Monitorovanie bleskových povodní a systém včasného varovania s akusticko-opticko-elektronickou poplašnou stanicou

Pred eface

Bleskové povodne sú bežné prírodné katastrofy v horských oblastiach Číny, ktoré sa vyznačujú náhlym nástupom, vysokou ničivosťou a rýchlym rozvojom. Tradičné metódy monitorovania a včasného varovania často trpia problémami, ako je nízka presnosť, nedostatočná prípravná doba a ťažkosti pri získavaní informácií. Spoločnosť BGT Hydromet s využitím dlhoročných technických znalostí inovatívne vyvinula 'Akusticko-opticko-elektronickú monitorovaciu a poplachovú stanicu pre bleskové záplavy'. Tento systém integruje technológie internetu vecí (IoT), edge computing a inteligentné včasné varovanie na vytvorenie integrovaného riešenia pre 'monitorovanie-varovanie-reakciu', ktoré účinne zlepšuje možnosti prevencie bleskových povodní.

1. Prehľad produktu

1.1 Aplikačné scenáre

Bleskové povodne zasahujú rýchlo a spôsobujú rýchle ničenie. Terén a zrážky v horských povodiach vedú k výraznému a prudkému zvýšeniu hladiny vody, čím sa drasticky skracuje čas, ktorý majú obyvatelia k dispozícii na bezpečnú evakuáciu. To predstavuje značné výzvy pre prevenciu a zmiernenie bleskových povodní.

Systém je nasadený v malých povodiach na monitorovanie a zobrazovanie zrážok v reálnom čase a hladiny riečnej vody. Údaje sa prenášajú bezdrôtovo do cloudových poplašných zariadení. Systém priamo určuje včasné varovania na úrovni zariadenia a keď monitorovacie údaje prekročia prahové hodnoty, súčasne odošle poplachové informácie platforme monitorovania a včasného varovania a príslušnému personálu protipovodňovej ochrany.

Akusticko-opticko-elektronická monitorovacia a poplachová stanica môže vytvoriť asociácie medzi dvoma alebo viacerými zariadeniami prostredníctvom interakcií internetu vecí alebo softvérovej platformy. Keď nadradené zariadenie spustí poplach, nadradené zariadenia súčasne vydajú koordinované poplachy.

Akusticko-opticko-elektronická poplašná stanica	Cloud Alarm Device

1.2 Architektúra systému

Systém využíva kolaboratívnu architektúru 'terminal-edge-cloud', ktorá umožňuje inteligentné včasné varovanie prostredníctvom zberu údajov, edge computingu a cloudovej koordinácie.

2. Technické riešenie

2.1 Systémové komponenty

2.1.1 Akusticko-opticko-elektronická monitorovacia a poplachová stanica

Medzi kľúčové vlastnosti patrí:

· Zber údajov z viacerých zdrojov: Súčasný zber údajov o zrážkach a vodnej hladine s podporou snímania obrázkov a videa.

· Včasné varovanie založené na hrane: Vstavané modely včasného varovania na okraji so zvukovými výstupnými rozhraniami na priame ovládanie poplachových sirén, podporujúce hlasové a blikajúce poplachy a manuálne vypnutie falošných poplachov.

· Inteligentné prepojenie: Podporuje vytváranie asociácií medzi viacerými monitorovacími a poplachovými stanicami v rámci toho istého povodia pre koordinované alarmovanie.

· Vzdialená správa: Umožňuje monitorovanie údajov zariadenia, kontrolu stavu, konfiguráciu parametrov a online aktualizácie bez manuálneho zásahu.

2.1.2 Cloud Alarm Device

Medzi kľúčové vlastnosti patrí:

· Včasné varovanie s viacerými režimami: Tri prevádzkové režimy (výzva, pripomienka, výstraha) s adaptívnymi akustickými a vizuálnymi efektmi na základe úrovní rizika.

· Inteligentné volanie: Zabudované viacúrovňové modely inteligentného volania podporujúce viackanálové cielené šírenie včasného varovania cez WeChat, SMS a telefónne hovory.

· Verejná služba: Poskytuje pripomenutia o dažďoch, ktoré usmerňujú každodenný život a cestovné opatrenia.

· Reakcia na núdzové situácie: Podporuje potvrdenie poplachu jedným tlačidlom a mechanizmus zrušenia falošného poplachu.

2.2 Kľúčové technické špecifikácie

2.2.1 Akusticko-opticko-elektronická monitorovacia a poplachová stanica

· Hlavná riadiaca jednotka: Prevádzková teplota -10°C až 55°C, MTBF ≥ 50 000 hodín.

· Dažďomer sklápacieho vedierka: Rozlíšenie 0,5 mm, presnosť ≤ ±4 %.

· Radarový snímač hladiny vody: Rozsah merania 0,1 až 45 m, presnosť ±3 mm.

· Poplachové svetlo a siréna: Intenzita svetla ≥ 1000lx, výstupný audio výkon 2x50W.

2.2.2 Cloud Alarm Device

· Výdrž batérie: Viac ako 24 hodín prevádzky po výpadku externého napájania.

