Hệ thống giám sát sườn dốc với công nghệ LoRaWAN giúp đảm bảo an toàn giao thông đường bộ

Thông tin chung

Là một hòn đảo, địa lý của Đài Loan độc đáo ở chỗ mạng lưới đường bộ của chúng tôi thường đi qua nhiều loại địa hình, bao gồm nhiều đoạn có độ dốc lớn, những con dốc này tiềm ẩn nhiều rủi ro và thách thức cho con người. Dưới ảnh hưởng của thiên tai, sạt lở đất hoặc động đất, các sườn dốc có thể trở nên không ổn định hoặc trơn trượt, do đó có thể đe dọa đến sự an toàn của các phương tiện giao thông công cộng và hành khách. Để bảo vệ tính mạng và tài sản của công chúng, điều quan trọng là phải thiết lập một hệ thống giám sát các sườn dốc một cách đáng tin cậy. Một hệ thống như vậy sẽ có thể phát hiện sớm các nguy cơ tiềm ẩn và đưa ra cảnh báo, dự đoán sớm để các cơ quan hữu quan có thể đưa ra các biện pháp thích hợp trước khi sự cố xảy ra.

Yêu cầu hệ thống

• Trường hợp này bao gồm hơn 10 khu vực, với 30 ~ 40 điểm giám sát ban đầu được thiết lập ở mỗi khu vực và khoảng 500 điểm đã được hoàn thành cho đến nay. 
  
• Đối với mỗi khu vực, thiết bị giám sát chính bao gồm máy đo độ nghiêng hiệu ứng nhiệt độ thấp có độ phân giải cao và máy đo độ ẩm của đất.
• Theo mặc định, hệ thống thu thập dữ liệu cứ sau 15 phút. Tuy nhiên, tần số đo có thể được điều chỉnh trong trường hợp điều kiện thời tiết bất lợi (bão, động đất, mưa bão, v.v.).
• Mỗi bộ thiết bị giám sát phải là một giải pháp độc lập và do đó cần có pin sạc và tấm pin mặt trời.
• Với nền tảng hệ thống giám sát IoT dựa trên đám mây, nó đóng vai trò là nền tảng quản lý của hệ thống giám sát sườn dốc.
  

Thiết bị giám sát cho từng khu vực bao gồm máy đo độ nghiêng hiệu ứng nhiệt độ thấp có độ phân giải cao và máy đo độ ẩm của đất, và việc lắp đặt khoảng 500 điểm đo đã được hoàn thành.

Hàng chục gateway LoRaWAN cấp công nghiệp WISE-6610 của Advantech giúp thu nhận dữ liệu điểm đo qua kết nối không dây.

Triển khai dự án

• WISE-4610P: Mô-đun I/O không dây LoRa/LoRaWAN công nghiệp tiên tiến
• WISE-S617: I/O mô-đun không dây 2AI/2DI/1DO với đầu nối 1RS-485 & M12
• WISE-6610-A100C: Gateway LoRaWAN công nghiệp
• Hệ thống giám sát dựa trên đám mây IoT của GeoSupply

Mô tả hệ thống

Hầu hết các sườn dốc trong khu vực có đường sắt đi qua ở Đài Loan đều có nguy cơ trượt dốc nông. Vì vậy, việc lắp đặt các cột quan trắc trên sườn dốc có thể được sử dụng để theo dõi và đánh giá sự ổn định của sườn dốc trong thời gian dài. Hệ thống giám sát ngoài trời cực kỳ bất tiện khi lắp đặt đường ống và một số sườn dốc thường phải thực hiện các hoạt động đào đất, có thể làm hỏng đường ống. Dựa trên những cân nhắc ở trên, giải pháp giám sát truyền dẫn không dây đơn giản hơn và chi phí lắp đặt và bảo trì sẽ giảm đáng kể. 

Để thuận tiện cho việc thiết lập, mỗi thiết bị giám sát phải là thiết bị độc lập, có thiết kế tiết kiệm năng lượng và tiêu thụ điện năng thấp, khả năng chống nước và bụi mạnh mẽ để mang lại độ ổn định và độ tin cậy cao. 

Giải pháp do Advantech cung cấp là triển khai khoảng 500 bộ mô-đun I/O không dây LoRaWAN tiên tiến WISE-4610P được kết nối không dây với hàng chục gateway LoRaWAN công nghiệp WISE-6610. Mỗi thiết bị WISE-4610P cũng sẽ được trang bị máy đo độ nghiêng hiệu ứng nhiệt độ thấp có độ phân giải cao hoặc máy đo độ ẩm của đất và các tấm pin mặt trời.

