創聚環境管理顧問股份有限公司-整合型智慧水盒-水防災多元監測解決方案(獲2020智慧城市創新應用獎_智慧防災領域)

2020-02-05

單位名稱

創聚環境管理顧問股份有限公司

得獎領域類別

智慧防災

合作單位名稱

無

應用或服務概述

全球氣候變遷，颱風、豪雨可能造成上、中、下游河川及都會區雨水下水道系統流量遽增，而導致如土石流、洪水漫淹或區域積水情形，目前雖有投入相關監測設備，但受制於設備型態，僅能於標準作業環境下裝設，而無法克服常見設備造價昂貴、體積大安裝耗費人力及時間、電力或傳輸供應問題等。

本方案基於水防災需求，為能隨時掌握各種河川環境狀況，發展整合型智慧水盒，整合多項如水位、流速、傾斜等監測功能，並將感測元件、NBIoT及藍芽通訊傳輸元件、電池元件等統合於單一設備，面積約為A4紙大小方盒，重量僅800公克，無須任何外接通訊或電力設施及纜線，使安裝時間可壓縮於一小時內完成，且輕量設計不會對附掛橋樑或防洪設施造成結構安全影響，設備遷移轉換亦同樣短時間內完成，搭配安裝便利系統性支架，可滿足多種防災場域的監測需求，並創新於雨水下水道及山區防砂壩均可達成一小時內快速安裝需求。

試煉場域說明

本設備已布設於宜蘭縣、台中市、台東縣及金門縣等區域，總計布設約200處，單一設備即可涵蓋多項防災監測運用，且設備量測精度除辦理第三方驗證，並架設於傳統水位站量設區域，實證量測資料準確性：

1. 上游河川監測:創新於防砂壩採非垂直式量測，即時掌握水位及流速，推估集水區可能造成流量。

2. 中下游河川監測:於橋梁布設監測水位及流速，推估河川流量。

3. 雨水下水道監測：創新運用非接觸及不須外部電源與訊號設備，透過水位監測，即時掌握下水道水位，配合路面淹水監測，掌握都會區積淹情形，及釐清災害原因。

4. 滯洪池水位監測：透過水位及流速監測，即時掌握滯洪池進、出流量。

5. 水閘門控制監測：透過閘門上、下游水位監測，即時操作閘門，順利排放洪水。

6. 路面淹水監測：透過水位監測，即時掌握區域積淹水情況，通報機關處理。

7. 構造物破壞監測:透過設備傾斜量測功能，即時掌握設備架設區如防砂壩、橋梁、護岸等設施傾斜角度變化，如有大角度變動即可能為構造物受洪水或地震等外力衝擊破壞。

創新指標

1. 多元感測功能:單一設備整合水位、流速、傾斜量測功能，同時量測外部水文資訊，及監控設備所安裝場域安全。

2. 多功機體設計:單一設備整合感測、傳輸、電力元件，無外接訊號或電力纜線，密封機體確保達IP67防塵防水標準。

3. 快速安裝維護:輕量化機體，不需特殊專業工具與人員，一小時內快速安裝。

4. 雙通道及藍芽:雙NBIoT設計，降低傳輸風險，因應通訊不良區域，機體內存量測資料，可透過手機藍芽非接觸式傳輸下載後，於訊號良好處上傳雲端管理。

5. 非垂直量測技術:配合支架系統，採非垂直量測克服上游河川防砂壩，因無法採傳統設備垂直量測，導致監測費用甚高且易受損情形。

下水道封閉場域傳輸:加強傳輸能力及輕量化設備與快速安裝方式，克服下水道有度氣體對於施工人員影響，無訊號及電力纜線，更可降低線路掛淤管線情形。

未來計畫

1. 台灣經常性颱風豪雨造成水防災問題，而海島地形造成水資源儲蓄與運用不易，因此需透過智慧感測方式，增加對水資訊掌握進而走向智慧管理，故本方案為提供便利經濟感測方案，期能廣布水防災監測，並推動設備運用至水資源管理，量測輸送水路水位、流速，進而推估流量，及蓄水設施容量水位監控運用，同時利用傾斜感測水資源設施安全。

2. 本方案設備即時回傳資料，配合警戒管理水位設定，可同時提醒防災管理單位盡早因應，後續將監測設備廣布，監測資料持續累積後，透過人工智慧方式，探討上、中、下游及下水道各項監測資料間關係，回饋防災管理使用。