Tự phát triển hệ thống phát hiện: Động đất, sóng thần pot

Tự phát triển hệ thống phát
hiện: Động đất, sóng thần

Sơn Tinh, nhân vật truyền thuyết gắn với việc chiến thắng
Thủy tinh giành được con gái vua Hùng trong quá khứ, được
gán cho tên một cơn bão gây ra bao thiệt hại cho các tỉnh
Đồng bằng sông Hồng trong tháng 10/2012. Rung động do
các đứt gãy tại địa bàn các tỉnh miền Trung trong suốt thời
gian qua mang tới sự hoang mang cho người dân và chính
quyền. Đồng thời với cơn bão Sơn Tinh, nước Mỹ cũng chịu
thiệt hại rất lớn khi hứng chịu cơn bão Sandy.
Thiên nhiên đang thay đổi và ảnh hưởng rất lớn tới cuộc sống
người dân, phá hại mùa màng, công nghiệp. Ngoài việc tích
cực thay đổi nhận thức và cách thức đối xử với môi trường
một cách bài bản và dài hơi chúng ta cũng cần có những biện
pháp cảnh báo những biểu hiện bất thường của thời tiết để
kịp thời có những biện pháp đối phó, làm giảm thiểu thiệt
hại. Những sự kiện bất thường vừa qua xảy ra ở hai bờ Đại
Tây Dương làm người viết liên tưởng tới một ví dụ mà với hy
vọng từ đó những kỹ sư tự động hóa có thể tự phát triển
những bộ cảnh báo góp phần làm giảm thiểu thiệt hại do
thiên tai gây ra.

Cấu trúc của WG
Robot lướt sóng cảnh báo sóng thần (WG) của Liquid
Chuyển động sóng lớn nhất trên mặt nước, và giảm nhanh
khi độ sâu tăng lên. Kiến trúc độc đáo của WG gồm hai phần
chính tận dụng sự khác nhau về chuyển động của sóng để tạo
ra lực đẩy. Cấu trúc này đảm bảo cho thiết bị luôn nổi trên

mặt nước theo dao động của sóng.
WG là một phao hai mảnh kèm với các phụ kiện mở rộng để
hỗ trợ cho nhiều loại thiết bị khác nhau phục vụ trong cả
công nghiệp và khoa học. WG hoạt động nhờ năng lượng
mặt trời nên nó có chi phí thấp, bền khi thu thập sóng âm thụ
động với lượng dữ liệu lớn/khu vực rộng. Thiết bị này với
thiết bị mang theo có thể cung cấp đủ điện cho máy tính và
dung lượng đĩa ghi lên đến chín mươi (90) ngày liên tục, ghi
âm đầy đủ dữ liệu phổ sóng âm (dải tần từ 10 Hz đến 200
KHz ) mà không cần can thiệp. Tại tốc độ trung bình 1-2 hải
lý, thiết bị WG cho phép ghi dữ liệu trong phạm vi hàng ngàn
km. Tất cả dữ liệu được ghi lại và thời gian thực hiện được
gắn theo thời gian của hệ thống GPS và dữ liệu vị trí ở trên
tàu mẹ.

Nguyên bản WG trước khi đưa xuống nước
Như vậy, có thể thấy trái tim của thiết bị này là các hệ thống
cảm biến. Theo người viết bài này tìm hiểu, các cảm biến gắn
trên WG bao gồm: ống nghe dưới nước, cảm biến hình ảnh,
cảm biến sóng biển, cảm biến đo thời tiết (cảm biến báo
lượng mưa, gió, áp suất, bức xạ mặt trời…). Ngoài ra thiết bị
còn được tích hợp những thiết bị hiện đại hỗ trợ thu phát,
truyền dẫn, phân tích và đưa ra cảnh báo sớm cho trung tâm.

WG đã sống sót sau bão Sandy, truyền những
thông tin quý giá về tình hình thời tiết
Dữ liệu là sóng âm được các bộ cảm biến ghi lại và chuyển
về bộ vi điều khiển, lưu trữ và sử dụng lại khi cần thiết. Một
phương pháp khác là sử dụng một loại máy nghe kéo dưới
nước cho phép lấy mẫu trong phạm vi lớn hơn. Phương pháp

này đòi hỏi phải kéo từ một tàu đang chạy nên sẽ có độ nhiễu
rất lớn. Nhiễu sẽ được ghi cùng với các tín hiệu âm thanh từ
môi trường xung quanh. Chính vì vậy, làm tăng tỉ số tín
hiệu/ồn (nhiễu) là thách thức lớn đặt ra với bất kỳ nhà phát
triển nào.

Kết nối hệ thống cảnh báo toàn cầu là cần thiết
Kiến trúc cho WG trên biển khá phức tạp. Việc chế tạo các
hệ thống cảnh báo trên đất liền, theo người viết, là đơn giản
hơn rất nhiều. Tuy nhiên, sóng âm truyền với tốc độ thấp
nhất trong chất rắn, vì vậy để có được thông tin nhanh nhất
cần phải lắp đặt được mạng lưới cảm biến rộng khắp. Nói
cách khác, việc cảnh báo lở đất, động đất hoặc ngay cả lũ
quét trên đất liền cần phải được tiến hành đồng bộ. Những tín
hiệu dự báo cần được truyền dẫn thông qua vệ tinh với sự ưu
tiên về luồng dữ liệu lên xuống. Dữ liệu của các vùng, địa
phương cần phải được kết nối, đồng bộ và xử lý tại trung
tâm. Thông tin đồng bộ từ các trung tâm lớn như Nhật Bản,
Đài Loan, Châu Âu và Châu Mỹ vô cùng quý giá khi được
kết nối với cơ sở dữ liệu tại Việt Nam.

Cần lựa chọn công nghệ phù hợp, dễ đồng bộ, có
khả năng đồng bộ hóa cao và khả năng sống sót
sau thiên tai lớn.
Tuy nhiên, việc xây dựng hệ thống cảnh báo cục bộ, tại chỗ
cũng hết sức cần thiết. Xây dựng những hệ thống này nằm
trong tầm tay của các kỹ sư điện tử, tự động hóa Việt Nam.
Cần nhấn mạnh rằng, lựa chọn những cảm biến và công nghệ
có khả năng sống sót sau mỗi lần thiên tai là hết sức cần thiết
vì dự báo, cảnh báo những biến động do thời tiết, khí hậu đã

tốt nhưng có thêm thông tin, hiểu được biểu hiện của những
hiện tượng đó để có những đối xử phù hợp còn quý giá hơn
nhiều. Bên cạnh việc đảm bảo hệ thống cảm biến chất lượng
cao, cần có đội ngũ kỹ sư tin học giỏi để phân tích, mô phỏng
và có khả năng đưa ra những quyết định đúng đắn khi cần
thiết. Thêm một điều nữa, cần có sự ưu tiên cho đường lên
xuống, băng thông cho dữ liệu của những hệ thống này.

Phân tích dữ liệu theo các mô hình chính xác sẽ
góp phần đưa ra những quyết định chính xác
Người viết tin rằng những sản phẩm nhắm tới ứng dụng này
hoàn toàn có thể thực hiện kể cả ở quy mô các cuộc thi như
Nhân tài Đất Việt, VIFOTECH hoặc các cuộc thi sáng tạo
của sinh viên các trường đại học. Một khi được áp dụng
đúng, những sản phẩm đó có thể phục vụ ngay nhu cầu thực
tế và góp phần làm giảm thiểu thiệt hại do thiên tai mà hầu
như năm nào chúng ta cũng phải đối mặt. q