รายงานการวิจัย เรื่อง การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน้ำท่วมในลุ่มน้ำ โดยการบริหารอ่างเก็บน้ำที่เหมาะสม และการพยากรณ์แเตือนภัย ณ เวลาจริง : กรณีศึกษาลุ่มน้ำท่าตะเภา จังหวัดชุมพร

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-26 บทที่2 การตรวจเอกสาร นอกจากน้ียงัได้มีการน าเสนอ Parallel Distribution Processing ซึ่ งประกอบไปด้วย 8 เรื่อง หลกัๆ ดงัน้ี 1)การจดัต้งัหน่วยกระบวนการ(Processing Unit) 2) สภาพการกระตุ้น (State of Activation) 3) OutputFunction ส าหรับแต่ละหน่วย 4)ระบบการเชื่อมโยงระหว่างหน่วย (Connectivity Among Units) 5)กิจกรรมการเคลื่อนตัวผ่านโครงข่ายที่เชื่อมโยงกัน 6)กฎการกระตุ้น (Activation Rule) 7)กฎการเรียนรู้ (Learning Rule) 8) สิ่งแวดลอ้มภายในระบบ Rumelhart (1986) ได้เสนอโครงข่าย Back-Propagation ซึ่งพัฒนามาจากโครงข่าย Single Layer Perceptron โดยแบ่งการทา งานออกเป็นสองข้ันตอน ในข้นัตอนแรก ขอ้มูลในหน่วยของช้ันอินพุต (Input) จะเคลื่อนตัวผ่านไปยงัโครงข่ายและประมวลผลออกมาในหน่วยของช้ันเอาท์พุต (Output) หลงัจากน้นัเอาทพ์ุตจะถูกนา มาเปรียบเทียบกบัเป้าหมาย นา มาซ่ึงความผิดพลาดที่เกิดข้ึนในข้นัตอนที่ สองเป็นข้นัตอนของการเคลื่อนตวักลบั (Backward Pass) เพื่อทา การปรับแกค้ ่าถ่วงน้า หนัก(Weights) ของข้อมูลอินพุตและของ Bias ต้งัแต่น้นัเป็นตน้มาจึงไดม้ีการพฒันาโครงข่ายต่างๆ ข้ึนมามากกว่า 50 โครงข่ายอย่างไรก็ตาม การน ามาใช้แก้ปัญหาทางวิศวกรรมโยธาโดยเฉพาะในสาขาวิศวกรรมแหล่งน้ ามีน้อยมาก เริ่มจาก French et. al. (1992) ได้พัฒนาโครงข่ายเพื่อท านายปริมาณฝนที่ตกตามสถานที่และเวลาต่างๆ Crespo and Mora (1993) ประยุกต์ใช้หลักการของแบบจ าลองโครงข่ายใยประสาทเทียมกับการประมาณการเกิด ภัยแล้ง และมีการพฒันาแบบจา ลองโครงข่ายใยประสาทเทียมเพื่อจา ลองการเกิดฝนและน้ าท่า โดย พบว่า ANN เป็ นวิธีการที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับแบบจ าลองทางคณิตศาสตร์อื่นๆ และเมื่อเร็วๆ น้ีCampoio et. al. (1999) พัฒนาโครงข่ายใยประสาทเทียม ในการวิเคราะห์ และท านาย ระดบัน้า ท่วมของแม่น้า Taghamento ในประเทศอิตาลี ในช่วงเวลาที่มีฝนตกหนัก ผลการค านวณ พบว่า มีความถูกต้องแม่นย ามาก Liong et. al. (2001) ได้ประยุกต์ใช้แบบจ าลองโครงข่ายใยประสาทเทียม เพื่อ ช่วยในการวางแผนป้องกนัน้า ท่วมในประเทศบงัคลาเทศจากผลการศึกษาทา ให้ ANN เป็ นเครื่องมือที่ สามารถใชใ้นการเตือนภยัน้า ท่วมอยา่งไดผ้ล สา หรับงานวิจยัภายในประเทศไทย เริ่มจากเสรี(2542) ได้พัฒนาโครงข่ายใยประสาทเทียมใน การพยากรณ์น้ าท่าแม่น้ ามูลจงัหวดัอุบลราชธานีผลการคา นวณยงัมีความคลาดเคลื่อนเนื่องมาจาก ข้อจ ากัดของข้อมูล ต่อมา เสรี (2543) ได้ประยุกต์ใช้โครงข่าย Back-Propagation ในการพยากรณ์ระดับ น้า ลุ่มแม่น้า ยม บริเวณจงัหวดัแพร่ (สถานีY.1C) และจังหวัดสุโขทัย (สถานี Y.4) โดยพบว่า ให้ผลการ ค านวณที่ดีมากและมีประสิทธิภาพมากกว่า 95% นอกจากน้ีเสรี(2544) ยังใช้โครงข่ายประเภทเดียวกัน

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-27 บทที่2 การตรวจเอกสาร ท าการพยากรณ์ระดบัน้า ทะเลหนุน บริเวณปากแม่น้า เจา้พระยา (สถานีป้อมพระจุลจอมเกลา้ฯ)ธวัชชัย และคณะ (2550) ได้ประยุกต์ใช้โครงข่ายใยประสาทเทียมเพื่อให้เป็ นแบบจ าลองในการท านายปริมาณ น้ าไหลเข้าอ่างเก็บน้ าเขื่อนป่าสักชลสิทธ์ิกรณีที่ระบบโทรมาตรหรือแบบจา ลอง MIKE 11 - GIS ลม้เหลวผลการวิจยัพบว่าแบบจา ลองสามารถใชใ้นการพยากรณ์ปริมาณน้า ไหลเขา้อ่างเก็บน้า เขื่อนป่า สักชลสิทธิ์ ล่วงหน้า 1วันและ 2วันได้ใกล้เคียงกับความจริง 2.3.3 แนวคิดเบื้องต้นโครงข่ายใยประสาทเทียม ส าหรับหลกัการทา งานเบ้ืองตน้ของโครงข่ายใยประสาทเทียม ไดแสดงไว้ดัง ้ รูปที่2.3.3-1 ซึ่ง สามารถอธิบายได้ว่า ในการท างานของโครงข่ายอาจจะมี Input หลายตัวที่เป็ นตัวกระตุ้นให้เกิด Output โดยที่แต่ละ Input จะมีอิทธิพลต่อ Output ต่างกนัซ่ึงวดัไดจ้ากค่าถ่วงน้า หนกั (Weight) นนั่เอง Non-Linearity รูปที่ 2.3.3-1 หลกัการทา งานเบ้ืองตน้ของ ANN ที่มา: Principe et. al., (1999) จากรูป X (X1, X2, X3)จะเป็ น Input ที่มีความสัมพันธ์กับ Y ที่เป็ น Outputแบบไม่เชิงเส้น ดงัน้ันจะไดฟ้ ังก์ชนั่ f (net) ที่เป็ นแบบไม่เชิงเส้น (NonlinearFunction) ดังสมการที่2.3 สามารถแสดง ได้ดังรูปที่ 2.3.3-2 net = X1W1 + X2W2 + X3W3 =XW (2.3) W1 W2 W3 W0 X2 X1 X3 Xn Wn Y Output 1 Bias

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-28 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.3.3-2 ฟังกช์นั่การกระตุน้ ที่มา:Principe et. al. (1999) ในกระบวนการท างานของโครงข่ายใยประสาทเทียม จะมีกระบวนการเรียนรู้หลายรูปแบบ หรือหลายทฤษฎีการเรียนรู้มีวตัถุประสงคใ์นการปรับแกค้่าถ่วงน้า หนัก(Weight) ให้เหมาะสม น ามา ซึ่งค่า Output ที่ใกลเ้คียงกบัเป้าหมายมากข้ึน ดงัน้นัจากหลกัการทา งานดงักล่าวขา้งตน้เราจึงสามารถนา โครงข่ายใยประสาทเทียมมาประยุกต์เพื่อใช้ในการแก้ปัญหาต่างๆ ได้อย่างกว้างขวาง 2.3.4 ประเภทของ ANN ในเชิงการใช้งาน 1)แบบจ าลองโครงข่ายใยประสาทเทียมเพื่อการระบุกลุ่ม โครงสร้างของ ANN ประเภทน้ีที่ได้รับความนิยมสูงสุด คือโครงข่าย MultilayerPerceptron โดยการเรี ยนรู้แบบ Back-Propagation (BP) ซึ่ งมีการท างานคล้ายๆ กับโครงข่ายใยประสาทรับ ความรู้สึกที่มีโครงสร้างการท างานมากกว่า 1 ช้ัน แบบจ าลองดังกล่าวประกอบไปด้วยโครงสร้าง ท้งัหมด 3 ช้นัคือ ช้นัอินพุต (Input Layer) ช้นัแอบแฝง (Hidden Layer) และช้นัเอาทพ์ุต (Output Layer) ส าหรับกระบวนการเรียนรู้จะใช้วิธีการเรียนรู้จากรูปแบบของข้อมูล Input และ Output ที่มีอยู่โดยที่ ข้อมูลInputจะถูกป้อนเขา้ไปในแต่ละหน่วยในช้นัแรกจากน้นัแต่ละขอ้มูลInputจะถูกคูณด้วยค่าถ่วง น้า หนัก(Weight) เฉพาะของการเชื่อมโยงระหว่างช้นัซ่ึงค่าเริ่มตน้ของค่าถ่วงน้า หนกั (Weight)อาจถูก ก าหนดโดยการสุ่ม (Random)ผลคูณที่ได้จะน ามารวมกันเพื่อแปลงเป็ น Output โดยผ่านฟังชั่นการ กระตุ้น (Activation Function) จากน้นั Output ที่ได้จะถูกน าไปเปรียบเทียบกับข้อมูลจริงหรือเป้าหมาย เพื่อนา ไปสู่การปรับแกค้ ่าถ่วงน้า หนักและเพื่อลดค่าความแตกต่างหรือข้อผิดพลาดในแต่ละรอบของ การคา นวณ การปรับค่าถ่วงน้า หนกัจะดา เนินการไปจนกระทงั่ขอ้ผิดพลาดมีค่านอ้ยและยอมรับได้การ ค านวณจึงจะสิ้นสุด 2)แบบจ าลองโครงข่ายใยประสาทเทียมส าหรับการจัดรูปแบบข้อมูล การเรียนรู้ความเกี่ยวข้องกันเป็ นอีกมุมหนึ่ งของการพัฒนาความสามารถของโครงข่ายใย ประสาทเทียม โดยการพยายามที่จะให้โครงข่ายจดจ า “ความสัมพันธ์ หรือ ความเกี่ยวข้อง” ของข้อมูล แต่ละรูปแบบไว้ เมื่อมีการแสดงรูปแบบหนึ่งต่อโครงข่าย โครงข่ายก็จะให้ผลลัพธ์เป็ นรูปแบบที่เคย เรียนรู้และจดจ าไว้ว่าเป็ นรูปแบบข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบที่ป้อนเข้าไป wx = net f (net) = y INPUT X OUTPUT Y

