1. Bối cảnh và nhu cầu của dự án
Địa hình đồi núi của Hàn Quốc đồng nghĩa với việc mạng lưới đường sắt thường xuyên đi qua các ngọn đồi và hẻm núi. Trong mùa lũ mùa hè, đất nước này dễ bị ảnh hưởng bởi mưa lớn do gió mùa và bão, có thể gây ra lũ quét bất ngờ, lũ bùn đá và lở đất ở các vùng núi, gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đến an toàn vận hành đường sắt. Các thiết bị đo mưa kiểu thùng lật truyền thống cần được bảo trì thường xuyên, dễ bị tắc nghẽn và có thể bị trễ cơ học và sai số đếm trong những trận mưa lớn, khiến chúng không đáp ứng được nhu cầu giám sát lượng mưa theo thời gian thực, độ chính xác cao và ít bảo trì.
Để đảm bảo an toàn vận hành, cơ quan quản lý cơ sở hạ tầng của Hàn Quốc cần khẩn trương triển khai mạng lưới giám sát lượng mưa tự động tiên tiến và đáng tin cậy dọc theo các đoạn đường sắt miền núi quan trọng. Thiết bị cần thiết phải chịu được môi trường khắc nghiệt, vận hành với chi phí bảo trì tối thiểu và cung cấp dữ liệu chính xác, theo thời gian thực về cường độ và lượng mưa tích tụ để kịp thời cảnh báo cho hệ thống điều độ tàu.
2. Giải pháp: Hệ thống giám sát đo mưa quang học
Dự án đã chọn Máy đo mưa quang học (hoặc Cảm biến mưa quang học) làm thiết bị giám sát cốt lõi để xây dựng hệ thống giám sát lượng mưa phân tán và cảnh báo sớm.
- Nguyên lý hoạt động:
Máy đo mưa quang học hoạt động dựa trên nguyên lý tán xạ quang học hồng ngoại. Cảm biến phát ra một chùm tia hồng ngoại ở bước sóng cụ thể xuyên qua khu vực đo. Khi không có mưa, ánh sáng đi qua trực tiếp. Khi những giọt mưa rơi qua khu vực đo, chúng sẽ tán xạ ánh sáng hồng ngoại. Cường độ ánh sáng tán xạ mà bộ thu phát hiện tỷ lệ thuận với kích thước và số lượng giọt mưa (tức là cường độ mưa). Bằng cách phân tích sự biến thiên tín hiệu với các thuật toán tích hợp, cảm biến tính toán cường độ mưa tức thời (mm/h) và lượng mưa tích lũy (mm) theo thời gian thực. - Triển khai hệ thống:
Các thiết bị đo mưa quang học được lắp đặt tại các điểm chính dọc theo tuyến đường sắt trong các khu vực nguy hiểm địa chất có nguy cơ cao (ví dụ: trên sườn dốc, gần cầu, tại lối vào đường hầm). Các thiết bị được gắn trên các trụ, với ống kính cảm biến hướng lên trời để đảm bảo khu vực đo tối ưu.
3. Triển khai ứng dụng
- Thu thập dữ liệu theo thời gian thực: Máy đo mưa quang học hoạt động 24/7, lấy nhiều mẫu mỗi giây để phát hiện thời điểm bắt đầu, kết thúc, cường độ và xu hướng của lượng mưa theo thời gian thực.
- Truyền dữ liệu: Dữ liệu lượng mưa thu thập được sẽ được truyền gần như theo thời gian thực (theo từng phút) đến nền tảng dữ liệu trung tâm tại trung tâm giám sát khu vực thông qua các mô-đun truyền thông không dây 4G/5G tích hợp sẵn.
- Phân tích dữ liệu và cảnh báo sớm:
- Nền tảng trung tâm tích hợp dữ liệu từ tất cả các điểm giám sát và thiết lập cảnh báo ngưỡng lượng mưa nhiều cấp.
- Khi cường độ mưa hoặc lượng mưa tích tụ tại bất kỳ điểm nào vượt quá ngưỡng an toàn đã cài đặt trước, hệ thống sẽ tự động kích hoạt báo động.
- Thông tin cảnh báo (bao gồm vị trí cụ thể, dữ liệu lượng mưa theo thời gian thực và mức vượt quá) sẽ được chuyển ngay đến giao diện của người điều phối tại Trung tâm kiểm soát giao thông đường sắt (CTC).
- Kiểm soát liên kết: Dựa trên mức cảnh báo, người điều phối sẽ nhanh chóng khởi động các giao thức khẩn cấp, chẳng hạn như ban hành lệnh hạn chế tốc độ hoặc lệnh tạm dừng khẩn cấp cho các chuyến tàu đang tiến đến khu vực bị ảnh hưởng, do đó ngăn ngừa thảm họa và đảm bảo an toàn cho hành khách.
4. Lợi thế kỹ thuật hiện thực
- Không có bộ phận chuyển động, không cần bảo trì: Việc không có các thành phần cơ khí giúp loại bỏ các vấn đề như tắc nghẽn, vệ sinh thường xuyên và hao mòn cơ học thường gặp ở các loại đồng hồ đo kiểu gầu lật truyền thống. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc vận hành lâu dài, không cần giám sát ở những vùng núi xa xôi và khắc nghiệt.
- Phản hồi nhanh & Độ chính xác cao: Phương pháp đo quang học cung cấp thời gian phản hồi cực nhanh (lên đến vài giây), nắm bắt chính xác những thay đổi tức thời về cường độ mưa và cung cấp thời gian quan trọng để đưa ra cảnh báo.
- Khả năng chống nhiễu mạnh: Thiết kế quang học được tối ưu hóa giúp giảm thiểu hiệu quả sự can thiệp từ các yếu tố môi trường như bụi, sương mù và côn trùng, đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu.
- Tiêu thụ điện năng thấp và dễ lắp đặt: Các thiết bị có nhu cầu điện năng thấp, thường được hỗ trợ bởi tấm pin mặt trời và dễ lắp đặt mà không cần nhiều công trình kỹ thuật dân dụng.
5. Kết quả dự án
Việc triển khai hệ thống này đã nâng cao năng lực phòng chống thảm họa đường sắt của Hàn Quốc từ “phản ứng thụ động” lên “cảnh báo chủ động”. Dữ liệu chính xác, thời gian thực từ máy đo lượng mưa quang học cho phép bộ phận điều phối:
- Đưa ra các quyết định an toàn khoa học hơn, giảm thiểu tổn thất kinh tế liên quan đến việc ngừng hoạt động phòng ngừa quá mức.
- Nâng cao đáng kể tính an toàn và đúng giờ của vận tải đường sắt.
- Dữ liệu lượng mưa tích lũy dài hạn cũng cung cấp thông tin hỗ trợ có giá trị cho việc đánh giá rủi ro địa chất và quy hoạch cơ sở hạ tầng dọc theo hành lang đường sắt.
Trường hợp này chứng minh ứng dụng thành công của máy đo lượng mưa quang học trong lĩnh vực an toàn cơ sở hạ tầng quan trọng, cung cấp mô hình tuyệt vời để giải quyết các thách thức về giám sát lượng mưa trong môi trường phức tạp.
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 đo lượng mưa 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: 11-09-2025