Ưu điểm của giải pháp là WISE-4610P có pin sạc tích hợp được sạc liên tục qua bảng pin năng lượng mặt trời, cũng như nhiều giải pháp kết hợp I/O công nghiệp để kết nối với nhiều loại cảm biến. Ngoài ra, việc được xếp hạng tiêu chuẩn IP65 của WISE-4610P về khả năng chống nước và bụi cũng như nhiệt độ rộng cấp công nghiệp có nghĩa là nó vẫn có độ tin cậy cao trong môi trường ngoài trời.

Một ưu điểm khác của WISE-4610P là mức tiêu thụ điện năng thấp, có nghĩa là các yêu cầu về năng lượng của WISE-4610P và các cảm biến đi kèm của nó có thể được đáp ứng hoàn toàn bằng pin và tấm pin mặt trời trên bo mạch, do đó không cần phải lắp đặt pin hoặc nguồn điện riêng cho các cảm biến. Các cảm biến được tắt khi không sử dụng; khi cần thực hiện phép đo, WISE-4610P sẽ gửi tín hiệu để bật chúng lên.

Ngoài ra, giao thức mạng LoRaWAN được sử dụng trong giải pháp mang lại một số ưu điểm chính, bao gồm tầm hoạt động xa, mức tiêu thụ điện năng thấp, khả năng mở rộng và tính linh hoạt cao. Điều này làm cho nó lý tưởng cho các dự án giám sát độ ổn định của sườn dốc.

Thông qua khoảng 500 bộ cảm biến (nút cảm biến), GeoSupply nhập chúng vào máy chủ đám mây và cơ sở dữ liệu trực tuyến trong thời gian thực, sau đó nhập chúng vào GIS để tăng cường trực quan hóa giao diện hoạt động và nâng cao hiệu quả quản lý. GeoSupply cũng kết nối với thông tin Dữ liệu mở của Cục thời tiết trung ương, chẳng hạn như bản đồ theo dõi bão và bản đồ theo dõi bão về lượng mưa tích lũy với các tín hiệu từ radar, để hỗ trợ xác định sự phân bố và phát triển của lượng mưa và dự kiến sử dụng chúng kết hợp với AI như một phương tiện đánh giá sự ổn định của các sườn dốc.

Sơ đồ hệ thống

Tại sao là Advantech?

• WISE-4610P được trang bị pin bên trong có thể sạc lại, có mức tiêu thụ điện năng thấp và có thể cấp nguồn cho các cảm biến được kết nối. Nó có khả năng bảo vệ mạnh mẽ chống lại sự xâm nhập của nước và bụi, đồng thời có thể hoạt động trong nhiều dải nhiệt độ hoạt động, do đó khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng ngoài trời. 
  
• WISE-4610P và WISE-6610 sử dụng giao thức mạng LoRaWAN, có tầm hoạt động xa, sử dụng điện năng thấp và khả năng mở rộng tốt, một lần nữa làm cho nó trở nên lý tưởng cho dự án ngoài trời nơi nguồn điện bị hạn chế hoặc không có sẵn.
• Giải pháp do Advantech triển khai hỗ trợ các giải pháp I/O khác nhau trong một sản phẩm và có các kênh đầu ra nguồn có thể cấp nguồn trực tiếp cho cảm biến, do đó loại bỏ nhu cầu chuẩn bị nguồn điện riêng cho cảm biến. Đây là một giải pháp nghiêm ngặt, tiết kiệm chi phí và hiệu quả để theo dõi độ dốc và tạo điều kiện phát hiện sớm các thảm họa tiềm ẩn.
  

Tại sao là GeoSupply?

• Đội ngũ chuyên nghiệp có hơn 20 năm kinh nghiệm và chuyên môn phong phú về giám sát trong và ngoài nước, đồng thời cam kết cung cấp các giải pháp kỹ thuật giám sát Internet of Things (IoT) chất lượng.
  
• Thông qua nền tảng đám mây GCP có uy tín và chọn cơ sở dữ liệu trực tuyến MongoDB có độ ổn định cao để hỗ trợ hệ thống giám sát của GeoSupply. Dữ liệu sẽ được lưu trữ trong môi trường đám mây an toàn và đáng tin cậy. Ngoài ra, các máy chủ và cơ sở dữ liệu đám mây có khả năng mở rộng, có thể mở rộng và nâng cấp linh hoạt theo nhu cầu của khách hàng để đảm bảo hiệu suất và hiệu quả của hệ thống.
• Nền tảng giám sát tuyệt vời với tính năng nhập GIS, thông tin Dữ liệu mở từ Cục thời tiết trung ương và hỗ trợ AI để giúp khách hàng hoàn thiện nền tảng quản lý và giám sát đám mây lý tưởng cho các sườn dốc.