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-29 บทที่2 การตรวจเอกสาร ลักษณะของความเกี่ยวข้องกันถูกจัดไว้เป็ น 2ลักษณะ คือ ถ้ารูปแบบของข้อมูลเกี่ยวข้องกัน เป็ นรูปแบบเดียวกันจะเรียกว่า เป็ นความเกี่ยวขอ้งแบบออโตแอสโซซิเอชนั่(Autoassociation) ซึ่งเหมาะ ส าหรับการประยุกต์ใช้ในการท ารูปแบบให้สมบูรณ์ในกรณีที่รูปแบบที่เกี่ยวข้องกันไม่ใช่รูปแบบ เดียวกัน จะเรียกว่าแบบเฮทเทอโรแอสโซซิเอชนั่(Heteroassociation) 3)แบบจ าลองโครงข่ายใยประสาทเทียมส าหรับการหาค่าที่เหมาะสม การหาค่าที่เหมาะสมเป็ นอีกตัวอย่างหนึ่งที่นิยมประยุกต์ใช้แบบจ าลองโครงข่ายใยประสาท เทียม เช่น กรณีของการปัญหา Traveling Salesman ซ่ึงตอ้งการเส้นทาง หรือระยะทางที่ส้ันที่สุดของการ เดินทางของ Salesman ไปตามเมืองต่างๆ แลว้กลบัมาสิ้นสุดที่เมืองเริ่มตน้ โครงข่ายประเภทน้ีมกัจะ อาศัยเทคนิคจากทฤษฎีความน่าจะเป็ นหรื อสถิติเข้ามาแก้ปัญหาตัวอย่างเช่น โครงข่าย Boltzman Machine 4)แบบจ าลองโครงข่ายใยประสาทเทียมประเภทจัดตัวเอง การจัดตัวเอง หมายถึง ความสามารถในการเรียนรู้ และจัดข้อมูลโดยไม่ต้องมีเป้าหมายเป็ นตัว ชักน ากล่าวคือ เป็ นการเรียนรู้โดยไม่มีครูสอน (Unsupervised Learning)แบบจา ลองประเภทน้ีเหมาะ ส าหรับการประมาณลกัษณะเชิงเรขาคณิตของรูปทรงต่างๆ ซ่ึงยากแก่การกา หนดคา จา กดัความในทาง คณิตศาสตร์ หรือการพยายามจัดกลุ่มรูปแบบโดยไม่มีแนวทางมาให้เช่น การจัดแบ่งคนออกมาเป็ น ผู้ชายผู้หญิง หรือจดัเป็นคนแก่คนหนุ่ม และเด็กเป็ นต้น สิ่งเหล่าน้ีเป็นความสามารถที่มีโดยธรรมชาติ ของสิ่งมีชีวิต แนวคิดของการจัดตัวเองโดยส่วนใหญ่จะใช้หลักการเรียนรู้เชิงแข่งขัน (Competitive Learning) โดยกลไกที่เรี ยกว่า “ผู้ชนะได้ไปท้ังหมด” (Winner Take All) ตัวอย่างของแบบจ าลอง ประเภทน้ีเช่น โครงข่ายโคโฮเนน (Kohonen Network) 2.3.5 การประยุกต์ใช้โครงข่ายใยประสาทเทียม โครงข่ายใยประสาทเทียมสามารถน ามาประยุกต์ใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ ซ่ึงจะกล่าวโดย กวา้งๆ ดงัน้ี 1) Constraint Satisfactionเป็ นลักษณะของการแก้ปัญหาที่มีตัวแปรหลายตัวเป็ นตัวควบคุม ให้เกิดเอาท์พุตที่มีค่าแน่นอน ตัวอย่างเช่น ปัญหาของ Traveling Salesman ซึ่งเป็ นลักษณะของปัญหาที่ มีเงื่อนไขควบคุมอยู่ และต้องค านึงถึงความเหมาะสมด้วย เงื่อนไขดังกล่าวคือ การที่จะต้องเดินทางไป ทุกเมืองที่ก าหนดในปัญหา และยังต้องค านึงถึงความเหมาะสมในการเลือกเส้นทางที่ส้ันที่สุดที่สามารถ เดินทาง ไดจ้ริงจึงจะแกป้ ัญหาน้ีไดอ้ยา่งมีประสิทธิภาพ 2) Content Addressable Memories เป็ นการน าเอาความสามารถของ ANN ที่สามารถเรียนรู้ และจดจ ารูปแบบในลักษณะของความสัมพันธ์ระหว่าง อินพุต และเอาท์พุต

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-30 บทที่2 การตรวจเอกสาร 3) Controlsการน า ANN ไปใช้ในการเรียนรู้ และควบคุมการขับเคลื่อนหุ่นยนต์ รวมไปถึง หน้าที่ที่ต้องช่วยในการขับขี่ ผลิตภัณฑ์หลายอย่างที่ผลิตในประเทศญี่ปุ่ นได้น า ANN มาช่วยในการ บริหารและจัดการด้านขบวนการผลิต 4) Data Compressionโครงข่ายประเภทน้ีใชก้ารเรียนรู้และการค านวณเพื่อลดจ านวนอินพุตที่ ใชใ้นแอพพลิเคชนั่ที่มีขอ้มูลจา นวนมาก ๆ ถูกเก็บเอาไว้ และถูกประมวลผล ตัวอย่างเช่น กรณีของการ ท างานของภาพถ่ายดาวเทียม 5) Diagnosticsการใช้ ANN ในงานวิจัยต่างๆ เช่น ทางวิศวกรรม ทางด้านการแพทย์ ก็น าเอา ANN มาใช้ในการวินิจฉัยโรคที่ซับซ้อน โดย ANN จะต้องเก็บความสัมพันธ์ระหว่างอินพุต ที่เป็ น ลักษณะการ หรือ พฤติกรรมที่ผิดปกติ กับเอาท์พุตที่เป็ นการระบุโรคของผู้ป่ วย 6) Forecastingการน า ANN มาใช้ในการพยากรณ์เหตุการณ์ต่างๆ หรือแม้แต่ผลิตภัณฑ์ หุ้น เป็ นต้น สามารถใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การพยากรณ์แนวโน้มของการขายผลิตภัณฑ์ตัวใหม่ที่ เพิ่งออกมาสู่ตลาด ทา ใหบ้ริษทัผูผ้ลิตสามารถวางแผนการทางตลาดไดอ้ย่างมีประสิทธิภาพมากข้ึน การ พยากรณ์สภาพอากาศเป็นแอพพลิเคชนั่หน่ึงที่นิยมใชก้นั ในปัจจุบนั ในส่วนของการจดัการเรื่องธุรกิจ การบิน สามารถประยุกต์ใช้ANN หาแนวโน้มการเดินทางของลูกค้า เพื่อใช้ในการวางแผนสนองตอบ กับความต้องการในอนาคต ทางด้านธุรกิจการเงิน ANN ใช้ในการพยากรณ์อัตราแลกเปลี่ยนและการ จัดการหลักทรัพย์เพื่อการลงทุน นอกจากน้ีทางดา้นการทหารยงัไดน้า ANN ไปใช้ในการวิเคราะห์จุด ยทุธศาสตร์ที่ต้งัของขา้ศึก 7) General Mappingการน า ANN ไปประยกุตใ์ชใ้นแอพพลิเคชนั่ต่าง ๆ มกัอยู่ภายใตพ้ ้ืนฐาน การน าความสามารถในการเรียนรู้ที่จะใช้ในการตัดสินใจจากการสอนให้โดยตัวอย่างในอดีต เช่น บริษัท Yamaha น าไปใช้ในการวิเคราะห์ตัวโน้ตจากเสียงกีตาร์ เป็ นต้น 8) Mutisensor Data Fusions เป็ นการน า ANN ไปประยุกต์ใช้ในกระบวนการการประมวลผล ข้อมูลต่างๆ จากแหล่งข้อมูลหลายแบบ ตัวอย่างเช่น การน าไปใช้ในการจัดท าระบบความปลอดภัย ข้อมูลที่สามารถพิจารณาได้จากหน้าตาของผู้ใช้ (Image Processing) 9) Pmizationเป็ นการแก้ปัญหาเพื่อหาความเหมาะสมของแนวทาง เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ของ ปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพที่สุด 10) Pattern Recognition เป็ นการใช้ ANN เพื่อการเรี ยนรู้และรับความรู้สึ กของปัญหาที่ สลับซับซ้อน เช่น การมองเห็นวัตถุต่างๆ การวิเคราะห์เสียงพูดเพื่อแปลเป็ นข้อความ เป็ นต้น 2.4 การทบทวนวรรณกรรมทางทฤษฏีของแบบจ าลองคณิตศาสตร์ด้านน ้าท่วม ปัจจุบนัเครื่องมือหน่ึงที่สามารถบริหารจดัการน้า หลากไดถู้กตอ้ง รวดเร็วและแม่นยา ในระดบั ที่ยอมรับได้ และมีประสิทธิภาพ คือ แบบจ าลองทางคณิตศาสตร์ ซึ่งเป็ นแบบจ าลองที่ใช้งานได้สะดวก

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-31 บทที่2 การตรวจเอกสาร อธิบายได้เข้าใจง่าย เพื่อให้การด าเนิ นงานของโครงการฯ เป็ นไปตามวัตถุประสงค์หลัก คือ ความสามารถในการคาดการณ์สถานการณ์น้า ในอนาคต ดงัน้นัการศึกษาน้ีจึงเลือกใชแ้บบจา ลองทาง คณิตศาสตร์ MIKE 11 ที่มีการใชอ้ย่างแพร่หลายและมีความเหมาะสมกบัสภาพพ้ืนที่โครงการ สามารถ วิเคราะห์สภาพน้ าท่วม ไดส้ะดวกรวดเร็วแม่นยา แบบจา ลอง MIKE 11 ที่เสนอใช้ในโครงการ เป็ น แบบจ าลองที่พัฒนาโดย Danish Hydraulic Institute ประเทศเดนมาร์ก ซึ่งประกอบด้วยโปรแกรมหลัก คือ MIKE 11 RR, MIKE 11 HD, MIKE 11 FFและ MIKE 11 GIS ซึ่งนับว่าเป็ นเครื่องมือที่ทันสมัยและ มีประสิทธิภาพ การท างานของโปรแกรมย่อยต่าง ๆ จะท างานเชื่อมโยงกันเป็ นระบบ โดยในการค านวณกราฟ น้า ท่าที่จุดพิจารณาต่าง ๆ ในลุ่มน้า สามารถใช้โปรแกรม MIKE 11 RR ที่เป็นแบบจา ลองน้า ฝน-น้า ท่า (Rainfall-Runoff Model) เพื่อการวิเคราะห์จา ลองการเกิดน้า หลากและพยากรณ์การเกิดน้า หลากจากน้นั โปรแกรม MIKE 11-HD (Hydrodynamics Model) จะคา นวณการเคลื่อนตวัของกราฟน้า หลากจาก ต้น น้า ไปทางทา้ยน้า เพื่อคาดการณ์ปริมาณน้า หลากและระดบัน้า ในอนาคต ในช่วงเวลาที่กา หนด ผลการ คา นวณระดบัน้า จะนา ไปสร้างแผนที่น้า ท่วมคาดการณ์โดยใชโ้ปรแกรมยอ่ย MIKE 11 GIS ที่ปฏิบัติการ ภายใต้โปรแกรม ArcView เช่นกัน การท างานของแบบจ าลองแสดงได้ดังรูปที่ 2.4-1 แบบจ าลอง MIKE 11 เริ่มมีการพัฒนาข้ึนต้ังแต่ปีค.ศ.1972 เป็ นโปรแกรมที่ต้องใช้Dongle (หรือ Hard Lock) และ License ในการท างาน เป็ นแบบจ าลอง 1 มิติ (1 Dimension) ใช้ส าหรับการ คา นวณอตัราการไหลระดบัน้า การแพร่กระจายคุณภาพน้า การตกตะกอนในลา น้า เปิด (Open Channel) 2.4.1 แบบจ าลองน ้าฝน-น ้าท่า NAM Model เป็นแบบจา ลองที่ถูกพฒันาข้ึนมาต้งัแต่ปีค.ศ. 1973 Institute of Hydrodynamics and Hydraulic Engineering ประเทศเดนมาร์ก ค าว่า NAM ย่อมาจากค าในภาษาเดนมาร์ก ว่า “Nedbor Afstromnings” ซึ่งแปลว่าจา แบบจา ลองน้า ฝน-น้า ท่า (Rainfall-Runoff Model) NAM Model ถูกจ าแนก เป็ นแบบจ าลองที่มีลักษณะเป็ น Deterministic Conceptual และ Lumped ดังน้ัน MIKE 11-RR Module (NAM Model) จึงเป็นแบบจา ลองที่ใชค้า นวณปริมาณฝนน้า ท่า ณ จุดที่พิจารณาโดยใชข้อ้มูลอุทกวิทยา จากสถานีต่างๆ ซ่ึงจะได้จากข้ันตอนการปรับเทียบแบบจา ลอง (Calibrated Parameters) ใช้ค านวณ ปริมาณน้ าจากปริมาณน้ าฝนในรูปความสัมพันธ์ของ Rainfall-Runoff Relationship โดยจะจ าลอง พฤติกรรมทางกายภาพของลุ่มน้ า เพื่อคา นวณหาปริมาณน้ าท่าจากขอ้มูลปริมาณน้ าฝนที่ได้จากการ ตรวจวัดของแต่ละสถานีแลว้คา นวณหาปริมาณน้า ฝนในลุ่มน้า ยอ่ย (Areal Rainfall of Sub-basin)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-32 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.4-1ลักษณะการท างานของโปรแกรม MIKE 11 เพื่อการพยากรณ์น้า ท่วม ข้อมูลทตี่้องการในแบบจา ลองทางคณิตศาสตร์ • ข้อมูลด้านอุต-อุทกวิทยา เช่น ข้อมูลน ้าฝน (รายวัน / รายชั่วโมง), ข้อมูลถาดวัดอัตรา การระเหย เป็นต้น • ข้อมูลลักษณะทางกายภาพของพื้นที่ลุ่มน ้า เช่น รูปตัดขวางของล าน ้าตามยาวและ ตามขวาง ข้อมูลน ้าท่า (รายวัน / รายชัวโมง) เป็นต้น • พารามิเตอร์ลุ่มน ้าต่างๆ จากการตรวจวัด • ก าหนดค่าการเริ่มต้นของงาน และขอบเขตของงาน • เก็บรวบรวมข้อมุล • ตรวจสอบข้อมูล • ประมวลผลข้อมูล ความเชื่อถือได้ ของข้อมูล • ข้อมูลน ้าฝนรายวัน และรายชั่วโมง • ข้อมูลถาดวัดอัตราการระเหย • อัตราการไหลในล าน ้าแต่ละสาขา ตาม Grid Point • ระดับน ้ารายชั่วโมง / รายวัน • กราฟควบคุมน ้า (Q & H graph) • ลักษณะทางกายภาพของพื้นที่ โครงการ ข้อมูลรายละเอียดของ การใช้แบบจ าลอง MIKE11-RR • แบ่ง Area พื้นที่รับน ้าในแต่ละสถานีโดยวิธี ของ Theissen Polygon • ก าหนดค่า Initial conditions • ก าหนดค่า เริ่มต้นของ parameters • การคัดเลือกปี • อาคาร และ สิ่งก่อสร้าง • เป็นต้น การสอบเทียบ แบบจ าลอง • ปริมาณน ้าท่าที่ไหลในล าน ้า ผลลัพธท์ ไี่ด้จาก MIKE11-RR ผลลัพท์ทไี่ด้รับจาก MIKE 11-RR model • ผลลัพธ์ที่ได้ จากการ จ าลองและพยากรณ์ น ้าท่า ผลลัพธท์ ไี่ด้จาก MIKE11-RR − รูปตัดขวางล าน ้า / รูป ตัดตามยาวของล าน ้า ประกอบกับพิกัด − ข้อมูลน ้าท่า (รายวัน/ รายชั่วโมง) ข้อมุลรายละเอียดของ การใช้แบบจ าลอง MIKE11-HD • ก าหนดช่วงปีที่จะน าไปสอบเทียบหาค่า parameters • สอบเทียบโดยจะได้ค่า Coefficient parameters การสอบเทียบพารามิเตอร์ ของโครงการฯ • โดยใชค้่าสมั ประสิทธิ์ความขรุขระ (Manning “n”) การตรวจสอบแบบจ าลองฯ

