馬來西亞雨水管理和公路隧道（"SMART"）項(xiàng)目的規(guī)模宏大--隧道長度為12公里，直徑為11.8米,，可收集多達(dá)400萬立方米的洪水--這是一個(gè)艱巨而偉大的項(xiàng)目,。這條隧道的設(shè)計(jì)概念極富創(chuàng)意,，讓人嘆服，可以在旱季通過地下隧道疏導(dǎo)吉隆坡?lián)頂D的交通,，并在洪災(zāi)期間將雨水安全地分流到市中心地下,。

同時(shí)，支持這項(xiàng)大規(guī)模隧道和大型集水盆地的系統(tǒng)也同樣令人驚嘆,，它被稱為SMART工程的智能系統(tǒng),。這是一個(gè)由洪水檢測設(shè)備和自動(dòng)化管理機(jī)械組成的網(wǎng)絡(luò)，與監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集和控制 (SCADA)“大腦”連接,，利用其收集的信息自動(dòng)啟動(dòng)洪水管理閘門和水泵,。

技術(shù)

由系統(tǒng)集成商Greenspan Technology Pty Ltd，設(shè)計(jì)的洪水檢測和自動(dòng)化管理系 統(tǒng)通過28個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)測站來指導(dǎo)項(xiàng)目沿線31個(gè)閘門,、7個(gè)大型水泵和4個(gè)獨(dú)立發(fā)電裝置（發(fā)電機(jī)組）的決策,。

三級系統(tǒng)

Greenspan公司駐新加坡的經(jīng)理Bruce Sproule解釋，SMART項(xiàng)目設(shè)計(jì)為分三個(gè)階段運(yùn)作,，以防止類似2007年那樣的洪水對城市造成嚴(yán)重破壞,。

及時(shí)的流量和流速信息對SMART項(xiàng)目的成功和吉隆坡180萬居民 的安全至關(guān)重要。

為了確保高質(zhì)量的數(shù)據(jù)流,，Sproule的團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目總監(jiān)Mark Wolf和項(xiàng)目經(jīng)理Marc Schmidt的帶領(lǐng)下,，布置了一個(gè)由22個(gè)雨量計(jì)、50個(gè)與氣泡系統(tǒng)相連的壓力傳感器和16個(gè)SonTek Argonaut聲學(xué)多普勒測流組成的陣列,。

Greenspan公司的控制中心運(yùn)營小組在Mark Van Elswyk的帶領(lǐng)下,，維護(hù)著由高頻電臺、GSM,、光纖信號和微波傳輸組成的通信系統(tǒng),，以保持傳感站點(diǎn)和SCADA系統(tǒng)之間的持續(xù)通信。

通過以太網(wǎng)連接的Argonauts每分鐘報(bào)告一次數(shù)據(jù),；通過高速VHF連接的Argonauts每5至10分鐘廣播一次,。SCADA工程師Jarrah Watson、Nick Hitchins和Peter Johnson保持控制/采集系統(tǒng)精細(xì)地調(diào)整,。

河流,、暫存池和隧道的數(shù)據(jù)與Greenspan公司的時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫中的降雨信息相結(jié)合，然后通過該公司的預(yù)測模型進(jìn)行傳輸,。結(jié)果驅(qū)動(dòng)自動(dòng)閘門,，控制進(jìn)入SMART集水井和隧道的流量，并在下游水量可以積累到排放水平時(shí),，啟動(dòng)大型水泵,，對隧道進(jìn)行排水。

這是更的信息，Sproule說,。如果受到潮汐影響或回水影響,，可能會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，水深得來的流量數(shù)據(jù)是不的,。

Sproule說,，當(dāng)水位上升并且下游潮汐對吉隆坡洪水的影響越來越大時(shí)，預(yù)警模型就會(huì)從氣體吹掃壓力傳感器的讀數(shù)切換到聲學(xué)多普勒測流儀的數(shù)據(jù),，以跟蹤流量情況,。

他解釋說，下游潮汐效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象,，從而減緩了洪水對來自上游力量帶來的通常變化,。關(guān)鍵是要追蹤河流中到底發(fā)生了什么，而不是依賴于基于無障礙重力驅(qū)動(dòng)條件的簡單數(shù)學(xué)估計(jì),，這點(diǎn)非常重要,。

