Bendungan Feitsui di Taiwan adalah infrastruktur penting yang membentuk waduk terbesar kedua di wilayah tersebut dan sumber utama air minum bagi sekitar lima juta orang di Taipei.
Tantangan
Bendungan Feitsui di Taiwan adalah infrastruktur penting yang membentuk waduk terbesar kedua di wilayah tersebut dan sumber utama air minum bagi sekitar lima juta orang di Taipei.
Bendungan lengkung beton berlingkar ganda (double curvature concrete arch dam), yang terletak sekitar 30 kilometer dari kota, membentang di Sungai Beishi di lokasi pegunungan terpencil yang dibatasi oleh lereng curam yang lebat oleh hutan.
Tanah longsor yang dipicu oleh hujan lebat atau aktivitas seismik adalah masalah serius, karena dapat mengendapkan lumpur dalam jumlah besar di waduk, mengurangi masa pakai bendungan dan membatasi kapasitasnya, serta berdampak negatif pada kualitas air minum.
“Jika tanah longsor dapat diprediksi sebelumnya, pemilik dapat mengambil tindakan pencegahan,” kata Eric Hoe, Wakil Presiden Diagnostic Engineering Consultants Limited (DECL), salah satu perusahaan pengujian dan pemantauan geoteknik terkemuka di Taiwan. Portofolio perusahaan ini mencakup sejumlah proyek penting berskala besar, seperti Taipei 101, kereta api cepat, MRT, jalan tol, jembatan, dan penggalian dalam.
Selama bertahun-tahun, beberapa metode transmisi data, termasuk radio dan jaringan LoRa wireless daya rendah, telah digunakan untuk memantau situs tersebut, namun bentuk lahan dan topografinya membuat metode-metode tersebut tidak dapat diandalkan.
Sistem LoRa menggunakan topologi bintang (star topology), di mana setiap node harus terhubung langsung ke penerima gateway pusat. Di Feitsui, gateway dipasang di sebuah gedung di bendungan. Ini adalah satu-satunya koneksi internet yang andal di lokasi tersebut, yang memiliki layanan seluler yang sangat putus-putus. Namun, topologi bintang tidak dapat secara andal mencakup seluruh jaringan pemantauan dari gateway ke sensor terjauh yang berjarak 4,1 kilometer.
“Kami harus mencari cara lain untuk mengatasi masalah tersebut,” kata Eric. Pada Juli 2021, DECL memenangkan tender untuk menyediakan solusi pemantauan lereng otomatis. Mereka mengusulkan untuk mencoba sistem pemantauan nirkabel alternatif. “Itulah sebabnya kami menghubungi Ackcio. Kami pikir jaringan mesh adalah solusi yang lebih baik untuk proyek ini.”
Solusi
DECL dipekerjakan untuk memasang sensor dan peralatan pemantauan, mengumpulkan pembacaan setiap jam, dan menyajikannya kepada klien pada platform visualisasi data.
Jenis sensor—Measurand ShapeArrays—diusulkan untuk menggantikan inklinometer in-situ (In-place inclinometers / IPI) konvensional demi kualitas data yang lebih baik di tiga lokasi di sekitar perimeter waduk yang memiliki risiko tinggi tanah longsor. Untuk memastikan data mengalir secara andal dari lapangan, DECL memilih Ackcio, yang pernah bekerja sama dengan mereka pada dua proyek sebelumnya, karena beberapa alasan.
Pertama-tama, Ackcio terintegrasi dengan ShapeArray. Dirancang agar tidak bergantung pada jenis sensor tertentu (sensor-agnostic), Ackcio dapat dipasangkan dengan semua merek sensor terkemuka dan perangkat lunak penyajian data pemantauan untuk memberikan solusi ujung-ke-ujung yang mulus. Dengan sinkronisasi waktu tingkat milidetik, semua sensor dapat dibaca secara praktis secara real-time.
Sistem Ackcio memiliki berbagai fitur untuk melindungi dari kehilangan data, termasuk sinkronisasi data latar belakang. Jika jaringan mati atau sebuah node tidak dapat bergabung, sistem akan menyimpan data di memori internalnya hingga koneksi tersambung kembali. Di bagian gateway, jika catu daya utama 12V mati, unit akan masuk ke mode daya rendah yang unik dengan baterai cadangannya. Gateway akan terus menerima data sensor selama pemadaman, menyimpannya secara lokal di memori kilat (flash memory) internalnya hingga catu daya utama kembali, setelah itu ia akan mengirimkan semua data yang tersimpan.
Fitur downlink on-demand Ackcio memungkinkan pengguna untuk mengirim pembaruan secara jarak jauh (remote) ke node secara real-time dan menyesuaikan frekuensi pembacaan. Selain itu, solusi privat Ackcio yang berada di tepi (on-the-edge) serta algoritma enkripsi AES 128 memastikan jaringan mesh dan semua data tetap aman.
