Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm, nhóm tác giả: Dương Thành Trung, Dương Hồ Nam, Nguyễn Tùng Anh, Trần Mạnh Dũng đã xuất sắc giành giải Ba Nhân tài Đất Việt lĩnh vực Công nghệ số triển vọng. Sản phẩm là một hệ thống loT chuyên dụng cho việc quan trắc và cảnh báo sớm rủi ro thiên tai cũng như an toàn công trình.
“Tai mắt” công nghệ giúp nghe được chuyển động của lòng đất
Ra đời đúng vào thời điểm thiên tai, đặc biệt là sạt lở đất, ngày càng diễn biến phức tạp và khó lường, Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm được kỳ vọng mở ra hướng tiếp cận mới trong công tác phòng chống thiên tai ở Việt Nam.
Hệ thống được xây dựng dựa trên hai nền tảng chính: phần cứng và phần mềm. Ở phần cứng, cấu trúc bao gồm thiết bị tính toán và điều khiển trung tâm, các cảm biến đo lường, thiết bị cảnh báo, nguồn điện (có thể dùng năng lượng mặt trời) và máy chủ trung tâm. Phần mềm bao gồm hệ thống điều hành, nền tảng truyền thông dữ liệu, phần mềm xử lý và hiển thị thông tin, cùng các công cụ bảo trì và giám sát từ xa.
Đây là một hệ thống IoT chuyên dụng được thiết kế cho việc quan trắc và cảnh báo sớm rủi ro thiên tai, đồng thời giám sát an toàn công trình. Aitogy tích hợp nhiều loại cảm biến chuyên dụng như cảm biến đo mực nước ngầm để theo dõi biến động thủy lực trong lòng đất; cảm biến GNSS quan trắc dịch chuyển bề mặt địa hình; cảm biến IMU theo dõi chuyển động, góc nghiêng và cảm biến đo lượng mưa xác định mối tương quan giữa lượng mưa và nguy cơ sạt lở.
Toàn bộ dữ liệu được đồng bộ hóa qua bộ ghi dữ liệu (data logger) và truyền liên tục về trung tâm xử lý bằng giao thức MQTT – chuẩn truyền thông phổ biến trong hệ thống IoT, giúp đảm bảo việc truyền tải ổn định ngay cả trong điều kiện mạng yếu hoặc gián đoạn. Dữ liệu tại trung tâm được phân tích theo thời gian thực, tự động đối chiếu với các ngưỡng an toàn. Khi phát hiện thông số bất thường, hệ thống lập tức phát cảnh báo đến chính quyền, cơ quan chức năng và người dân qua nhiều kênh khác nhau như tin nhắn, ứng dụng di động hoặc thiết bị báo động tại chỗ.
Hệ thống vận hành dựa trên ba bộ phận chính. Bộ phận quan trắc hiện trường chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu tại các khu vực nguy cơ cao, nơi các cảm biến hoạt động liên tục để ghi nhận mọi biến động nhỏ của đất đá. Bộ phận trung tâm và cảnh báo được ví như “bộ não” của hệ thống, có chức năng tiếp nhận, xử lý và phát đi tín hiệu cảnh báo khi phát hiện nguy cơ sạt lở. Cùng với đó, bộ phận lưu trữ và bảo mật dữ liệu đảm bảo hệ thống vận hành ổn định, ngay cả khi mất kết nối Internet tạm thời, dữ liệu vẫn được lưu lại và tự động gửi bù khi mạng phục hồi.
Đặc biệt, hệ thống được trang bị module chống trộm, sử dụng cảm biến gia tốc để phát hiện các tác động vật lý hoặc rung động bất thường tại thiết bị, đảm bảo an toàn cho hạ tầng kỹ thuật. Không chỉ dừng lại ở việc cảnh báo sạt lở đất, hệ thống còn có thể ứng dụng trong quan trắc thủy lợi, đánh giá an toàn đê, đập, hồ chứa, theo dõi kết cấu công trình xây dựng, cầu đường, nhà cao tầng hoặc phục vụ công tác quan trắc địa kỹ thuật trong thi công xây dựng.
