۱. پیشینه و چالش پروژه
سئول، کره جنوبی، یک کلان‌شهر بسیار مدرن، با چالش‌های جدی در زمینه آبگرفتگی شهری مواجه است. فضاهای زیرزمینی گسترده آن (متروها، مراکز خرید زیرزمینی)، جمعیت متراکم و دارایی‌های با ارزش بالا، این شهر را در برابر خطرات سیل ناشی از بارندگی‌های شدید بسیار آسیب‌پذیر می‌کند. تجهیزات سنتی پایش سطح آب و سرعت جریان مبتنی بر تماس (مانند مبدل‌های فشار، کنتورهای پروانه‌ای مکانیکی) به شدت مستعد گرفتگی ناشی از زباله، رسوب و خوردگی در لوله‌های فاضلاب و آب‌های سطحی و کانال‌های زهکشی هستند. این امر منجر به از دست رفتن داده‌ها، کاهش دقت و هزینه‌های بالای نگهداری می‌شود.
مقامات شهرداری به شدت به راهکاری برای نظارت دقیق، بلادرنگ و کم‌هزینه بر داده‌های هیدرولوژیکی در نقاط کلیدی زهکشی (مانند آبگذرها، سرریزها، رودخانه‌ها) نیاز داشتند تا ورودی قابل اعتمادی برای مدل‌های سیلاب شهری فراهم کنند و امکان هشدارهای اولیه دقیق و هماهنگی علمی در واکنش‌های اضطراری را فراهم آورند.
۲. راه حل: حسگر جریان راداری یکپارچه
این پروژه حسگر جریان راداری یکپارچه غیرتماسی را به عنوان دستگاه نظارت اصلی انتخاب کرد و آن را در سرریزهای بحرانی رودخانه‌های شهری، آبگذرهای اصلی زهکشی و خروجی‌های سرریز فاضلاب ترکیبی (CSO) مستقر نمود.
- اصل فنی:
- اندازه‌گیری سطح آب: یک سطح‌سنج راداری روی حسگر، پالس‌های مایکروویو را به سمت سطح آب ساطع می‌کند و پژواک آن را دریافت می‌کند. ارتفاع سطح آب دقیقاً بر اساس اختلاف زمان محاسبه می‌شود.
- اندازه‌گیری سرعت جریان: این حسگر از اصل رادار داپلر استفاده می‌کند و امواج مایکروویو را با فرکانس خاصی به سمت سطح آب ساطع می‌کند. سرعت سطحی جریان با اندازه‌گیری تغییر در فرکانس سیگنال برگشتی (جابجایی داپلر) محاسبه می‌شود.
- محاسبه نرخ جریان: الگوریتم‌های داخلی از سطح آب و سرعت سطحی اندازه‌گیری شده در زمان واقعی، همراه با پارامترهای مقطع کانال از پیش ورودی (مانند عرض کانال، شیب، ضریب مانینگ) برای محاسبه خودکار نرخ جریان لحظه‌ای در زمان واقعی و حجم کل جریان استفاده می‌کنند.
۳. پیاده‌سازی برنامه
- استقرار در محل: حسگرها زیر پل‌ها یا روی تیرهای مخصوص نصب شدند و به صورت عمودی و بدون هیچ گونه تماس فیزیکی به سمت سطح آب نشانه گرفته شدند تا از برخورد زباله‌های شناور و گرفتگی جلوگیری شود.
- جمع‌آوری و انتقال داده‌ها: حسگرها به صورت ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته کار می‌کنند و هر دقیقه داده‌های سطح آب، سرعت و جریان را جمع‌آوری می‌کنند. داده‌ها به صورت بلادرنگ از طریق شبکه‌های ۴G/5G به پلتفرم ابری مدیریت هوشمند آب سئول منتقل می‌شوند.
- یکپارچه‌سازی سیستم و هشدار زودهنگام:
- این پلتفرم ابری، داده‌های تمام نقاط نظارتی را ادغام کرده و آن را با داده‌های پیش‌بینی بارندگی از رادار سازمان هواشناسی پیوند می‌دهد.
- هنگامی که سرعت جریان یا سطح آب در هر نقطه نظارت به سرعت افزایش می‌یابد و از آستانه‌های از پیش تعیین‌شده فراتر می‌رود، سیستم به‌طور خودکار هشدار غرقاب شدن را فعال می‌کند.
