水旱災(zāi)害作為影響最廣、損失最大的自然災(zāi)害類型,直接威脅人民生命財產(chǎn)安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。從長江流域的汛期洪水到西北內(nèi)陸的持續(xù)干旱,傳統(tǒng)水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)因“覆蓋有限、數(shù)據(jù)滯后、預(yù)警被動、響應(yīng)低效”等短板,難以適配現(xiàn)代防災(zāi)減災(zāi)對“全域感知、實(shí)時預(yù)警、精準(zhǔn)調(diào)度、快速處置”的核心需求。4G/5G物聯(lián)網(wǎng)(DTU+物聯(lián)網(wǎng)卡)憑借無線化部署、工業(yè)級穩(wěn)定、實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程聯(lián)動等特性,成為水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)升級的核心通信支撐,FIFISIM物聯(lián)的定制化組合方案,正推動防災(zāi)減災(zāi)從“被動應(yīng)對”向“主動預(yù)警、科學(xué)調(diào)度、精準(zhǔn)防控”轉(zhuǎn)型。

傳統(tǒng)水旱災(zāi)害監(jiān)測依賴人工巡檢、有線通信與單點(diǎn)監(jiān)測,受地形條件、技術(shù)架構(gòu)限制,在監(jiān)測覆蓋、數(shù)據(jù)傳輸、預(yù)警響應(yīng)等方面存在五大核心痛點(diǎn),嚴(yán)重影響防災(zāi)減災(zāi)效能:
水旱災(zāi)害影響區(qū)域涵蓋山區(qū)中小河流、偏遠(yuǎn)水庫、丘陵梯田、內(nèi)陸灌區(qū)等,地形復(fù)雜且分散,傳統(tǒng)監(jiān)測難以實(shí)現(xiàn)全域覆蓋:山區(qū)暴雨區(qū)、中小河流源頭等區(qū)域因交通不便,監(jiān)測點(diǎn)稀疏甚至空白,成為山洪災(zāi)害的“預(yù)警盲區(qū)”;干旱地區(qū)的土壤墑情、灌溉區(qū)水位等監(jiān)測依賴人工采樣,偏遠(yuǎn)灌區(qū)每月僅監(jiān)測1-2次,無法反映墑情動態(tài)變化;水庫、堤防的滲流、位移等隱患點(diǎn)監(jiān)測覆蓋不足,易因局部險情未察覺導(dǎo)致潰壩風(fēng)險。某山區(qū)縣因中小河流缺乏監(jiān)測,突發(fā)暴雨引發(fā)山洪時未及時預(yù)警,造成3個村莊被淹;某干旱灌區(qū)因墑情數(shù)據(jù)缺失,灌溉時機(jī)延誤導(dǎo)致萬畝小麥減產(chǎn)。
水旱災(zāi)害監(jiān)測數(shù)據(jù)(水位、流量、降雨量、土壤墑情、水庫滲流等)是預(yù)警調(diào)度的核心依據(jù),但傳統(tǒng)模式數(shù)據(jù)傳輸效率極低:人工采樣后送實(shí)驗室分析,干旱墑情數(shù)據(jù)滯后3-7天,洪水期水位數(shù)據(jù)滯后1-2小時;部分監(jiān)測設(shè)備采用有線通信,暴雨沖毀線路或干旱區(qū)線路老化時,數(shù)據(jù)傳輸中斷;突發(fā)水旱災(zāi)情依賴人工電話上報,信息失真且滯后,導(dǎo)致指揮決策“拍腦袋”。某沿江城市因洪水期水位數(shù)據(jù)滯后,未及時啟動分洪閘,造成城區(qū)低洼地段內(nèi)澇;某灌區(qū)因墑情數(shù)據(jù)滯后,過度灌溉導(dǎo)致土壤次生鹽堿化。
水旱災(zāi)害的突發(fā)性強(qiáng)、發(fā)展快,傳統(tǒng)預(yù)警響應(yīng)機(jī)制難以快速聯(lián)動:洪水超警、干旱臨界等預(yù)警依賴人工判斷,缺乏自動觸發(fā)與多級推送機(jī)制,山區(qū)群眾接收預(yù)警信息不及時;突發(fā)山洪、水庫險情時,無法快速定位受災(zāi)范圍與風(fēng)險等級,救援力量調(diào)度針對性不足;跨區(qū)域、跨部門(水利、應(yīng)急、農(nóng)業(yè)、氣象)數(shù)據(jù)不通,協(xié)同處置效率低,易出現(xiàn)“各自為戰(zhàn)”。某水庫因滲流數(shù)據(jù)異常未及時預(yù)警,險情擴(kuò)大后被迫緊急轉(zhuǎn)移下游5000余名群眾;某干旱地區(qū)因部門數(shù)據(jù)不通,灌溉水源調(diào)度滯后,導(dǎo)致部分農(nóng)田絕收。