Tự động, giám sát 24/7, cảnh báo ngay khi phát hiện dấu hiệu bất thường
Theo các kỹ sư công nghệ của Công ty Aitogy, việc xây dựng một hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm toàn diện là một thách thức lớn. Để giải quyết bài toán này, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn hướng tiếp cận mang tính khoa học và bền vững hơn: tập trung mọi nguồn lực phát triển một module quan trắc nền tảng.
Module này được xem là trung tâm điều phối của toàn bộ hệ thống, đảm nhiệm vai trò xử lý các bài toán kỹ thuật phức tạp nhất. Bên trong module là tổ hợp các cảm biến có độ chính xác cao, có khả năng hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt và truyền dữ liệu liên tục, tin cậy về trung tâm điều hành. Sự hoàn thiện của module quan trắc được xem như nền tảng vững chắc để nhân rộng, hình thành mạng lưới giám sát và cảnh báo sạt lở quy mô lớn trong tương lai.
So với các giải pháp quan trắc nhập khẩu, thường có giá thành cao gấp nhiều lần, hệ thống của Aitogy giúp giảm đáng kể chi phí đầu tư ban đầu mà vẫn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và độ chính xác. Hệ thống còn được thiết kế để tận dụng năng lượng mặt trời và quản trị từ xa, giúp tiết kiệm chi phí vận hành, hạn chế các khoản chi cho điện năng, di chuyển hoặc bảo trì định kỳ tại hiện trường.
Thay vì phải theo dõi thủ công hoặc đo đạc định kỳ, hệ thống của Aitogy vận hành hoàn toàn tự động, giám sát liên tục 24/7 và phát cảnh báo ngay khi phát hiện dấu hiệu bất thường. Điều này giúp tăng tốc độ phản ứng và hiệu quả xử lý tình huống, giảm đáng kể rủi ro so với các phương pháp truyền thống.
Công tác quan trắc sạt lở thường diễn ra ở những vị trí nguy hiểm, đặc biệt trong mùa mưa bão, khi nguy cơ sạt trượt tăng cao. Với giải pháp của Aitogy, quy trình này được tự động hóa hoàn toàn, loại bỏ yêu cầu có nhân sự túc trực tại các khu vực rủi ro. Đây là yếu tố quan trọng giúp đảm bảo an toàn cho lực lượng phòng chống thiên tai, đồng thời duy trì khả năng theo dõi chính xác, liên tục trong mọi điều kiện thời tiết.
Cha và con cùng trong một công trình
Để hoàn thiện Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm, nhóm nghiên cứu của Aitogy đã trải qua nhiều thử thách. Anh Dương Thành Trung, giảng viên Trường ĐH Mỏ - Địa chất kể, có khi cả nhóm đang làm việc hay nghỉ trưa thì bất ngờ tiếng còi báo động vang lên. Đó là lúc một thành viên đang thử nghiệm hệ thống, cố tình cho các chỉ số vượt ngưỡng để kiểm tra khả năng cảnh báo. Dần dần, âm thanh ấy trở thành một phần quen thuộc trong công việc hằng ngày.
Không chỉ trong phòng lab, nhóm còn phải tới những vùng có nguy cơ sạt lở cao để lắp đặt thiết bị, vượt qua địa hình hiểm trở và điều kiện khắc nghiệt. Nhờ sự hỗ trợ của chính quyền và người dân địa phương, họ đã triển khai được nhiều điểm quan trắc an toàn. Với anh Trung và các cộng sự, mỗi dự án không chỉ là công trình công nghệ, mà còn là cách họ góp phần bảo vệ cuộc sống của người dân vùng thiên tai.
Một điều đặc biệt, công trình có sự góp mặt của hai cha con: Anh Dương Thành Trung là bố của Dương Hồ Nam, sinh viên Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội. Vừa là cha con, vừa là thầy trò, cả hai đã biến đam mê thành công trình có ý nghĩa. Với thế mạnh, chuyên sâu của mỗi người, cha - con, thầy - trò đã cùng cả nhóm tạo ra một sản phẩm hoàn chỉnh.
“Tôi mong muốn có một thế hệ trẻ đầy tài năng, khát vọng và hoài bão để tiếp nối các thế hệ Cha anh trong sự nghiệp bảo vệ và xây dựng đất nước”, anh Trung chia sẻ.