DECL juga harus menemukan solusi pemantauan otomatis real-time yang dapat mengatasi tantangan transmisi data terkait jarak di lokasi tersebut antara sensor dan gateway. Topologi mesh jarak jauh Ackcio, di mana semua node dapat “berkomunikasi” satu sama lain, menawarkan cakupan yang jauh lebih besar daripada jaringan bintang (star network) sebelumnya. Karena topologi dan kondisi lingkungan situs, jarak transmisi data maksimum yang andal di Feitsui adalah sekitar dua kilometer. Untuk mengatasi masalah ini, Ackcio merancang jaringan yang mengintegrasikan beberapa node repeater untuk membantu mengatasi tantangan jangkauan di situs tersebut dan yang terpenting memastikan konektivitas yang andal, bahkan dengan sensor yang paling jauh.
Pada September 2021, DECL memasang ShapeArrays (SAAV) dalam selubung sepanjang 30 meter dan node transmisi data di sekitar jalan. Sebagian besar lokasi sensor dan node dapat diakses melalui jalan darat, sementara satu node hanya dapat diakses dengan perahu. Setiap lokasi sensor dilengkapi dengan Ackcio Digital Node (BEAM-DG) yang didukung oleh panel surya dan baterai. DECL juga memasang Ackcio Repeater Nodes (BEAM-RN) untuk memperkuat jaringan di lingkungan yang menantang.
Node mentransmisikan pembacaan ke Ackcio Gateway (BEAM-GW), yang dipasang di atas gedung di bendungan yang memiliki WiFi dan daya listrik. Sistem ini mulai mengirimkan pembacaan otomatis secara andal pada bulan Oktober, awal yang menjanjikan untuk proyek percontohan dua tahun guna menguji sistem ini di situs Feitsui.
Ackcio jauh lebih hemat biaya daripada sistem manual. “Dan dengan pembacaan manual, Anda tidak dapat melakukannya secara real-time, jadi itu masalahnya,” kata Eric. Dan dibandingkan dengan solusi nirkabel lainnya, jaringan mesh jarak jauh Ackcio, yang memungkinkan penambahan lebih banyak node untuk memperluas jangkauan transmisi secara andal, adalah keuntungan nyata.
Ia dan rekan-rekannya berencana menggunakan Ackcio pada proyek DECL mendatang, seperti terowongan kereta api cepat dan pemantauan jembatan. Seiring dengan kualitas dan keandalan transmisi datanya, kemudahan pemasangan peralatannya, integrasi bawaan dengan ShapeArray dan sensor lainnya, serta penghematan biaya, ia sangat terkesan dengan layanan Ackcio.
Manfaat
- Mesh Ackcio jarak jauh menawarkan jangkauan yang dapat diperluas di topografi yang sulit
- Komunikasi yang andal dengan beberapa jalur redundansi
- Mudah dipasang dan digunakan
- Menghilangkan kebutuhan akan pengumpulan data manual
- Konsumsi daya sangat rendah
Hasil
- Akses data jarak jauh
- Pembacaan secara real-time
- Sistem peringatan dini yang andal
- Pemahaman menyeluruh tentang pergerakan tanah
Testimoni
“Mereka sangat mendukung proyek kami, merespons dengan sangat cepat, dan memberikan layanan yang sangat baik. Setiap kali kami menghubungi mereka mengenai masalah teknis, mereka dapat memberikan jawaban yang memuaskan. Kami sangat puas dengan Ackcio.”
Rekomendasi alat Monitoring Bendungan dari tanah longsor: Repeater Nodes Ackcio BEAM-RN
Ackcio Repeater Nodes membantu memperluas jangkauan jaringan Ackcio Mesh yang sudah luas dengan berfungsi sebagai penghubung (bridge) antara Node yang tidak dapat terhubung secara langsung. Perangkat ini ideal digunakan pada lingkungan bawah tanah dan proyek monitoring berskala besar, termasuk untuk menghubungkan komunikasi di sekitar tikungan terowongan serta menjangkau lokasi terpencil yang sebelumnya sulit atau tidak memungkinkan untuk memperoleh data.
Dengan Repeater Nodes, data dari Node yang berada di area dengan akses terbatas dapat diteruskan melalui jaringan mesh, sehingga mendukung pengumpulan data yang lebih andal, aman, dan fleksibel pada berbagai aplikasi monitoring geoteknik dan infrastruktur.
Kesimpulan
Penggunaan sistem pemantauan nirkabel mesh berbasis Ackcio oleh DECL di Bendungan Feitsui berhasil mengatasi kendala topografi ekstrem dan keterbatasan transmisi data jarak jauh. Solusi otomatis ini tidak hanya menyediakan akses data real-time yang akurat dan hemat biaya sebagai sistem peringatan dini tanah longsor, tetapi juga menjamin keandalan operasional untuk melindungi pasokan air bagi jutaan warga Taipei sekaligus meningkatkan keselamatan kerja di lapangan.