Sáng kiến " Cảm biến Châu Á " và ứng dụng vào hệ thống cảnh báo sớm hiện tượng sụt lở pptx

Honda Kiyoshi 1,2 , Aadit Shrestha1, Rassarin Chinnachodteeranun1 , Apichon Witayangkurn1, Nguyen Duy Hung1, Hiroshi Shimamura3 1 Vi n Công ngh Châu Á AIT, Thái lan; E-mail: honda@ait.a

Sáng ki n” C m bi n Châu Á” và ng d ng vào

h th ng c nh báo s m hi n t ng s t l! "#t

Honda Kiyoshi 1,2 , Aadit Shrestha1, Rassarin Chinnachodteeranun1 ,

Apichon Witayangkurn1, Nguyen Duy Hung1, Hiroshi Shimamura3

1 Vi n Công ngh Châu Á (AIT), Thái lan; E-mail: honda@ait.ac.th, aadit@ait.ac.th,

rassarin@ait.ac.th, NguyenDuy.Hung@ait.ac.th

2 Mie University, Tsu., Japan

3 elab experience Inc., Japan; E-mail: h.shimamura@elab-experience.com

Tóm t't

C3m bi4n Châu Á là m6t sáng ki4n m8i trong vi c tri9n khai m:ng c3m bi4n th;i gian th<c m=t >6 cao b?ng cách s@ dAng các máy >o trB;ng C Châu Á >9 thu th=p các thông tin môi trB;ng khác nhau Thông tin tD m:ng c3m bi4n sE góp phGn vào vi c ki9m soát và mô hình hóa các vIn >J môi trB;ng khác nhau C Châu Á, bao gKm nông nghi p, th<c phLm, ô nhiMm , th3m hNa, thay >Oi khí h=u, v.v Sáng ki4n này là s< phát tri9n GIS và h thSng tích hTp C3m bi4n nhB m6t h thSng h: tGng gNi là M:ng thi4t bU c3m bi4n (SSG) cho vi c nh=n bi4t dM dàng và lVp >Wt và v=n hành v8i chi phí thIp m:ng máy >o trB;ng Máy >o trB;ng là m6t robot quan sát liên m:ng có th9 cung cIp gi3i pháp ngoài tr;i trong vi c ki9m soát các tham

sS môi trB;ng trong th;i gian th<c

M6t h thSng c3nh báo s8m hi n tBTng sAt lC >It >ã >BTc phát tri9n và tri9n khai t:i Vùng Banjarnegara c^a Indonexia nhB m6t phGn c^a D< án nghiên c_u liên k4t Châu Á và Sáng ki4n C3m bi4n Châu Á M6t máy >o trB;ng >BTc s@ dAng >9 thu th=p d` li u tD nhiJu b6 c3m bi4n khác nhau và hi9n thU lên m6t trang m:ng theo th;i gian th<c t4 H thSng này bao gKm m6t máy 3nh nSi m:ng, hai thi4t bU >o kích thB8c C phía trên và dB8i >i9m thu th=p d` li u >9 ki9m tra >6 dUch chuy9n c^a >It, và m6t va lBTng k4 >9 ki9m tra lBTng mBa lUch s@ cang nhB lBTng mBa hi n t:i có th9 3nh hBCng t8i s< chuy9n >6ng c^a >It bKng th;i m6t thi4t bU >o áp suIt nB8c cang >BTc bS trí C >6 sâu 2,5m >9 >o m<c nB8c ngGm D` li u tD b6 c3m bi4n và hình 3nh tD máy 3nh >BTc thu th=p và lBu vào cd sC d` li u trên nJn h Linux có sfn

H thSng _ng dAng m6t thu=t toán d<a trên các quan sát cAc b6 c^a các chuyên gia nghiên c_u hi n tBTng sAt lC >It >9 >Ba ra nh`ng l;i c3nh báo C các m_c >6 khác nhau Các m_c >6 c3nh báo >BTc xác >Unh theo các d` li u thu th=p tD hai thi4t bU >o kích thB8c và va lBTng k4 M6t giao di n >K hNa cang >BTc cung cIp t:i hi n trB;ng >Ua phBdng >9 ngB;i dân nhìn thIy

