Là quốc gia quần đảo lớn nhất thế giới, nằm trong vùng nhiệt đới với lượng mưa dồi dào và thường xuyên xảy ra các hiện tượng thời tiết cực đoan, Indonesia đang phải đối mặt với lũ lụt như một thảm họa thiên nhiên phổ biến và tàn phá nhất. Để giải quyết thách thức này, chính phủ Indonesia đã tích cực thúc đẩy việc xây dựng Hệ thống Cảnh báo Lũ lụt Sớm (FEWS) hiện đại dựa trên Internet vạn vật (IoT) và công nghệ cảm biến tiên tiến trong những năm gần đây. Trong số các công nghệ này, lưu lượng kế radar, máy đo mưa và cảm biến dịch chuyển đóng vai trò thiết bị thu thập dữ liệu cốt lõi, đóng vai trò vô cùng quan trọng.
Sau đây là một trường hợp ứng dụng toàn diện chứng minh cách các công nghệ này hoạt động cùng nhau trong thực tế.
I. Bối cảnh dự án: Jakarta và lưu vực sông Ciliwung
- Vị trí: Thủ đô Jakarta của Indonesia và lưu vực sông Ciliwung chảy qua thành phố.
- Thách thức: Jakarta là vùng trũng thấp và mật độ dân số cực kỳ đông đúc. Sông Ciliwung dễ bị tràn bờ vào mùa mưa, gây ra lũ lụt nghiêm trọng ở đô thị và lũ lụt trên sông, đe dọa đáng kể đến tính mạng và tài sản. Các phương pháp cảnh báo truyền thống dựa vào quan sát thủ công không còn đáp ứng được nhu cầu cảnh báo sớm nhanh chóng và chính xác.
II. Nghiên cứu trường hợp chi tiết về ứng dụng công nghệ
FEWS trong khu vực này là một hệ thống tự động tích hợp thu thập, truyền tải, phân tích và phổ biến dữ liệu. Ba loại cảm biến này tạo thành “dây thần kinh cảm giác” của hệ thống.
1. Máy đo mưa – “Điểm khởi đầu” của cảnh báo sớm
- Công nghệ & Chức năng: Các thiết bị đo mưa dạng thùng lật được lắp đặt tại các điểm quan trọng ở thượng nguồn sông Ciliwung (ví dụ: khu vực Bogor). Chúng đo cường độ và lượng mưa tích tụ bằng cách đếm số lần một thùng nhỏ bị lật sau khi chứa đầy nước mưa. Dữ liệu này là dữ liệu đầu vào ban đầu và quan trọng nhất cho việc dự báo lũ lụt.
- Kịch bản ứng dụng: Giám sát lượng mưa theo thời gian thực ở khu vực thượng nguồn. Mưa lớn là nguyên nhân trực tiếp nhất gây ra mực nước sông dâng cao. Dữ liệu được truyền theo thời gian thực đến trung tâm xử lý dữ liệu trung tâm qua mạng không dây (ví dụ: GSM/GPRS hoặc LoRaWAN).
- Vai trò: Cung cấp cảnh báo dựa trên lượng mưa. Nếu cường độ mưa tại một điểm vượt quá ngưỡng cài đặt trước trong thời gian ngắn, hệ thống sẽ tự động đưa ra cảnh báo ban đầu, cho biết khả năng xảy ra lũ lụt ở hạ lưu và tiết kiệm thời gian quý báu cho các biện pháp ứng phó tiếp theo.
2. Đồng hồ đo lưu lượng radar – “Con mắt giám sát” cốt lõi
- Công nghệ & Chức năng: Lưu lượng kế radar không tiếp xúc (thường bao gồm cảm biến mực nước radar và cảm biến vận tốc bề mặt radar) được lắp đặt trên cầu hoặc bờ dọc theo sông Ciliwung và các nhánh chính. Chúng đo chính xác độ cao mực nước (H) và vận tốc bề mặt sông (V) bằng cách phát sóng vi ba về phía mặt nước và thu nhận tín hiệu phản xạ.
- Kịch bản ứng dụng: Chúng thay thế các cảm biến tiếp xúc truyền thống (như cảm biến siêu âm hoặc cảm biến áp suất), vốn dễ bị tắc nghẽn và cần bảo trì nhiều hơn. Công nghệ radar không bị ảnh hưởng bởi mảnh vụn, hàm lượng trầm tích và ăn mòn, do đó rất phù hợp với điều kiện sông ngòi ở Indonesia.
- Vai trò:
- Giám sát mực nước: Giám sát mực nước sông theo thời gian thực; kích hoạt cảnh báo ở các mức khác nhau ngay lập tức khi mực nước vượt quá ngưỡng cảnh báo.
- Tính toán lưu lượng: Kết hợp với dữ liệu mặt cắt ngang sông được lập trình sẵn, hệ thống sẽ tự động tính toán lưu lượng dòng chảy theo thời gian thực của sông (Q = A * V, trong đó A là diện tích mặt cắt ngang). Lưu lượng dòng chảy là một chỉ báo thủy văn khoa học hơn so với mực nước đơn thuần, cung cấp hình ảnh chính xác hơn về quy mô và sức mạnh của lũ.
3. Cảm biến dịch chuyển – “Thiết bị theo dõi sức khỏe” của cơ sở hạ tầng
- Công nghệ & Chức năng: Máy đo vết nứt và máy đo độ nghiêng được lắp đặt trên các cơ sở hạ tầng kiểm soát lũ lụt quan trọng, chẳng hạn như đê, tường chắn và trụ cầu. Các cảm biến dịch chuyển này có thể theo dõi xem một công trình có bị nứt, lún hoặc nghiêng với độ chính xác đến từng milimet hoặc cao hơn hay không.