傳統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備分散在偏遠(yuǎn)區(qū)域,運(yùn)維依賴人工現(xiàn)場處置:監(jiān)測點(diǎn)多位于山區(qū)、庫區(qū)等交通不便處,人工巡檢需徒步或乘船往返,單次巡檢耗時數(shù)天;50個監(jiān)測點(diǎn)通常需配備8-10名運(yùn)維人員,仍無法實(shí)現(xiàn)每月全域覆蓋;設(shè)備故障(傳感器失靈、通信中斷)需現(xiàn)場排查,維修周期長,洪水、暴雨等極端天氣下甚至無法開展運(yùn)維,導(dǎo)致數(shù)據(jù)長期缺失。某水利部門管理60個監(jiān)測點(diǎn),年均設(shè)備故障修復(fù)時間超20天,汛期關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺失率達(dá)18%。
水旱災(zāi)害防控中的水資源調(diào)度、救災(zāi)物資調(diào)配,需精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐,但傳統(tǒng)模式難以實(shí)現(xiàn):洪水期無法實(shí)時掌握各流域水位、流量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),導(dǎo)致水庫群聯(lián)合調(diào)度效率低;干旱期墑情與水源數(shù)據(jù)脫節(jié),灌溉用水分配不合理,部分區(qū)域“有水澆不上”,部分區(qū)域“無水可澆”;救災(zāi)物資依賴經(jīng)驗調(diào)配,易出現(xiàn)重災(zāi)區(qū)物資短缺、輕災(zāi)區(qū)物資積壓的問題。某流域洪水期因數(shù)據(jù)不通,3座水庫調(diào)度不協(xié)調(diào),導(dǎo)致下游堤防超警;某干旱地區(qū)因墑情與水源數(shù)據(jù)脫節(jié),灌溉用水浪費(fèi)率達(dá)30%。

針對傳統(tǒng)系統(tǒng)的痛點(diǎn),F(xiàn)IFISIM物聯(lián)的“DTU(數(shù)據(jù)傳輸單元)+物聯(lián)網(wǎng)卡”組合,以無線化、實(shí)時化、穩(wěn)定化的通信優(yōu)勢,為水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)提供全鏈路數(shù)據(jù)支撐,從五大維度破解防災(zāi)難題:
DTU作為傳感器數(shù)據(jù)匯聚核心,搭配FIFISIM物聯(lián)網(wǎng)卡,徹底擺脫有線布線束縛,無需大規(guī)模施工即可靈活部署:固定監(jiān)測點(diǎn)(河流斷面、水庫壩體、灌區(qū)泵站、土壤墑情站)通過DTU連接水位計、流量計、墑情傳感器等設(shè)備,插入物聯(lián)網(wǎng)卡即可聯(lián)網(wǎng),部署效率較有線方案提升80%;移動監(jiān)測設(shè)備(應(yīng)急監(jiān)測車、無人機(jī)、便攜式監(jiān)測終端)支持“即插即用”,暴雨、干旱突發(fā)時可快速補(bǔ)充監(jiān)測點(diǎn)位;偏遠(yuǎn)山區(qū)、信號薄弱區(qū)域,DTU支持移動、聯(lián)通、電信三網(wǎng)自動切換,搭配高增益天線,信號覆蓋率超99%。某山區(qū)縣應(yīng)用該方案后,15天內(nèi)完成80個山洪監(jiān)測點(diǎn)部署,實(shí)現(xiàn)中小河流源頭全域覆蓋,較傳統(tǒng)有線方案縮短工期1個月。
依托4G/5G網(wǎng)絡(luò)高速傳輸能力,4G/5G物聯(lián)網(wǎng)方案(DTU+物聯(lián)網(wǎng)卡)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)秒級上傳與指令雙向交互:水位、流量、降雨量、土壤含水量等數(shù)據(jù)實(shí)時同步至云端管理平臺,管理人員通過電腦或手機(jī)APP即可實(shí)時查看全域數(shù)據(jù);設(shè)置預(yù)警閾值(如水位超警值、降雨量>50mm/6h、土壤含水量<15%)后,平臺立即觸發(fā)聲光預(yù)警、短信推送、APP告警,同時精準(zhǔn)標(biāo)注風(fēng)險點(diǎn)位與發(fā)展趨勢。某沿江城市監(jiān)測點(diǎn)通過DTU實(shí)時上傳水位數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)2小時內(nèi)水位上漲1.2米,平臺立即啟動三級預(yù)警,下游社區(qū)提前3小時轉(zhuǎn)移群眾,無人員傷亡;某灌區(qū)通過墑情實(shí)時數(shù)據(jù),精準(zhǔn)調(diào)度灌溉泵站,灌溉用水浪費(fèi)率降至8%。