>BTc s< dUch chuy9n và m_c >6 c3nh báo

D` li u và hình 3nh thu th=p t:i hi n trB;ng cang >BTc g@i t8i máy ch^ C Vi n Công ngh Châu Á (AIT) Thái lan, >9 có th9 >Ba công khai lên m:ng N4u không có h thSng h: tGng On

>Unh cho vi c truy c=p m:ng t:i hi n trB;ng C Banjarnegara, thì m6t mô >em GPRS sE >BTc s@ dAng H thSng này thu th=p d` li u 5 phút m6t lGn và g@i các d` li u này t8i AIT m6t gi; m6t lGn H thSng ki9m soát th;i gian th<c và c3nh báo s8m này có th9 là m6t h thSng x@ lý

lý tBCng t:i các vùng dM bU sAt lC >It trên toàn th4 gi8i

T khóa: h thSng c3nh báo s8m hi n tBTng sAt lC >It, m:ng c3m bi4n, máy >o trB;ng, C3m

bi4n Châu Á

Gi i thi u

bã có quan sát thIy r?ng hi n tBTng sAt lC >It >ã tkng lên trong nh`ng nkm gGn >ây Nó gây

ra các thi t h:i to l8n vJ ngB;i và c^a, ch^ y4u t:i các nB8c không có s< chuLn bU >Gy >^ các

h thSng c3nh báo s8m và >o lB;ng ngkn chWn và kìm ch4 th3m hNa CGn ph3i có h thSng ki9m soát sAt lC >It th;i gian th<c >9 có th9 thu th=p d` li u tD các c3m bi4n và công bS r6ng rãi trên m:ng >9 các chuyên gia phân tích và >óng góp cho vi c c3nh báo s8m cho khu v<c nông thôn

M6t sáng ki4n tên là C3m bi4n Châu Á hB8ng t8i phát tri9n và tri9n khai m6t m:ng c3m bi4n m=t >6 cao t:i Châu Á b?ng cách s@ dAng Máy >o trB;ng, >ây có th9 là m6t h thSng x@

lý lý tBCng cho vi c c3nh báo sAt lC >It s8m M:ng thi4t bU c3m bi4n (SSG) là h thSng cSt lõi trong sáng ki4n C3m bi4n Châu Á nh?m th<c hi n “c3m bi4n cVm là ch:y” tD lúc lVp >Wt các nút c3m bi4n >4n khi thIy >BTc và công bS d` li u cho các _ng dAng Do v=y, cIu hình h don d` li u tD >Gu >4n cuSi _ng dAng là có th9 th<c hi n >BTc

Indonesia là m6t trong nhiJu nB8c có nhiJu vùng >It có nguy cd sAt lC cao do >Ua hình >Ki núi

và thB;ng xuyên có lBTng mBa l8n H thSng c3nh báo sAt lC >It s8m >ã >BTc phát tri9n và tri9n khai C Vùng Banjarnegara c^a Indonesia nhB m6t phGn c^a D< án Nghiên c_u liên k4t Châu Á vJ C3nh báo s8m hi n tBTng sAt lC >It do T=p >oàn quSc t4 vJ sAt lC >It (ICL) don dVt, cùng v8i s< c6ng tác c^a b:i hNc Gadjah Mada, Indonesia và Vi n Công ngh Châu Á (AIT), Thái lan H thSng c3nh báo s8m cho phép quan sát d` li u cAc b6 và có th9 g@i d`

li u cho máy ch^ m:ng t:i AIT >9 công bS hình 3nh trên m:ng VU trí t:i Banjarnegara >ã tDng

>BTc xem là có dUch chuy9n >It l8n và rIt cGn ph3i có h thSng này trong c6ng >Kng dân cB

C m bi n Châu Á

Chúng tôi >ã >J nghU Sáng ki4n C3m bi4n Châu Á xúc ti4n xây d<ng m:ng lB8i quan trVc th<c