“這是更的信息，”Sproule說,。“如果受到潮汐影響或回水影響,， 水深換算的流量可能會(huì)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象，而且數(shù)據(jù)不,。”他補(bǔ)充說,，Greenspan公司開發(fā)了自己的流速率定軟件，以確保流量的計(jì)算,。

由于具有多個(gè)測量方向,，SonTek-IQ非常適合存在滯后的情況。

• 專有流量算法非常適合在灌溉渠道,、天然河流和管道中收集數(shù)據(jù)。

• 該儀器采用SonTek的SmartPulseHD自適應(yīng)采樣,。

• 使用垂直聲束和壓力進(jìn)行水位自動(dòng)校準(zhǔn),。

精心布置

Sproule指出，在隧道內(nèi)部和周圍,，SonTek Argonaut SL（側(cè)視）測流儀布置在精心確定的高度,，以便為高流量情況做好準(zhǔn)備。兩個(gè)Argonaut SW（淺水）測流儀測量下游排放點(diǎn)的雙箱涵的流量和流速,，為流量模型提供信息,。即使洪水沒有來臨，信息流也提供了有價(jià)值的洞察力,。Sproule指出,，事實(shí)上，來自SW的數(shù)據(jù)顯示，在洪水事件發(fā)生后,，發(fā)現(xiàn)在其潛水面中儲存了驚人數(shù)量的水,，并在比Greenspan模型初假設(shè)的更長的時(shí)間內(nèi)才可以釋放了這些水。

Sproule指出,，在洪水期間保護(hù)貴重設(shè)備可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn),。Greenspan公司的Wayne Farrell設(shè)計(jì)了“騎士頭盔”站，用自動(dòng)縮回的頭盾保護(hù)傳感器,，讓人想起中世紀(jì)的騎士頭盔,。“騎士頭盔”站精心放置在測量系統(tǒng)中高水位的高度，每次洪水過后都必須進(jìn)行維護(hù),。Sproule 指出：“設(shè)計(jì)這些裝置是為了防止儀器被大型殘片沖走,，但這些裝置確實(shí)已經(jīng)變成淤泥收集器。”他補(bǔ)充說,，Greenspan公司開發(fā)了自己的校準(zhǔn)軟件,，以方便測流儀的日常和暴雨后維護(hù)。該公司還開發(fā)了一個(gè)專有系統(tǒng),，為每個(gè)采樣點(diǎn)建立8萬個(gè)點(diǎn)的橫斷面,。

Sproule說，Greenspan團(tuán)隊(duì)還包括水文測量技術(shù)員BenNoble Clem Williams和Faizal Yusoff,，他們認(rèn)為SonTek Argonauts是SMART項(xiàng)目的必然選擇,。他解釋說：“我們曾考慮過雷達(dá)/聲納，但價(jià)格非常昂貴,，而且我們有很多使用SonTek設(shè)備的經(jīng)驗(yàn),。”“在這個(gè)項(xiàng)目中，這是較簡單,、的方法,。我們在新加坡有一個(gè)八人的雨水監(jiān)測小組，使用SonTek的設(shè)備已經(jīng)14個(gè)月了,，所以我們知道它能做什么,，不能做什么。”

服務(wù)支持很好,，設(shè)備也很可靠,。他補(bǔ)充道。儀器很可靠,，一旦出現(xiàn)問題,，公司會(huì)迅速做出響應(yīng)。

對于像SMART這樣大規(guī)模的項(xiàng)目,，快速響應(yīng)至關(guān)重要,。在2007年9月的一次系統(tǒng)測試中,，該系統(tǒng)提前30分鐘預(yù)測到了河流水位會(huì)上升，成功分流50萬立方米水,。

隨著車流穿過巨大的隧道,，無聲的傳感器網(wǎng)絡(luò)向Greenspan公司的SCADA系統(tǒng)報(bào)告時(shí)，Sproule對SMART項(xiàng)目進(jìn)行了反思,。“這是Greenspan公司設(shè)計(jì)過的復(fù)雜的系統(tǒng),，”他指出，該系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行和保護(hù)吉隆坡11.8米高的隧道一樣,，是一個(gè)令人驚嘆的奇跡,。