今年,多地遭遇極端天氣的嚴峻考驗:也門暴雨引發(fā)洪水逾18萬人受災;大連內(nèi)澇致父女二人被水沖到大客車下溺亡;蘇丹北部暴雨致11人死亡……據(jù)山東省氣象臺消息,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120萬立方米的蓄水量,山東僅1天時間就下了約6508個大明湖。
極端天氣如暴雨、臺風、洪水等,往往具有突發(fā)性、高強度和不可預測性。這些特點使得傳統(tǒng)的防汛手段面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。例如,暴雨可能在短時間內(nèi)導致城市內(nèi)澇,交通癱瘓,危及人民生命財產(chǎn)安全。臺風帶來的強風暴雨可能破壞防洪設施,引發(fā)海水倒灌等問題。洪水則可能沖毀堤壩、淹沒農(nóng)田和城市,造成巨大的經(jīng)濟損失。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)的當下,智慧防汛刻不容緩。
智慧防汛的關鍵技術與應用
雖然智慧防汛是一個整體概念,代表著全套的防汛解決方案,但是實際上背后需要不同的系統(tǒng)、平臺、軟硬件支撐,各個部分并非獨立運行,而是互相關聯(lián),利用物聯(lián)網(wǎng)點對點連接,最終形成高效智慧的防汛“網(wǎng)”。
1、監(jiān)測預警系統(tǒng)
多源數(shù)據(jù)融合:利用氣象衛(wèi)星、雷達、雨量站、水位監(jiān)測儀等多種設備,實時采集天氣、雨量、水位等數(shù)據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析技術,將不同來源的數(shù)據(jù)進行融合,提高監(jiān)測的準確性和全面性。
智能預警平臺:建立智慧防汛預警平臺,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時分析和處理。當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預警閾值時,平臺自動發(fā)出預警信息,包括短信、微信、APP 推送等多種方式,確保預警信息能夠及時傳達給相關人員。
2、防洪排澇設施智能化
智能水閘與泵站:對水閘、泵站等防洪排澇設施進行智能化改造,實現(xiàn)遠程控制和自動化運行。通過傳感器實時監(jiān)測水閘的開度、水位、流量等參數(shù),根據(jù)水位變化自動調(diào)節(jié)水閘開度,實現(xiàn)精準控制水流。泵站可根據(jù)水位和流量自動啟動和停止,提高排水效率。
智能排水管網(wǎng):安裝智能排水管網(wǎng)監(jiān)測設備,實時監(jiān)測排水管網(wǎng)的流量、水位、水質(zhì)等參數(shù)。利用數(shù)據(jù)分析技術,及時發(fā)現(xiàn)排水管網(wǎng)的堵塞、滲漏等問題,并進行預警。結(jié)合地理信息系統(tǒng),實現(xiàn)對排水管網(wǎng)的可視化管理,提高管網(wǎng)維護和管理的效率。
3、應急響應機制
預案制定與演練:針對不同類型的極端天氣和洪澇災害,制定詳細的應急預案。應急預案應包括應急指揮體系、搶險救援隊伍、物資儲備、人員疏散等方面的內(nèi)容。定期組織應急演練,檢驗預案的可行性和有效性,提高應急響應能力。
快速響應與指揮調(diào)度:當災害發(fā)生時,智慧防汛系統(tǒng)應能夠快速響應,自動啟動應急預案。建立應急指揮中心,通過信息化手段實現(xiàn)對搶險救援隊伍、物資裝備的統(tǒng)一指揮調(diào)度。
不同場景智慧防汛的實踐案例
各種關鍵技術和軟硬件應該如何組合,從而達到最好的效果,全國各地的智慧防汛方案都有不同的側(cè)重點,以下舉例以場景區(qū)分,列舉不同場景下智慧防汛方案的細微差異。
1、橋洞積水監(jiān)測
橋洞由于特殊地勢的問題,在防汛上重點關注水位的高低。
浙江紹興市創(chuàng)新下穿道路積水預報預警服務,在柯橋區(qū)念眼橋洞進出口處安裝小型地埋式超聲波水位監(jiān)測儀、顯示器和聲光警報器,實時顯示下穿道路最低點水位信息,最大限度減少監(jiān)測設施對交通通行的影響。此外,區(qū)氣象局還聯(lián)動屬地鎮(zhèn)街建立應急處理機制,實時提供降水實況、預報數(shù)據(jù)和水位信息,如遇高水位將及時提醒進行臨時交通管制和采取應急舉措。
2、馬路智能巡檢車協(xié)同無人機
馬路四通八達,途徑的地勢多樣,由于汛期導致的問題也層出不窮,這時候,單一的解決方案也許無法覆蓋所有突發(fā)狀況,需要技術與人力的配合,才能“兵來將擋水來土掩”,根據(jù)不同的情況迅速反應,解決問題。
京珠運營公司以無人機協(xié)同智能巡檢車進行高效、全面的巡查工作。智能巡檢車憑借其不停車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細節(jié)。無人機憑借其高空俯視的“鷹眼”能力,能夠迅速精準定位采集人工不便于排查的隱患,特別是在橋梁、涵洞、高邊坡等重點又不方便攀爬巡檢的區(qū)域,無人機能夠輕松飛越,進行細致的抵近觀測和記錄,使巡查工作更加全面細致。