- Tình huống ứng dụng: Sụt lún đất là một vấn đề nghiêm trọng ở một số khu vực của Jakarta, gây ra mối đe dọa lâu dài đến sự an toàn của các công trình kiểm soát lũ lụt như đê điều. Các cảm biến dịch chuyển được triển khai tại các khu vực trọng điểm có nguy cơ xảy ra rủi ro.
- Vai trò: Cung cấp cảnh báo an toàn kết cấu. Trong lũ lụt, mực nước cao gây áp lực rất lớn lên đê. Cảm biến dịch chuyển có thể phát hiện những biến dạng nhỏ trong kết cấu. Nếu tốc độ biến dạng đột ngột tăng tốc hoặc vượt quá ngưỡng an toàn, hệ thống sẽ phát ra báo động, cảnh báo nguy cơ xảy ra thảm họa thứ cấp như vỡ đập hoặc lở đất. Điều này hướng dẫn việc sơ tán và sửa chữa khẩn cấp, ngăn ngừa hậu quả thảm khốc.
III. Tích hợp hệ thống và quy trình làm việc
Các cảm biến này không hoạt động riêng lẻ mà hoạt động hiệp đồng thông qua một nền tảng tích hợp:
- Thu thập dữ liệu: Mỗi cảm biến tự động và liên tục thu thập dữ liệu.
- Truyền dữ liệu: Dữ liệu được truyền theo thời gian thực đến máy chủ dữ liệu khu vực hoặc trung tâm thông qua mạng truyền thông không dây.
- Phân tích Dữ liệu & Ra Quyết định: Phần mềm mô hình thủy văn tại trung tâm tích hợp dữ liệu lượng mưa, mực nước và lưu lượng để chạy mô phỏng dự báo lũ, dự đoán thời điểm lũ đến và quy mô đỉnh lũ. Đồng thời, dữ liệu cảm biến dịch chuyển được phân tích riêng biệt để đánh giá độ ổn định của cơ sở hạ tầng.
- Phát tán cảnh báo: Khi bất kỳ điểm dữ liệu đơn lẻ hoặc tổ hợp dữ liệu nào vượt quá ngưỡng được thiết lập trước, hệ thống sẽ đưa ra cảnh báo ở nhiều mức độ khác nhau thông qua nhiều kênh như SMS, ứng dụng di động, mạng xã hội và còi báo động cho các cơ quan chính phủ, phòng ứng phó khẩn cấp và công chúng ở các cộng đồng ven sông.
IV. Hiệu quả và thách thức
- Hiệu quả:
- Tăng thời gian chuẩn bị: Thời gian cảnh báo đã được cải thiện từ chỉ vài giờ trước đây lên 24-48 giờ hiện nay, nâng cao đáng kể khả năng ứng phó khẩn cấp.
- Quyết định khoa học: Lệnh sơ tán và phân bổ nguồn lực chính xác và hiệu quả hơn dựa trên dữ liệu thời gian thực và mô hình phân tích.
- Giảm thiểu thiệt hại về người và tài sản: Cảnh báo sớm có thể ngăn ngừa trực tiếp thương vong và giảm thiểu thiệt hại về tài sản.
- Giám sát an toàn cơ sở hạ tầng: Cho phép giám sát tình trạng thông minh và thường xuyên của các công trình kiểm soát lũ lụt.
- Thách thức:
- Chi phí xây dựng và bảo trì: Một mạng lưới cảm biến bao phủ một khu vực rộng lớn đòi hỏi khoản đầu tư ban đầu đáng kể và chi phí bảo trì liên tục.
- Phạm vi phủ sóng truyền thông: Phạm vi phủ sóng mạng ổn định vẫn là một thách thức ở các vùng núi xa xôi.
- Nhận thức của cộng đồng: Đảm bảo thông điệp cảnh báo đến được người dùng cuối và nhắc nhở họ thực hiện hành động đúng đắn đòi hỏi phải đào tạo và diễn tập liên tục.
Phần kết luận
Indonesia, đặc biệt là ở những khu vực có nguy cơ lũ lụt cao như Jakarta, đang xây dựng một hệ thống cảnh báo sớm lũ lụt linh hoạt hơn bằng cách triển khai các mạng lưới cảm biến tiên tiến, được thể hiện bằng các thiết bị đo lưu lượng radar, máy đo lượng mưa và cảm biến dịch chuyển. Nghiên cứu điển hình này minh họa rõ ràng cách một mô hình giám sát tích hợp - kết hợp giữa giám sát trên không (giám sát lượng mưa), giám sát mặt đất (giám sát sông ngòi) và kỹ thuật (giám sát cơ sở hạ tầng) - có thể chuyển đổi mô hình ứng phó thảm họa từ cứu hộ sau sự cố sang cảnh báo trước sự cố và phòng ngừa chủ động, mang lại kinh nghiệm thực tiễn quý báu cho các quốc gia và khu vực đang phải đối mặt với những thách thức tương tự trên toàn thế giới.
Bộ máy chủ và mô-đun không dây phần mềm hoàn chỉnh, hỗ trợ RS485 GPRS / 4g / WIFI / LORA / LORAWAN
Để biết thêm cảm biến thông tin,
Vui lòng liên hệ với Công ty TNHH Công nghệ Honde.
Email: info@hondetech.com
Trang web của công ty:www.hondetechco.com
Điện thoại: +86-15210548582
Thời gian đăng: 22-09-2025