今年,多地遭遇極端天氣的嚴(yán)峻考驗(yàn):也門(mén)暴雨引發(fā)洪水逾18萬(wàn)人受災(zāi);大連內(nèi)澇致父女二人被水沖到大客車(chē)下溺亡;蘇丹北部暴雨致11人死亡……據(jù)山東省氣象臺(tái)消息,8月26至27日,山東16市平均降水量49.8毫米,折合水量約78.1億方。按照大明湖120萬(wàn)立方米的蓄水量,山東僅1天時(shí)間就下了約6508個(gè)大明湖。
極端天氣如暴雨、臺(tái)風(fēng)、洪水等,往往具有突發(fā)性、高強(qiáng)度和不可預(yù)測(cè)性。這些特點(diǎn)使得傳統(tǒng)的防汛手段面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。例如,暴雨可能在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致城市內(nèi)澇,交通癱瘓,危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的強(qiáng)風(fēng)暴雨可能破壞防洪設(shè)施,引發(fā)海水倒灌等問(wèn)題。洪水則可能沖毀堤壩、淹沒(méi)農(nóng)田和城市,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這些汛期發(fā)生的事件深刻地提醒著我們,在極端天氣頻繁出現(xiàn)的當(dāng)下,智慧防汛刻不容緩。
智慧防汛的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用
雖然智慧防汛是一個(gè)整體概念,代表著全套的防汛解決方案,但是實(shí)際上背后需要不同的系統(tǒng)、平臺(tái)、軟硬件支撐,各個(gè)部分并非獨(dú)立運(yùn)行,而是互相關(guān)聯(lián),利用物聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,最終形成高效智慧的防汛“網(wǎng)”。
1、監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)
多源數(shù)據(jù)融合:利用氣象衛(wèi)星、雷達(dá)、雨量站、水位監(jiān)測(cè)儀等多種設(shè)備,實(shí)時(shí)采集天氣、雨量、水位等數(shù)據(jù)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析技術(shù),將不同來(lái)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和全面性。
智能預(yù)警平臺(tái):建立智慧防汛預(yù)警平臺(tái),對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警閾值時(shí),平臺(tái)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警信息,包括短信、微信、APP 推送等多種方式,確保預(yù)警信息能夠及時(shí)傳達(dá)給相關(guān)人員。
2、防洪排澇設(shè)施智能化
智能水閘與泵站:對(duì)水閘、泵站等防洪排澇設(shè)施進(jìn)行智能化改造,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)化運(yùn)行。通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水閘的開(kāi)度、水位、流量等參數(shù),根據(jù)水位變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水閘開(kāi)度,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制水流。泵站可根據(jù)水位和流量自動(dòng)啟動(dòng)和停止,提高排水效率。
智能排水管網(wǎng):安裝智能排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)排水管網(wǎng)的流量、水位、水質(zhì)等參數(shù)。利用數(shù)據(jù)分析技術(shù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)排水管網(wǎng)的堵塞、滲漏等問(wèn)題,并進(jìn)行預(yù)警。結(jié)合地理信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)排水管網(wǎng)的可視化管理,提高管網(wǎng)維護(hù)和管理的效率。
3、應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制
預(yù)案制定與演練:針對(duì)不同類(lèi)型的極端天氣和洪澇災(zāi)害,制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)包括應(yīng)急指揮體系、搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍、物資儲(chǔ)備、人員疏散等方面的內(nèi)容。定期組織應(yīng)急演練,檢驗(yàn)預(yù)案的可行性和有效性,提高應(yīng)急響應(yīng)能力。
