اندونزی، به عنوان بزرگترین کشور مجمع‌الجزایری جهان که در مناطق گرمسیری با بارندگی فراوان و رویدادهای شدید آب و هوایی مکرر واقع شده است، با سیل به عنوان رایج‌ترین و مخرب‌ترین فاجعه طبیعی خود روبرو است. برای مقابله با این چالش، دولت اندونزی در سال‌های اخیر به شدت ساخت یک سیستم هشدار اولیه سیل (FEWS) مدرن مبتنی بر اینترنت اشیا (IoT) و فناوری پیشرفته حسگر را ترویج کرده است. در میان این فناوری‌ها، کنتورهای جریان راداری، باران‌سنج‌ها و حسگرهای جابجایی به عنوان دستگاه‌های اصلی جمع‌آوری داده‌ها عمل می‌کنند و نقش حیاتی ایفا می‌کنند.
در ادامه یک مورد کاربردی جامع ارائه شده است که نحوه عملکرد این فناوری‌ها را در عمل نشان می‌دهد.
۱. پیشینه پروژه: جاکارتا و حوزه رودخانه چیلیونگ
- مکان: پایتخت اندونزی، جاکارتا، و حوزه رودخانه چیلیونگ که از میان شهر عبور می‌کند.
- چالش: جاکارتا شهری کم‌ارتفاع و بسیار پرجمعیت است. رودخانه سیلیونگ در فصل بارندگی مستعد طغیان است و باعث سیل شدید شهری و طغیان رودخانه می‌شود که تهدیدی جدی برای جان و مال مردم محسوب می‌شود. روش‌های هشدار سنتی که متکی بر مشاهده دستی هستند، دیگر نمی‌توانند نیاز به هشدارهای اولیه سریع و دقیق را برآورده کنند.
دوم. مطالعه موردی دقیق کاربرد فناوری
FEWS در این منطقه یک سیستم خودکار است که جمع‌آوری، انتقال، تجزیه و تحلیل و انتشار داده‌ها را یکپارچه می‌کند. این سه نوع حسگر، «اعصاب حسی» سیستم را تشکیل می‌دهند.
۱. باران‌سنج - «نقطه شروع» هشدار زودهنگام
- فناوری و عملکرد: باران‌سنج‌های سطلی واژگون‌کننده در نقاط کلیدی حوزه آبخیز بالایی رودخانه سیلیوونگ (مثلاً منطقه بوگور) نصب می‌شوند. آنها شدت و تجمع بارندگی را با شمارش تعداد دفعات واژگونی یک سطل کوچک پس از پر شدن از آب باران اندازه‌گیری می‌کنند. این داده‌ها ورودی اولیه و حیاتی برای پیش‌بینی سیل هستند.
- سناریوی کاربردی: نظارت بر بارندگی در مناطق بالادست در زمان واقعی. بارندگی شدید مستقیم‌ترین علت افزایش سطح آب رودخانه است. داده‌ها به صورت بلادرنگ از طریق شبکه‌های بی‌سیم (مثلاً GSM/GPRS یا LoRaWAN) به یک مرکز پردازش داده مرکزی منتقل می‌شوند.
- نقش: هشدارهای مبتنی بر بارندگی ارائه می‌دهد. اگر شدت بارندگی در یک نقطه در مدت کوتاهی از آستانه از پیش تعیین‌شده فراتر رود، سیستم به‌طور خودکار هشدار اولیه را صادر می‌کند که نشان‌دهنده احتمال سیل در پایین‌دست و خرید زمان ارزشمند برای واکنش بعدی است.
۲. فلومتر راداری - هسته "چشم بیدار"
- فناوری و عملکرد: کنتورهای جریان راداری غیرتماسی (که اغلب شامل حسگرهای سطح آب راداری و حسگرهای سرعت سطح راداری هستند) بر روی پل‌ها یا کناره‌های رودخانه سیلیوونگ و شاخه‌های اصلی آن نصب می‌شوند. آنها با انتشار امواج مایکروویو به سمت سطح آب و دریافت سیگنال‌های منعکس‌شده، ارتفاع سطح آب (H) و سرعت سطح رودخانه (V) را دقیقاً اندازه‌گیری می‌کنند.
- سناریوی کاربرد: آنها جایگزین حسگرهای تماسی سنتی (مانند حسگرهای اولتراسونیک یا فشار) می‌شوند که مستعد گرفتگی هستند و به نگهداری بیشتری نیاز دارند. فناوری رادار در برابر آوار، رسوبات و خوردگی مقاوم است و آن را برای شرایط رودخانه‌های اندونزی بسیار مناسب می‌کند.
- نقش:
- پایش سطح آب: سطح آب رودخانه را به صورت بلادرنگ پایش می‌کند؛ به محض اینکه سطح آب از آستانه هشدار عبور کند، بلافاصله هشدارهایی را در سطوح مختلف ایجاد می‌کند.
- محاسبه جریان: سیستم، همراه با داده‌های از پیش برنامه‌ریزی‌شده مقطع رودخانه، به‌طور خودکار دبی لحظه‌ای رودخانه را محاسبه می‌کند (Q = A * V، که در آن A سطح مقطع است). دبی یک شاخص هیدرولوژیکی علمی‌تر از سطح آب به تنهایی است و تصویر دقیق‌تری از مقیاس و قدرت سیل ارائه می‌دهد.
۳. حسگر جابجایی - «مانیتور سلامت» زیرساخت
- فناوری و عملکرد: ترک‌سنج‌ها و کج‌شدگی‌سنج‌ها بر روی زیرساخت‌های حیاتی کنترل سیل، مانند خاکریزها، دیوارهای حائل و تکیه‌گاه‌های پل نصب می‌شوند. این حسگرهای جابجایی می‌توانند با دقت میلی‌متری یا بالاتر، ترک‌خوردگی، نشست یا کج‌شدگی سازه را رصد کنند.
