ระบบ “การคาดการณ์ระดับน้ำจากกล้องวงจรปิดและปริมาณน้ำฝน" รางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2566

“แบบจำลองภาพ คาดการณ์สถานการณ์ หวังต่อยอดเพื่อการบริหารจัดการภัยพิบัติในไทย” รางวัลการวิจัยแห่งชาติ ประจำปี 2566 รางวัลผลงานวิจัย ระดับดี สาขาเทคโนโลยีสารสนเทศและนิเทศศาสตร์ จากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ

จากความร่วมมือระหว่างประเทศของมหาวิทยาลัยมหิดล กับ National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) ประเทศญี่ปุ่น มหาวิทยาลัยมหิดลได้ส่งนักศึกษาไปร่วมทำงานวิจัย และได้คิดโจทย์วิจัยร่วมกันในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ Machine learning ซึ่งพบว่าทั้งประเทศไทยและประเทศญี่ปุ่นยังประสบปัญหาในเรื่องของภัยพิบัติทางธรรมชาติด้วยกันทั้งคู่ โดยเฉพาะภัยพิบัติทางน้ำ ก่อให้เกิดความสูญเสียและเสียหายในวงกว้าง ดังนั้น การจัดการระบบการป้องกันภัยและเฝ้าระวังภัยพิบัติต่าง ๆ จึงเป็นส่วนสำคัญที่จะช่วยลดความสูญเสียที่อาจเกิดขึ้นได้ ทีมผู้วิจัยจึงได้คิดค้นระบบ “การคาดการณ์ระดับน้ำจากข้อมูลภาพกล้องวงจรปิดและข้อมูลในอดีตของปริมาณน้ำฝน ปริมาณน้ำฝนสะสม และความสูงของน้ำในแม่น้ำ เพื่อจัดการพิบัติภัย” เพื่อนำข้อมูลจากระบบสารสนเทศมาทำการศึกษาและคาดการณ์ระดับน้ำที่จะเกิดขึ้นในอนาคตพร้อมกับการสร้างระบบเตือนภัยล่วงหน้าแบบอัตโนมัติ เพื่อป้องกันอุทกภัยที่จะเกิดขึ้น

รองศาสตราจารย์ ดร.วรพันธ์ คู่สกุลนิรันดร์ คณะเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารมหาวิทยาลัยมหิดล กล่าวว่า ระบบดังกล่าวใช้การตรวจจับระดับน้ำในแม่น้ำในพื้นที่ที่เราต้องการ โดยใช้ข้อมูลจริงจากแหล่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องต่าง ๆ มาสร้างแบบจำลองการทำนายระดับน้ำ และใช้แบบจำลอง CNNs สำหรับการตรวจจับระดับน้ำบนรูปภาพ และแบบจำลอง RNN สำหรับการคาดการณ์ระดับน้ำในข้อมูลประวัติเซ็นเซอร์ ทีมวิจัยต้องใช้ข้อมูลจากกล้องวงจรปิดและเซ็นเซอร์ระดับน้ำหลายตัวในการเก็บข้อมูล แล้วนำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์ผ่านระบบ แล้วนำผลที่ได้ไปใช้ในการวางแผนจัดการภัยพิบัติและสาธารณชนต่อไป ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จากการพัฒนาคือ ระบบสามารถพยากรณ์และคาดการณ์ระดับน้ำที่จะเกิดขึ้นในอนาคตล่วงหน้าตามช่วงเวลาที่ต้องการได้แบบอัตโนมัติ โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนประมาณ +/- 2 ซม. ซึ่งมีอัตราความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับค่าความสูงของระดับน้ำในแม่น้ำและปริมาณน้ำฝนที่มีมาตรวัดเป็นระดับเมตร หรือหลายสิบเมตร

จากผลลัพธ์ดังกล่าวสามารถนำไปต่อยอดสู่การใช้งานจริงได้ โดยจะต้องเพิ่มการติดตั้งและปรับเทียบให้โมเดลต้นแบบสามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมใหม่ ๆ จากการใช้งานจริง เพื่อให้หน่วยงานที่เกี่ยวข้องใช้คาดการณ์ระดับน้ำในแม่น้ำที่อาจจะนำไปสู่ภัยพิบัติน้ำท่วมใน 24 ชั่วโมง สามารถวางแผนการป้องกันได้ทันท่วงที ซึ่งปัจจุบันระบบดังกล่าวยังอยู่ในขั้นทดสอบกับข้อมูลของประเทศญี่ปุ่น ทางทีมผู้วิจัยมีแผนที่จะพัฒนาโปรแกรมดังกล่าวและนำมาประยุกต์ใช้ในประเทศไทย เนื่องจากแม่น้ำในประเทศไทย ยังไม่มีกล้องวงจรปิดและเซ็นเซอร์สำหรับเก็บข้อมูลปริมาณตามแม่น้ำสายต่าง ๆ จึงต้องใช้ข้อมูลเกี่ยวกับระดับน้ำในเขื่อนต่าง ๆ มาเก็บเป็นข้อมูลสำหรับทำการทดสอบ เพื่อเป็นประโยชน์ในการวางแผนจัดการภัยพิบัติ สร้างระบบเตือนภัยอัตโนมัติให้กับประชาชนที่จะได้รับผลกระทบจากปัญหาอุทกภัยต่อไป