· Komunikačné metódy: Podporuje LoRaMesh a 4G.

· Špecifikácie výstražného svetla: Sedemfarebné kruhové výstražné svetlo s priemerom > 100 mm.

3. Plán nasadenia

3.1 Zásady inštalácie

Zariadenia by mali vychádzať z výsledkov hodnotenia rizika bleskových povodní v kľúčových správnych obciach so zameraním na malé povodia. Stanice by mali byť umiestnené v oblastiach proti prúdu riek a potokov v obciach a komunitách ohrozených prívalovými povodňami vrátane:

· Brehy proti prúdu riek.

· Rekreačné oblasti na brehoch rieky.

· Dolné svahy zariadení na skladovanie vody a odvodňovanie.

· Sútokové body hlavných a prítokových tokov.

· Most proti prúdu náchylný na zápchy.

3.2 Špecifikácie inštalácie

3.2.1 Akusticko-opticko-elektronická monitorovacia a poplachová stanica

  

Požiadavky zahŕňajú:

· Výška stožiara presahujúca 3000 mm, vyrobená z pozinkovanej ocele.

· Rozmery príruby: 350mm x 350mm x 10mm.

· Odpor uzemnenia ≤ 10Ω.

3.2.2 Cloud Alarm Device

Požiadavky zahŕňajú:

· Optimálna výška pre viditeľnosť a počuteľnosť.

· Bezpečné napájanie a sieťové pripojenie.

· Návod na použitie zverejnený v blízkosti so školením používateľov.

4. Operačný mechanizmus

4.1 Dátový tok

Systém využíva štandardizované pracovné postupy zberu, prenosu a spracovania údajov, aby sa zabezpečilo včasné a presné šírenie informácií.

4.2 Mechanizmus včasného varovania

4.2.1 Denné pripomenutia

Poskytuje predpovede počasia, výstrahy pred meteorologickými rizikami a pripomienky dažďa na zlepšenie každodennej užitočnosti a zabezpečenie údržby zariadenia.

4.2.2 Výchova k prevencii katastrof

Prehráva zvuk na predchádzanie katastrofám prostredníctvom poplašných zariadení v cloude a vzdeláva obyvateľov v oblasti identifikácie nebezpečenstva a núdzovej reakcie v období bez záplav.

4.2.3 Varovania pred hroziacou katastrofou

Využíva inteligentný modul hlasového volania prepojený s komunitnými protipovodňovými systémami s viacúrovňovými výstražnými mechanizmami. Po spustení výstrah na vysokej úrovni systém okamžite upozorní miestnych predstaviteľov ochrany pred povodňami prostredníctvom telefónu a pošle výstrahy WeChat alebo SMS vedúcim dedín a komunít na potvrdenie pred šírením varovaní pre ohrozené obyvateľstvo.

4.3 Komunikačný protokol

Platforma vykonáva samokontrolu zariadenia na monitorovanie prevádzkového stavu, pričom komunikačné rámce sú v súlade s 'Hydrological Monitoring Data Communication Protocol' (SL651-2014).

5. Zabezpečenie implementácie

5.1 Proces ladenia

Poinštalačné ladenie zaisťuje presný zber údajov, online konektivitu platformy správy, správne nastavenie prahových hodnôt alarmov, správne spojenie personálu protipovodňovej ochrany a nerušený prenos včasného varovania.

5.2 Kontrolný zoznam konfigurácie

Miestna akusticko-opticko-elektronická monitorovacia a poplašná stanica (V2)

Nie	Názov zariadenia	Jednotka	Množstvo	Špecifikácie	Jednotková cena (CNY)
1	Dažďomer sklápacieho vedra	nastaviť	1		-
2	Radarový vodomer	nastaviť	1		-
3	Hlavná riadiaca jednotka	nastaviť	1		-
4	Výstražné svetlo	kus	1		-
5	Reproduktor	kus	2	50 W	-
6	Displej	kus	1		-
7	PTZ kamera (guľová kamera)	kus	1		-
8	Solárny panel	kus	1	18V/100W	-
9	Batéria	kus	1	12V/100Ah	-
10	Integrovaná skriňa	nastaviť	1		-
11	Solárny regulátor nabíjania	kus	1		-
12	Prepäťová ochrana	kus	1		-
13	Dátová SIM karta	kus	1	100 GB/mesiac, 3-ročný plán	-
14	Poplatok za komunikáciu	položka	1		-
15	Stĺpik a montážna konzola	nastaviť	1		-
16	Držiak a krížové rameno	nastaviť	1		-
17	Uzemnenie ochrany pred bleskom	nastaviť	1		-
18	Stavebné práce a montáž	nastaviť	1

6. Hodnota aplikácie

Tento systém dosahuje:

1. Presne cielené poskytovanie informácií včasného varovania.

2. Priame regionálne push notifikácie do domácností.

3. Zvýšená adaptabilita monitorovacích zariadení a zariadení včasného varovania.

4. Zlepšená praktickosť produktov včasného varovania.

Systém monitorovania povodní a včasného varovania bol úspešne nasadený vo viacerých regiónoch, toto je produkt, ktorý v našom aktuálnom projekte používame najčastejšie. Systém výrazne posilnil možnosti prevencie bleskových povodní a poskytuje robustnú technickú podporu na ochranu životov a majetku.

