Индонезия, крупнейшее в мире архипелаговое государство, расположенное в тропиках с обильными осадками и частыми экстремальными погодными явлениями, сталкивается с наводнениями как с наиболее распространённым и разрушительным стихийным бедствием. Для решения этой проблемы правительство Индонезии в последние годы активно продвигало создание современной Системы раннего предупреждения о наводнениях (FEWS), основанной на Интернете вещей (IoT) и передовых сенсорных технологиях. Среди этих технологий основными устройствами сбора данных, играющими решающую роль, являются радарные расходомеры, дождемеры и датчики смещения.
Ниже представлен комплексный пример применения, демонстрирующий, как эти технологии работают вместе на практике.
I. Предыстория проекта: Джакарта и бассейн реки Силивунг
- Местоположение: столица Индонезии Джакарта и бассейн реки Силивунг, протекающей через город.
- Проблема: Джакарта расположена в низменной местности и чрезвычайно густонаселёна. Река Силивунг подвержена разливам в сезон дождей, вызывая сильные наводнения в городах и речные паводки, представляя серьёзную угрозу жизни и имуществу. Традиционные методы оповещения, основанные на ручном наблюдении, больше не могли обеспечить быстрое и точное раннее оповещение.
II. Подробный анализ применения технологии
Система FEWS в этом регионе представляет собой автоматизированную систему, интегрирующую сбор, передачу, анализ и распространение данных. Эти три типа датчиков образуют «сенсорные нервы» системы.
1. Дождемер – «отправная точка» раннего оповещения
- Технология и функция: Осадкомеры с опрокидывающимся ведерком устанавливаются в ключевых точках верхнего водораздела реки Силивунг (например, в районе Богора). Они измеряют интенсивность и накопление осадков, подсчитывая количество опрокидываний небольшого ведра после наполнения дождевой водой. Эти данные являются исходными и наиболее важными для прогнозирования паводков.
- Сценарий применения: Мониторинг количества осадков в режиме реального времени в районах, расположенных выше по течению. Обильные осадки являются наиболее непосредственной причиной повышения уровня воды в реках. Данные передаются в режиме реального времени в центр обработки данных по беспроводным сетям (например, GSM/GPRS или LoRaWAN).
- Назначение: предоставление предупреждений на основе данных об осадках. Если интенсивность осадков в какой-либо точке превышает заданный порог в течение короткого периода времени, система автоматически выдаёт предварительное оповещение, указывая на вероятность наводнения ниже по течению и давая драгоценное время для последующего реагирования.
2. Радарный расходомер – основной «бдительный глаз»
- Технология и функция: Бесконтактные радарные расходомеры (часто включающие радарные датчики уровня воды и радарные датчики скорости поверхности) устанавливаются на мостах или берегах реки Силивунг и её основных притоков. Они точно измеряют высоту уровня воды (H) и скорость течения реки (V), излучая микроволны в направлении поверхности воды и принимая отражённые сигналы.
- Сфера применения: они заменяют традиционные контактные датчики (например, ультразвуковые или датчики давления), которые подвержены засорению и требуют более частого обслуживания. Радарная технология устойчива к воздействию мусора, отложений и коррозии, что делает её идеально подходящей для условий индонезийских рек.
- Роль:
- Мониторинг уровня воды: отслеживает уровень воды в реках в режиме реального времени; немедленно подает сигналы тревоги на разных уровнях, как только уровень воды превышает пороговые значения.
- Расчёт расхода: в сочетании с предварительно запрограммированными данными о поперечном сечении реки система автоматически рассчитывает текущий расход воды (Q = A * V, где A — площадь поперечного сечения). Расход воды — более научный гидрологический показатель, чем просто уровень воды, дающий более точное представление о масштабе и мощности наводнения.
3. Датчик смещения – «монитор состояния» инфраструктуры
- Технология и функция: Трещиномеры и наклономеры устанавливаются на критически важных объектах противопаводковой инфраструктуры, таких как дамбы, подпорные стенки и опоры мостов. Эти датчики смещения могут отслеживать трещины, осадку или крен конструкции с точностью до миллиметра и выше.
