Что если оползни можно предсказать до обрушения склона? Исследователи Университета Малайя считают, что это возможно

КУАЛА-ЛУМПУР, 22 июня — Исследователи Университета Малайи тестируют систему мониторинга на основе оптоволокна, способную предсказывать незначительные движения грунта, что потенциально позволяет выявлять ранние признаки нестабильности до наступления катастрофы.

Мухаммад Шамил Мохд Са'ад из Центра фотоники университета (PRCUM) сообщил, что технология предназначена для прогнозирования постепенных смещений, которые могут сигнализировать о нестабильности склона, позволяя инженерам и властям отслеживать потенциальные риски с течением времени.

Как работает система?

«В отличие от обычных датчиков, которые в значительной мере зависят от электронных компонентов, установленных в полевых условиях, система использует свет, передаваемый через оптоволокно, для измерения изменений в окружающей среде.

«По мере того как грунт смещается, наклоняется или деформируется, световой сигнал, проходящий через волокно, изменяется. 

«Эти изменения можно анализировать для выявления движений внутри склона», — рассказал Шамил изданию Malay Mail. 

Описывая систему подробнее, он отметил, что сама точка измерения не требует активных электронных компонентов.

«Информация передаётся на станцию мониторинга, где данные можно анализировать дистанционно и непрерывно», — сказал он.

Чем она отличается от существующих систем мониторинга?

В Малайзии уже применяется ряд технологий мониторинга склонов, включая геотехнические приборы, дождемеры и LiDAR (лидар). Однако Шамил отметил, что оптоволоконные датчики предлагают иной подход, снижая зависимость от электроники непосредственно в точке измерения.

В тропических условиях электронные компоненты нередко уязвимы к влаге, жаре, молниям и скачкам напряжения — всё это может снижать надёжность и увеличивать потребность в техническом обслуживании.

«В условиях открытой среды, особенно в тропических странах, таких как Малайзия, электроника зачастую первой выходит из строя после длительного воздействия влаги, жары или скачков напряжения», — сказал он.

Сводя к минимуму количество электронных компонентов на склоне, система становится более устойчивой к молниям и электромагнитным помехам и требует менее частого обслуживания.

«Данные также собираются в режиме реального времени, и именно здесь заключается ещё одно преимущество: предупреждение может быть отправлено до наступления катастрофы», — добавил он. 

Почему непрерывный мониторинг важен?

По словам Шамила, ценность мониторинга склонов состоит не в предсказании точного момента оползня, а в выявлении предупреждающих признаков, которые могут проявляться на протяжении недель, месяцев или даже лет.

«Небольшие движения грунта поначалу могут не казаться опасными, однако долгосрочный мониторинг порой позволяет обнаружить закономерности, заслуживающие более пристального внимания до того, как ситуация ухудшится», — сказал он.

Это позволяет инженерам наблюдать за постепенными изменениями состояния склона и определять, требуется ли дальнейшее обследование или принятие защитных мер.

Система также допускает дистанционный мониторинг, снижая необходимость регулярного посещения потенциально опасных зон персоналом.

«Для многих районов, подверженных стихийным бедствиям, выезд инженера на место для сбора данных сам по себе является риском. 

«Разработанная нами система не требует физического присутствия человека в зоне воздействия для сбора данных», — сказал он. 

Испытания в реальных условиях

Технология уже была протестирована за пределами лаборатории.

Одной из ключевых пилотных площадок стал Блу-Вэлли в Камеронском нагорье, где исследователи совместно с компанией Pintas Utama Sdn Bhd оценивали работу системы в реальных условиях местности и погоды.

«Площадка стала важным испытательным полигоном, поскольку позволила подвергнуть систему воздействию реального рельефа и условий окружающей среды. 

«Проект позволил столкнуть технологию с вызовами, с которыми обычно сталкиваются системы мониторинга склонов: сильные осадки, нестабильный грунт, перебои в электроснабжении и требования к дистанционной передаче данных», — сказал Шамил. 

Впоследствии дополнительные системы мониторинга были установлены в нескольких точках кампуса Университета Малайи, в том числе вблизи Медицинского факультета и Академии малайских исследований. 

«Эти установки помогли нам наблюдать за поведением датчиков на протяжении более длительных периодов в условиях меняющейся погоды и строительных работ поблизости», — добавил он. 

«Ещё одним местом, где мы установили систему, являются склоны Букит-Нанас», — сказал Шамил. 

Зачем разрабатывать собственные технологии?

Помимо самой технологии, Шамил убеждён в ценности разработки систем мониторинга, адаптированных к малайзийским условиям.

Импортные системы могут хорошо работать в других условиях, однако нередко требуют доработки, прежде чем смогут надёжно функционировать на тропических склонах, подвергающихся частым осадкам и сложным условиям обслуживания.

«Всё большую ценность приобретает разработка местных технологий мониторинга, ориентированных на малайзийские условия, вместо полной зависимости от импортных систем», — сказал он.

Для исследователей, работающих в полевых условиях, добавил он, задача состоит не только в создании сложных датчиков, но и в обеспечении их надёжной работы спустя долгое время после установки.

«Более важная задача — создание систем, которые продолжают надёжно функционировать спустя месяцы и годы после установки», — сказал он.

Дальнейшие шаги 

В настоящее время команда Шамила выявляет районы по всей стране, где существует потребность в подобной системе для улучшения мониторинга склонов. 

«Мы ведём переговоры с несколькими местными советами; если всё пройдёт успешно, наша система будет установлена в определённых местах. 

«Букит-Нанас — один из примеров среди ряда выявленных нами мест, где система мониторинга ещё не была установлена», — сказал он. 

Помимо ключевого преимущества в виде сбора данных в режиме реального времени, Шамил отметил, что система поможет сократить расходы на существующие импортные устройства. 

«Это также одна из причин, по которым мы хотели разработать отечественный продукт, — сделать мониторинг склонов более доступным для всех местных советов и даже частных организаций», — сказал он.