7. Technické špecifikácie hlavného zariadenia

7.1. Lokálna akusticko-opticko-elektronická monitorovacia a poplašná stanica

7.1.1. Hlavná riadiaca jednotka
(1) Prevádzkové napätie: DC 9~24V
(2) Spotreba energie v pohotovostnom režime: ≤10mA
(3) V súlade s protokolom SL 651-2014 Hydrometeorological Data Communication Protocol
(4) Prevádzková teplota: -10℃~55℃
(5) Prevádzková vlhkosť: ≤95% (40℃)
B6 MT Čas medzi ≥50 000 hodín

7.1.2. Vyklápacie vedierko Rain Gauge
(1) Priemer vstupu dažďového kolektora: Φ200+0,6 0mm
(2) Uhol hrany dažďového kolektora: 40°~45°
(3) Hĺbka dažďového kolektora: ≥100mm
(4) Rozlíšenie: 0,5mm
(5) Presnosť: ≤±4%
(6) Opakovateľnosť: 1%
Opakovateľnosť: ≤15,7g
(8) Rozsah merania intenzity dažďa: 0mm/min~4mm/min, maximálna povolená intenzita zrážok: 8mm/min
(9) Materiál vonkajšieho valca: Nerezová oceľ
(10) Prevádzková teplota: 0℃~55℃
(11) Prevádzková teplota: ≤95% RH (40℃
) Zaistite, aby nepadalo do kolektora požiadavky na dažďovú vodu: 2 kondenzácia vystreknutiu, musí byť hrana zberača ostrá a v tvare čepele, vyrobená z materiálu odolného proti deformácii pri otáčaní.

7.1.3. Radarový vodomer
(1) Rozsah merania: 0,1~45 m
(2) Pracovná frekvencia: 80 GHz
(3) Presnosť merania: ±3 mm
(4) Prevádzkový režim: FMCW (Frequency-Modulated Continuous Wave)
(5) Rozlíšenie: 1 mm (celý rozsah)
(6) Typ napájania antény
(7° uhol lúča: 8° anténa
) Planarové pole rozsah: DC 6~30V
(9) Komunikačné rozhranie: RS-485
(10) Prevádzková teplota: -40℃~75℃
(11) Prevádzková vlhkosť: 95% RH (40℃ kondenzácia)
(12) Krytie: IP68

7.1.4. Výstražné svetlo
(1) Intenzita svetla (lx): ≥1000
(2) Farba: Červená
(3) Materiál svetelného zdroja: LED

7.1.5. Reproduktor
(1) Výstupný zvukový výkon: 2 × 50 W
(2) Výstupná impedancia: 4 ohmy

7.1.6. Obrazovka displeja
(1) Veľkosť panela: 440 mm × 800 mm
(2) Plocha displeja: 304 mm × 304 mm
(3) Substrát panela: doska na báze hliníka
(4) Materiál filmu: Reflexná fólia triedy III
(5) Hrúbka panela: 3 mm
(6) Celková hrúbka: <90 mm
(7) Zobrazovacia jednotka: prvky vyžarujúce červené svetlo,
integrovaná matica ovládania 64 × 60 Hz s vodotesnou riadiacou jednotkou
(9) Komunikačné rozhranie: RS485
(10) Rozsah napájania: DC 9~18V

7.1.7. Fotoaparát
(1) Typ snímača: 1/2,8-palcový CMOS
(2) Rozlíšenie: 2MP
(3) Maximálne rozlíšenie: 1920×1080
(4) Minimálne osvetlenie: Farba: 0,005lux/F1,6; Č/B: 0,0005 lux/F1,6; 0Lux (s doplnkovým svetlom)
(5) Zorné pole: Horizontálne: 58,0°~3,7°; Vertikálne: 33,5°~2,0°; Uhlopriečka: 66,2°~4,0°
(6) Optický zoom: 23×; Digitálny zoom: 16×
(7) Rozsah otáčania: Horizontálne: 0°~360° plynulé otáčanie; Vertikálne: -15°~+90° s automatickým preklápaním (180°) pre nepretržité sledovanie
(8) Štandardy kompresie videa: Smart H.265; H.265; Smart H.264; H.264; H.264B; H,264H; MJPEG
(9) Štandard zhody: GB/T 28181
(10) Typy rozhrania: RJ45, RS485

7.2. Cloud Alarm Device
(1) Špecifikácia napájania: DC 5V/1A
(2) Rozhranie napájania: Type-C
(3) Životnosť batérie: Vstavaná vysokovýkonná batéria, funguje >24h po externej strate napájania
(4) Spôsob komunikácie: Podporuje LoRaMesh a 4G
(5) Typ antény: Integrovaná viacrežimová viacpásmová anténa
(6) Špecifikácia výstražného svetla so siedmimi mm, priemer varovného krúžku 100 mm
≥120mm×120mm (8)
Výkon reproduktora: 3W
(9) Prevádzková teplota: 0~45℃
(10) Skladovacia teplota: -20~60℃