- Пример применения: Просадка грунта представляет собой серьёзную проблему в некоторых районах Джакарты, представляя долгосрочную угрозу безопасности противопаводковых сооружений, таких как дамбы. Датчики смещения устанавливаются в ключевых зонах, где существует вероятность возникновения рисков.
- Функция: оповещает о нарушениях безопасности конструкции. Во время паводка высокий уровень воды оказывает огромное давление на дамбы. Датчики смещения могут обнаруживать мельчайшие деформации конструкции. Если скорость деформации внезапно увеличивается или превышает безопасный порог, система подаёт сигнал тревоги, предупреждая о риске вторичных катастроф, таких как прорыв плотины или оползни. Это позволяет организовать эвакуацию и экстренный ремонт, предотвращая катастрофические последствия.
III. Системная интеграция и рабочий процесс
Эти датчики не работают изолированно, а взаимодействуют посредством интегрированной платформы:
- Сбор данных: каждый датчик автоматически и непрерывно собирает данные.
- Передача данных: данные передаются в режиме реального времени на региональный или центральный сервер данных по беспроводным сетям связи.
- Анализ данных и принятие решений: программное обеспечение для гидрологического моделирования в центре объединяет данные об осадках, уровне воды и расходе воды для моделирования прогнозов наводнений, прогнозируя время наступления и масштаб пика паводка. Одновременно данные датчиков смещения анализируются отдельно для оценки устойчивости инфраструктуры.
- Распространение предупреждений: когда какой-либо отдельный элемент данных или комбинация данных превышает предварительно установленные пороговые значения, система отправляет оповещения на разных уровнях по различным каналам, таким как SMS, мобильные приложения, социальные сети и сирены, государственным органам, службам экстренного реагирования и населению прибрежных районов.
IV. Эффективность и проблемы
- Эффективность:
- Увеличенное время реагирования: время оповещения сократилось с нескольких часов в прошлом до 24–48 часов в настоящее время, что значительно расширяет возможности реагирования на чрезвычайные ситуации.
- Научное принятие решений: приказы об эвакуации и распределение ресурсов стали более точными и эффективными благодаря использованию данных в режиме реального времени и аналитических моделей.
- Сокращение человеческих жертв и материальных потерь: ранние оповещения напрямую предотвращают жертвы и уменьшают материальный ущерб.
- Мониторинг безопасности инфраструктуры: обеспечивает интеллектуальный и регулярный мониторинг состояния противопаводковых сооружений.
- Проблемы:
- Расходы на строительство и обслуживание: Сенсорная сеть, охватывающая обширную территорию, требует значительных первоначальных инвестиций и текущих затрат на обслуживание.
- Покрытие связи: Стабильное покрытие сети остается проблемой в отдаленных горных районах.
- Повышение осведомленности общественности: для того, чтобы предупреждающие сообщения доходили до конечных пользователей и побуждали их к принятию правильных мер, требуется постоянное обучение и учения.
Заключение
Индонезия, особенно в районах с высоким риском наводнений, таких как Джакарта, создаёт более устойчивую систему раннего оповещения о наводнениях, развёртывая передовые сенсорные сети, состоящие из радарных расходомеров, дождемеров и датчиков смещения. Этот пример наглядно демонстрирует, как интегрированная модель мониторинга, объединяющая данные с неба (мониторинг осадков), с земли (мониторинг рек) и инженерных систем (мониторинг инфраструктуры), может изменить парадигму реагирования на стихийные бедствия, перейдя от спасения после происшествия к предварительному предупреждению и превентивному предотвращению, предоставляя ценный практический опыт странам и регионам, сталкивающимся с аналогичными проблемами по всему миру.
Полный комплект серверов и программного беспроводного модуля, поддерживает RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для большего количества датчиков информация,
пожалуйста, свяжитесь с Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Сайт компании:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Время публикации: 22 сентября 2025 г.