Có thể lắp đặt thiết bị đo mực nước với chi phí từ 30.000 yên/tháng không?
Công ty Amnimo, một thành viên của Tập đoàn Yokogawa chuyên cung cấp các dịch vụ giải pháp dựa trên cảm biến và đám mây, đã công bố “Dịch vụ đo mực nước không dây đơn giản” vào tháng 1 năm 2020. Đây là một dịch vụ với mức giá cực kỳ ưu đãi, cho phép khách hàng sử dụng gói giải pháp “tất cả trong một” bao gồm thiết bị đo mực nước không dây, hệ thống truyền thông và đám mây với chi phí ban đầu là 0 yên và phí hàng tháng từ 30.000 yên trở lên.
Về thiết bị đo mực nước, trước tình hình xảy ra các trận lũ lụt quy mô lớn trong những năm gần đây, Bộ Giao thông Vận tải và Xây dựng đã ban hành các chỉ thị và hướng dẫn nhằm thúc đẩy việc lắp đặt các thiết bị này. Tuy nhiên, do thiết bị đo mực nước kiểu truyền thống có giá thành cao nên hiện nay việc lắp đặt vẫn chưa được triển khai rộng rãi.
Việc lắp đặt máy đo mực nước là điều không thể thiếu để dự báo và phòng chống lũ lụt. Tuy nhiên, do chi phí mua thiết bị và lắp đặt cao, thực trạng hiện nay là việc triển khai vẫn chưa được đẩy mạnh, đặc biệt là tại các con sông có quy mô nhỏ và các địa phương.
Đằng sau việc Amnimo – thuộc Tập đoàn Yokogawa, nhà sản xuất thiết bị đo lường và điều khiển hàng đầu tại Nhật Bản – phát triển và đưa ra thị trường một sản phẩm ngách như máy đo mực nước, là mong muốn mãnh liệt nhằm giảm thiểu chi phí lắp đặt, “để việc lắp đặt máy đo mực nước được phổ biến càng sớm càng tốt, từ đó góp phần vào công tác phòng chống lũ lụt”.
Chúng tôi đã phỏng vấn ông Takashi Arai và ông Yoshihiro Suzuki của công ty này về quá trình phát triển sản phẩm cũng như những vấn đề cốt lõi mà các thiết bị đo mực nước truyền thống đang gặp phải.
Tôi muốn đo mực nước một cách đơn giản hơn
Tại sao Amnimo lại phát triển thiết bị đo mực nước? Điều bất ngờ là nguyên nhân thúc đẩy việc này không phải do các trận lũ lụt xảy ra ngày càng nhiều trong những năm gần đây.
“Cách đây 3 năm, chúng tôi nhận được lời tư vấn từ một khách hàng: ‘Kênh mương trong khuôn viên nhà máy thường bị tràn vài lần trong một năm’” (ông Arai)
Nhìn chung, các nhà máy thường được xây dựng trên những khu đất nằm sát sông hoặc biển, và điều kiện đất đai ở những nơi này thường không thuận lợi. Nếu xảy ra ngập lụt, nhà máy sẽ không thể hoạt động, dẫn đến tổn thất cơ hội nghiêm trọng. Do đó, việc đo mực nước là biện pháp phòng ngừa thiết yếu để đảm bảo hoạt động ổn định của nhà máy.
Tuy nhiên, nếu lắp đặt các thiết bị đo mực nước hiện có, không chỉ tốn công lắp đặt hệ thống dây điện mà chi phí mua thiết bị và chi phí lắp đặt cũng rất cao.
“Khi lắng nghe ý kiến, chúng tôi nhận thấy nhu cầu của các nhà thầu xây dựng muốn sử dụng thiết bị này trong thời gian ngắn, chẳng hạn như trong các công trình xây dựng sông ngòi. Chúng tôi đã nỗ lực tìm cách đáp ứng mong muốn ‘muốn đo mực nước một cách đơn giản và thuận tiện hơn’ của họ” (ông Arai)
Trong đầu ông Arai, một kỹ sư chính hiệu đã dành nhiều năm tham gia phát triển các cảm biến trong nhà máy, nảy sinh ý tưởng: “Nếu có thể ứng dụng cảm biến áp suất – công nghệ cốt lõi của Yokogawa – vào thiết bị đo mực nước, liệu chúng ta có thể đưa ra giải pháp phù hợp hay không?”.
