Pemantauan Bencana Banjir Kilat Dan Sistem Amaran Awal dengan Stesen Penggera Akustik-Optik-Elektronik

Pr eface

Banjir kilat adalah bencana alam yang biasa berlaku di kawasan pergunungan China, dicirikan oleh serangan mendadak, kemusnahan yang tinggi, dan pembangunan pesat. Kaedah pemantauan tradisional dan amaran awal sering mengalami masalah seperti ketepatan yang rendah, masa pendahuluan yang tidak mencukupi dan kesukaran mendapatkan maklumat. BGT Hydromet memanfaatkan kepakaran teknikal selama bertahun-tahun, telah membangunkan secara inovatif 'Pemantauan Akustik-Optik-Elektronik dan Stesen Penggera untuk Banjir Kilat.' Sistem ini menyepadukan Internet Perkara (IoT), pengkomputeran tepi dan teknologi amaran awal pintar untuk mencipta penyelesaian bersepadu untuk 'pemantauan' amaran banjir yang tidak dapat bertindak balas dengan berkesan pencegahan.

1. Gambaran Keseluruhan Produk

1.1 Senario Aplikasi

Banjir kilat melanda dengan pantas dan menyebabkan kemusnahan pantas. Bentuk muka bumi dan corak hujan di lembangan sungai bergunung-ganang membawa kepada peningkatan paras air yang ketara dan mendadak, secara drastik mengurangkan masa yang ada untuk penduduk berpindah dengan selamat. Ini menimbulkan cabaran besar untuk pencegahan dan mitigasi banjir kilat.

Sistem ini digunakan di kawasan tadahan air kecil untuk memantau dan memaparkan hujan masa nyata dan paras air sungai. Data dihantar secara wayarles ke peranti penggera berasaskan awan. Sistem secara langsung menentukan amaran awal pada peringkat peranti, dan apabila data pemantauan melebihi nilai ambang, ia secara serentak menghantar maklumat penggera kepada platform pemantauan dan amaran awal serta kakitangan kawalan banjir yang berkaitan.

Stesen Pemantauan dan Penggera Acoustic-Optical-Electronic boleh mewujudkan perkaitan antara dua atau lebih peranti melalui IoT atau interaksi platform perisian. Apabila peranti huluan mencetuskan penggera, peranti hiliran secara serentak mengeluarkan penggera yang diselaraskan.

Stesen Penggera Akustik-Optik-Elektronik	Peranti Penggera Awan

1.2 Seni Bina Sistem

Sistem ini menggunakan seni bina kolaboratif 'terminal-edge-cloud', yang membolehkan amaran awal pintar melalui pengumpulan data, pengkomputeran tepi dan penyelarasan awan.

2. Penyelesaian Teknikal

2.1 Komponen Sistem

2.1.1 Pemantauan Akustik-Optik-Elektronik dan Stesen Penggera

Ciri-ciri utama termasuk:

· Pengumpulan data berbilang sumber: Pengumpulan serentak data hujan dan paras air, dengan sokongan untuk menangkap imej dan video.

· Amaran awal berasaskan tepi: Model amaran awal tepi terbina dalam dengan antara muka output audio untuk memacu terus siren penggera, menyokong suara dan penggera berkelip, dan melumpuhkan penggera palsu secara manual.

· Rangkaian pintar: Menyokong mewujudkan persatuan antara berbilang stesen pemantauan dan penggera dalam kawasan tadahan yang sama untuk membimbangkan yang diselaraskan.

· Pengurusan jauh: Mendayakan pemantauan data peranti, semakan status, konfigurasi parameter dan peningkatan dalam talian tanpa campur tangan manual.

2.1.2 Peranti Penggera Awan

Ciri-ciri utama termasuk:

· Amaran awal berbilang mod: Tiga mod operasi (segera, peringatan, amaran) dengan kesan akustik dan visual penyesuaian berdasarkan tahap risiko.