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-33 บทที่2 การตรวจเอกสาร การประยุกต์ใช้ NAM Module ในลุ่มน้ าท่าตะเภา จะถูกแบ่งเป็นลุ่มน้ าย่อย ซ่ึงแต่ละพ้ืนที่ลุ่ม น้า ย่อยจะถือเป็นหน่ึงหน่วยอุทกวิทยา ดงัน้นัค่าพารามิเตอร์หรือตวัแปรต่าง ๆ จะเป็นตวัแทนของพ้ืนที่ ลุ่มน้ าย่อยน้ัน ๆ จะทา การแบ่งลุ่มน้ าท่าตะเภาออกเป็นลุ่มน้ าย่อยที่ไหลลงลา น้ าสายหลกัที่จะทา การ วิเคราะห์ทางด้านอุทกพลศาสตร์ ด้วยโปรแกรมย่อย MIKE 11 HD ต่อไป และท าการปรับเทียบและ ตรวจสอบตัวแปรที่เหมาะสมของแต่ละลุ่มน้า ย่อย เช่น Areal Rainfall Parameters, Time Concentration or Basin Lag และ Soil Moisture Profile เป็ นต้น ดงัแสดงลกัษณะทวั่ ไปของแบบจา ลองใน รูปที่ 2.4.1-1 ซึ่งแนวคิดในการค านวณแบบจ าลอง NAM จะข้ึนอยู่กับขอ้มูลอุทกวิทยาที่มีการบันทึกในอดีต เช่น ปริมาณฝน การระเหย ปริมาณน้า ท่า เป็นตน้ดงัแสดงผงัแนวความคิดใน รูปที่2.4.1-2 แบบจ าลอง NAM มีรายละเอียดของสมการที่ใช้ค านวณมีลักษณะเป็ น Semi-Empirical ดงัน้ี PN = U −U max (2.4) TOF L L TOF QOF PN CQOF − − = 1 / max (2.5) TIF L L TIF CK QIF U IF − − = 1 1 / max (2.6) PN QOF Inf . = − (2.7) TG L L TG G PN QOF − − = − 1 / ( ) max (2.8) DL = (PN − QOF) − G (2.9) BF y CK S BF = (GWLBFo− GWL) (2.10) t t t BFt Q = OF + IF + (2.11) เมื่อ PN = Excess water (mm.) U = Water content in surface storage (mm.) Umax = Max. Water content in surface storage(mm.) QOF = Overland flow (m3/s) QOF = Overland flow runoff coefficient (0-1) L = Water content in root zone storage (mm.) Lmax = Max. Water content in root zone storage(mm.) TOF = Root zone threshold value for overland flow (0-0.99) QIF = Interflow (m3/s) CKIF = Time constant for routing interflow (hr.) TIF = Root zone threshold value for interflow (0-0.99) Inf. = Infiltration

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-34 บทที่2 การตรวจเอกสาร G = Percolation TG = Portion of infiltration increase in root zone BF = Baseflow (m3/s) KBF = Time constant for routing baseflow (hr.) Sy = Specific yield of groundwater reservoir GWLBF0 = Threshold groundwater depth for baseflow GWL = Groundwater table below the ground surface รูปที่ 2.4-2 ลักษณะการท างานของโปรแกรม MIKE 11 เพื่อการแสดงแผนที่น้า ท่วม รูปที่ 2.4.1-1 หลกัการของการเกิดน้า หลากของแบบจา ลอง MIKE 11-RR ที่มา: DHI (2002) แสดงพื้นที่น ้าท่วม ทาง GIS MIKE 11-RR ข้อมูลฝนรายวัน พารามิเตอร์ลุ่มน ้า การจ าลองการเกิดน ้าฝน-น ้าหลากในลุ่มน ้า การพยากรณ์ปริมาณการเกิดน ้าหลาก MIKE 11-HD การจ าลองการเคลื่อนตัวของน ้า หลากในแม่น ้า การพยากรณ์ปริมาณ และระดับน ้าท่วม MIKE 11-GIS ArcView

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-35 บทที่2 การตรวจเอกสาร Snow Percolation EU CKBF Capillary Flux,CAFLUX GWL BFU GWPUMP G Lmax DL L Umax PN Surface Storage Ea Lower Zone Storage Groundwater Storage GWLBFo BF Base flow QIF Interflow U Rain P EP Overflow QOF OF Routing CK1 CK2 IF PS Infiltration Root zone Soil Moisture Profile L L max S y GWL Depth WP FC SAT รูปที่ 2.4.1-2แผนผังแสดงแนวคิดของแบบจ าลอง NAM ที่มา: DHI (2002) 1) ค่า Default parameter ของแบบจ าลอง MIKE 11 RR แสดงในตารางที่ 2.4.1-1 ตารางที่ 2.4.1-1 ช่วงของค่าพารามิเตอร์ในแบบจ าลอง MIKE 11-RR (NAM Module) Parameter Unit Lower bound Upper bound Umax mm. 5 35 Lmax mm. 50 400 CQOF - 0 1 CKIF hours 200 2000 CK1,2 hours 3 72 TOF - 0 0.9 TIF - 0 0.9 TG - 0 0.9 CKBF hours 500 5000

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-36 บทที่2 การตรวจเอกสาร 2) โครงสร้างของแบบจ าลอง MIKE 11-RR ประกอบด้วยข้อมูลอนุกรมเวลา (Time Series) RR Parameters Simulation File และ Result File ดังแสดงในรูปที่ 2.4.1-3 โดยข้อมูลที่จ าเป็ นต้องใช้ในการ วิเคราะห์มีความสอดคล้องกับองค์ประกอบต่าง ๆ ของแบบจา ลองดงัต่อไปน้ี Time Series (*.dfs0) RR Parameters (*.RR11) Simulation Files (*.sim11) Qcom = Qobs NO YES Result Files (*.res11) รูปที่ 2.4.1-3 โครงสร้างของแบบจ าลอง MIKE 11-RR ที่มา: DHI (2002) (1)ขนาดพ้ืนที่รับน้ า (Catchment Area) รูปภาพแสดงรูปร่างของพ้ืนที่รับน้า พร้อมค่า พิกัด (UTM Coordinates) และพิกัดตา แหน่งของสถานีรับน้ าฝน ซ่ึงจะตอ้งใช้ขอ้มูลน าเขา้ (Input) ใน ส่วน RR Parameters (2)ข้อมูล Time series (*.dfs0) ไดแ้ก่ปริมาณฝน การระเหยและปริมาณน้า ท่า ณ จุดที่ ตอ้งการพิจารณา ซ่ึงจะตอ้งสัมพนัธ์กบัพ้ืนที่รับน้า และปริมาณน้า ฝนที่ตก (3) RR Parameters (*.RR11) เป็นไฟลร์วบรวมขนาดพ้ืนที่รับน้า ค่าสัมประสิทธ์ิต่างๆ ของแบบจา ลองขอ้มูลอนุกรมเวลา ไดแ้ก่ ปริมาณน้า ฝน การระเหย และปริมาณน้า ท่า หลงัจากน้ันจึง น าเข้า (Input) รูปพ้ืนที่รับน้า (*.bmp) แล้ว Digitize รูปร่างพ้ืนที่รับน้า แลว้นา เขา้สถานีพิกดัน้า ฝน แล้ว จึงท าการค านวณอัตราส่วนเฉลี่ย (Weighting average) ของปริมาณน้า ฝนจาก Thiessen Polygon (4) Simulation File (*.sim11) จ ะ ใ ช้ เ รี ย ก ไ ฟ ล์ RR Parameters (*.RR11) ใ ช้ กา หนดเวลาเริ่มตน้ละสิ้นสุดการคา นวณ ระยะเวลาที่ใช้คา นวณ (Time Step) ชื่อและต าแหน่งเก็บไฟล์ ผลการค านวณ ตลอดจนควบคุมการค านวณด้วย

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-37 บทที่2 การตรวจเอกสาร (5) Result File (*.res11) เป็ นไฟล์ซึ่งจะเก็บผลการค านวณของ MIKE 11-RR Module การดูผลการค านวณจะต้องใช้โปรแกรม MIKE View 3)การเตรียมข้อมูลของแบบจ าลอง NAM (1)ข้อมูลอนุกรมเวลา (Time Series) เป็นขอ้มูลปริมาณน้า ฝน (Rainfall) น้า ท่า (Runoff) และข้อมูลค่าอัตราการระเหย (Evapotranspiration, ETp) เป็น รายวนั/รายชวั่โมง (2)ข้อมูลแบบจ าลอง MIKE 11-RR (NAM Module) พารามิเตอร์ โดยข้อมูล พารามิเตอร์ของแต่ละพ้ืนที่จะมีคุณลกัษณะแตกต่างกนัหรืออาจมีค่าใกล้เคียงกัน เนื่องจากความ แตกต่างของสภาพภูมิอากาศและภูมิประเทศในพ้ืนที่ (3)ขอ้มูลภูมิประเทศเป็นการแบ่งพ้ืนที่ลุ่มน้า ที่ศึกษาเป็นลุ่มน้า ยอ่ย 2.4.2 แบบจ าลองทางด้านอุทกพลศาสตร์(Hydrodynamics Module) Hydrodynamics Module เป็ นแบบจ าลองที่ใช้ค านวณพฤติกรรมการไหลของน้ าที่เกิดข้ึนจาก ลุ่มน้ าย่อย ซ่ึงสามารถคา นวณการไหลของน้ าในล าน้ าและที่ราบลุ่มแม่น้ า (Flood Plain Area) ของ ตา แหน่งต่างๆ ที่ต้องการพิจารณา และรับข้อมูลปริมาณน้ าท่า ที่วิเคราะห์จากปริมาณน้ าฝน (จาก แบบจ าลอง MIKE 11-RR) นอกจากน้นัยงัสามารถคา นวณการไหลของน้า ในบริเวณปากแม่น้า ที่ไดร้ับ อิทธิพลจากทะเลหนุน การประยุกต์ใช้ Hydrodynamics Module จะตอ้งมีขอ้มูลรูปตดัลา น้า (Cross Sections) สภาพภูมิ ประเทศของร่องน้า และที่ราบลุ่ม (Topography of River and Flood Plain) อาคารบงัคบัน้า และขอ้มูลการ ดา เนินการ ตลอดจนสภาพสิ่งก่อสร้าง เช่น เขื่อน ฝายคลองระบายน้า เป็นตน้ดงัแสดงผงัแนวความคิด ใน รูปที่ 2.4.2-1

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-38 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.4.2-1 หลกัการของการเกิดน้า หลากของแบบจา ลอง MIKE 11-HD ที่มา: DHI (2002) 1) หลักการค านวณของแบบจ าลอง MIKE 11 HD MIKE 11-HD Module ใช้ส าหรับจา ลองสภาพการไหลของน้า ผ่านลา น้า ในลกัษณะ Unsteady Non-uniform Flow โดยใช้สมการไหลของ เซนท์ วีเนนท์ (Saint Venant Equation) แบบมิติเดียว (One Dimension Flow) ซ่ึงอัตราการไหล และระดับน้ า สามารถค านวณได้ในรูปฟังก์ชั่นของเวลาและ ระยะทาง สมการการไหลของเซนท์ วีเนนท์ (Saint Venant Equation) ประกอบด้วย Evaporation Rainfall Evaporation Rainfall Flood Cell Flood Cell Canal Sewer Regulator River Overspill Overspill Overspill