Năm 2017, Yokogawa Electric bắt đầu phát triển thiết bị đo mực nước như một dự án kinh doanh mới. Một năm sau đó, Công ty Cổ phần Amnimo – chuyên cung cấp các gói giải pháp tích hợp cảm biến, máy chủ và dịch vụ đám mây – được thành lập dưới hình thức tách ra từ Yokogawa Electric. Sau khi sáp nhập với Amnimo, công ty đã tiếp tục phát triển dịch vụ đo mực nước dựa trên công nghệ đám mây.
Lý do tại sao chúng tôi chú trọng vào loại dùng viên nén và loại dùng pin
Quá trình phát triển được tiến hành tại các con sông thực tế. Trong quá trình phát triển, điểm mấu chốt là việc ”sử dụng pin làm nguồn điện”.
Ban đầu, hệ thống này sử dụng nguồn điện bên ngoài, nhưng khi trực tiếp đến khu vực sông, chúng tôi nhận thấy rằng việc thi công hệ thống dây điện để cấp nguồn đang gây ra gánh nặng cho các đơn vị vận hành.
“Hiện nay, các thiết bị đo mực nước chỉ chạy bằng pin vẫn còn rất ít, và phần lớn vẫn cần nguồn điện lớn. Mặc dù hiện nay tấm pin mặt trời đã trở thành xu hướng chủ đạo, nhưng ở các vùng miền núi, ánh nắng mặt trời thường yếu và dễ bị ảnh hưởng bởi điều kiện thời tiết. Do đó, không thể tránh khỏi lo ngại về nguồn điện” (ông Suzuki)
Do đó, chúng tôi đã quyết định sử dụng pin làm nguồn điện, nhưng với hệ thống chạy bằng pin, vẫn còn lo ngại về thời lượng sử dụng pin. Tương tự như điện thoại di động, việc truyền dữ liệu là lúc tiêu thụ pin nhiều nhất. Vì vậy, khi đo mực nước, ở chế độ giám sát, hệ thống sẽ thực hiện đo và truyền dữ liệu mỗi 20 phút; khi vượt quá ngưỡng, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ quan trắc và ngay lập tức thông báo cho máy chủ đám mây. Chúng tôi đã thực hiện được việc tiết kiệm năng lượng, giúp giảm thiểu mức tiêu thụ pin và vận hành hơn 1 năm mà không cần bảo trì.
Phương pháp đo được áp dụng là phương pháp thả xuống. Với phương pháp siêu âm, do phải chiếu sóng siêu âm từ ngay phía trên dòng sông và thu nhận sóng phản xạ từ mặt nước để đo lường, nên cần phải lắp đặt thiết bị trên cầu hoặc các công trình tương tự, dẫn đến việc bị hạn chế bởi các điều kiện cụ thể. Ngoài ra, để truyền dữ liệu, hệ thống đã áp dụng mạng 3G dành cho điện thoại di động với giả định sẽ được sử dụng ở các khu vực xa xôi, đồng thời được thiết kế sao cho có thể dễ dàng chuyển sang các công nghệ như LTE trong tương lai.
Ông Arai cho biết: “Chúng tôi đang tính đến mọi địa điểm trên khắp cả nước.”
“Câu nói ”Rẻ thì chất lượng kém” chẳng có ý nghĩa gì cả
Trước đây, việc lắp đặt thiết bị đo mực nước không dây đòi hỏi chi phí rất lớn. Theo tính toán sơ bộ của Amnimo, để lắp đặt một thiết bị đo mực nước không dây thông thường, ngoài chi phí thiết bị chính lên tới khoảng 800.000 yên, còn phải tính thêm 3 triệu yên cho hợp đồng truyền thông và chi phí phát triển nền tảng đám mây, cùng với vài trăm nghìn yên cho chi phí thi công điện và lắp đặt để kết nối nguồn điện, do đó chi phí ban đầu khoảng 4 triệu yên là không thể tránh khỏi.
Hơn nữa, do phải cộng thêm chi phí viễn thông và chi phí bảo trì hàng tháng, nên dù mức độ tiện lợi có cao đến đâu, đây cũng là yếu tố cản trở lớn nhất đối với việc lắp đặt và vận hành.
Tại Amnimo, ban đầu công ty cũng đã xem xét mô hình kinh doanh theo hình thức mua một lần, nhưng trước bối cảnh đó, công ty đã chuyển hướng sang mô hình đăng ký trả phí theo thời gian sử dụng. Các doanh nghiệp tuy phải chịu chi phí lắp đặt thiết bị đo mực nước, nhưng hoàn toàn không có chi phí ban đầu nào khác, và chỉ cần chi trả cước viễn thông hàng tháng cùng chi phí bảo trì. Số tiền này chỉ từ 30.000 yên trở lên.