>Ua m=t >6 cao b?ng cách s@ dAng máy >o trB;ng M:ng thi4t bU c3m bi4n (SSG) sE cung cIp công ngh và nJn t3ng cSt lõi >9 th<c hi n >BTc sáng ki4n này trên toàn Châu Á b?ng cách s@ dAng các m:ng c3m bi4n và công ngh GIS SSG d<a trên tiêu chuLn GIS mC >9 cung cIp thi4t bU c3m bi4n chuLn, nhiJu thi4t bU m:ng tSc >6 cao cho ngB;i s@ dAng, nhB c3m bi4n cVm

là ch:y và an ninh Chúng tôi mB;ng tBTng r?ng bIt kq ngB;i nào cang có th9 lVp >Wt c3m bi4n, thu >BTc d` li u c3m bi4n, và nh=n >BTc hình 3nh v8i các c3m bi4n có sfn mà không cGn có kr sB c3m bi4n/m:ng có trình >6 cao

SSG sE cung cIp m6t h thSng thi4t bU h`u hi u và nhiJu _ng dAng khách >iJu khi9n dòng quan sát c^a c3m bi4n tD các nút c3m bi4n t8i các thi4t bU khác c^a ngB;i s@ dAng NgB;i s@ dAng có th9 là ngB;i s@ dAng công c6ng dùng trình duy t m:ng hoWc Google Earth >9 tìm ki4m d` li u cGn thi4t, hoWc là ngB;i s@ dAng có trình >6 muSn có d` li u gSc và có th9 cung cIp thêm các yêu cGu x@ lý sâu hdn, l=p nhóm c3m bi4n, t:o l=p báo >6ng c3m bi4n, v.v C6ng >Kng SSG >BTc hình thành >6ng >9 chia su các nguKn c3m bi4n Các quan sát c3m bi4n

>BTc tìm ki4m, x@ lý liJn m:ch, và tích hTp và chuy9n >i n t@ t8i ngB;i s@ dAng cuSi cùng

tr3 l;i t8i/tD các nút c3m bi4n d<a trên XML chuLn hóa Trong phGn lõi c^a h thSng x@ lý là Thi4t bU quan sát c3m bi4n GIS mC (SOS) Các d` li u c3m bi4n >BTc >Unh d:ng theo các d:ng mã Quan sát và bo lB;ng chuLn (O&M)

Máy >o trB;ng (FS), >BTc Trung tâm nghiên c_u Nông nghi p Nh=t B3n (NARC) phát tri9n, là m6t Robot quan trVc th<c >Ua theo m:ng bao gKm m6t t=p hTp các c3m bi4n ph_c, m6t máy ch^ m:ng, m6t máy 3nh giao th_c m:ng (IP), m6t mô >un M:ng n6i b6 (LAN) và m6t mô >un m:ng LAN không dây Nó có th9 cung cIp m6t gi3i pháp ngoài tr;i trong vi c ki9m soát môi trB;ng và có th9 s@ dAng >9 _ng dAng c3m bi4n th;i gian th<c trên di n r6ng Bên trong FS là m6t máy ch^ m:ng >BTc cài sfn và m6t b6 chuy9n >Oi tBdng t< thành sS A/D bi n áp tBdng t< tD c3m bi4n >BTc chuy9n >Oi và hi9n thU trên trang m:ng nhB d` li u d:ng b3ng

Cùng v8i h thSng các c3m bi4n, FS >BTc trang bU m6t máy 3nh m:ng IP >ính kèm Máy 3nh m:ng có th9 chuy9n các hình 3nh >6ng và âm thanh trong th;i gian th<c qua Internet hoWc m:ng n6i b6 Máy 3nh

>BTc trang bU giao di n m:ng chuLn Ethernet Máy 3nh có b6 ph=n chuy9n >6ng ngang (trái/ph3i) và dNc (lên/xuSng) gVn sfn và có th9 >iJu khi9n qua trình duy t m:ng >9 thay >Oi hB8ng Sng kính máy 3nh Máy 3nh có th9 >BTc cài >Wt trB8c >9 di chuy9n t8i các vU trí xoay và phóng khác nhau trong kho3ng th;i gian cS >Unh

