Cảnh báo sạt lở đất chính xác hơn nhờ IoT

Hệ thống giúp dự báo thời gian xảy ra sụt trượt chính xác hơn so với phương pháp truyền thống.

Hướng tiếp cận của tiến sĩ Nguyễn Đức Nghiêm dựa trên quan trắc chuyển vị mái dốc. Phương pháp dự báo thời gian sạt lở mái dốc này có tên phương pháp vận tốc ngược (inverse velocity). Khi mái dốc ổn định, vận tốc (v) nhỏ, còn vận tốc ngược (v-1) lớn. Khi độ dốc tiệm cận về phía sụp đổ, v sẽ tăng lên rất cao, v-1 lại gần về bằng 0. Như vậy, nếu đo được tốc độ chuyển vị hằng ngày, thông qua sự thay đổi các giá trị này, dựa vào đường hồi quy, chúng ta có thể tính toán được từ thời điểm hiện tại đến khi xảy ra sụt trượt còn bao lâu.

Điều đặc biệt, tiến sĩ Nguyễn Đức Nghiêm đã ứng dụng Internet vạn vật (IoT) vào hệ thống dự báo. IoT không phải là một thuật ngữ xa lạ trong thời gian gần đây. Điểm nổi bật của công nghệ này là cho phép thu thập, truyền tải dữ liệu và điều khiển tự động theo thời gian thực. Vì sụt trượt thường xảy ra vào lúc có mưa bão lớn, do vậy, việc thu thập dữ liệu quan trắc tại thời điểm này đóng vai trò quan trọng đối với công tác dự báo.

Bằng cách kết hợp giữa công nghệ IoT và phương pháp dự báo dựa trên vận tốc chuyển vị, tiến sĩ Nguyễn Đức Nghiêm đã xây dựng thành công mô hình mô phỏng hệ thống dự báo gồm các cảm biến chuyển vị, bộ vi xử lý, máy chủ đám mây, thiết bị cảnh báo (loa, đèn báo động)…

Nguyên lý của hệ thống khá đơn giản: các cảm biến được lắp đặt trên mái dốc cần quan trắc, gửi giá trị đo chuyển vị về bộ xử lý. Bất cứ khi nào nhận được dữ liệu mới từ cảm biến, bộ xử lý sẽ xử lý dữ liệu chuyển vị và dự đoán thời điểm trượt lở bằng một số phân tích hồi quy và truyền tải lên máy chủ thông qua kết nối internet. Bộ xử lý cũng có thể nhận lệnh từ máy chủ để thực hiện những tác vụ tùy chọn khác và kích hoạt thiết bị báo động.

TS. Nguyễn Đức Nghiêm cho biết: Nhóm nghiên cứu đã tích hợp thêm pin mặt trời vào hệ thống để “có thể đặt ở các vùng sâu vùng xa, tự hoạt động mà không cần nhiều sự chăm sóc của con người”. Họ cũng phát triển một ứng dụng trên điện thoại, cho phép người dùng theo dõi tốc độ chuyển vị theo thời gian thực. Hệ thống sẽ gửi thông báo về điện thoại người dùng nếu tốc độ chuyển vị lớn hơn tốc độ trượt cho phép, quy đổi ra thành các mức cảnh báo khác nhau.