Jako największy na świecie kraj archipelagowy, położony w strefie tropikalnej, charakteryzujący się obfitymi opadami deszczu i częstymi ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi, Indonezja zmaga się z powodziami, które są najczęstszą i najtragiczniejszą klęską żywiołową. Aby sprostać temu wyzwaniu, rząd Indonezji w ostatnich latach intensywnie promował budowę nowoczesnego systemu wczesnego ostrzegania przed powodziami (FEWS) opartego na Internecie Rzeczy (IoT) i zaawansowanej technologii czujników. Wśród tych technologii, radarowe przepływomierze, deszczomierze i czujniki przemieszczenia stanowią główne urządzenia do gromadzenia danych, odgrywając kluczową rolę.
Poniżej przedstawiono kompleksowy przypadek zastosowania ilustrujący, jak te technologie współdziałają w praktyce.
I. Tło projektu: Dżakarta i dorzecze rzeki Ciliwung
- Lokalizacja: Stolica Indonezji, Dżakarta, i dorzecze rzeki Ciliwung, która przepływa przez miasto.
- Wyzwanie: Dżakarta jest nizinna i niezwykle gęsto zaludniona. Rzeka Ciliwung często wylewa w porze deszczowej, powodując poważne powodzie w miastach i podtopienia rzeczne, co stanowi poważne zagrożenie dla życia i mienia. Tradycyjne metody ostrzegania oparte na ręcznej obserwacji nie były już w stanie sprostać potrzebie szybkiego i dokładnego wczesnego ostrzegania.
II. Szczegółowe studium przypadku zastosowania technologii
FEWS w tym regionie to zautomatyzowany system integrujący gromadzenie, transmisję, analizę i rozpowszechnianie danych. Te trzy typy czujników tworzą „nerwy sensoryczne” systemu.
1. Deszczomierz – „punkt wyjścia” wczesnego ostrzegania
- Technologia i funkcja: Deszczomierze z przechylanymi wiadrami są instalowane w kluczowych punktach górnego zlewni rzeki Ciliwung (np. w rejonie Bogor). Mierzą one intensywność i akumulację opadów, zliczając liczbę przewróceń małego wiadra po napełnieniu go wodą deszczową. Dane te stanowią wstępne i najważniejsze dane wejściowe do prognozowania powodzi.
- Scenariusz zastosowania: Monitorowanie opadów deszczu w czasie rzeczywistym w obszarach górnego biegu rzeki. Ulewne deszcze są najczęstszą przyczyną podnoszenia się poziomu wody w rzekach. Dane są przesyłane w czasie rzeczywistym do centralnego ośrodka przetwarzania danych za pośrednictwem sieci bezprzewodowych (np. GSM/GPRS lub LoRaWAN).
- Rola: Generuje ostrzeżenia oparte na opadach deszczu. Jeśli intensywność opadów w danym punkcie przekroczy ustalony próg w krótkim czasie, system automatycznie generuje alert wstępny, wskazując na możliwość wystąpienia powodzi w dolnym biegu rzeki i zyskując cenny czas na podjęcie działań.
2. Przepływomierz radarowy – rdzeń „czujnego oka”
- Technologia i funkcja: Bezkontaktowe przepływomierze radarowe (często obejmujące radarowe czujniki poziomu wody i radarowe czujniki prędkości powierzchniowej) są instalowane na mostach lub brzegach rzeki Ciliwung i jej głównych dopływów. Precyzyjnie mierzą wysokość poziomu wody (H) i prędkość powierzchniową rzeki (V) poprzez emisję mikrofal w kierunku powierzchni wody i odbiór sygnałów odbitych.
- Scenariusz zastosowania: Zastępują tradycyjne czujniki kontaktowe (takie jak czujniki ultradźwiękowe lub ciśnienia), które są podatne na zatykanie i wymagają częstszej konserwacji. Technologia radarowa jest odporna na zanieczyszczenia, osady i korozję, dzięki czemu doskonale nadaje się do stosowania w warunkach indonezyjskich rzek.
- Rola:
- Monitorowanie poziomu wody: Monitoruje poziomy wody w rzece w czasie rzeczywistym; uruchamia alerty przy różnych poziomach natychmiast, gdy poziom wody przekroczy progi ostrzegawcze.
- Obliczanie przepływu: W połączeniu z wstępnie zaprogramowanymi danymi przekroju poprzecznego rzeki, system automatycznie oblicza przepływ rzeki w czasie rzeczywistym (Q = A * V, gdzie A to pole przekroju poprzecznego). Przepływ jest bardziej naukowym wskaźnikiem hydrologicznym niż sam poziom wody, zapewniając dokładniejszy obraz skali i siły powodzi.