B3n thân máy >o trB;ng là m6t thi4t bU thu th=p d`

li u hoàn h3o Chúng tôi k4t hTp thi4t bU này v8i m6t H6p LINUX và th<c hi n kh3 nkng SOS, >BTc gNi là Tr:m SOS Nó ho:t >6ng nhB m6t b6 ph=n th<c >Ua c^a SSG và >dn gi3n hóa các nhi m vA khác

Toàn c nh th)c hi n

H thSng c3nh báo s8m bao gKm m6t Máy >o trB;ng là b6 ph=n cSt lõi, nó thu th=p d` li u tD các c3m bi4n sau:

i) Hai thi4t bU >o kích thB8c

ii) Va lBTng k4

iii) C3m bi4n >o áp suIt nB8c

iv) Máy 3nh m:ng

Máy >o trB;ng và các thi4t bU >i n t@ và m:ng liên k4t khác >BTc >Wt trong m6t h6p >Wt ngoài tr;i >BTc >Unh vU trên m6t >i9m cS >Unh t:i vU trí P2 nhB trong Hình 2 Dây hTp kim inva c^a thi4t bU >o kho3ng cách >BTc kéo dài tD trên xuSng dB8i >i9m cS >Unh, nhB v=y chúng có th9 >o lB;ng s< dUch chuy9n >It theo c3 hai hB8ng t:i hai >i9m này VU trí cS >Unh t:i >i9m P2, và dây don thi4t bU >o kích thB8c >BTc kéo tD các >i9m P1 và P3 Hình 2 cang cho thIy vU trí các ckn nhà và >B;ng làng là khu v<c dân cB n?m trong nguy hi9m

Hình 1 Máy o tr ng i n hình

Hình 2 L p t thi t b o kích th c phía trên và d i v trí t Máy o tr ng

C3m bi4n >o áp suIt nB8c >BTc >Wt gGn Máy >o trB;ng (P2) và >BTc >Wt C >6 sâu 251cm v8i mAc >ích >o lB;ng >6 sâu nB8c ngGm Va lBTng k4 và máy 3nh m:ng >BTc >Unh vU trên

>~nh c^a >i9m cS >Unh P2 >9 không bU các tán cây xung quanh c3n trC Các d` li u t_c th;i tD c3m bi4n >BTc Máy >o trB;ng thu th=p và chuy9n sang d:ng sS và công khai trên trang m:ng

Có m6t h thSng máy tính riêng lu trong nhà >9 thu th=p d` li u và >Ba vào cd sC d` li u Các d` li u cang >BTc g@i t8i AIT qua m:ng H6p Máy >o trB;ng ngoài tr;i và thi4t bU máy tính trong nhà >BTc nSi b?ng cáp m:ng LAN

Hình 3 &i m c( nh có v* l ,ng k và máy -nh m.ng, và h0p ngoài tr i có Máy o tr ng

và các m.ch liên k t

Chi ti t h th ng

Máy >o trB;ng là thi4t bU n?m C trung tâm h thSng c3nh báo s8m hi n tBTng sAt lC >It Máy >o trB;ng mà m6t là m6t Robot quan trVc th<c >Ua theo m:ng bao gKm m6t t=p hTp các c3m bi4n ph_c, m6t máy ch^ m:ng, m6t máy 3nh giao th_c m:ng (IP), m6t mô >un M:ng n6i b6 (LAN) và m6t mô >un m:ng LAN không dây Nó có th9 cung cIp m6t gi3i pháp ngoài tr;i trong vi c ki9m soát môi trB;ng và có th9 s@ dAng >9 _ng dAng c3m bi4n th;i gian th<c trên