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-39 บทที่2 การตรวจเอกสาร (1) ส ม ก า ร ต่ อ เนื่ อ ง (Continuity Equation) ห รื อ ส ม ก า ร ส ม ดุ ล ม ว ล (Mass Conservation) q x Q t A = + (2.12) (2) สมการโมเมนตัม (Momentum Equation): 0 2 3 4 2 2 2 + = + − + AR gn QQ x H gA x A A Q x Q A Q t Q (2.13) เมื่อ Q = อัตราการไหล (Discharge) X = ระยะทางของการไหล (Distance) A = พ้ืนที่หนา้ตดัการไหล(Cross Sectional Area) T = เวลาการไหล (Time) q = อตัราการไหลเขา้ดา้นขา้งลา น้า ต่อหน่ึงหน่วยระยะทาง H = ระดบัน้า (Water Level) = h+z h = ความลึกการไหล (Water Depth) z = ระดบัทอ้งน้า (Bed Elevation) R = รัศมีชลศาสตร์ (Hydraulic Radius) g = ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (Gravitational Acceleartion) n = สัมประสิทธ์ิความเสียดทานของแมนนิ่ง (ManningRoughness Coefficient) ในการสร้างสมการ Saint Venant มีสมมุติฐานดงัต่อไปน้ี (1) น้ ามีลักษณะที่ไม่สามารถถูกกดอัดได้(Incompressible) และเป็นเน้ือเดียวกัน (Homogeneous) แสดงวา่ความหนาแน่นของน้า ไม่มีการเปลี่ยนแปลง (2)การไหลเป็ นแบบหนึ่งมิติ (One Dimension Flow) โดยความลึก และความเร็วการ ไหล เปลี่ยนแปลงทิศทางความยาวของลา น้า แสดงวา่ความเร็วมีการไหลคงที่และผิวน้า อยู่ในระดบักบั หน้าตัดใด ๆ (3)ความลาดชันของท้องคลองมีค่าน้อยมาก ดังน้ันค่า Cosine ของมุมที่ท ากับแนว ระดับจะมีค่าเข้าใกล้หนึ่ง (4)การเปลี่ยนแปลงหนา้ตดัตามยาวของลา น้า ไม่มากนกั

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-40 บทที่2 การตรวจเอกสาร (5) ทิศทางในการไหลทุกๆ จุด จะมีทิศทางขนานกบัทอ้งลา น้ า แสดงว่าความเร่งใน แนวดิ่งจะไม่ถูกนา มาพิจารณา การแก้สมการต่อเนื่องและสมการโมเมนตัม จะใช้ An Implicit Finite Difference Scheme ซึ่ ง พัฒนาข้ึนโดย Abbott and lonescu (1967) ต าแหน่ง(Q) point จะถูกสร้างข้ึนโดยอัตโนมัติโดยจะอยู่ ระหว่าง H point ที่ติดกันและต าแหน่งที่มีอาคารชลศาสตร์ ขณะที่ H point จะอยู่ที่ตา แน่งหนา้ตดัลา น้า หรือในระหว่างก่ึงกลางของระยะทางระหว่างหน้าตดัลา น้า ใดๆ ที่ระยะห่างมากกว่า dx-max อัตราการ ไหลจะถูกกา หนดใหเ้ป็นบวกตามระยะทางที่เพิมข้ึน (Increasing Chainages) 2) โครงสร้างทั่วไปของแบบจ าลอง MIKE 11-HD โครงสร้างของแบบจ าลอง MIKE 11-HD Module ประกอบด้วยอนุกรมของข้อมูลเวลา (Time Series) โครงข่ายล าน้ า (River Network) รูปตัดลา น้ า (Cross Section) ขอบเขตข้อก าหนด (Boundary Condition) พ ารามิเตอร์ท างชลศาสตร์ (Hydrodynamic Parameters) เอกสารควบคุมการค านวณ (Simulation Files) และ HD Result File ดังแสดงในรูปที่ 2.4.2-2 รูปที่ 2.4.2-2 โครงสร้างของแบบจ าลอง MIKE 11-HD ที่มา: DHI (2002) Time Series (*.dfs0) RR Result (*.res11) Simulation Files (*.sim11) Qcom = Qobs NO YES HD Result Files (*.res11) Boundary Condition (*.bnd11) Cross Section (*.xns11) River Network (*.nwk11) Boundary Condition (*.bnd11)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-41 บทที่2 การตรวจเอกสาร โดยข้อมูลที่จ าเป็ นต้องใช้ในการวิเคราะห์มีความสอดคล้องกับองค์ประกอบต่าง ๆ ของ แบบจา ลองดงัต่อไปน้ี (1)ข้อมูล Timeseries (*.dfs0) อตัราการไหลและระดบัน้า จากสถานีวดัน้า ต่าง ๆ (2) โครงข่ายล าน้ า (*.nwk11) จะประกอบด้วย เส้นแนวล าน้ า (Branch and Node) อาคารชลศาสตร์ (Control structure) และการต่อเชื่อมปริมาณน้า ท่าจาก MIKE 11-RR (NAM) (3)รูปตดัลา น้า (*.xns11) เป็นเอกสารที่รวบรวมขอ้มูลลกัษณะหนา้ตดัลา น้า ที่ตา แหน่ง ต่างๆ ของลา น้า (4)ขอบเขตก าหนด (*.bnd11) เป็นเอกสารแสดงขอบเขตเงื่อนไขของลา น้า เช่น อตัรา การไหลทางดา้นตน้น้า ความสัมพนัธ์ระหว่างระดบัน้า และอตัราการไหล(Rating Curve) ของด้านท้าย น้า และอตัราการไหลในแม่น้า เป็นตน้ (5) พารามิเตอร์ทางชลศาสตร์ (*.hd11) เป็ นเอกสารแสดงค่าพารามิเตอร์เพื่อใช้ในการ ปรับเทียบแบบจา ลอง เช่น ค่าเริ่มตน้การไหลค่าสัมประสิทธ์ิแรงเสียดทาง เป็นตน้ (6)Simulation Files (*.sim11) จะใช้เรี ยกไฟล์ในหัวข้อ 2 3 และ 4 มารวมกัน แล้ว กา หนดเวลาเริ่มตน้และสิ้นสุดการคา นวณ ระยะเวลาที่ใช้คา นวณ (Time Step) ชื่อและต าแหน่งที่เก็บ ไฟล์ผลการค านวณ ตลอดจน ควบคุมการค านวณด้วย (7) HD Result Files (*.res11) เป็ น เอ ก ส ารไ ฟ ล์ ซึ่ งจะ เก็ บ ผ ล ก ารค าน วณ ข อ ง แบบจ าลอง MIKE 11 HD (เป็ นไฟล์นามสกุลเดียวกันกับผลการค านวณของแบบจ าลอง MIKE 11 RR) การดูผลการค านวณจะต้องใช้โปรแกรม MIKE View 3)การเตรียมข้อมูลของแบบจ าลอง MIKE 11 HD (1) เตรียมขอ้มูลอนุกรมเวลาของปริมาณน้า ท่า ที่มี่จุดเชื่อมต่อกบัลา น้า ท่าตะเภาและมี จุดวัด Rating Curve โดยจะต้องท าการตรวจสอบข้อมูลก่อนการน าเอาไปใช้โดยพิจารณาใช้ข้อมูล รายวนัหรือรายชวั่โมง (2) สร้างโครงข่ายลา น้า (River Network) (3) สร้างรูปตดัลา น้า (Cross Section) ซึ่งสามารถน าเข้าข้อมูลได้จากไฟล์ *.txt (4)ก าหนดขอบเขตข้อก าหนด (Boundary Condition) ท้งัดา้นเหนือน้า และดา้นทา้ยน้า (5) สร้างพารามิเตอร์ทางชลศาสตร์ (Hydrodynamic Parameters) (6) สร้างเอกสารควบคุมการค านวณ (Simulation) แบบจ าลอง MIKE 11 RR และ MIKE 11 HD สามารถที่จะค านวณต่อเนื่องกันโดยอัตโนมัติ ผล ที่ไดจ้ากการคา นวณคือแบบจา ลองทางคณิตศาสตร์ที่สามารถจา ลองการไหลของน้า ในลา น้า ท่าตะเภา ที่ไดก้า หนดไว้และสามารถคา นวณอนุกรมเวลาของปริมาณน้า และระดบัน้า ที่รูปตดัลา น้า ต่าง ๆ ตลอด

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-42 บทที่2 การตรวจเอกสาร ท้งัลา น้า ท่าตะเภา เมื่อทราบขอ้มูลปริมาณน้า ฝนเฉลี่ยเหนือลุ่มน้า ท่าตะเภา ซ่ึงจะสามารถทราบช่วงเวลา ที่ระดบัน้า ลน้ตลิ่ง รวมท้งัระดบัน้า สูงสุด ที่ตา แหน่งต่าง ๆ ของรูปตดัลา น้า ท่าตะเภาได้ ดงัน้นัจากผลการคา นวณจากแบบจา ลองทางคณิตศาสตร์MIKE 11 RR และ HD ของลุ่มน้า ท่า ตะเภาที่ได้จะสามารถนา ไปประยุกต์ใช้ส าหรับการพยากรณ์น้ าท่วม และการคาดการณ์สภาพทางชล ศาสตร์ว่ามีผลกระทบอย่างไรจากในปัจจุบันในกรณีที่มีการใช้มาตรการแก้ไขปัญหาน้า ท่วมต่างๆ และ สามารถนา ไปสู่การจดัทา แผนการพฒันาโครงการบริหารจดัการและบรรเทาปัญหาอุทกภยัในลุ่มน้า ท่า ตะเภาได้ 2.5 ระบบโครงข่ายการพยากรณ์น ้าในประเทศไทย 2.5.1 หลกัการของอุปกรณ์ตรวจวัดระดับน ้า ระบบการวดัจะประกอบไปดว้ยอุปกรณ์ที่ทา หนา้ที่พ้ืนฐานอนั ประกอบไปดว้ย ทรานสดิวเซอร์ ท าหน้าที่เปลี่ยนตัวแปรอินพุตที่ต้องการ ให้ไปอยู่ในรูปของสัญญาณอื่นที่ใช้งานได้สะดวกกว่า เช่น เปลี่ยนระยะทางเป็ นค่าความต้านทาน หรือเป็ นแรงดันไฟฟ้าหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า เซ็นเซอร์ (Sensor) คือส่วนที่รับสัญญาณจากกระบวนการในตอนแรก (อินพุตทรานสดิวเซอร์) คุณลักษณะของ เซ็นเซอร์ หรือทรานสดิวเซอร์ที่ต้องการคือต้องมีความสามารถในการรับสัญญาณและตรวจจับรับสัญญาณอินพุต ที่ต้องการและต้องไม่มีความไวกับสัญญาณอื่นๆ ขณะที่ท าการตรวจวัด 2.5.2 การท าให้สัญญาณเป็ นเชิงเส้น (Linearization) มีสองแบบคือแบบวงจรแอนะลอก (Analog) ใช้กับงานในช่วงแคบๆ และแบบระบบสมัยใหม่ ที่จัดการได้โดยการป้อนให้กับคอมพิวเตอร์แล้วใช้ซอฟต์แวร์แปลงสัญญาณ โดยที่คอมพิวเตอร์ สมัยใหม่สามารถท างานได้ใกล้เคียงกับเวลาจริง (Real-time) มาก 2.5.3 การแปลงสัญญาณ (Conversion) เนื่องจากสัญญาณที่ออกจากวงจรหรืออุปกรณ์หนึ่งอาจจะไม่ตรงกับความต้องการของอีกวงจร หน่ึงจึงตอ้งแปลงสัญญาณไฟฟ้าที่เกิดข้ึนจากค่าหน่ึงไปสู่อีกค่าหน่ึง เช่น แปลงจากค่าความต้านทานไป เป็ นสัญญาณกระแส หรือ แปลงจากกระแสไปเป็ นแรงเคลื่อนไฟฟ้า เป็ นต้น โดยปกติสัญญาณที่ใช้ใน กระบวนการวัดและควบคุม มักจะเป็ นสัญญาณมาตรฐาน (Standard Signal)ถ้าเป็ น แรงเคลื่อนจะมีค่า 0 – 5 โวลต์ (ไฟกระแสตรง) และถ้าเป็ นกระแสจะมีค่า 4 – 20 มิลลิแอมป์(ไฟกระแสตรง)แต่ส่วนมาก จะส่งเป็ นสัญญาณกระแส เพราะเหตุว่าสัญญาณดังกล่าวจะเป็ นอิสระกับการเปลี่ยนแปลงของโหลด มากกว่าสัญาณแบบแรงเคลื่อน ดังน้ัน จึงพบว่าจะมีกระบวนการแปลง แรงเคลื่อนไปเป็ นกระแส (Voltage-to-Current Converter) หรือแปลงกระแสไปเป็ นแรงเคลื่อน (Current-to-Voltage Converter) เข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเสมอ หลังจากที่ได้สัญญาณจากระบบการวัด ซ่ึงเป็นสัญญานแบบแอนะล็อก(ท้งั