快速響應(yīng)與指揮調(diào)度:當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí),智慧防汛系統(tǒng)應(yīng)能夠快速響應(yīng),自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。建立應(yīng)急指揮中心,通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)對(duì)搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍、物資裝備的統(tǒng)一指揮調(diào)度。
不同場(chǎng)景智慧防汛的實(shí)踐案例
各種關(guān)鍵技術(shù)和軟硬件應(yīng)該如何組合,從而達(dá)到最好的效果,全國(guó)各地的智慧防汛方案都有不同的側(cè)重點(diǎn),以下舉例以場(chǎng)景區(qū)分,列舉不同場(chǎng)景下智慧防汛方案的細(xì)微差異。
1、橋洞積水監(jiān)測(cè)
橋洞由于特殊地勢(shì)的問(wèn)題,在防汛上重點(diǎn)關(guān)注水位的高低。
浙江紹興市創(chuàng)新下穿道路積水預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù),在柯橋區(qū)念眼橋洞進(jìn)出口處安裝小型地埋式超聲波水位監(jiān)測(cè)儀、顯示器和聲光警報(bào)器,實(shí)時(shí)顯示下穿道路最低點(diǎn)水位信息,最大限度減少監(jiān)測(cè)設(shè)施對(duì)交通通行的影響。此外,區(qū)氣象局還聯(lián)動(dòng)屬地鎮(zhèn)街建立應(yīng)急處理機(jī)制,實(shí)時(shí)提供降水實(shí)況、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和水位信息,如遇高水位將及時(shí)提醒進(jìn)行臨時(shí)交通管制和采取應(yīng)急舉措。
2、馬路智能巡檢車(chē)協(xié)同無(wú)人機(jī)
馬路四通八達(dá),途徑的地勢(shì)多樣,由于汛期導(dǎo)致的問(wèn)題也層出不窮,這時(shí)候,單一的解決方案也許無(wú)法覆蓋所有突發(fā)狀況,需要技術(shù)與人力的配合,才能“兵來(lái)將擋水來(lái)土掩”,根據(jù)不同的情況迅速反應(yīng),解決問(wèn)題。
京珠運(yùn)營(yíng)公司以無(wú)人機(jī)協(xié)同智能巡檢車(chē)進(jìn)行高效、全面的巡查工作。智能巡檢車(chē)憑借其不停車(chē)配備的高分辨率攝像頭和高精度傳感器,能夠清晰捕捉到沿途的每一個(gè)細(xì)節(jié)。無(wú)人機(jī)憑借其高空俯視的“鷹眼”能力,能夠迅速精準(zhǔn)定位采集人工不便于排查的隱患,特別是在橋梁、涵洞、高邊坡等重點(diǎn)又不方便攀爬巡檢的區(qū)域,無(wú)人機(jī)能夠輕松飛越,進(jìn)行細(xì)致的抵近觀測(cè)和記錄,使巡查工作更加全面細(xì)致。
根據(jù)法眼、鷹眼的采集數(shù)據(jù),安全巡查員可以及時(shí)進(jìn)行云端調(diào)度,合理安排機(jī)械設(shè)備和力量對(duì)損壞地區(qū)進(jìn)行及時(shí)搶修。在惡劣天氣時(shí),使用智能巡檢車(chē)不間斷對(duì)本區(qū)進(jìn)行高頻次、高密度巡查,可大大提高巡查效率,通過(guò)及時(shí)加固交通標(biāo)識(shí)標(biāo)牌,清理倒伏樹(shù)木等,嚴(yán)防各類(lèi)安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。
3、復(fù)雜邊坡惡劣天氣管控平臺(tái)
防汛不僅是防“水”更要防可能帶來(lái)的二次傷害,例如山體滑坡、堤壩沖毀決堤等,一旦發(fā)生將帶來(lái)無(wú)法承擔(dān)的后果。復(fù)雜的邊坡地區(qū)作為重點(diǎn)防范區(qū)域,需要有完備的智慧防汛方案,配合全面的管控平臺(tái)。
江西交投吉安西中心按照惡劣天氣分級(jí)預(yù)警管控機(jī)制,建立覆蓋“中心-所部-站區(qū)”的三級(jí)管控體系,通過(guò)部署能見(jiàn)度傳感器、行車(chē)誘導(dǎo)系統(tǒng)、限速抓拍系統(tǒng)等前端設(shè)備,建設(shè)集惡劣天氣綜合感知、智能策略精益化管控、科學(xué)決策分析等功能為一體的惡劣天氣管控平臺(tái)。接入氣象局官方數(shù)據(jù)、前端氣象設(shè)備感知數(shù)據(jù)、視頻圖像AI氣象識(shí)別數(shù)據(jù),并進(jìn)行多源數(shù)據(jù)融合與相互校驗(yàn),實(shí)現(xiàn)高精度氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警。
在惡劣天氣類(lèi)型等級(jí)研判完成后,監(jiān)測(cè)人員可一鍵引用策略,快速實(shí)現(xiàn)對(duì)惡劣天氣的管控。管控處置中,后臺(tái)同步分析管控?cái)?shù)據(jù)和管控效果,實(shí)現(xiàn)對(duì)管控策略的綜合評(píng)價(jià),為管控策略?xún)?yōu)化提供支撐。同時(shí),通過(guò)對(duì)惡劣天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,平臺(tái)還可形成惡劣天氣易發(fā)時(shí)間分布、空間分布趨勢(shì),為養(yǎng)護(hù)部門(mén)巡查計(jì)劃提供技術(shù)支持。
此外,該中心在較復(fù)雜邊坡均安裝太陽(yáng)能視頻監(jiān)控,利用信息化手段輔助對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)邊坡變形進(jìn)行連續(xù)的、實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)采集和安全預(yù)警,實(shí)現(xiàn)了“人防+技防”協(xié)同推進(jìn),進(jìn)一步提升轄區(qū)邊坡滑塌預(yù)警和快速處置能力。