>Kng ru6ng và các ti n ích khác Bên trong FS là m6t máy ch^ m:ng >BTc cài sfn và m6t b6

trên trang m:ng nhB d` li u d:ng b3ng

Máy >o trB;ng >BTc trang bU m6t máy 3nh m:ng IP Toshiba IK-WB21A >ính kèm Máy 3nh m:ng IK-WB21A có th9 chuy9n các hình 3nh >6ng hoWc 3nh t•nh trong th;i gian th<c qua Internet hoWc m:ng n6i b6 Máy 3nh >BTc trang bU giao di n m:ng chuLn Ethernet Máy 3nh

có b6 ph=n chuy9n >6ng ngang (trái/ph3i) và dNc (lên/xuSng) gVn sfn và có th9 >iJu khi9n qua trình duy t m:ng >9 thay >Oi hB8ng Sng kính máy 3nh Máy 3nh có th9 >BTc cài >Wt trB8c

>9 di chuy9n t8i các vU trí xoay và phóng khác nhau trong kho3ng th;i gian cS >Unh

B6 ph=n trong nhà bao gKm ch^ y4u là các máy tính PC mini ch:y trên nJn Linux Bên trong h6p Linux, các d` li u tD c3m bi4n k4t nSi v8i Máy >o trB;ng >BTc thu th=p >Unh kq bCi m6t chBdng trình phA và lBu trong m6t cd sC d` li u riêng bi t Các hình 3nh >BTc máy 3nh m:ng >Ba lên cang có th9 >BTc lBu nguKn trong cd sC d` li u bCi chBdng trình phA này Bên c:nh chBdng trình phA cang có chBdng trình t:o t p tin phân cách b?ng dIu ph3y (CSV) T p tin CSV >BTc t:o ra >Unh kq và >BTc chuy9n m6t gi; m6t lGn t;i máy ch^ SSG t:i AIT b?ng SFTP MAc >ích là >9 chuLn hóa d` li u trên th<c >Ua vào cd sC d` li u trong máy ch^ C AIT Các hình 3nh tD máy 3nh m:ng cang >BTc chuy9n t8i AIT Do không có nSi m:ng On >Unh C các khu v<c vùng xa, m6t mô dem GPRS >BTc s@ dAng >9 nSi m:ng nhB nêu trong Hình 4

Hình 4 S3 4 m.ng và toàn c-nh h5 th(ng

Hình vE cang cho thIy m6t sS chi ti4t k4t nSi c3m bi4n Va lBTng k4 thu6c lo:i thùng l=t và

>BTc >Iu nSi ti4p v8i Máy >o trB;ng qua m6t b6 >4m C3m bi4n >o áp suIt nB8c, là bi4n d:ng k4, >BTc >Iu nSi v8i Máy >o trB;ng qua m6t b6 khuy4ch >:i Máy 3nh m:ng nSi v8i h thSng v8i giao di n Ethernet Vì khu v<c này dM bU mIt >i n, có các b6 nguKn d< phòng UPS

>BTc cIp cho các h thSng ngoài nhà và trong nhà v8i th;i gian s@ dùng nhiJu gi;

bGu tiên liên k4t không dây sE >BTc ki9m tra gi`a các b6 ph=n và thi4t bU trong nhà, sau >ó thay th4 b?ng liên k4t LAN có dây, vi c k4t nSi không dây ch_ng tv s< không On >Unh do thi4u >B;ng truyJn thƒng thích hTp cho các tín hi u WiFi

Thi4t bU nSi âm thanh cang >BTc cIp cho H6p Linux >ã >BTc thi4t k4 >9 phát ra các âm thanh c3nh báo khác nhau tùy theo m_c >6 khLn cIp

Tiêu chu+n C nh báo s m và Giao di n "- h.a

H thSng _ng dAng m6t thu=t toán d<a trên các quan sát cAc b6 >9 >Ba ra nh`ng l;i c3nh báo theo các m_c >6 khác nhau Các m_c >6 c3nh báo >BTc xác >Unh theo d` li u tD hai thi4t bU

>o kích thB8c, và va lBTng k4 Tiêu chuLn c3nh báo >BTc mô t3 nhB sau (R24 và R72 là lBTng mBa ban >Gu trong vòng 24 gi; và 72 gi;, và e1 và e2 là các h sS dUch chuy9n):

