Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm có gì đặc sắc khi lọt vào Chung khảo Nhân tài Đất Việt 2025

Thiên tai ngày càng khốc liệt, bất ngờ và tổn thất mà nó để lại cho người dân rất nặng nề. Nguyên nhân cốt lõi nằm ở đâu? Đó là việc chúng ta thiếu một hệ thống giám sát đồng bộ, có khả năng cung cấp và phân tích dữ liệu theo thời gian thực. Chính điều này đã thôi thúc nhóm kỹ sư công nghệ của Công ty Aitogy bắt tay triển khai nghiên cứu và phát triển một hệ thống giám sát và cảnh báo sớm sạt lở đất. Sản phẩm này là một trong 17 sản phẩm đã vượt qua hàng trăm sản phẩm dự thi khác và có tên ở Vòng chấm Chung khảo của Giải thưởng Nhân tài Đất Việt năm 2025.

Cảnh báo sớm về thiên tai là vô cùng cần thiết

Việt Nam với địa hình đặc thù phức tạp, nhiều đồi núi xen kẽ mạng lưới song ngòi dày đặc, từ lâu đã phải đối mặt với những thách thức khắc nghiệt từ thiên nhiên. Hàng năm, khi mùa mưa bão ập đến, các tỉnh miền núi phía Bắc và miền Trung lại phải gồng mình lên để chống chọi với lũ quét và sạt lở đất. Đây là những loại hình thiên tai diễn biến bất ngờ với sức tàn phá khủng khiếp, không chỉ hủy hoại cơ sở hạ tầng môi trường sinh thái mà còn trực tiếp cướp đi tài sản và sinh mạng của người dân. Thực tế đau lòng này càng thêm khắc nghiệt ở vùng sâu vùng xa, những vùng núi nơi bà con vốn đã phải đối mặt với cuộc sống thiếu thốn từ cơ sở vật chất, chăm sóc sức khỏe y tế, điều kiện học tập và làm việc…

Một trong những vụ việc đau thương nhất gần đây mà chúng ta đã được chứng kiến xảy ra vào ngày mùng 10/9/2024, khi một trận lũ quét và sạt lở đất đã bất ngờ ập xuống làng Nủ, xã Phúc Khánh, tỉnh Lào Cai. Vụ sạt lở đã khiến 53 người thiệt mạng và 13 người mất tích, với một lượng đất đá khổng lồ ước tính hơn 1,6 triệu m3 trượt từ đỉnh núi con Voi trên quãng đường 3,6 km. Thảm kịch này được xem như là một lời cảnh báo nghiệt ngã về qui mô và mức độ tàn phá mà thiên tai có thể gây ra cho con người.

Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm của công ty Aitogy.

Từ những con số thống kê cho thấy mức độ nghiêm trọng của vấn đề. Theo Cơ quan Quản lý thiên tai Việt Nam, trong hơn 20 năm qua (tính đến năm 2021), cả nước đã hứng chịu hơn 300 trật lũ quét và sạt lở đất nghiêm trọng. Báo Môi trường và Đời sống cũng đã đăng tải, chỉ riêng từ đầu năm đến quý 3/2024, thiên tai cũng đã làm 104 người chết và mất tích, chủ yếu là do bị lũ cuốn hoặc đất đá vùi lấp. Thiệt hại về kinh tế ước tính lên đến hơn 2.000 tỉ đồng, tán phá nặng nề cơ sở hạ tầng và trên hết là liên quan đến mạng sống con người.

Trước thực trạng nghiêm trọng đó, một câu hỏi lớn được đặt ra: “Tại sao công tác dự báo, cảnh báo sớm lại chưa hiệu quả và vẫn còn nhiều hạn chế”?

Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm của công ty Aitogy được thiết kế để tích hợp nhiều loại cảm biến chuyên dụng như: cảm biến đo mực nước ngầm; cảm biến quan trắc dịch chuyển bề mặt GNSS, cảm biến IMU (theo dõi chuyển động, góc nghiêng) và cảm biến đo lượng mưa. Dữ liệu từ những cảm biến này sẽ được một bộ ghi dữ liệu (data logger) thu thập và truyền liên tục về trung tâm xử lý qua giao thức MQTT. Mục tiêu mà hệ thống hướng đến là: Giám sát liên tục các thông số trọng yếu ở những khu vực có nguy cơ cao; Truyền tải dữ liệu thời gian thực về trung tâm điều hành để phân tích; Phát đi cảnh báo sớm và kịp thời đến chính quyền và người dân, giúp họ chủ động ứng phó và di chuyển an toàn…

Theo các kỹ sư công nghệ của Aitogy, việc xây dựng một hệ thống giám sát và cảnh báo sớm toàn diện là một thách thức lớn, vì vậy nhóm đã chọn một cách tiếp cận khoa học và bền vững hơn, đó là tập trung mọi nguồn lực để phát triển một module quan trắc nền tảng. Module này được xem là trái tim của hệ thống, có nhiệm vụ giải quyết những bài toán kỹ thuật phức tạp nhất; tích hợp những cảm biến chính xác cao, đảm bảo ổn định trong môi trường khắc nghiệt và truyền dữ liệu tin cậy. Sự thành công của module này sẽ là viên gạch vững chắc nhất, tạo tiền đề để nhân rộng và xây dựng một mạng lưới giám sát, cảnh báo sạt lở toàn diện trong tương lai.