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-43 บทที่2 การตรวจเอกสาร แรงเคลื่อนและกระแส) ก็ต้องส่งสัญญาณไปยังกระบวนการเปลี่ยนข้อมูลจาก ระบบแอนะล็อกไปเป็ น สัญญาณดิจิตอลโดยใช้ไอซีประเภท Analog – to – Digital Converter (ADC) เพื่อเชื่อมต่อกับระบบ คอมพิวเตอร์ต่อไป 2.5.4 การเชื่อมต่อกับไมโครคอมพิวเตอร์ การเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกกับคอมพิวเตอร์ คือ ในระบบปฏิบตัิการทุกระบบจะมีคา สั่งพิเศษ ที่จะเข้าถึงอุปกรณ์ภายนอกต่างๆ แต่การเข้าถึงหรือเชื่อมต่อจะต้องอาศัยการเขียนภาษาควบคุม ใน ระบบปฏิบัติการ DOS การเข้าถึงอุปกรณ์ภายนอกจะไม่ยุ่งยากนักสามารถท าได้โดยง่ายแต่ถ้าเป็ น ระบบปฏิบัติการ WINDOWS การเข้าถึงอุปกรณ์ภายนอกมีข้อก าหนดต่าง ๆ มากมาย ท้งัน้ีเนื่องจากการ ท างานแบบ Multitasking การเขียนภาษาเขา้ถึงอุปกรณ์จะตอ้งมีคา สั่งพิเศษหรือในบางกรณีตอ้งใชไ้ฟล์ บางชนิดเข้าช่วยในโปรเจค เช่น DLL (Dynamic Linked Library) file เป็ นต้น แต่ท้งัน้ีอาจใช้ไฟล์แบบ อื่นได้เช่นกัน การเขียนโปรแกรมโดยใช้ภาษาระดับสูงเช่น VB จะมีความสะดวกส าหรับผู้ใช้มากกว่า การเขียนโดยใช้ภาษาระดับต ่าเช่นภาษาแอสแซมบลี ในการสร้าง DLL File สามารถสร้างโดย โปรแกรมภาษา C, C++ หรือ Visual C ก็ได้เมื่อสร้าง DLL File แล้วจะน าไปไว้ที่ ที่ไดเรกตอรี่ System ของระบบปฏิบัติการ WINDOWS ต้งัแต่เวอร์ชนั่ 95ถึง XP การเชื่อมต่อระหว่างคอมพิวเตอร์กบัอุปกรณ์ภายนอก ท้งัส่วนของภาคอินพุตและภาคเอาทพ์ุต คือ สามารถทา ได้หลายวิธีซ่ึงโครงการน้ีเลือกใช้พอร์ทอนุกรม มีลักษณะการทา งานติดต่อร่วมกัน ระหว่างซีพียูกับอุปกรณ์อื่นๆ กับการโอนถ่ายข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ นอกเหนือจากจะต้องท างาน ติดต่อกับ RAM และ ROM แล้วยังต้องมีการติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกที่มีการส่งข้อมูลอินพุต เอาท์พุต อีกทางหนึ่ง (รูปที่ 2.6.4-1) ซ่ึงเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้ระบบสมบูรณ์ในระบบต่างของอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์จะท างานต่อเนื่องเป็ นลูกโซ่ ดังเช่น การส่งรับข้อมูลจากซีพียูไปยังส่วนอื่นๆ เป็ นต้น รูปที่ 2.5.4-1การเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกที่มีการส่งข้อมูลอินพุต และเอาท์พุต

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-44 บทที่2 การตรวจเอกสาร ที่มา : ณรงค์ (2541) การที่จะโอนยา้ยข้อมูลทุกตัวน้ันจะต้องมีแหล่งที่ส่งข้อมูล และแหล่งที่รับข้อมูลส าหรับ ขบวนการเหล่าน้ัน จะมีส่วนที่ส าคญัว่าขอ้มูลน้ันเป็น แอดเดรสหรือว่าเป็นดาตา้จะส่งไปยงัจุดไหน ตวัอย่างเช่น ส่งไปยงัหน่วยความจา หรืออุปกรณ์อินพุต/เอาทพ์ุต และจะส่งเมื่อไรการทา งานเหล่าน้ีโดย ทั่วๆ ไป จะต้องมีสัญญาณ ในการตรวจสอบอุปกรณ์ว่าพร้อมที่จะส่ง-รับข้อมูล หรือยังก่อนเสมอ เนื่องจากจุดที่ส่งและรับ ข้อมูล จะต้องมีสัญญาณตรวจสอบความพร้อม เพื่อที่จะให้ข้อมูลที่เราใช้งาน น้นัๆ เป็นระเบียบ เช่น ส่งขอ้มูลจากซีพียูไปที่อุปกรณ์รอบขา้ง เป็นตน้ซ่ึงจุดรับส่งคู่หน่ึงๆ อาจจะเป็น ระหว่างซีพียูด้วยกัน หรือ ซีพียูกับหน่วยความจ า หรือ ซีพียูกับอุปกรณ์รอบข้าง หรือ ระหว่างอุปกรณ์ รอบขา้งดว้ยกนัหรือระหว่างหน่วยความจา กบัอุปกรณ์รอบขา้งก็ได้ส าหรับขอ้มูลที่โอนยา้ยไปมาน้นั จะอยู่ในลักษณะของเลขฐานสอง ตัวอย่าง 01101100 ซึ่งเลขแต่ละตัวจะแทนด้วย 1 bit อาจเป็ น 8 bit หรือ 16 bit ก็ข้ึนอยู่กบัของระบบน้นัๆ ถา้หากเป็นการต่อจากพอร์ตพีซีไม่ว่าจะเป็น Serial หรือ Parallel ในสัญญาณที่ส่งมาจะมีระบบแรงดันไฟฟ้า Serial port (RS-232) มีค่า 3ถึง 25 Vdcและ Parallel port (Printer port) มีค่า 5 Vdc (TTL) ต่อ 1 bitSerial Port (RS-232) สามารถติดต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีการ ติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกผ่านทาง RS-232 เช่น เครื่องชงั่น้า หนักรวมถึงโหลดเซล(เป็นเซ็นเซอร์ชนิด หน่ึงใชส้ าหรับวดัน้า หนกัซ่ึงที่ชุดแสดงผลภายในเป็นชุดไมโครคอนโทรลเลอร์จะมีสัญญาณรับส่งทาง RS-232) เครื่องวัดงานทางด้านไฟฟ้า ไมโครคอนโทรลเลอร์ ควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้า โอนถ่ายข้อมูลใน ฮาร์ดดิสระหวา่งเครื่องคอมพิวเตอร์ดว้ยกนัควบคุมแสตปปิ้งมอเตอร์เป็นตน้ขอ้ดีของการติดต่อขอ้มูล กันผ่านทาง RS-232ก็คือ Microsoft Visual Basic 6 จะมีตัวคอนโทรล ชื่อ MS Comm. ที่ใช้ติดต่อกับ Serial Port (RS-232) ให้ไว้อยู่แล้วท าให้การพัฒนาโปรแกรมในดา้นน้ีไดเ้ร็วและเป็นมารตฐานในทิศ ฐานการเขียนโปรแกรมเดียวกันของทุกโปรแกรมเมอร์ 1)ระบบที่ใช้ติดต่อสื่อสารข้อมูลของคอมพวิเตอร์ (1) USB (Universal Serial Port) ร ว ม ถึ ง Fire wire (IEEE-1348) เป็ น ร ะ บ บ ใ ช้ ติดต่อสื่อสารข้อมูลแบบใหม่ ที่มีความเร็วสูง อีกท้ังเฉลียวฉลาดมากข้ึน ระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ หรือคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ภายนอก (Hardware) ซึ่ง USB ได้ถูกน าเข้ามาแทน การติดต่อแบบ RS-232 และ Centronics Printer Ports ดังจะเห็นได้จากอุปกรณ์ โมเด็ม หรืออุปกรณ์ตัวอื่นๆ เป็ นต้น Firewire ได้ ถูกออกแบบเพื่อรองรับการสื่อสารส าหรับข้อมูลที่เป็ น สัญญาณภาพ เสียง วีดีโอ รวมถึงขนาดบล็อค ของที่มีขนาดใหญ่ (2) Micro wire, SPI และ I2C Interface การติดต่อสื่อสารเป็ นแบบ Synchronous Serial เหมาะสา หรับใชใ้นระยะส้ันๆ ซ่ึง Microtroller ส่วนใหญ่แลว้จะติดต่อแบบน้ี (3) Ethernet ใช้ติดต่อสื่อสารในระบบเครือข่ายหรือที่เรียก ระบบแลนด์ ที่มีเครื่อง คอมพิวเตอร์ต่อกันไปมาเยอะๆ น้ันแหละ เป็นระบบ ที่มีความเร็วสูง และ ความจุแต่ละอุปกรณ์

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-45 บทที่2 การตรวจเอกสาร (Hardware) และโปรแกรม (Software) ซ่ึงจะมีความซับซ้อน อีกท้งัราคาสูงกว่าระบบการติดต่อสื่อสาร แบบอื่นๆ ในที่นา มากล่าวท้งัหมดน้ี (4) Centronics Parallel Printer Port Interface สามารถส่งข้อมูลได้หลายบิตส าหรับการ ส่งหน่ึงคร้ัง ซ่ึงมีความเร็วสูงสุด มกัจะนิยมใช้ส าหรับการติดต่อสื่อสาร ระหว่างพีซีกับเครื่องพิมพ์ (Printer) เครื่องแสกนเนอร์ เครื่องเก็บข้อมูลแบบภายนอก (Data Acquisition Devices) เป็ นต้น (5) IrDA (Interface Data Association) เป็ นการสื่อสารข้อมูลแบบไร้สาย โดยใช้แสง อินฟราเรด ซ่ึงใช้ได้ในระยะทางส้ันๆ ในที่สายเคเบิลไม่สามารถติดต้ังได้เข้าไปไม่ถึง ที่ใช้ใน ชีวิตประจ าวัน เช่น รีโมททีวีหรือวีดีโอ เมาส์หรือคีย์บอร์ดอินฟราเรด เป็ นต้น (6) MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ใช้ส าหรับการสื่อสารแบบอนาล็อก ในเครื่องมือดา้นเครื่องเสียง เครื่องมือดา้นดนตรี(ซินติไซเซอร์เปอร์คตัชนั่กีตาร์แอฟเฟ็ก) เครื่องมือ ควบคุมเสียงในโรงภาพยนต์ (มิกเซอร์ อีเควอไรเซอร์ แอฟเฟ็กต่างๆ) ซึ่งจะใช้กระแสไฟประมาณ 5 mA ที่ความเร็ว 31.5 kbps 2) Visual Basic Programming Interface Hardware ก ารใช้ Visual Basic (VB) เขียน โป รแก รม ติ ด ต่อ I/O ผ่าน ท าง Port ขอ งเครื่ องค อม ฯ (Anonymous, 2002)ไม่ว่าจะเป็ นทาง Serial Port (RS-232) หรือที่รู้จักในชื่อ Com1 Com2และ Parallel Port หรือ Printer Port น้ันเอง หรือเราอาจใช้Card I/O 8255 ซึ่ งเป็ นการขยาย Port I/O ของ Parallelก็ สามารถท าการติดต่อกับ Hardware ภายนอกผ่าน Port ดงัที่กล่าวมาได้อีกท้งัสามารถติดต่อผ่านระบบ Network โดยผ่านช่องทางการติดต่ออย่าง TCP/IP จะเห็นได้ว่า VB ก็สามารถท างานด้าน Interface Hardware ได้ไม่แพ้ภาษาตัวอื่นๆ และง่ายกว่า จึงท าให้สามารถท าความเข้าใจเพื่อจะน าไปใช้งานได้ สะดวกและรวดเร็ว 2.5.5 การเชื่อมต่อ Internet server สมเกียรติ(2544) ได้กล่าวสรุปไว้ คือ การติดต่อสื่อสารระยะไกลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ ได้ผลแน่นอน คือ การติดต่อผ่านทางสายเคเบิลโดยมีข้อตกลงในการติดต่อเรียกว่าโปรโตคอล ซึ่งใน ปัจจุบันโปรโตคอลที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ TCP/IP ในการติดต่อระหว่างเครื่อง PC สามารถใช้ โมเด็มและสายโทรศัพท์ตามบ้านที่มีอยู่แล้วอย่างมากในปัจจุบันท างานร่วมกับโปรแกรมสื่อสาร ระยะไกลต่างๆ ได้เป็ นอย่างดี TCP/IP เป็ นระบบเครือข่ายที่ใช้โปรโตคอลมาตรฐานชื่อ TCP/IP ในการ สื่อสารผ่านระบบเพื่อติดต่อกับเตรื่องคอมฯ อื่นๆ โปรโตคอล TCP/IP น้นั ประกอบดว้ยส่วนที่ส าคญั 2 ส่วนก็คือ TCP (Transmission Control Protocol)และ IP (Internet Protocol) มีข้ันตอนการท างานของ Software & Hardware มีส่วนประกอบดงัน้ี 1) IP Address: ส าหรับการรับส่ งข้อมูลในระบบ Internet จะถูกก าหนดและอ้างอิงด้วย หมายเลขประจา เครื่องน้ันก็เครื่อง IP Address ซึ่งในระบบ Internet จะมีเตรื่องคอมพิวเตอร์เป็ นจ านวน