“Nếu là các công ty xây dựng lớn, họ có thể tự mua thiết bị đo mực nước và xây dựng hệ thống. Tuy nhiên, đối với các công ty xây dựng vừa và nhỏ, do chỉ sử dụng tạm thời nên việc mua thiết bị đo mực nước là một gánh nặng lớn, và việc xây dựng hệ thống đám mây cũng có rào cản cao.”
“Dịch vụ đo mực nước của chúng tôi là giải pháp ‘tất cả trong một’, bao gồm cả đám mây và hệ thống truyền thông; chỉ cần lắp đặt và bật công tắc nguồn là có thể sử dụng ngay lập tức” (ông Arai)
Tình hình lắp đặt tại các kênh dẫn nước trong nhà máy
Đặc biệt trong các công trình thủy lợi, nhiều công ty xây dựng quy mô vừa và nhỏ thường không lắp đặt thiết bị đo mực nước với lý do “chi phí lắp đặt không tương xứng với hiệu quả”. Thực tế là mỗi khi trời mưa, các giám sát công trường phải vội vã đến hiện trường để kiểm tra mực nước, dù đó là ngày nghỉ, và tùy theo điều kiện thời tiết, họ thậm chí phải ở lại hiện trường qua đêm để theo dõi mực nước.
Với thiết bị đo mực nước không dây, người dùng có thể kiểm tra mực nước từ xa thông qua máy tính hoặc điện thoại thông minh. Việc giảm bớt gánh nặng chi phí nhờ hình thức đăng ký dịch vụ và hạ thấp rào cản triển khai sẽ góp phần đáng kể không chỉ vào việc đảm bảo an toàn cho các kỹ sư và công nhân quản lý hiện trường, mà còn giúp cắt giảm chi phí nhân công.
Tình hình lắp đặt tại ao chứa nước. Quá trình lắp đặt hoàn tất trong khoảng một tiếng rưỡi.
Tuy nhiên, thiết bị đo mực nước là thứ bảo vệ tính mạng con người. Câu nói ”rẻ thì dở” ở đây hoàn toàn vô nghĩa. Cảm biến áp suất được sử dụng trong thiết bị đo mực nước không dây Amnimo là phiên bản cải tiến từ ”cảm biến dao động silicon” do Yokogawa Electric tự phát triển và đang được ứng dụng trong lĩnh vực nhà máy và thiết bị đo lường, được điều khiển bằng pin. Sản phẩm này chứa đựng “tinh hoa công nghệ 30 năm của Yokogawa” và độ chính xác của nó được ông Arai tự hào khẳng định là “đẳng cấp hàng đầu thế giới”.
Hiện tại, thiết bị đo mực nước không dây của Amnimo đã được đưa vào sử dụng thử nghiệm trong dự án thí điểm hệ thống giám sát từ xa các ao chứa nước đang được triển khai tại tỉnh Hiroshima – nơi đã hứng chịu thiệt hại nặng nề do đợt mưa lớn ở miền Tây Nhật Bản năm 2018 – và đã chứng minh được những ưu điểm của mình.
Tôi mong việc lắp đặt máy đo mực nước sẽ trở thành tiêu chuẩn trong các công trình thủy lợi
Chính ông Arai, người đang sinh sống tại Kawagoe, tỉnh Saitama, cũng đã tận mắt chứng kiến trận lũ lụt ở lưu vực sông Iruma do cơn bão số 19 năm ngoái gây ra. Một số người bạn của ông vẫn đang phải sống tại các trung tâm sơ tán do hậu quả của trận lũ lụt đó. Chính vì vậy, ông dành một tình cảm đặc biệt cho chiếc máy đo mực nước vừa được phát triển lần này.
“Các biện pháp phòng chống lũ lụt không thể hoàn thành trong một sớm một chiều. Tuy nhiên, xét đến tình trạng thời tiết bất thường gần đây, đây cũng là một vấn đề cấp bách. Tôi cho rằng việc lắp đặt các thiết bị đo mực nước cần được phổ biến càng sớm càng tốt. Trước hết, tôi mong các công trường xây dựng tại các con sông và kênh mương – nơi mà việc đảm bảo an toàn cho các khu vực lân cận đang là thách thức – hãy thử sử dụng thiết bị này một lần” (ông Arai)
Chi phí tuyệt đối không được trở thành rào cản đối với công tác quản lý an toàn, và từ đó là việc bảo vệ tính mạng con người. Chúng tôi hy vọng rằng dịch vụ đo mực nước không dây của Amnimo sẽ góp phần thúc đẩy nhanh chóng các biện pháp phòng chống lũ lụt tại Nhật Bản trong tương lai.