Bên trong Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm có gì?

Hệ thống giám sát và cảnh báo sạt lở sớm của Aitogy được xây dựng trên nền tảng phần cứng gồm: thiết bị tính toán và điều khiển, thiết bị cảm biến; thiết bị cảnh báo, nguồn điện và vị trí đặt máy chủ trung tâm. Và nền tảng phần mềm gồm: hệ thống điều hành, nền tảng truyền thông dữ liệu, phần mềm xử lý và hiển thị dữ liệu, công cụ bảo trì và giám sát từ xa…

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. Các lĩnh vực ứng dụng chính bao gồm: Cảnh báo sạt lở đất tại các khu vực trọng yếu, có nguy cơ cao như khu dân cư miền núi, các công trình cơ sở hạ tầng, và các sườn dốc mất ổn định; Quan trắc thuỷ lợi tính an toàn và sự biến dạng cho các công trình thủy lợi như đê, đập, hồ chứa; Quan trắc kết cấu: theo dõi sức khoẻ của các công trinh xây dựng dân dụng và giao thông (cầu, nhà cao tầng, hầm); Quan trắc địa kỹ thuật: phục vụ an toàn, giảm thiểu rủi ro trong thi công xây dựng.

Trong đó, bộ phận quan trắc chịu trách nhiệm thu thập dữ liệu trực tiếp tại các vùng có nguy cơ sạt lở cao. Cấu thành nên bộ phận quan trắc là sự kết hợp của nhiều loại cảm biến như cảm biến mực nước ngầm; cảm biến quan trắc GNSS; cảm biến đo mưa, cảm biến quán tính IMU…Toàn bộ dữ liệu từ các cảm biến trên được đồng bộ hóa bởi bộ ghi dữ liệu (data - logger) sau đó được gửi đi liên tục về bộ phân trung tâm qua giao thức truyền tin loT thời gian thực MQTT.

Cùng với đó là bộ phận trung tâm và cảnh báo, đây được xem là “bộ não” của toàn bộ hệ thống với chức năng chính là tiếp nhận và phân tích dữ liệu, cảnh báo nếu có bất kỳ thông số bất thường nào vượt qua ngưỡng.

Hệ thống cũng lưu trữ các dữ liệu cảm biến thu thập được nhằm phục vụ nghiên cứu phát triển. Trong trường hợp mất kết nối Internet tạm thời, data-logger tại trạm sẽ tự động lưu trữ toàn bộ dữ liệu vào bộ nhớ. Ngay khi kết nối mạng được khôi phục, nó sẽ tự động gửi bù toàn bộ dữ liệu đã lưu. Hệ thống được tích hợp module chống trộm, sử dụng cảm biến gia tốc nhằm phát hiện các tác động vật lý, rung động bất thường…

So với các giải pháp quan trắc truyền thống từ nước ngoài (thường có giá cao gấp nhiều lần), sản phẩm của công ty Aitogy giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư ban đầu. Hơn nữa, việc sử dụng năng lượng mặt trời, và quản trị từ xa giúp giảm tối đa chi phí vận hành (tiền điện, chi phí đi lại, nhân công bảo trì tại hiện trường).

Hệ thống thay thế hoàn toàn phương pháp theo dõi thủ công, bằng mắt thường hoặc đo đạc định kỳ.

Hệ thống thay thế hoàn toàn phương pháp theo dõi thủ công, bằng mắt thường hoặc đo đạc định kỳ. Thay vì vài lần một ngày/tuần, hệ thống giám sát liên tục 24/7 và đưa ra cảnh báo ngay lập tức khi có dấu hiệu nguy hiểm, giúp tăng hiệu quả và tốc độ phản ứng lên nhiều lần.

Việc quan trắc sạt lở thường phải thực hiện ở những địa điểm nguy hiểm, đặc biệt là trong mùa mưa bão. Sản phẩm giúp tự động hóa hoàn toàn công việc này, loại bỏ sự cần thiết phải có nhân sự túc trực tại các vị trí rủi ro, đảm bảo an toàn cho đội ngũ làm công tác phòng chống thiên tai .

Nhìn chung, thành công của sản phẩm là sự kết hợp giữa nền tảng phần cứng đã được thị trường và thực địa chứng thực với một giải pháp phần mềm tích hợp thông minh đã được kiểm chứng toàn diện về mặt kỹ thuật trong phòng thí nghiệm, tạo ra một hệ thống cảnh báo sớm hoàn chỉnh và sẵn sàng cho giai đoạn triển khai thực địa.

Có thể thấy, sản phẩm đã giải quyết được vấn đề thiên tai nhức nhối tại Việt Nam bằng việc áp dụng ở các vùng có nguy cơ sạt lở cao, hệ thống giúp cảnh báo sớm cho người dân và chính quyền, đóng vai trò then chốt trong việc bảo vệ tính mạng và tài sản của nhân dân, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.