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

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