· Panggilan pintar: Model panggilan pintar berbilang peringkat terbenam yang menyokong penyebaran amaran awal disasarkan berbilang saluran melalui WeChat, SMS dan panggilan telefon.

· Perkhidmatan awam: Menyediakan peringatan hujan untuk membimbing kehidupan harian dan pengaturan perjalanan.

· Tindak balas kecemasan: Menyokong pengesahan penggera satu butang dan mekanisme pembatalan penggera palsu.

2.2 Spesifikasi Teknikal Utama

2.2.1 Pemantauan Akustik-Optik-Elektronik dan Stesen Penggera

· Unit Kawalan Utama: Suhu operasi -10°C hingga 55°C, MTBF ≥ 50,000 jam.

· Tolok Hujan Baldi Tipping: Resolusi 0.5mm, ketepatan ≤ ±4%.

· Penderia Aras Air Radar: Julat ukuran 0.1 hingga 45m, ketepatan ±3mm.

· Lampu Penggera dan Siren: Keamatan cahaya ≥ 1000lx, kuasa output audio 2x50W.

2.2.2 Peranti Penggera Awan

· Hayat bateri: Lebih 24 jam operasi selepas kehilangan kuasa luaran.

· Kaedah komunikasi: Menyokong LoRaMesh dan 4G.

· Spesifikasi lampu penggera: Lampu penggera cincin tujuh warna dengan diameter > 100mm.

3. Pelan Kerahan

3.1 Prinsip Pemasangan

Pemasangan hendaklah berdasarkan keputusan penilaian risiko banjir kilat di kampung pentadbiran utama, memfokuskan kepada tadahan air kecil. Stesen hendaklah diletakkan di kawasan hulu sungai dan sungai di kampung dan komuniti yang diancam banjir kilat, termasuk:

· Tebing sungai di hulu.

· Kawasan rekreasi tebing sungai.

· Lereng hilir tempat simpanan air dan kemudahan saliran.

· Titik pertemuan sungai utama dan anak sungai.

· Jambatan hulu sungai terdedah kepada kesesakan.

3.2 Spesifikasi Pemasangan

3.2.1 Pemantauan Akustik-Optik-Elektronik dan Stesen Penggera

  

Keperluan termasuk:

· Ketinggian tiang melebihi 3000mm, diperbuat daripada keluli tergalvani.

· Dimensi bebibir: 350mm x 350mm x 10mm.

· Rintangan pembumian ≤ 10Ω.

3.2.2 Peranti Penggera Awan

Keperluan termasuk:

· Ketinggian optimum untuk keterlihatan dan kebolehdengaran.

· Bekalan kuasa selamat dan sambungan rangkaian.

· Arahan penggunaan disiarkan berdekatan dengan latihan pengguna.

4. Mekanisme Operasi

4.1 Aliran Data

Sistem ini menggunakan pengumpulan data, penghantaran dan aliran kerja pemprosesan yang standard untuk memastikan penyebaran maklumat yang tepat pada masanya dan tepat.

4.2 Mekanisme Amaran Awal

4.2.1 Peringatan Harian

Menyediakan ramalan cuaca, amaran risiko meteorologi dan peringatan hujan untuk meningkatkan utiliti harian dan memastikan penyelenggaraan peranti.

4.2.2 Pendidikan Pencegahan Bencana

Memainkan audio pencegahan bencana melalui peranti penggera awan, mendidik penduduk tentang pengenalpastian bahaya dan tindak balas kecemasan semasa musim bukan banjir.

4.2.3 Amaran Bencana Akan Datang

Menggunakan modul panggilan suara pintar yang dipautkan kepada sistem pencegahan banjir berasaskan komuniti, yang menampilkan mekanisme amaran berbilang peringkat. Setelah mencetuskan amaran peringkat tinggi, sistem segera memberitahu pegawai kawalan banjir tempatan melalui telefon dan menghantar WeChat atau makluman SMS kepada ketua kampung dan masyarakat untuk pengesahan sebelum menyebarkan amaran kepada penduduk berisiko.