水旱災(zāi)害監(jiān)測設(shè)備需耐受暴雨、洪水浸泡、高溫、嚴(yán)寒、強(qiáng)電磁干擾等極端環(huán)境,F(xiàn)IFISIM物聯(lián)的DTU采用-40℃~85℃寬溫設(shè)計,IP67防塵防水等級,可在洪水短期浸泡、臺風(fēng)暴雨等場景下穩(wěn)定運(yùn)行;物聯(lián)網(wǎng)卡為工業(yè)級材質(zhì),防腐蝕、防振動,在灌區(qū)高濕度、山區(qū)多塵環(huán)境中仍能保持通信穩(wěn)定;設(shè)備支持?jǐn)嗑€重連、數(shù)據(jù)緩存功能,網(wǎng)絡(luò)中斷時數(shù)據(jù)不丟失,恢復(fù)后自動補(bǔ)傳。某沿海地區(qū)臺風(fēng)過境時,有線通信全部中斷,基于FIFISIM方案的監(jiān)測設(shè)備仍持續(xù)傳輸水庫水位數(shù)據(jù);某干旱灌區(qū)的墑情監(jiān)測設(shè)備連續(xù)運(yùn)行2年無故障,數(shù)據(jù)傳輸成功率達(dá)99.7%。
通過穩(wěn)定通信鏈路,實(shí)現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)全流程遠(yuǎn)程運(yùn)維:管理人員遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)(傳感器數(shù)據(jù)、電池電量、信號強(qiáng)度),替代人工現(xiàn)場巡檢;遠(yuǎn)程調(diào)整監(jiān)測參數(shù)(采樣頻率、預(yù)警閾值),洪水期加密采樣頻次,干旱期降低頻次節(jié)省功耗;遠(yuǎn)程校準(zhǔn)傳感器、排查通信故障,80%以上輕微故障可遠(yuǎn)程解決。某水利部門應(yīng)用后,監(jiān)測點(diǎn)運(yùn)維效率提升3倍,人工成本降低60%;偏遠(yuǎn)山區(qū)監(jiān)測點(diǎn)無需專人駐守,汛期暴雨時通過遠(yuǎn)程管控即可保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,避免運(yùn)維人員安全風(fēng)險。
“DTU+物聯(lián)網(wǎng)卡”實(shí)現(xiàn)多部門、多區(qū)域數(shù)據(jù)互聯(lián)互通:水利、應(yīng)急、農(nóng)業(yè)、氣象數(shù)據(jù)實(shí)時共享,構(gòu)建“監(jiān)測-預(yù)警-調(diào)度-處置”閉環(huán);水庫群、灌區(qū)泵站通過數(shù)據(jù)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度,洪水期協(xié)同泄洪,干旱期統(tǒng)籌分配水源;應(yīng)急救災(zāi)時,監(jiān)測數(shù)據(jù)與救援力量、物資儲備數(shù)據(jù)聯(lián)動,支撐精準(zhǔn)調(diào)配。某流域洪水期通過全域水位、流量數(shù)據(jù)聯(lián)動,3座水庫協(xié)同調(diào)度,下游堤防壓力降低40%;某干旱地區(qū)通過墑情與水源數(shù)據(jù)聯(lián)動,實(shí)現(xiàn)“先重后輕、按需供水”,絕收農(nóng)田面積減少70%。

不同水旱災(zāi)害場景(洪水防控、干旱治理、中小河流、水庫安全)的監(jiān)測重點(diǎn)不同,F(xiàn)IFISIM物聯(lián)基于“DTU+物聯(lián)網(wǎng)卡”打造定制化4G/5G物聯(lián)網(wǎng)方案,確保精準(zhǔn)適配:
核心監(jiān)測指標(biāo)為水位、流量、降雨量、堤防滲流、河道淤積,方案通過DTU聯(lián)動雷達(dá)水位計、多普勒流量計、雨量傳感器,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)秒級上傳;重點(diǎn)區(qū)域部署視頻監(jiān)控,通過DTU傳輸畫面,實(shí)時掌握堤防、河道現(xiàn)場情況;支持與防洪閘、排澇泵站聯(lián)動,水位超警時遠(yuǎn)程控制設(shè)備啟停。某沿江城市應(yīng)用后,洪水預(yù)警提前量從1小時延長至4小時,排澇效率提升50%,城區(qū)內(nèi)澇面積減少65%。
聚焦土壤墑情、灌溉水源水位、作物長勢等指標(biāo),采用低功耗DTU搭配土壤墑情傳感器,太陽能供電實(shí)現(xiàn)3-5年超長續(xù)航;墑情數(shù)據(jù)與灌區(qū)泵站、水庫水位數(shù)據(jù)聯(lián)動,平臺自動生成灌溉建議,遠(yuǎn)程控制灌溉設(shè)備;支持移動監(jiān)測車快速補(bǔ)充偏遠(yuǎn)灌區(qū)監(jiān)測點(diǎn)位。某西北灌區(qū)應(yīng)用后,墑情監(jiān)測覆蓋率從40%提升至100%,小麥灌溉周期優(yōu)化為“按需供水”,畝產(chǎn)提升12%。