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-46 บทที่2 การตรวจเอกสาร มากที่อยู่ในระบบ ในการที่จะใช้ IP Address อาจจะไม่สะดวก จึงได้มีการเปลี่ยนมาใช้เป็ นชื่อในความ เข้าใจกันก็คือ Domain name โดยท้ังหมดน้ีอยู่ในระบบ Name Services ซึ่ งเป็ นการอ้างอิงชื่อแทน หมายเลข (1) Routing Configuration: ข้อดีของโปโตคอล TCP/IP ก็คือในการก าหนดเส้นทาง ส าหรับการรับส่งที่สามารถเลือกเส้นทางในการรับส่งข้อมูลได้อย่างอัตโนมัติ หากถ้าเกิดเส้นทางบาง เส้นทางเสียหาย ระบบกลไกในการก าหนดเส้นทางส าหรับการรับส่งข้อมูลของโปรโตคอล TCP/IPก็ จะเลือกเส้นทางให้เหมาะสมถูกต้องให้สามารถรับส่งข้อมูลได้ (2)Protocol, Ports, Sockets: เป็ นช่องทางส าหรับก าหนดทิศทางของการรับส่งข้อมูล นอกเหนือจากที่จะต้องก าหนดหลังจาก IP Address ในงานควบคุมระยะไกลการใช้โปโตคอล TCP/IP ถือว่า มีประสิทธิภาพดี โปรแกรมเมอร์ สามารถจเขียนโปรแกรมไปควบคุม I/O ของระบบคอมพิวเตอร์ หรือฮาร์ดแวร์ที่มีการติดต่อด้วยระบบ เดียวกัน ส าหรับ Visual Basic มีเครื่องมือช่วยในการเขียนโปรแกรมดา้นน้ีอยู่แลว้มีชื่อวา่ Winsock หรือ จะใชแ้บบฟังกช์นั่ API ซึ่งการเขียนโปรแกรมติดต่อกับ Serial Port สามารถท าได้ 2วิธี คือ (1)การติดต่อแบบอินเตอร์รัพต์ ขบวนการอินเตอร์รัพท์ อุปกรณ์รอบข้างเกือบทุกชิ้น จะตอ้งปฏิบตัิงานอยู่เพื่อส่งสัญญาณไปให้แก่ซีพียูเสมอถา้อุปกรณ์น้นัพร้อมที่จะรับ-ส่ง โดยทงั่ ไปจะ ส่งเป็นรหัสแอสก้ีการเขียนโปรแกรมอินเตอร์รัพต์โดยเมื่อที่ขอ้มูลเขา้มาจะทา ให้มีComm. Event กับ On Comm. Event (2)การติดต่อแบบโพลลิ่ง ในระบบพีซีการโพลลิ่งมีบา้งที่ใชก้ารส่งผา่นขอ้มูลระหวา่ง Terminal กับ CPU กรณีขอ้มูลเป็นประเภทไบทท์ ี่ส่งจากคียบ์อร์ด โดยวิธีการน้ีจะตรวจสอบ คียบ์อร์ดว่า มีข้อมูลส่งมา โดยจะตรวจสอบตลอดเวลา การท างานกับข้อมูลที่รับเข้ามาจะตรวจสอบด้วยความเร็วที่ สูงกว่าอัตราความเร็วข้อมูลที่ส่งเข้ามาทางคีย์บอร์ด การที่ CPU ส่งสัญญาณออกไปตรวจสอบพบว่ามี ข้อมูลที่ต้องส่งเข้ามา เรียกว่า Wet Poll ซึ่งจะเสียช่วงเวลา 90 เปอร์เซ็นต์คาบเวลาที่เสียไปน้ันสามารถ ใช้เทคนิค การโพลแบบ Round Robin แทน แต่ในVB จะใช้การตรวจสอบข้อมูลที่มาจาก Serial Port ตลอด โดยจะใช้ Control Timer เข้ามาช่วยในการเขียนโปรแกรมซึ่งสามารถตรวจสอบได้ถึงระดับ 1 มิลลิวินาทีหรืออาจจะใชค้า สั่ง Do … Loop แทนได้เช่นกัน 2.5.6 ลักษณะทั่วไปของระบบโทรมาตร ระบบโทรมาตร (Telemetering System) หมายถึง การตรวจวัดข้อมูลอุตุและอุทกวิทยาที่สถานี สนาม และส่งขอ้มูลที่ตรวจวดัไปเก็บรวบรวมและแสดงผลที่สถานีหลกัการทา งานท้งัหมดเป็นไปโดย อตัโนมตัิตลอดเวลาทา ให้สถานีหลกัได้รับขอ้มูลที่รวดเร็วทนัต่อเหตุการณ์ที่เกิดข้ึนจริง (Real-Time data collection) (กรมชลประทาน, ม.ป.ป.) ผ่านทางสื่อต่าง ๆ เช่น คลื่นวิทยุ คลื่นไมโครเวฟ ฯลฯ เข้าสู่

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-47 บทที่2 การตรวจเอกสาร สถานีหลกัเพื่อนา ขอ้มูลเหล่าน้นัมาแสดงเป็นการนา ขอ้มูลมาวิเคราะห์ใชใ้นการพยากรณ์สถานการณ์น้า ประโยชน์ที่จะได้รับเมื่อระบบโทรมาตรเสร็จเรียบร้อย คือ 1) เพิ่มประสิทธิภาพในการติดตามสถานการณ์น้า และการพยากรณ์น้า ไดอ้ยา่งถูกตอ้ง รวดเร็ว และทันต่อเหตุการณ์ 2) เพื่อตรวจวดัคุณภาพน้า วดัระดบัน้า ปริมาณฝน ณ เวลาจริงจากสถานีสนามภายในลุ่มน้า แล้วส่งไปยังสถานีหลักโดยอัตโนมัติ 3) เพื่อพฒันาและประยกุต์โปรแกรมแบบจา ลอง สา หรับการบริหารจดัการน้า เช่นในลุ่มน้า เจ้าพระยา ให้มีประสิทธิภาพและเกิดประโยชน์สูงสุด คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ อธิบายเรื่องโครงการหาความสัมพันธ์ของ ระดับน้ าและปริมาณน้ าปากแม่น้ าเจ้าพระยาอันเนื่องมาจากพระราชด าริ(Hydrodynamic Flow Measurement) ประกอบด้วย 1) เพื่อตรวจวดัค่าระดับน้ าในแม่น้ าเจ้าพระยา ณ เวลาจริงอย่างต่อเนื่อง (Real-Time Water Level Data) ของสถานีตรวจวดัระดับน้ าต้งัแต่จงัหวดัพระนครศรีอยุธยาไปจรดปากแม่น้ าเจ้าพระยา โดยการติดต้งัระบบรับ-ส่งข้อมูลทางไกลแบบอัตโนมัติ (ระบบโทรมาตร) 8แห่ง ที่สถานีตรวจวัดระดับ น้า 2) เพื่อตรวจวดัปริมาณน้า ในแม่น้า เจา้พระยา ตามสถานีตรวจวดัระดบัน้า เป็นระยะ ๆ โดยการ ใช้เครื่องมือวัดกระแส น้ าแบ บ เคลื่อน ที่(Moving Current Meter Measurement) น าม าศึ ก ษ า ความสัมพนัธ์ระหว่างค่าระดบัน้ าและปริมาณน้ าในบริเวณกรุงเทพมหานคร และปริมณฑล และน า ขอ้มูลปริมาณน้า ที่วดัไดม้าใชป้รับเทียบแบบจา ลองคณิตศาสตร์แม่น้า เจา้พระยา 3)จดัทา แบบจา ลองคณิตศาสตร์แม่น้า เจา้พระยาต้งัแต่บางไทรถึงปากแม่น้า เจา้พระยาเพื่อใชใ้น การคาดการณ์ระดบัน้า ตามสถานีตรวจวดัระดบัน้า ต่างๆ และการบริหารน้า หลากใหส้อดคลอ้งกบัสภาพ น้ าข้ึน-น้ าลงของน้ าทะเล รายละเอียดของโครงการ ดังรู ปที่ 2.5.6-1 ถึง 2.5.6-3 ประกอบด้วย องค์ประกอบหลกัดงัน้ี 1) สถานีโทรมาตร 20แห่งอาคารสถานีชลศาสตร์ริมแม่น้า เจา้พระยา 2)ระบบตรวจวดัน้า แบบเคลื่อนที่ได้เรือสา รวจร่องน้า อุปกรณ์ตรวจวดัน้า และหยงั่ความลึก 3)ระบบคาดการณ์และบริหารจดัการน้ าหลาก โครงสร้างของระบบคาดการณ์และบริหาร จดัการน้า หลากการทา งานของระบบคาดการณ์

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-48 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.5.6-1 Graphical User Interface (GUI) โทรมาตร ที่มา:กรมชลประทาน (2549) รูปที่ 2.5.6-2กราฟพยากรณ์ระดบัน้า สถานีอยธุยา ที่มา:กรมชลประทาน (2549)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-49 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.5.6-3ขอ้มูลเตือนภยัและพยากรณ์น้า ท่วม กรมชลประทาน (2547) ได้ติดต้งัระบบโทรมาตรเคลื่อนที่ขนาดเล็กที่ติดต้งัอยู่บริเวณเหนือ เขื่อนและทา้ยเขื่อนปราณบุรีจ.ประจวบคีรีขนัธ์และที่ติดต้งัที่โครงการส่งน้า และบา รุงรักษาเพชรบุรี (เขื่อนเพชร)อ.ท่ายาง จ.เพชรบุรีและติดต้งับริเวณเหนือเขื่อนและทา้ยเขื่อนแก่งกระจาน และบริเวณ ห้วยแม่ประจันต์ซ่ึงกรมชลประทานไดน้า ไปติดต้งับริเวณพ้ืนที่ดา้นเหนือ ดา้นทา้ยของอ่างเก็บน้า ขนาด ใหญ่และจุดวดัระดบัน้า ที่ส าคญัดา้นทา้ยเขื่อน ตลอดจนในลา น้า หรือแม่น้า ส าคญัที่อยู่ในแนวร่องพายุที่ มกัผา่นเป็นประจา ทุกปีในพ้ืนที่ภาคเหนือ ภาคอีสาน และภาคใต้ ระบบโทรมาตรเป็ นระบบการตรวจวัดข้อมูลอุตุและอุทกวิทยาที่สถานีสนาม และส่งข้อมูลที่ ตรวจวดัไปเก็บรวบรวมและแสดงผลที่สถานีหลกัการทา งานท้งัหมดเป็นไปโดยอตัโนมตัิตลอดเวลา ทา ให้สถานีหลกัไดร้ับขอ้มูลที่รวดเร็วทนัต่อเหตุการณ์ที่เกิดข้ึนจริงเพื่อเป็นการเตือนภยัจากสภาพน้ า หลากการคาดหมายสภาพน้า ในแม่น้า อ่างเก็บน้า และเพื่อเป็นขอ้มูลส าหรับการปฏิบตัิการอ่างเก็บน้ า โดยมีการเชื่อมโยงข้อมูลและแสดงผลบนระบบภูมิสารสนเทศผ่านเครือข่ายอินเทอร์เน็ต ตลอดจน เชื่อมโยงขอ้มูลเขา้กบัเครือข่ายคอมพิวเตอร์ของกรมชลประทาน และสถาบนัสารสนเทศทรัพยากรน้า และการเกษตร รวมถึงหน่วยงานที่เกี่ยวขอ้ง เพื่อใช้เป็นแนวทางการบริหารจดัการน้า ลดความเสียหาย จากอุทกภัยและภัยแล้ง ระบบโทรมาตร ส่วนใหญ่ของกรมชลประทานที่ติดต้งัแลว้เสร็จจะใชร้ะบบโทรมาตรที่มีขนาด ใหญ่ เคลื่อนที่ไม่ได้ แต่ก็มีบางส่วนจะเป็ นระบบโทรมาตรเคลื่อนที่ขนาดเล็ก ซ่ึงติดต้งัง่าย สามารถ