4.3 Protokol Komunikasi

Platform ini melakukan semakan sendiri peranti untuk memantau status operasi, dengan bingkai komunikasi mematuhi 'Protokol Komunikasi Data Pemantauan Hidrologi' (SL651-2014).

5. Jaminan Pelaksanaan

5.1 Proses Nyahpepijat

Penyahpepijatan selepas pemasangan memastikan pengumpulan data yang tepat, ketersambungan platform pengurusan dalam talian, tetapan ambang penggera yang betul, perkaitan kakitangan kawalan banjir yang betul, dan penghantaran amaran awal yang tidak terhalang.

5.2 Senarai Semak Konfigurasi

Pemantauan dan Stesen Penggera Akustik-Optik-Elektronik Tempatan (V2)

Tidak.	Nama Peralatan	Unit	Kuantiti	Spesifikasi	Harga Unit (CNY)
1	Tolok Hujan Baldi Tipping	ditetapkan	1		-
2	Radar Water Level Meter	ditetapkan	1		-
3	Unit Kawalan Utama	ditetapkan	1		-
4	Lampu Amaran	sekeping	1		-
5	Pembesar suara	sekeping	2	50W	-
6	Skrin Paparan	sekeping	1		-
7	Kamera PTZ (Kamera Bola)	sekeping	1		-
8	Panel Suria	sekeping	1	18V/100W	-
9	Bateri	sekeping	1	12V/100Ah	-
10	Kabinet Bersepadu	ditetapkan	1		-
11	Pengawal Caj Suria	sekeping	1		-
12	Pelindung lonjakan	sekeping	1		-
13	Kad SIM Data	sekeping	1	100GB/bulan, pelan 3 tahun	-
14	Yuran Komunikasi	item	1		-
15	Tiang dan Pendakap Lekap	ditetapkan	1		-
16	Kurungan dan Lengan Palang	ditetapkan	1		-
17	Pembumian Perlindungan Kilat	ditetapkan	1		-
18	Kerja Awam dan Pemasangan	ditetapkan	1

6. Nilai Permohonan

Sistem ini mencapai:

1. Penyampaian maklumat amaran awal yang disasarkan dengan tepat.

2. Teruskan pemberitahuan tolak serantau kepada isi rumah.

3. Peningkatan kebolehsesuaian peralatan pemantauan dan amaran awal.

4. Meningkatkan kepraktisan produk amaran awal.

Sistem Pemantauan Bencana Banjir Kilat dan Amaran Awal telah berjaya digunakan di berbilang wilayah, ini adalah produk yang paling kerap kami gunakan dalam projek semasa kami. Sistem ini telah meningkatkan keupayaan pencegahan bencana banjir kilat dengan ketara, menyediakan sokongan teknikal yang mantap untuk melindungi nyawa dan harta benda.

7. Spesifikasi Teknikal Peranti Utama

7.1. Pemantauan dan Stesen Penggera Akustik-Optik-Elektronik Tempatan

7.1.1. Unit Kawalan Utama
(1) Voltan kendalian: DC 9~24V
(2) Penggunaan kuasa siap sedia: ≤10mA
(3) Mematuhi SL 651-2014 Protokol Komunikasi Data Hidrometeorologi
(4) Suhu operasi: -10℃~55℃
(5) Kelembapan operasi: ≤95% (
BF) Masa Antara (40℃) ≥50,000 jam

7.1.2. Tolok Hujan Baldi Tipping
(1) Diameter salur masuk pengumpul hujan: Φ200+0.6 0mm
(2) Sudut tepi pengumpul hujan: 40°~45°
(3) Kedalaman pengumpul hujan: ≥100mm
(4) Resolusi: 0.5mm
(5) Ketepatan: (≤ 1%
Kebolehpembasahan: (≤ 1%
) kehilangan: ≤15.7g
(8) Julat ukuran keamatan hujan: 0mm/min~4mm/min, keamatan hujan maksimum yang dibenarkan: 8mm/min
(9) Bahan silinder luar: Keluli tahan karat
(10) Suhu operasi: 0℃~55℃
(11) Kelembapan operasi: ≤95% 2 Pemprosesan hujan (40℃
1) Untuk memastikan pemeluwapan RH (40℃) pengumpul tidak terpercik keluar, tepi pengumpul mestilah tajam dan berbentuk bilah, diperbuat daripada bahan tahan ubah bentuk melalui proses memusing.

