Σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για ξαφνικές πλημμύρες στις Φιλιππίνες: Μελέτη περίπτωσης ενσωμάτωσης πολλαπλών αισθητήρων

I. Ιστορικό του Έργου

Ως αρχιπελαγική χώρα στη Νοτιοανατολική Ασία, οι Φιλιππίνες επηρεάζονται συχνά από κλίματα μουσώνων και τυφώνες, που οδηγούν σε επαναλαμβανόμενες καταστροφές από ξαφνικές πλημμύρες. Το 2020, το Εθνικό Συμβούλιο Μείωσης και Διαχείρισης Κινδύνων Καταστροφών (NDRRMC) ξεκίνησε το έργο «Έξυπνο Σύστημα Έγκαιρης Προειδοποίησης για Ξαφνικές Πλημμύρες», αναπτύσσοντας ένα δίκτυο παρακολούθησης σε πραγματικό χρόνο βασισμένο στην ενσωμάτωση πολλαπλών αισθητήρων σε περιοχές υψηλού κινδύνου στο βόρειο Λουζόν.

ΙΙ. Αρχιτεκτονική Συστήματος

1. Ανάπτυξη Δικτύου Αισθητήρων

• Σύστημα ραντάρ καιρού: Ραντάρ Doppler ζώνης X με ακτίνα κάλυψης 150 χλμ., που ενημερώνει τα δεδομένα έντασης βροχόπτωσης κάθε 10 λεπτά
• Αισθητήρες Ροής: 15 υπερηχητικοί μετρητές ροής τοποθετημένοι σε κρίσιμα τμήματα του ποταμού, ακρίβεια μέτρησης ±2%
• Σταθμοί Παρακολούθησης Βροχοπτώσεων: 82 τηλεμετρικά βροχόμετρα (τύπου ανατρεπόμενου κάδου), ανάλυση 0,2 mm
• Αισθητήρες στάθμης νερού: Δείκτες στάθμης νερού με βάση την πίεση σε 20 σημεία επιρρεπή σε πλημμύρες

2. Δίκτυο Μετάδοσης Δεδομένων

• Κύρια επικοινωνία 4G/LTE με εφεδρικό δορυφόρο
• LoRaWAN για δικτύωση απομακρυσμένων αισθητήρων

3. Κέντρο Επεξεργασίας Δεδομένων

• Πλατφόρμα προειδοποίησης που βασίζεται σε GIS
• Μοντέλο μηχανικής μάθησης βροχόπτωσης-απορροής
• Διεπαφή διάδοσης πληροφοριών προειδοποίησης

III. Βασικές Τεχνικές Εφαρμογές

1. Αλγόριθμος Σύντηξης Δεδομένων Πολλαπλών Πηγών

• Δυναμική βαθμονόμηση μεταξύ δεδομένων βροχόπτωσης ραντάρ και δεδομένων βροχομετρητή εδάφους
• Τεχνολογία τρισδιάστατης αφομοίωσης παραλλαγών για τη βελτίωση της ακρίβειας εκτίμησης βροχόπτωσης
• Πιθανοτικό μοντέλο προειδοποίησης βασισμένο στη θεωρία Bayes

2. Σύστημα κατωφλίου προειδοποίησης

3. Διάδοση Προειδοποιητικών Πληροφοριών

• Ειδοποιήσεις push για εφαρμογές για κινητά (ποσοστό κάλυψης 78%)
• Ενεργοποίηση αυτοματοποιημένου συστήματος κοινοτικής μετάδοσης
• Ειδοποιήσεις SMS (για ηλικιωμένους)
• Συγχρονισμένες ενημερώσεις σε πλατφόρμες κοινωνικής δικτύωσης

IV. Αποτελέσματα Υλοποίησης

1. Βελτιωμένη έγκαιρη προειδοποίηση: Ο μέσος χρόνος παράδοσης αυξήθηκε από 2 ώρες σε 6,5 ώρες
2. Αποτελεσματικότητα στη μείωση των καταστροφών: Μείωση κατά 63% των θυμάτων κατά την περίοδο των τυφώνων του 2022 σε πιλοτικές περιοχές
3. Ποιότητα δεδομένων: Η ακρίβεια παρακολούθησης βροχοπτώσεων βελτιώθηκε στο 92% (σε σύγκριση με συστήματα με έναν αισθητήρα)
4. Αξιοπιστία συστήματος: 99,2% ετήσιο λειτουργικό ποσοστό

V. Προκλήσεις και λύσεις

1. Ασταθής παροχή ρεύματος:
   • Συστήματα ηλιακής ενέργειας με υπερπυκνωτή αποθήκευσης ενέργειας
   • Σχεδιασμός αισθητήρα χαμηλής ισχύος (μέση κατανάλωση <5W)
2. Διακοπές επικοινωνίας:
   • Τεχνολογία αυτόματης εναλλαγής πολλαπλών καναλιών
   • Δυνατότητα Edge Computing (72ωρη λειτουργία εκτός σύνδεσης)
3. Δυσκολίες Συντήρησης:
   • Σχεδιασμός αισθητήρα αυτοκαθαρισμού
   • Συστήματα επιθεώρησης UAV

VI. Μελλοντικές Κατευθύνσεις Ανάπτυξης

1. Εισαγωγή τεχνολογίας κβαντικού ραντάρ για την παρακολούθηση βροχοπτώσεων μικρής κλίμακας
2. Ανάπτυξη υποβρύχιων δικτύων ακουστικών αισθητήρων για την ανίχνευση πρόδρομων ροών συντριμμιών
3. Ανάπτυξη συστήματος πιστοποίησης πληροφοριών προειδοποίησης βασισμένου σε blockchain
4. Μηχανισμός επαλήθευσης δεδομένων «crowdsourcing» με συμμετοχή της κοινότητας

Αυτό το έργο καταδεικνύει τα συνεργιστικά αποτελέσματα της ενσωμάτωσης πολλαπλών αισθητήρων σε συστήματα προειδοποίησης για ξαφνικές πλημμύρες, παρέχοντας ένα αναπαραγώγιμο τεχνικό πλαίσιο για την παρακολούθηση καταστροφών σε τροπικά νησιωτικά έθνη. Έχει καταχωριστεί από την Παγκόσμια Τράπεζα ως έργο επίδειξης μείωσης καταστροφών για την περιοχή Ασίας-Ειρηνικού.

Πλήρες σετ διακομιστών και ασύρματης μονάδας λογισμικού, υποστηρίζει RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN

Για περισσότερο αισθητήρα πληροφορίες

επικοινωνήστε με την Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Ιστότοπος εταιρείας:www.hondetechco.com

Τηλ.: +86-15210548582