Системи моніторингу стійкості схилів за допомогою LoRaWAN
Вступ
Географія Тайваню, як острова, унікальна тим, що дорожня мережа часто перетинає різноманітні рельєфи, включно з ділянками з крутими схилами. Однак ці схили також являють собою низку потенційних ризиків і проблем. Під впливом стихійних лих, зсувів або землетрусів схили можуть стати нестійкими або слизькими, що, своєю чергою, може становити загрозу для безпеки громадського транспорту і пасажирів. Для захисту життя і майна населення важливо створити надійну систему моніторингу схилів. Така система зможе виявити потенційну небезпеку на ранній стадії та забезпечити раннє попередження і прогнозування, щоб відповідні органи могли вжити відповідних заходів до того, як станеться інцидент.
Системні вимоги
- Проєкт охоплює понад 10 регіонів, у кожному з яких спочатку було створено 30-40 точок моніторингу, а до теперішнього часу завершено близько 500 точок.
- У кожному районі основне обладнання для моніторингу включає в себе нахиломір високої роздільної здатності з низькотемпературним ефектом і вимірювач вологості ґрунту.
- За замовчуванням система збирає дані кожні 15 хвилин. Однак частота вимірювань може бути скоригована в разі несприятливих умов (тайфуни, землетруси, зливи тощо).
- Кожен комплект пристроїв моніторингу має бути автономним рішенням, тому для нього потрібні акумуляторні батареї та сонячні панелі.
- Хмарна платформа системи моніторингу IoT слугує платформою управління системою моніторингу схилів.
Устаткування для моніторингу на кожній ділянці містить інклінометри високої роздільної здатності з низьким температурним ефектом і вимірювачі вологості ґрунту, і вже завершено установку близько 500 точок вимірювання.
Реалізація проєкта
- WISE-4610P: вдосконалений промисловий модуль бездротового вводу/виводу LoRa/LoRaWAN
- WISE-S617: Бездротовий модульний модуль вводу/виводу 2AI/2DI/1DO з роз'ємами 1RS-485 і M12
- WISE-6610-A100C: промисловий шлюз LoRaWAN
- Хмарна система моніторингу GeoSupply IoT
Опис системи
Більшість залізничних схилів Тайваню мають ризик сповзання на невелику глибину. Тому встановлення стовпів моніторингу на схилах може використовуватися для контролю та оцінки стійкості схилів у довгостроковій перспективі. Система зовнішнього моніторингу вкрай незручна для прокладання трубопроводів, а деякі схили часто піддаються мотижним роботам, що може пошкодити трубопроводи. Виходячи з вищевикладених міркувань, рішення для моніторингу з бездротовою передачею даних є більш простим, а витрати на встановлення та обслуговування значно скоротяться.
У зв'язку зі зручністю встановлення кожен пристрій моніторингу має бути автономним, мати енергозберігаючу конструкцію і низьке енергоспоживання, мати високу водо- і пилозахищеність, забезпечуючи високу стабільність і надійність.
Рішення, пропоноване компанією Advantech, полягає в розгортанні близько 500 комплектів передових бездротових модулів вводу/виводу LoRaWAN WISE-4610P, під'єднаних бездротовою мережею до десятків промислових шлюзів LoRaWAN WISE-6610. Кожен модуль WISE-4610P буде також оснащений вимірювачем нахилу з високою роздільною здатністю і низьким температурним ефектом, вимірювачем вологості ґрунту і сонячними панелями.
Переваги рішення полягають у тому, що WISE-4610P має вбудовану акумуляторну батарею, яка постійно заряджається від сонячної панелі, а також широкий спектр промислових комбінованих входів/виходів для під'єднання до широкого спектра датчиків. Крім того, клас захисту WISE-4610P від води та пилу IP65 і промисловий температурний режим забезпечують високу надійність роботи пристрою у вуличних умовах.
Ще одна перевага WISE-4610P - низьке енергоспоживання. Це означає, що потреби WISE-4610P і під'єднаних до нього датчиків в електроенергії повністю задовольняються завдяки вбудованим батареям і сонячним панелям, тому немає потреби встановлювати окремі батареї або джерела живлення для датчиків. Коли датчики не використовуються, вони вимкнені; коли потрібно провести вимірювання, WISE-4610P посилає сигнал на їхнє ввімкнення.
Крім того, мережевий протокол LoRaWAN, що використовується в рішенні, має низку ключових переваг, включно з великим радіусом дії, низьким енергоспоживанням, високим масштабуванням і гнучкістю. Це робить його ідеальним для проєктів моніторингу стійкості схилів.
Використовуючи близько 500 комплектів датчиків (вузлів), GeoSupply в режимі реального часу імпортує дані на хмарні сервери і в онлайн-бази даних, а потім переносить їх в GIS для поліпшення візуалізації робочого інтерфейсу і підвищення ефективності управління. GeoSupply також під'єднується до інформації OpenData Центрального метеорологічного бюро, як-от карти траси тайфуну і карти траси тайфуну з сумарною кількістю опадів у радарному ехосигналі, щоб допомогти визначити розподіл і розвиток опадів, і розраховує використовувати їх у поєднанні зі штучним інтелектом як засіб оцінювання стійкості схилів.
Системна діаграма
Чому Advantech
- WISE-4610P оснащений внутрішнім акумулятором, що перезаряджається, має низьке енергоспоживання і може живити під'єднані до нього датчики. Пристрій має надійний захист від потрапляння води та пилу і може працювати в широкому діапазоні робочих температур, що робить його ідеальним для застосування поза приміщеннями.
- У WISE-4610P і WISE-6610 використовується мережевий протокол LoRaWAN, який вирізняється великою дальністю дії, низьким енергоспоживанням і хорошою масштабованістю, що знову ж таки робить його ідеальним для проєктів на відкритому повітрі, де джерела живлення обмежені або недоступні.
- Рішення, реалізоване компанією Advantech, підтримує різні рішення вводу/виводу в одному продукті та має вихідні канали живлення, які можуть подавати живлення безпосередньо на датчик, що усуває необхідність у підготовці окремих джерел живлення для датчиків. Це суворе, економічне та ефективне рішення для моніторингу схилів і раннього виявлення потенційних катастроф.
Чому GeoSupply
- Професійна команда має більш ніж 20-річний багатий досвід і знання в галузі моніторингу в країні та за кордоном і прагне надавати якісні інженерні рішення для моніторингу Інтернету речей (IoT).
- Прийняття авторитетної хмарної платформи GCP і вибір високостабільної онлайн-бази даних MongoDB для підтримки системи моніторингу GeoSupply. Дані зберігатимуться в безпечному та надійному хмарному середовищі. Крім того, хмарні сервери і бази даних є масштабованими і можуть гнучко розширюватися і модернізуватися відповідно до потреб замовника, щоб забезпечити продуктивність і ефективність системи.
- Чудова платформа моніторингу з імпортом GIS, інформацією OpenData з Центрального бюро погоди та допомогою штучного інтелекту допоможе клієнтам створити ідеальну хмарну платформу для моніторингу та управління схилами.