- سناریوی کاربردی: فرونشست زمین در بخش‌هایی از جاکارتا یک مسئله جدی است و تهدیدی بلندمدت برای ایمنی سازه‌های کنترل سیل مانند خاکریزها محسوب می‌شود. حسگرهای جابجایی در بخش‌های کلیدی که احتمال وقوع خطرات وجود دارد، مستقر می‌شوند.
- نقش: هشدارهای ایمنی سازه‌ای را ارائه می‌دهد. در طول سیل، سطح بالای آب فشار زیادی بر خاکریزها وارد می‌کند. حسگرهای جابجایی می‌توانند تغییر شکل‌های جزئی در سازه را تشخیص دهند. اگر سرعت تغییر شکل ناگهان افزایش یابد یا از آستانه ایمنی فراتر رود، سیستم زنگ خطر را صادر می‌کند و خطر بلایای ثانویه مانند شکست سد یا رانش زمین را اعلام می‌کند. این امر تخلیه و تعمیرات اضطراری را هدایت می‌کند و از پیامدهای فاجعه‌بار جلوگیری می‌کند.
III. یکپارچه‌سازی سیستم و گردش کار
این حسگرها به صورت جداگانه کار نمی‌کنند، بلکه از طریق یک پلتفرم یکپارچه به صورت هم‌افزایی عمل می‌کنند:
- جمع‌آوری داده‌ها: هر حسگر به‌طور خودکار و مداوم داده‌ها را جمع‌آوری می‌کند.
- انتقال داده: داده‌ها به صورت بلادرنگ از طریق شبکه‌های ارتباطی بی‌سیم به یک سرور داده منطقه‌ای یا مرکزی منتقل می‌شوند.
- تحلیل داده‌ها و تصمیم‌گیری: نرم‌افزار مدل‌سازی هیدرولوژیکی در این مرکز، داده‌های بارندگی، سطح آب و دبی را برای اجرای شبیه‌سازی‌های پیش‌بینی سیل، پیش‌بینی زمان رسیدن و مقیاس اوج سیل، ادغام می‌کند. همزمان، داده‌های حسگر جابجایی به طور جداگانه برای ارزیابی پایداری زیرساخت‌ها تجزیه و تحلیل می‌شوند.
- انتشار هشدار: هنگامی که هر نقطه داده یا ترکیبی از داده‌ها از آستانه‌های از پیش تعیین‌شده فراتر رود، سیستم از طریق کانال‌های مختلف مانند پیامک، برنامه‌های تلفن همراه، رسانه‌های اجتماعی و آژیرها، هشدارهایی را در سطوح مختلف به سازمان‌های دولتی، ادارات واکنش اضطراری و عموم مردم در جوامع کنار رودخانه ارسال می‌کند.
چهارم. اثربخشی و چالش‌ها
- اثربخشی:
- افزایش زمان انتظار: زمان هشدار از چند ساعت در گذشته به ۲۴ تا ۴۸ ساعت در حال حاضر بهبود یافته است که به طور قابل توجهی قابلیت‌های واکنش اضطراری را افزایش می‌دهد.
- تصمیم‌گیری علمی: دستورات تخلیه و تخصیص منابع، بر اساس داده‌های بلادرنگ و مدل‌های تحلیلی، دقیق‌تر و مؤثرتر هستند.
- کاهش خسارات جانی و مالی: هشدارهای اولیه مستقیماً از تلفات جانی جلوگیری کرده و خسارات مالی را کاهش می‌دهند.
- نظارت بر ایمنی زیرساخت‌ها: امکان نظارت هوشمند و روتین بر سلامت سازه‌های کنترل سیل را فراهم می‌کند.
- چالش‌ها:
- هزینه‌های ساخت و نگهداری: یک شبکه حسگر که منطقه وسیعی را پوشش می‌دهد، به سرمایه‌گذاری اولیه قابل توجه و هزینه‌های نگهداری مداوم نیاز دارد.
- پوشش ارتباطی: پوشش پایدار شبکه همچنان در مناطق کوهستانی دورافتاده یک چالش است.
- آگاهی عمومی: اطمینان از رسیدن پیام‌های هشدار به کاربران نهایی و ترغیب آنها به انجام اقدامات صحیح، نیازمند آموزش و تمرین‌های مداوم است.
نتیجه‌گیری
اندونزی، به ویژه در مناطق پرخطر سیل مانند جاکارتا، با استقرار شبکه‌های حسگر پیشرفته که توسط کنتورهای جریان راداری، باران‌سنج‌ها و حسگرهای جابجایی نشان داده می‌شوند، در حال ایجاد یک سیستم هشدار اولیه سیل مقاوم‌تر است. این مطالعه موردی به وضوح نشان می‌دهد که چگونه یک مدل پایش یکپارچه - ترکیبی از آسمان (پایش بارندگی)، زمین (پایش رودخانه) و مهندسی (پایش زیرساخت‌ها) - می‌تواند الگوی واکنش به بلایا را از نجات پس از حادثه به هشدار قبل از حادثه و پیشگیری پیشگیرانه تغییر دهد و تجربه عملی ارزشمندی را برای کشورها و مناطقی که با چالش‌های مشابه در سراسر جهان روبرو هستند، فراهم کند.
مجموعه کامل سرورها و ماژول بی‌سیم نرم‌افزاری، پشتیبانی از RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
برای حسگرهای بیشتر اطلاعات،
لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.
Email: info@hondetech.com
وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com
تلفن: +86-15210548582
زمان ارسال: ۲۲ سپتامبر ۲۰۲۵