C3nh báo I (C3nh báo >Gu tiên, Màu vàng)

N4u (R24>100mm && R24 > 250mm-R72)

C3nh báo II (ChuLn bU sd tán, Màu da cam)

N4u (R24 > 150mm && R24> 350mm-R72) || (C3nh báo I && (e1 > 2mm/hr or e2 > 2mm/hr))

C3nh báo III (Sd tán, Màu >v)

N4u (C3nh báo I || C3nh báo II) && (e1 > 5mm/hr || e2 >5mm/hr)

Hình 5 Giao di5n 4 h8a cho quan sát t.i a ph 3ng và toàn c<u

Bên c:nh vi c d< phòng k4t nSi v8i loa phóng thanh >9 phát >i các âm thanh c3nh báo khác nhau, m6t giao di n >K hNa >BTc >Ba ra t:i >Ua phBdng >9 dân cB có th9 thIy d` li u th9 hi n

cang th9 hi n hình 3nh tD máy 3nh m:ng các d` li u tD c3m bi4n theo d:ng >K thU và b3ng bi9u >dn gi3n (Hình 5) M6t màn hình >BTc nSi v8i H6p Linux t:i >Ua phBdng >9 dân cB có th9 thIy >BTc tr:ng thái hi n t:i Chúng tôi ngh• r?ng d:ng trình bày >K thU vJ m_c >6 c3nh báo >9 mNi ngB;i có các hành >6ng th<c t4 là vô cùng quan trNng, bCi vì nh`ng ngB;i không

có trình >6 không th9 hi9u >BTc các d` li u quan trVc thô

Giao di n hình 3nh tBdng t< có th9 >BTc >Ba lên m:ng cùng v8i các d` li u và hình 3nh >BTc g@i t8i máy ch^ SSG C AIT, Thái lan

Th o lu/n

Chúng tôi nh=n thIy k4t nSi m:ng GPRS ho:t >6ng hi u qu3 khi th@ trong phòng thí nghi m,

nó không On >Unh nhB v=y khi _ng dAng trên th<c >Ua Các d` li u tD Banjarnegara t8i AIT thB;ng xuyên bU ngVt quãng MWc dù vi c công bS d` li u trên m:ng có th9 bU c3n trC thB;ng xuyên n4u làm theo cách này, h thSng c3nh báo cho khu v<c nông thôn t:i hi n trB;ng >Ua phBdng l:i không bU trC ng:i Dân cB >Ua phBdng hoàn toàn có th9 s@ dAng h thSng c3nh báo s8m và kh3 nkng quan sát d` li u Các d` li u công bS trên m:ng có th9 luôn >BTc >Ba lên n4u có k4t nSi m:ng

MWc dù h thSng c3nh báo s8m này không hoàn h3o 100%, chúng tôi tin tBCng r?ng h thSng ki9m soát th;i gian th<c có th9 là m6t mô hình cho h thSng x@ lý t:i các khu v<c dân

cB dM bU sAt lC >It trên toàn th4 gi8i Khi >BTc k4t nSi v8i SSG, h thSng c3m bi4n này có th9

>BTc _ng dAng r6ng rãi không ch~ trong h thSng c3nh báo s8m hi n tBTng sAt lC >It mà còn

có th9 C các d:ng khác c^a h thSng ngkn chWn và kìm ch4 th3m hNa, trong vi c ki9m soát môi trB;ng và nông nghi p, trong các ngành công nghi p, an ninh và h‰ trT cu6c sSng hàng ngày

C3m bi4n Châu Á >BTc h‰ trC bCi M:ng thi4t bU c3m bi4n (SSG) và Tr:m SOS sE cho chúng ta m6t gi3i pháp cho vi c ki9m soát môi trB;ng th;i gian th<c m=t >6 cao Vi c _ng dAng không gi8i h:n trong l•nh v<c nghiên c_u sAt lC >It mà có th9 _ng dAng cho các lo:i th3m hNa khác, an toàn th<c phLm và an ninh và c3 các vIn >J môi trB;ng khác