7.1.3. Meter Aras Air Radar
(1) Julat ukuran: 0.1~45m
(2) Kekerapan operasi: 80GHz
(3) Ketepatan pengukuran: ±3mm
(4) Mod pengendalian: FMCW (Gelombang Berterusan Termodulat Frekuensi)
(5) Resolusi: 1mm (julat penuh)
(6) Jenis antena: (Julat tatasusunan beam)
(6) Jenis antena: (7) antena ≤8°
(8) Julat bekalan kuasa: DC 6~30V
(9) Antara muka komunikasi: RS-485
(10) Suhu operasi: -40℃~75℃
(11) Kelembapan operasi: 95% RH (40℃ pemeluwapan)
(12) Kedudukan perlindungan: IP68

7.1.4. Lampu Amaran
(1) Keamatan cahaya (lx): ≥1000
(2) Warna: Merah
(3) Bahan sumber cahaya: LED

7.1.5. Pembesar suara
(1) Kuasa output audio: 2×50W
(2) Galangan output: 4 ohm

7.1.6. Skrin Paparan
(1) Saiz panel: 440mm×800mm
(2) Kawasan paparan: 304mm×304mm
(3) Substrat panel: Papan berasaskan aluminium
(4) Bahan filem: Filem reflektif Kelas III
(5) Ketebalan panel: 3mm
(6) Ketebalan keseluruhan: <90mm
(7) Unit paparan: Elemen pemancar cahaya merah malar 64 × pemancar arus, 60Hz
(8) Kabinet kawalan: Panel disepadukan dengan unit kawalan kalis air
(9) Antara muka komunikasi: RS485
(10) Julat bekalan kuasa: DC 9~18V

7.1.7. Kamera
(1) Jenis penderia: CMOS 1/2.8 inci
(2) Resolusi: 2MP
(3) Resolusi maksimum: 1920×1080
(4) Pencahayaan minimum: Warna: 0.005lux/F1.6; B/W: 0.0005lux/F1.6; 0Lux (dengan cahaya tambahan)
(5) Medan pandangan: Mendatar: 58.0°~3.7°; Menegak: 33.5°~2.0°; Diagonal: 66.2°~4.0°
(6) Zum optik: 23×; Zum digital: 16×
(7) Julat putaran: Mendatar: 0°~360° putaran berterusan; Menegak: -15°~+90° dengan auto-flip (180°) untuk pemantauan berterusan
(8) Piawaian mampatan video: Smart H.265; H.265; Pintar H.264; H.264; H.264B; H.264H; MJPEG
(9) Standard pematuhan: GB/T 28181
(10) Jenis antara muka: RJ45, RS485

7.2. Peranti Penggera Awan
(1) Spesifikasi kuasa: DC 5V/1A
(2) Antara muka kuasa: Jenis-C
(3) Hayat bateri: Bateri berprestasi tinggi terbina dalam, beroperasi selama >24j selepas kehilangan kuasa luaran
(4) Kaedah komunikasi: Menyokong LoRaMesh dan 4G
(5) Jenis antena: Bersepadu pelbagai mod berbilang jalur antena gelang
amaran (6) Amaran cahaya bergaris pusat (6) Amaran cahaya khusus (6)
(7) Dimensi peranti: ≥120mm×120mm
(8) Kuasa pembesar suara: 3W
(9) Suhu operasi: 0~45℃
(10) Suhu penyimpanan: -20~60℃