3. Czujnik przemieszczenia – „Monitor stanu” infrastruktury
- Technologia i funkcja: Mierniki pęknięć i przechyłów są instalowane na krytycznej infrastrukturze przeciwpowodziowej, takiej jak wały przeciwpowodziowe, mury oporowe i podpory mostów. Te czujniki przemieszczeń mogą monitorować pękanie, osiadanie lub przechylanie się konstrukcji z dokładnością do milimetra lub większą.
- Scenariusz zastosowania: Osiadanie gruntu stanowi poważny problem w niektórych częściach Dżakarty, stanowiąc długoterminowe zagrożenie dla bezpieczeństwa konstrukcji przeciwpowodziowych, takich jak wały przeciwpowodziowe. Czujniki przemieszczeń są instalowane w kluczowych miejscach, gdzie istnieje prawdopodobieństwo wystąpienia zagrożeń.
- Rola: Zapewnia ostrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa konstrukcji. Podczas powodzi wysoki poziom wody wywiera ogromną presję na wały przeciwpowodziowe. Czujniki przemieszczeń wykrywają drobne odkształcenia konstrukcji. Jeśli tempo odkształceń nagle przyspieszy lub przekroczy próg bezpieczeństwa, system uruchamia alarm, sygnalizując ryzyko katastrof wtórnych, takich jak przerwanie tamy lub osuwiska. System kieruje ewakuacją i naprawami awaryjnymi, zapobiegając katastrofom.
III. Integracja systemów i przepływ pracy
Czujniki te nie działają w izolacji, lecz współdziałają synergicznie poprzez zintegrowaną platformę:
- Zbieranie danych: Każdy czujnik automatycznie i nieprzerwanie zbiera dane.
- Transmisja danych: Dane są przesyłane w czasie rzeczywistym do regionalnego lub centralnego serwera danych za pośrednictwem bezprzewodowych sieci komunikacyjnych.
- Analiza danych i podejmowanie decyzji: Oprogramowanie do modelowania hydrologicznego w centrum integruje dane dotyczące opadów deszczu, poziomu wody i przepływu, aby przeprowadzać symulacje prognoz powodzi, przewidując czas nadejścia i skalę szczytu powodzi. Jednocześnie, dane z czujników przemieszczeń są oddzielnie analizowane w celu oceny stabilności infrastruktury.
- Rozpowszechnianie ostrzeżeń: Gdy pojedynczy punkt danych lub kombinacja danych przekroczy ustalone progi, system wysyła alerty na różnych poziomach za pośrednictwem różnych kanałów, takich jak SMS, aplikacje mobilne, media społecznościowe i syreny, do agencji rządowych, służb reagowania kryzysowego i mieszkańców społeczności nadrzecznych.
IV. Skuteczność i wyzwania
- Skuteczność:
- Dłuższy czas reakcji: Czas ostrzegania uległ skróceniu z zaledwie kilku godzin w przeszłości do 24–48 godzin obecnie, co znacznie zwiększa możliwości reagowania w sytuacjach kryzysowych.
- Podejmowanie decyzji w oparciu o naukę: Nakazy ewakuacji i przydział zasobów są dokładniejsze i skuteczniejsze, oparte na danych w czasie rzeczywistym i modelach analitycznych.
- Mniejsze straty w ludziach i mieniu: Wczesne ostrzeżenia bezpośrednio zapobiegają ofiarom i zmniejszają straty materialne.
- Monitorowanie bezpieczeństwa infrastruktury: Umożliwia inteligentne i rutynowe monitorowanie stanu infrastruktury przeciwpowodziowej.
- Wyzwania:
- Koszty budowy i utrzymania: Sieć czujników obejmująca duży obszar wymaga znacznych początkowych nakładów inwestycyjnych i stałych kosztów utrzymania.
- Zasięg sieci: Stabilny zasięg sieci pozostaje wyzwaniem w odległych obszarach górskich.
- Świadomość społeczna: Aby komunikaty ostrzegawcze dotarły do użytkowników końcowych i skłoniły ich do podjęcia odpowiednich działań, konieczne jest ciągłe edukowanie i ćwiczenia.
Wniosek
Indonezja, szczególnie na obszarach wysokiego ryzyka powodzi, takich jak Dżakarta, buduje bardziej odporny system wczesnego ostrzegania przed powodziami, wdrażając zaawansowane sieci czujników, takie jak radarowe przepływomierze, deszczomierze i czujniki przemieszczeń. To studium przypadku wyraźnie pokazuje, jak zintegrowany model monitorowania – łączący niebo (monitoring opadów), grunt (monitoring rzek) i inżynierię (monitoring infrastruktury) – może zmienić paradygmat reagowania na katastrofy z ratownictwa po zdarzeniu na ostrzeganie przed zdarzeniem i proaktywne zapobieganie, dostarczając cennego doświadczenia praktycznego krajom i regionom stojącym przed podobnymi wyzwaniami na całym świecie.
Kompletny zestaw serwerów i oprogramowania modułu bezprzewodowego, obsługuje RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Więcej czujników informacja,
prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Czas publikacji: 22.09.2025