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-50 บทที่2 การตรวจเอกสาร เคลื่อนยา้ยเปลี่ยนจุดที่ต้งัไดโ้ดยสะดวกรวดเร็ว โดยระบบบนัทึกและส่งขอ้มูล จะเป็นแบบเวลาจริง และอัตโนมัติผ่านเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ท าการตรวจสอบข้อมูล ได้แก่ระดับน้ า ปริมาณฝน อุณหภูมิความช้ืนสัมพทัธ์ความกดอากาศความเขม้แสงความช้ืนในดิน ท้งัน้ีข้ึนอยกู่บัความตอ้งการใน การใช้ขอ้มูลระบบขนาดเล็ก มีขอ้ดีคือ น้า หนักเบา ราคาถูก มีระบบส่งขอ้มูลไร้สายระยะไกลเหมาะ สา หรับติดต้งัในที่ห่างไกลที่เป็นปัญหาขาดขอ้มูลอยู่ในขณะน้ีการที่กรมชลประทานน าระบบโทรมาตร ขนาดเล็กเคลื่อนที่มาใช้เป็ นการเพิ่มประสิทธิภาพการบริหารจดัการน้า และการคาดการณ์สถานการณ์น้า ให้เป็นไปอย่างรวดเร็วแม่นยา ยิ่งข้ึน รวมท้งั ไดข้อ้มูลที่จะนา มาใช้วางแผนแกไ้ขปัญหาภยัแลง้หรือน้า ท่วมที่ถูกตอ้งทนัต่อเหตุการณ์ท้งัในภาวะปกติและภาวะวิกฤติในการเก็บขอ้มูลน้า โดยใชค้น ซ่ึงอาจจะ เป็ นเจ้าหนา้ที่หรือวา่จา้งชาวบา้นให้ช่วยวดัระดบัน้า แลว้ส่งขอ้มูลผ่านทางวิทยุสื่อสาร ซ่ึงการเก็บขอ้มูล ตามจุดต่างๆ ใหค้รบน้นัทา ให้ในวนัหน่ึงๆ จะเก็บขอ้มูลไดจุ้ดละหน่ึงคร้ัง ดงัน้นั ปัญหาที่พบ คือขอ้มูล ไม่เป็นแบบ ณ เวลาจริงแต่ท้งัน้ีขาดความน่าเชื่อถือเนื่องจากขาดอัตราก าลังเจ้าหน้าที่ที่จะเข้าไปเก็บ ข้อมูลในทุก ๆ วัน และบางแห่งก็อยู่ในป่ าลึก ส าหรับการแกป้ ัญหาดงักล่าวจา เป็นตอ้งสร้างระบบที่สามารถตรวจวดัระดบัน้า ความเร็วของ น้า ที่สามารถนา ไปคา นวณปริมาณน้า ที่ไหลผ่านจากจุดหน่ึงไปยงัอีกจุดหน่ึงได้นอกจากน้ันยงต้องวัด ั ระดบัน้า ฝนที่ตกในเวลาหน่ึงๆ เพื่อจะไดค้า นวณถึงปริมาณน้า บนผิวดินที่จะเกิดข้ึนอีกดว้ย ท้งัหมดน้ี ต้องสามารถปฏิบัติการได้เองโดยอัตโนมัติ และข้อมูลต้องส่งให้รวดเร็วที่สุด เพื่อให้เจ้าหน้าที่ที่ เกี่ยวข้องสามารถวางแผนรับมือ กับสถานการณ์วิกฤติได้ทันท่วงทีจากปัญหาดังกล่าว กรมชลประทาน จึงได้วางระบบโทรมาตรเพื่อการพยากรณ์น้ าและเตือนภัยน้ าท่วมมาช่วยให้การบริหารจดัการน้ ามี ประสิทธิภาพมากข้ึน เช่น ที่จงัหวจันัทบุรีระบบโทรมาตร เพื่อการพยากรณ์น้ าและเตือนภยัน้ าท่วม ประกอบด้วยสถานีโทรมาตรสนามจ านวน 11แห่ง ครอบคลุมลุ่มแม่น้า จนัทบุรีและสถานีควบคุมโทร มาตร จ านวน 1 สถานีต้งัอยู่ที่โครงการชลประทานจนัทบุรีซ่ึงสถานีท้งั 12แห่งจะท างานร่วมกันโดย สถานีสนามจะตรวจวดัระดบัน้ าในลุ่มน้ าและวดัค่าปริมาณน้ าฝน จากน้ันจะส่งขอ้มูลกลบัมายงัศูนย์ ควบคุมผ่านคลื่นวิทยุทุก ๆ 15 นาที ซึ่งทางศูนย์ควบคุมจะน าข้อมูลเข้าระบบพยากรณ์ และแจ้งเตือน หน่วยงานที่เกี่ยวข้องข้อดีของระบบดังกล่าวคือ ตัวสถานีสนามเป็ นการปฏิบัติงานแบบ Unman Station ไม่จ าเป็ นต้องมีเจ้าหน้าที่ประจ า และมีระบบป้องกันเหตุร้ายต่าง ๆ ที่สมบูรณ์กับพ้ืนที่เช่น ระบบ ป้องกันฟ้าผ่า ระบบป้องกันผู้บุกรุก ระบบไฟฟ้าส ารอง (กรณีกระแสไฟฟ้าขัดข้อง สถานีจะมีแบตเตอรี่ ส ารองให้ระบบท างานตามปกติได้อีก 3วัน โดยที่ข้อมูลไม่เสียหาย) ระบบโทรมาตรใหม่ไดเ้ริ่มทดลอง ปฏิบตัิงานมาต้งัแต่เดือนเมษายน พ.ศ. 2548 ปัจจุบนัจงัหวดัจนัทบุรีมีฐานขอ้มูลน้า ที่เชื่อถือได้สามารถเรียกดูรายงานย้อนหลังได้รวดเร็ว และสามารถพยากรณ์ล่วงหน้า 1วันได้อย่างแม่นย า โดยการพยากรณ์ของระบบจะอ้างอิงข้อมูลสภาพ ภูมิอากาศจากกรมอุตุนิยมวิทยาร่วมด้วย

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-51 บทที่2 การตรวจเอกสาร กองสารสนเทศระบายน้า (2549) อธิบายระบบโทรมาตร(รูปที่ 2.6.6-4) ประกอบด้วยสถานีแม่ ข่าย (Master Station) ซ่ึงต้งัอยู่ณ ช้นั 6อาคารส านักการระบายน้า ศาลาว่าการกรุงเทพมหานคร 2และ สถานีเครือข่าย (Remote Terminal Unit) 55 สถานีกระจายอยู่ทวั่พ้ืนที่กรุงเทพมหานครแบ่งเป็น ดา้น ฝั่งตะวนัออกของแม่น้า เจา้พระยา 37 สถานีและดา้นตะวนัตกของแม่น้า เจา้พระยา 18 สถานีโดยสถานี เครือข่ายมีหน้าที่ตรวจวดัค่าของข้อมูลต่างๆ ได้แก่ระดับน้ าในคลอง ระดับน้ าในแม่น้ าเจ้าพระยา ปริมาณน้า ฝน สภาวะการทา งานของเครื่องสูบน้า และระดบัการเปิด-ปิดของประตูระบายน้า นอกจากน้ี ยงัมีการตรวจวดัค่าของข้อมูลคุณภาพน้ า ได้แก่ค่าความเค็มของน้ าในแม่น้ าเจ้าพระยา (Sodium Absorbtion Ratio: SAR) แล้วส่งข้อมูลเข้าสู่สถานีแม่ข่ายโดยอัตโนมัติ ผ่าน คลื่นวิทยุระบบ UHF (Ultra High Frequency) ย่านความถี่ 446.20 MHz ระบบควบคุมน้ีจะใช้ซอฟท์แวร์SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) ในการรวบรวมข้อมูลจากอุปกรณ์วัดชนิดต่างๆ ที่อยู่ณ สถานีเครือข่าย ท้งัหมด และประมวลผลเก็บเป็นฐานขอ้มูลแสดงผลออกทางจอภาพคอมพิวเตอร์ในรูปของกราฟฟิก และรายงาน ท าให้ทราบสถานการณ์ต่างๆ ในด้านการระบายน้ าเพื่อใช้ประกอบการตัดสินใจการ วางแผนด าเนินการได้ทันที รูปที่ 2.5.6-4 สถานีแม่ข่าย และสถานีเครือข่ายระบบโทรมาตรของกรุงเทพมหานคร ที่มา:กองสารสนเทศระบายน้า (2549) สถาบนัสารสนเทศทรัพยากรน้า และการเกษตร (2547) Field Server คือ อุปกรณ์ที่ใช้ตรวจวัด สภาพอากาศในธรรมชาติ อย่างอัตโนมัติตลอด 24 ชวั่โมง ตามความตอ้งการของผูใ้ช้เช่น วดัอุณหภูมิ วัดความช้ืน วดัระดบัน้า อุณหภูมิดิน เป็นตน้นอกจากน้ียงัสามารถถ่ายภาพพ้ืนที่บริเวณที่ติดต้งัอุปกรณ์

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-52 บทที่2 การตรวจเอกสาร ชนิดน้ีได้การทา งานของField Server ประกอบด้วย 3 ส่วนที่ส าคัญ คือ ตัว Field Server ระบบเน็ตเวิร์ค และกล้องถ่ายรูป โดยตัว Field Server และกล้องถ่ายภาพ เป็ นตัวรับและเก็บข้อมูลมาที่ระบบเซ็นเซอร์ ตัวแปรต่างๆ หลังจากน้ันก็ส่งข้อมูลไปที่ระบบอินเตอร์เน็ท Field Server เป็ นอุปกรณ์ที่คิดค้นและ พัฒนาจากประเทศญี่ปุ่ น โดยหน่วยงาน National Agriculture Research Organization (NARO) ซึ่งเป็ น หน่วยงานที่เก็บรวบรวมข้อมูลทางด้านการเกษตรในประเทศญี่ปุ่ น ให้ความร่วมมือกับประเทศไทยโดย นา เอาอุปกรณ์ชนิดน้ีมาติดต้งัในพ้ืนที่ของประเทศไทยโดยทดลองติดอุปกรณ์บริเวณอาคารของศูนย์ เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) ใช้เวลาทดลองผลประมาณ 6-12 เดือน ก่อนนา ไปติดต้งัในพ้ืนที่จริง ในปัจจุบันได้มีการพัฒนาและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีของ Wireless LAN เป็ นตัวส่งข้อมูลมาที่ผู้ ติดต้งัระบบ ซ่ึงขอ้มูลที่ไดร้ับจะเป็นขอ้มูลดิบ ผูใ้ชข้อ้มูลตอ้งนา ขอ้มูลไปตีความตามความตอ้งการของ ผู้ใช้เอง เห็นได้ว่าประโยชน์ของ Field Server มีมากมาย เนื่องจากอุปกรณ์ชนิดน้ีสามารถตรวจวัดค่า ต่างๆ ได้มากมายหลายค่า ประกอบด้วย 1)อุปกรณ์ตรวจวัดสภาพอากาศ (Micro-Climate) ตวัอยา่งเช่น ตรวจวดัแสงอุณหภูมิความช้ืน อุณหภูมิดิน การระเหยของน้า ปริมาณน้า ฝน ทิศทางลม และความเร็วลม เป็นตน้ 2) สามารถส่งข้อมูลเข้าสู่ส่วนกลางในการประมวลผล เพื่อประโยชน์ในการจดัการพ้ืนที่เสี่ยง ภัย เช่น น้ าท่วม ภัยแล้ง ดินถล่ม เป็นต้น นอกจากน้ียังใช้เป็นอุปกรณ์เสริมในการรับสัญญาณ อินเตอร์เน็ทแบบไร้สาย (Wireless Internet) สู่เครื่องคอมพิวเตอร์ในหน่วยงานของชุมชนที่อยู่ในระยะ รัศมีการท าการของอุปกรณ์Field Server เป็ นอุปกรณ์ที่เก็บขอ้มูลสภาพอากาศเพราะฉะน้ันเราจึงได้ ข้อมูลที่เป็ นเวลาที่เป็ นปัจจุบัน (Real Time) ดงัน้นัเราจึงสามารถนา ขอ้มูลที่ไดม้าวิเคราะห์และหาวิธีการ แกไ้ขไดอ้ย่างทนัท่วงทีพร้อมท้งัสามารถที่จะแจง้เตือนภยัล่วงหนา้ไดอ้ย่างทนัเวลา ชุมชนที่อยู่ในระยะ รัศมีท าการของอุปกรณ์สามารถใช้อุปกรณ์คอมพิวเตอร์รับสัญญาณอินเตอร์เน็ทแบบไร้สาย (Wireless Internet) เชื่อมโยงข้อมูล โดยผ่านอุปกรณ์ดังกล่าวได้ระบบบันทึกข้อมูลอัตโนมัติ (Data Logger) เพื่อ การเก็บข้อมูลอุตุนิยมวิทยาและอุทกวิทยา คือ อุปกรณ์ที่ใช้ในการตรวจวัดข้อมูลอุตุนิยมวิทยาและอุทก วิทยาที่สถานีภาคสนาม เช่น การวดัความเขม้ของแสงอุณหภูมิความช้ืนสัมพทัธ์ความกดอากาศระดบั น้า และปริมาณน้า เป็นตน้และเก็บขอ้มูลที่ตรวจวดัไวใ้นอุปกรณ์เก็บขอ้มูล(Compact Flash) แล้วน า ขอ้มูลน้นัมาคา นวณค่าที่ไดใ้ชภ้ายหลงั Field Server ที่น ามาใช้กับงานศึกษาทดลองปลูกมะกอกโอลีฟ ณ สวนอาภากร จ.ชลบุรี เป็ น แบบ Data Logger เพื่อเก็บข้อมูลไว้ทีละมากๆ โดยไม่ต้องการข้อมูลแบบ Real-Time ซึ่งสามารถน าไป ติดต้งัในที่ที่ไม่มีไฟฟ้า โดยที่สวนอาภากรน้ีไดใ้ชพ้ลงังานจากSolar Panel เพื่อติดตามการเจริญเติบโต ของ ตน้มะกอกโอลีฟ พร้อมท้งัตรวจวดัสภาพอากาศเฉพาะถิ่นบริเวณโดยรอบเพื่อหาความสัมพนัธ์ที่ เหมาะสมที่สุดที่ส่งผลให้มีการติดดอกออกผลไดด้ีเนื่องจากพ้ืนที่ทดลองปลูกมะกออกโอลีฟ ที่สวน อาภากรน้ีเป็นพ้ืนที่ติดชายทะเล และไม่มีไฟฟ้าจึงต้องใช้พลงังานไฟฟ้าจาก Solar Panelและสภาพ