針對山區(qū)中小河流“坡陡流急、預(yù)警難度大”的特點(diǎn),采用小型化DTU搭配水位、雨量傳感器,輕便易部署;支持北斗+4G/5G雙模通信,無公網(wǎng)信號區(qū)域仍能傳輸數(shù)據(jù);設(shè)置多級預(yù)警機(jī)制,山洪隱患點(diǎn)數(shù)據(jù)直接推送至鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村社負(fù)責(zé)人。某山區(qū)縣應(yīng)用后,山洪預(yù)警響應(yīng)時間從30分鐘縮短至5分鐘,成功避免4次山洪災(zāi)害損失。
監(jiān)測水庫水位、滲流、壩體位移、浸潤線等安全指標(biāo),DTU聯(lián)動滲壓計、位移傳感器,數(shù)據(jù)實(shí)時上傳至平臺;設(shè)置壩體安全閾值,異常時立即預(yù)警并聯(lián)動水庫泄洪設(shè)施;支持與周邊流域數(shù)據(jù)聯(lián)動,實(shí)現(xiàn)水庫群協(xié)同調(diào)度。某水庫應(yīng)用后,壩體滲流異常提前7天被發(fā)現(xiàn),及時采取加固措施,避免潰壩風(fēng)險。

水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)需全年無休運(yùn)行,F(xiàn)IFISIM建立“前期定制-后期運(yùn)維-擴(kuò)容升級”全周期服務(wù)體系,提供持續(xù)支撐:
FIFISIM物聯(lián)的工程師深入現(xiàn)場調(diào)研區(qū)域水旱災(zāi)害特點(diǎn)(洪水頻發(fā)區(qū)/干旱區(qū))、地形條件、現(xiàn)有設(shè)備情況,定制DTU型號、物聯(lián)網(wǎng)卡類型(低功耗/加密型)、組網(wǎng)方式;提供設(shè)備兼容性測試、部署指導(dǎo)、平臺對接服務(wù),老舊監(jiān)測設(shè)備可快速適配升級,避免重復(fù)投資。某水利部門改造老舊灌區(qū)監(jiān)測系統(tǒng),F(xiàn)IFISIM方案實(shí)現(xiàn)新老設(shè)備無縫對接,改造周期縮短50%。
通過FIFISIM物聯(lián)的管理平臺,客戶可實(shí)時監(jiān)控DTU與物聯(lián)網(wǎng)卡運(yùn)行狀態(tài),遠(yuǎn)程排查網(wǎng)絡(luò)波動、配置錯誤等問題,80%以上故障1小時內(nèi)解決;極端天氣或硬件故障時,售后團(tuán)隊24小時內(nèi)上門處置。某山區(qū)縣暴雨導(dǎo)致監(jiān)測點(diǎn)設(shè)備移位,售后團(tuán)隊6小時內(nèi)完成復(fù)位調(diào)試,未影響山洪監(jiān)測。
新增監(jiān)測點(diǎn)可快速接入現(xiàn)有平臺,無需重構(gòu)網(wǎng)絡(luò);DTU支持固件遠(yuǎn)程升級,平臺可迭代AI流量預(yù)測、墑情趨勢分析等功能。某城市從初期50個監(jiān)測點(diǎn)擴(kuò)容至200個,通過FIFISIM物聯(lián)的擴(kuò)容服務(wù),2周內(nèi)完成全部接入,數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。
水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警是防災(zāi)減災(zāi)的“第一道防線”,其精準(zhǔn)性與時效性直接決定災(zāi)害損失大小。4G/5G物聯(lián)網(wǎng)(DTU+物聯(lián)網(wǎng)卡)憑借無線部署、實(shí)時傳輸、工業(yè)級穩(wěn)定等優(yōu)勢,徹底解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)的痛點(diǎn),為水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警升級提供了可靠支撐。

FIFISIM物聯(lián)的定制化方案,通過場景化適配與全周期服務(wù),覆蓋洪水、干旱、中小河流、水庫等多元場景,助力實(shí)現(xiàn)“風(fēng)險早發(fā)現(xiàn)、預(yù)警早發(fā)布、調(diào)度早啟動、損失早控制”。未來,隨著5G-A、AI技術(shù)融合,FIFISIM物聯(lián)將持續(xù)優(yōu)化方案,推動監(jiān)測預(yù)警向“智能預(yù)判、自主決策、全域協(xié)同”升級,為智慧水利建設(shè)與防災(zāi)減災(zāi)工作注入更強(qiáng)動力。