- اطلاعات هشدار به صورت بلادرنگ بر روی نقشه «دوقلوی دیجیتال» در مرکز فرماندهی اورژانس شهر نمایش داده می‌شود و مناطق پرخطر را مشخص می‌کند.
- پاسخ هماهنگ: بر اساس هشدارها، مرکز فرماندهی می‌تواند به صورت پیشگیرانه پاسخ‌ها را اجرا کند:
- صدور هشدارهای عمومی: از طریق برنامه‌های تلفن همراه و رسانه‌های اجتماعی، اعلان‌های عمومی (bì xiǎn -避险) را برای ساکنان مناطق آسیب‌دیده ارسال کنید.
- فعال کردن تأسیسات زهکشی: از راه دور، ایستگاه‌های پمپاژ پایین‌دست را فعال یا قدرت آنها را افزایش دهید تا به طور پیشگیرانه ظرفیت شبکه زهکشی را افزایش دهید.
- مدیریت ترافیک: به مسئولین راهنمایی و رانندگی دستور دهید تا زیرگذرها و جاده‌های کم‌ارتفاع را موقتاً مسدود کنند.
۴. مزایای فنی تجسم‌یافته
- اندازه‌گیری غیرتماسی، بدون نیاز به تعمیر و نگهداری: به طور کامل نقاط ضعف حسگرهای تماسی که مستعد گرفتگی و آسیب هستند را حل می‌کند و هزینه‌های عملیاتی و خطرات از دست دادن داده‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. ایده‌آل برای فاضلاب شهری و آب‌های سطحی با محتوای بالای زباله.
- دقت و قابلیت اطمینان بالا: اندازه‌گیری رادار تحت تأثیر دمای آب، کیفیت یا محتوای رسوب قرار نمی‌گیرد و داده‌های پایدار و قابل اعتمادی را حتی در اوج جریان‌های طوفانی ارائه می‌دهد.
- عملکرد در تمام شرایط آب و هوایی: تحت تأثیر نور یا شرایط آب و هوایی (مثلاً باران شدید، تاریکی) قرار نمی‌گیرد و قادر به ثبت داده‌های کامل هیدرولوژیکی در طول یک رویداد طوفانی است.
- یکپارچه‌سازی سه‌گانه، چندمنظوره: یک دستگاه واحد جایگزین دستگاه‌های اندازه‌گیری سطح آب، سرعت‌سنج‌های جریان و جریان‌سنج‌های جداگانه سنتی می‌شود و معماری سیستم را ساده کرده و هزینه‌های تهیه و نصب را کاهش می‌دهد.
۵. نتایج پروژه
اجرای این سیستم، مدیریت سیل سئول را از یک مدل «واکنش منفعلانه» به «پیش‌بینی فعال و پیشگیری دقیق» تبدیل کرد.
- بهبود زمان‌بندی هشدار: یک زمان بحرانی ۳۰ دقیقه تا ۱ ساعت برای واکنش اضطراری فراهم شد.
- کاهش خسارات اقتصادی: هماهنگی و هشدارهای مؤثر، خسارات اقتصادی عمده ناشی از آبگرفتگی فضاهای زیرزمینی و اختلالات ترافیکی را به میزان قابل توجهی به حداقل رساند.
- سرمایه‌گذاری بهینه در زیرساخت‌ها: جمع‌آوری داده‌های دقیق و بلندمدت جریان آب، مبنای علمی برای ارتقا، نوسازی و برنامه‌ریزی شبکه زهکشی شهری فراهم کرد و تصمیمات سرمایه‌گذاری را کارآمدتر و توجیه‌پذیرتر ساخت.
- افزایش حس امنیت عمومی: اطلاعات هشدار شفاف، اعتماد عمومی به توانایی دولت در مدیریت رویدادهای شدید آب و هوایی را افزایش داد.
- مجموعه کامل سرورها و ماژول بی‌سیم نرم‌افزاری، پشتیبانی از RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
برای حسگر جریان رادار بیشتر اطلاعات،
لطفا با شرکت فناوری هونده تماس بگیرید.
Email: info@hondetech.com
وب‌سایت شرکت:www.hondetechco.com
تلفن: +86-15210548582
زمان ارسال: ۱۱ سپتامبر ۲۰۲۵