超巨大 IoT 系統!中國南水北調中線工程 動用逾 10 萬個感測器監控水源 

超巨大 IoT 系統!中國南水北調中線工程 動用逾 10 萬個感測器監控水源 
▲中國南水北調中線工程,動用逾 10 萬個感測器監控水源。(圖/翻攝自 IEEE SPECTRUM,下同) 

吳佳臻/綜合報導

中國為緩解南北水資源分配不均問題,興建全世界最大的水利工程「南水北調」,以 3 條長達 1000 公里以上的水道,運輸水源。不僅如此,為避免重要水源遭受汙染,更於長 1400 公里的中線工程中,動用逾 10 萬個感測器進行監控,儼然成超巨大 IoT 系統。

根據《TECHABLE》報導,這個有利於 5 千萬人民的大規模 IoT 計畫,由中國科學院上海微系統與訊息技術研究所主導,於2012年啟動。

▲南水北調中線工程。

在南水北調的長達 1400 公里中線工程中,以丹江口水庫為起點,延伸至北京、天津的輸水線道上,裝設10萬個以上的感測器,用來取得水質、水流速度、設備破壞、人和動物入侵等資訊。

另外,在地震頻繁等地區,也會監測設備的損壞情況,預先防止系統故障,並監控是否有不法人士入侵破壞系統。

▲設置超過 130 種的感測器和監視器。

因此不僅水源問題,為了處理公共建設、保全等多樣課題,總共設置了 130 種以上的感測器和監視器。例如,與水道相連的土地所搭載的感測器,負責監測建設的應力、應變、震動、土壓、漏水等。

而收集而來的數據,將會根據其環境和特性,從光纖、乙太網路、2G、3G、4G、Wi-Fi、Zigbee 等眾多傳輸規格中,挑選合適的使用。若是處於訊號不安定的環境中,則是會派出研究團隊所開發的 IoT 閘道器,嘗試與多個網路連接,直到數據傳輸成功為止。

水道沿岸設置了 47 個區域中繼伺服器,數據會先傳送至最近的伺服器,接著再轉送往5個主要都市的管理伺服器,最終抵達位於北京的主要伺服器中進行分析和使用。

一般來說,數據將會配合目的和狀況,以 5 分鐘、30 分鐘、1 天等間隔定期傳輸,要是特殊狀況發生,例如地震、化學物質流出,便會採取即刻傳送的機制。

研究團隊表示,這是一個運用 IoT 系統監視公共建設的極佳例子,這樣的技術和知識可以應用於其他大型基礎建設、設備的監控。

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