根據(jù)法眼、鷹眼的采集數(shù)據(jù),安全巡查員可以及時進行云端調(diào)度,合理安排機械設備和力量對損壞地區(qū)進行及時搶修。在惡劣天氣時,使用智能巡檢車不間斷對本區(qū)進行高頻次、高密度巡查,可大大提高巡查效率,通過及時加固交通標識標牌,清理倒伏樹木等,嚴防各類安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。
3、復雜邊坡惡劣天氣管控平臺
防汛不僅是防“水”更要防可能帶來的二次傷害,例如山體滑坡、堤壩沖毀決堤等,一旦發(fā)生將帶來無法承擔的后果。復雜的邊坡地區(qū)作為重點防范區(qū)域,需要有完備的智慧防汛方案,配合全面的管控平臺。
江西交投吉安西中心按照惡劣天氣分級預警管控機制,建立覆蓋“中心-所部-站區(qū)”的三級管控體系,通過部署能見度傳感器、行車誘導系統(tǒng)、限速抓拍系統(tǒng)等前端設備,建設集惡劣天氣綜合感知、智能策略精益化管控、科學決策分析等功能為一體的惡劣天氣管控平臺。接入氣象局官方數(shù)據(jù)、前端氣象設備感知數(shù)據(jù)、視頻圖像AI氣象識別數(shù)據(jù),并進行多源數(shù)據(jù)融合與相互校驗,實現(xiàn)高精度氣象監(jiān)測預警。
在惡劣天氣類型等級研判完成后,監(jiān)測人員可一鍵引用策略,快速實現(xiàn)對惡劣天氣的管控。管控處置中,后臺同步分析管控數(shù)據(jù)和管控效果,實現(xiàn)對管控策略的綜合評價,為管控策略優(yōu)化提供支撐。同時,通過對惡劣天氣監(jiān)測預警數(shù)據(jù)進行分析,平臺還可形成惡劣天氣易發(fā)時間分布、空間分布趨勢,為養(yǎng)護部門巡查計劃提供技術支持。
此外,該中心在較復雜邊坡均安裝太陽能視頻監(jiān)控,利用信息化手段輔助對監(jiān)測點邊坡變形進行連續(xù)的、實時的、動態(tài)的數(shù)據(jù)采集和安全預警,實現(xiàn)了“人防+技防”協(xié)同推進,進一步提升轄區(qū)邊坡滑塌預警和快速處置能力。
安防廠商在智慧防汛中的探索實踐
目前已有安防廠商“入局”智慧防汛,通過不同的軟硬件設備為不同城市提供智慧防汛解決方案,例如——
提供先進的監(jiān)測設備。安防廠商可以研發(fā)和生產(chǎn)高精度的氣象監(jiān)測設備、水位傳感器、視頻監(jiān)控設備等,為智慧防汛系統(tǒng)提供準確、實時的數(shù)據(jù)來源。這些設備可以安裝在河道、堤壩、城市易澇點等關鍵位置,實現(xiàn)對汛情的全方位監(jiān)測。
打造智能預警平臺。利用自身在安防技術和軟件開發(fā)方面的優(yōu)勢,安防廠商可以開發(fā)功能強大的智慧防汛預警平臺。該平臺能夠整合各種監(jiān)測數(shù)據(jù),進行快速分析和處理,及時發(fā)出準確的預警信息。同時,平臺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態(tài),做出科學決策。
加強應急響應支持。安防廠商可以與應急部門協(xié)同,協(xié)助提供應急通信設備、移動指揮終端等,確保在災害發(fā)生時,搶險救援隊伍能夠保持暢通的通信,實現(xiàn)高效的指揮調(diào)度。此外,安防廠商還可以為重要設施和場所提供安全防護解決方案,防止在汛期發(fā)生盜竊、破壞等安全事件。
推動技術創(chuàng)新與合作。安防廠商應不斷投入研發(fā)資源,推動智慧防汛技術的創(chuàng)新發(fā)展。同時,積極與政府部門、科研機構、其他企業(yè)等合作,共同打造更加完善的智慧防汛體系,為保障人民生命財產(chǎn)安全貢獻力量。
未來智慧防汛的發(fā)展趨勢
在目前技術和方案都已經(jīng)成熟的情況下,多地實踐得出的經(jīng)驗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,然而我們依然對技術、設備等軟硬件的發(fā)展,以及技術之外的不同部門的協(xié)作抱有期待。
更加精準的監(jiān)測預警和智能化程度更高的防洪排澇設施能夠?qū)崿F(xiàn)對極端天氣和洪澇災害的更準確預測,智能水閘、泵站和排水管網(wǎng)將實現(xiàn)更加自動化的運行,能夠根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整運行狀態(tài),提高防洪排澇效率。
跨部門協(xié)同合作更加緊密也能不斷提高公眾對于防汛的參與度。氣象、水利、應急管理、交通等部門通過信息化手段實現(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 APP 等渠道,讓公眾將能夠及時了解防汛信息,參與防汛工作,提高公眾的防汛意識和自救能力,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對全球氣候變化和保障人民生命財產(chǎn)安全的必然選擇。通過不斷創(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)揮越來越重要的作用。不僅僅是防汛方面的智能化監(jiān)測,還能延展到冰雹、雷雨、臺風、高溫等不同極端天氣場景中,個性化組合出不同的智慧解決方案,最終在案例的積累后,組合不同案例的實踐,為更大的“應急”事件如地震等自然災害提供解決方案,創(chuàng)造更大的價值。