安防廠商在智慧防汛中的探索實(shí)踐
目前已有安防廠商“入局”智慧防汛,通過(guò)不同的軟硬件設(shè)備為不同城市提供智慧防汛解決方案,例如——
提供先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備。安防廠商可以研發(fā)和生產(chǎn)高精度的氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備、水位傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備等,為智慧防汛系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)源。這些設(shè)備可以安裝在河道、堤壩、城市易澇點(diǎn)等關(guān)鍵位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)汛情的全方位監(jiān)測(cè)。
打造智能預(yù)警平臺(tái)。利用自身在安防技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)方面的優(yōu)勢(shì),安防廠商可以開(kāi)發(fā)功能強(qiáng)大的智慧防汛預(yù)警平臺(tái)。該平臺(tái)能夠整合各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行快速分析和處理,及時(shí)發(fā)出準(zhǔn)確的預(yù)警信息。同時(shí),平臺(tái)還可以具備可視化展示功能,讓防汛指揮人員能夠直觀地了解汛情動(dòng)態(tài),做出科學(xué)決策。
加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)支持。安防廠商可以與應(yīng)急部門(mén)協(xié)同,協(xié)助提供應(yīng)急通信設(shè)備、移動(dòng)指揮終端等,確保在災(zāi)害發(fā)生時(shí),搶險(xiǎn)救援隊(duì)伍能夠保持暢通的通信,實(shí)現(xiàn)高效的指揮調(diào)度。此外,安防廠商還可以為重要設(shè)施和場(chǎng)所提供安全防護(hù)解決方案,防止在汛期發(fā)生盜竊、破壞等安全事件。
推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新與合作。安防廠商應(yīng)不斷投入研發(fā)資源,推動(dòng)智慧防汛技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。同時(shí),積極與政府部門(mén)、科研機(jī)構(gòu)、其他企業(yè)等合作,共同打造更加完善的智慧防汛體系,為保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全貢獻(xiàn)力量。
未來(lái)智慧防汛的發(fā)展趨勢(shì)
在目前技術(shù)和方案都已經(jīng)成熟的情況下,多地實(shí)踐得出的經(jīng)驗(yàn)更是能不斷完善已有解決方案。智慧防汛似乎已經(jīng)可以做到完備和零死角覆蓋,然而我們依然對(duì)技術(shù)、設(shè)備等軟硬件的發(fā)展,以及技術(shù)之外的不同部門(mén)的協(xié)作抱有期待。
更加精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)預(yù)警和智能化程度更高的防洪排澇設(shè)施能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)極端天氣和洪澇災(zāi)害的更準(zhǔn)確預(yù)測(cè),智能水閘、泵站和排水管網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)更加自動(dòng)化的運(yùn)行,能夠根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行狀態(tài),提高防洪排澇效率。
跨部門(mén)協(xié)同合作更加緊密也能不斷提高公眾對(duì)于防汛的參與度。氣象、水利、應(yīng)急管理、交通等部門(mén)通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同決策,提高防汛工作的效率和效果,再利用社交媒體、手機(jī) APP 等渠道,讓公眾將能夠及時(shí)了解防汛信息,參與防汛工作,提高公眾的防汛意識(shí)和自救能力,這是我們能不斷為之努力的方向。
小結(jié)
極端天氣智慧防汛是應(yīng)對(duì)全球氣候變化和保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全的必然選擇。通過(guò)不斷創(chuàng)新和發(fā)展,智慧防汛將為我們提供更加安全、可靠的防汛保障,而安防廠商在其中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。不僅僅是防汛方面的智能化監(jiān)測(cè),還能延展到冰雹、雷雨、臺(tái)風(fēng)、高溫等不同極端天氣場(chǎng)景中,個(gè)性化組合出不同的智慧解決方案,最終在案例的積累后,組合不同案例的實(shí)踐,為更大的“應(yīng)急”事件如地震等自然災(zāi)害提供解決方案,創(chuàng)造更大的價(jià)值。