגי ממשקים: RJ45, RS485

7.2. התקן אזעקה בענן
(1) מפרט מתח: DC 5V/1A
(2) ממשק מתח: Type-C
(3) חיי סוללה: סוללה מובנית בעלת ביצועים גבוהים, פועלת במשך >24 שעות לאחר הפסקת חשמל חיצונית
(4) שיטת תקשורת: תומך ב-LoRaMesh ו-4G
(5) סוג אנטנה: משולבת רב-מצבים משולבת
: אנטנת צלצול צבעוני קוטר אזהרה ספציפית (6 צלצולים) >100 מ'מ
(7) מידות מכשיר: ≥120 מ'מ×120 מ'מ
(8) הספק רמקול: 3W
(9) טמפרטורת הפעלה: 0~45℃
(10) טמפרטורת אחסון: -20~60℃