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-53 บทที่2 การตรวจเอกสาร อากาศที่นี่ มีลักษณะคล้ายกับทะเล แถบเมดิเตอร์เรเนียน ซึ่งเป็ นแหล่งที่พบมะกอกโอลีฟเป็ นจ านวน มากจึงทา ใหพ้ ้ืนที่น้ีมีการติดผลของมะกอกโอลีฟมากกวา่พ้ืนที่อื่นๆ การทดลองปลูกมะกอกโอลีฟ ณ โครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชศูนย์คลองไผ่อ.สีคิ้ว จ.นครราชสีมา ศูนย์คลองไผ่เป็นตวัแทนของ สภาพพ้ืนที่ในภาคตะวนัออกเฉียงเหนือที่มีสภาพเป็น ทรายจัด อุณหภูมิในช่วงกลางวันค่อนข้างร้อนและเย็นเวลากลางคืน มะกอกโอลีฟ ที่ปลูกที่คลองไผ่มี การเจริญเติบโตทาง Vegetative ดีและบางสายพนัธุ์เริ่มออกดอกField Server ที่น ามาใช้กับงานศึกษา ทดลอง ปลูกมะกอกโอลีฟ ณ โครงการอนุรักษ์พนัธุกรรมพืช ศุนยค์ลองไผ่อ.สีคิ้ว จ.นครราชสีมา เป็ นแบบ Data Logger เพื่อเก็บข้อมูลไว้ใน Compact Flash เป็ นช่วงเวลาทุกๆ 1 เดือน จะท าการอ่าน ข้อมูลเข้าสู่ฐานข้อมูลทีละมากๆ โดยไม่ต้องการข้อมูลแบบ Real-Time ภาควิชาวิศวกรรมชลประทาน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์โดยวิชญ์ และ วราวุธ (2546) ไดเ้ริ่ม พัฒนาระบบวดัระดับน้ าและควบคุมการเปิด-ปิดประตูระบายน้ าในคลองชลประทานระยะไกล (Baribaud, 1997; Barillere, 1999 and Daneels and Salter, 1999) การลดต้นทุนระบบโทรมาตรให้มี ต้นทุนต ่าท าโดยการสื่อสารใช้คลื่นวิทยุ VHF หรือใช้เครือข่ายโทรศัพท์มือถือโดยเฉพาะแบบเติมเงินที่ มีเครือข่ายครอบคลุมทวั่ประเทศ ในปัจุบนั ไดพ้ฒันาอุปกรณ์ระบบโทรมาตรตน้ทุนต่า ส่งขอ้มูลผ่าน โทรศัพท์มือถือ ซึ่งอยู่ระหว่างการทดลองใช้งานจริง ออกแบบอุปกรณ์และท าเองโดยใช้ของที่มีขาย ภายในประเทศ พิจารณาแยกส่วนประกอบและลา ดับข้ันตอนการท างานออกเป็น 3 ส่วนแสดงใน รูปที่ 2.5.6-5 temperature gate position water level remote terminal unit (RTU) process communication analysis base operation canal system canal operation รูปที่ 2.5.6-5 Elements of Telemetering System ที่มา: Baribaud G. (1997) Sensors วดัระดบัน้า หน้า-ท้ายอาคารใช้ลูกลอยและเฟื องโซ่ต่อร่วมกับตัวต้านทาน ปรับค่าได้ ชนิด Potentiometer แปลงค่าระดับน้ าที่ข้ึน-ลงให้เป็ นแรงดันไฟฟ้า 0-5 V. เพื่อส่งต่อให้วงจร ADC ระยะการเปิดบานประตูระบายน้า (Gate Position) ตรวจวัดโดยใช้ตัวต้านทานแบบเดียวกัน โดยติดต้งัไว้

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-54 บทที่2 การตรวจเอกสาร ที่ แ ก น เพ ล า เค รื่ อ ง ก ว้ า น บ า น ร ะ บ า ย ส่ ว น RTU (Remote Terminal Unit) ป ร ะ ก อ บ ด้ ว ย Embedded System ที่มีไมโครคอนโทลเลอร์ตระกูล PIC 14 bit-core จ านวน 2 ตัว ท างานช่วยกัน รับ ข้อมูลดิจิตอลที่แปลงแล้วจากวงจร Filter และ ADC ทา การปรับแกแ้ละประมวลผลเบ้ืองตน้แสดงผล ในตัวผ่าน LCD มีระบบรวบรวมข้อมูลและบันทึกใน Data Logger ทุกชวั่โมงควบคุมโดย RTC (Real Time Clock) ใช้วิธี ส่ งข้อมู ล เข้ารหั ส แบ บ Dual Tone Multi Frequency Encoder Data (DTMFED) แผนผังการท างานของอุปกรณ์โทรมาตรแบบต้นทุนต ่ามีลักษณะดังรูปที่ 2.5.6-6 ADC data acqisition processing unit power supply I/o in case temperature 2 ch. Water level 2 ch. Gate position 1 ch. Rain fall data monitoring mobile phone interface unit GSM , Dtac , Orange รูปที่ 2.5.6-6การท างานของโทรมาตรที่ประดิษฐ์เองในประเทศไทย ที่มา: วราวุธและวิชญ์ (2547) สามารถส่งข้อมูล Real Time หรือการแจ้งเตือนผ่าน SMS ให้โทรศพัทม์ ือถืออุปกรณ์ไดต้ิดต้งั และทดลองใช้งานที่ประตูระบายน้ ากลางคลอง (ปตร.)กม.22+700คลอง 2L โครงการส่งน้ าและ บ ารุงรักษาสองพี่น้อง สุพรรณบุรี (รูปที่ 2.6.6-7) สถานีแม่ข่าย (Base Operation) รับสัญญาณจากโทรศัพท์มือถือ ถอดรหัสและส่งข้อมูลให้ PC ฐานข้อมูลแบบ Text โปรแกรมการท างานเขียนเองและอยู่ระหว่างพัฒนาเป็ นระบบคลองอัตโนมัติ สถานีแม่ข่ายสามารถเรียกเก็บขอ้มูลระดับน้ าและระยะเปิดบานประตูระบายน้ า (ปตร.) ได้ต่อเนื่อง ข้อมูลขาดหายบ้างเนื่องจากไฟฟ้าดับ (ไม่ได้สร้างระบบไฟฟ้าส ารอง) RTU ท างานได้ตามเดิมถ้าไฟฟ้า เดินปกติโดยไม่ตอ้งต้งัค่าเครื่องอีกไม่มีขอ้ความ SMS แจ้งเตือนเนื่องจากระดับน้ าอยู่ในเกณฑ์ปกติ ข้อมูลอุณหภูมิภายในตัวเครื่อง RTU ที่อยู่กลางแจ้งมีค่าระหว่าง 24 -40oC แสดงว่าระบบระบายความ ร้อนที่ออกแบบไวท้า งานดีกราฟระดบัน้า หน้า-ทา้ยและระยะเปิดบานของประตูระบายน้า (ปตร.) ดงั แสดงในรูปที่ 2.5.6-8และ2.5.6-9

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-55 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.5.6-7 Installation RTU and sensors ที่มา: วราวุธและวิชญ์ (2547) 13 13.5 14 14.5 15 15.5 16 16.5 17 17.5 1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 101 111 121 131 141 151 161 171 181 191 201 211 221 231 241 251 261 271 281 291 301 311 321 เวลา (ชวั่โมง) ระดบั น้า รทก. ระดบัน้า หน้า ปตร.กม 22+700คลอง2 L ระดบัน้า ทา้ย ปตร.กม 22+700คลอง2 L รูปที่ 2.5.6-8 ระดบัน้า หนา้ ท้าย ปตร. กม. 22+700คลอง 2 L ที่มา: วราวุธและวิชญ์ (2547)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-56 บทที่2 การตรวจเอกสาร 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 13977 115 153 191 229 267 305 343 381 419 457 495 533 571 609 647 685 เวลา(ช่วัโมง) ระยะเปิดบาน(เมตร) ระยะเปิดบาน B ปตร. กม 22 + 700 คลอง2L ระยะเปิดบาน A ปตร. กม 22 + 700 คลอง2L รูปที่ 2.5.6-9 ระยะการเปิ ดบาน ปตร. กม. 22+700คลอง 2 L ที่มา: วราวุธและวิชญ์ (2547) การสอบเทียบอ่านค่าระดบัน้า หน้า-ท้าย ปตร.ระหว่างการใช้คนและRTU ได้ค่า R2 = 0.9911 (รูปที่2.5.6-10 และ 2.5.6-11) R 2 = 0.9911 14.20 14.40 14.60 14.80 15.00 15.20 15.40 15.60 15.80 16.00 14.20 14.40 14.60 14.80 15.00 15.20 15.40 15.60 15.80 16.00 RTU man ระดบันา ้หนา้ ปตร. รูปที่ 2.5.6-10การสอบเทียบระดบัน้า หนา้ ปตร.ระหวา่งการใชค้น กบั RTU ที่มา: วราวุธและวิชญ์ (2547)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-57 บทที่2 การตรวจเอกสาร R 2 = 0.9911 14.20 14.40 14.60 14.80 15.00 15.20 15.40 15.60 15.80 16.00 14.20 14.40 14.60 14.80 15.00 15.20 15.40 15.60 15.80 16.00 RTU man ระดบันา ้ทา้ย ปตร. รูปที่ 2.5.6-11การสอบเทียบระดบัน้า ทา้ย ปตร.ระหวา่งการใชค้น กบั RTU ที่มา: วราวุธและวิชญ์ (2547) 2.5.7 SCADA ความ ห ม ายขอ งระ บ บ SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) Daneels and Salter (2003) ได้ให้ความหมายของระบบ SCADA ว่าเป็ นระบบที่ควบคุมดูแลและได้รับข้อมูลอย่าง ต่อเนื่องตลอดเวลาที่ตอ้งการแต่โดยทวั่ ไปแลว้จะไม่เป็นระบบที่เต็มรูปแบบ การตอบสนองต่อขอ้มูลที่ รับมายังคงต้องมีการตัดสิ นใจร่ วมกันระหว่างเครื่ องเองเรี ยกกันว่า PLC (Programmable Logic Controllers) มีเจา้หน้าที่ผูดู้แลเครื่องหรือในบางคร้ังอาจจะรับขอ้มูลมาเพียงอย่างเดียวเพื่อการวิเคราะห์ เป็ นต้น ระบบ SCADA ไม่จ าเป็ นจะต้องใช้เฉพาะงานด้านอุตสาหกรรม หรืองานด้านการวิเคราะห์ ขอ้มูลเท่าน้ันอาจน าระบบ SCADA มาใช้งานด้านอื่นๆ ได้ตามตอ้งการท้งัน้ีเนื่องจากระบบ I/O หรือ ช่องรับ - ส่งขอ้มูลสามารถปรับปรุงให้เขา้กนั ไดก้บังานที่ตอ้งการ ในสมยัก่อนระบบปฏิบตัิการที่นิยม ใช้กันมากกับ SCADA คือ DOS และ UNIX แต่มาในปัจจุบันจะใช้WINDOWS และ LINUX ในระบบ SCADA ได้น าระบบ PLC เข้ามาเป็ นส่วนประกอบอย่างมาก เรื่ องของ PLC (Programmable Logic Controllers ) เริ่มข้ึนในปีพ.ศ. 2512 โดยบริ ษัท General Motors ประเทศสหรัฐอเมริ กา ได้คิดค้น อุปกรณ์ที่ใช้ในงานควบคุมการผลิตใช้ชื่อว่า PLC (Programmable Logic Control) หลังจากน้ันในปี พ.ศ. 2512จึงได้ผลิตระบบ PLC ออกจ าหน่ายในประเทศสหรัฐอเมริกา ส าหรับในประเทศญี่ปุ่ น ในปี พ.ศ. 2508 บริษัท ออมรอน (Omron) ประสบความส าเร็จในการผลิตโซลิต สเตทรีเลย์ (Solid State Relay) และต่อมาในปี พ.ศ. 2513 ระบบ PLC จึงได้ผลิตออกจ าหน่ายอย่างแพร่หลาย ชื่อของ PLC จะ เรียกแตกต่างกันในแต่ละประเทศ คือ ในประเทศอังกฤษ จะเรียกว่า PC (Programmable Control)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-58 บทที่2 การตรวจเอกสาร ในกลุ่มประเทศสแกนดิเนเวีย จะเรียกว่า PBS (Programmable Binary System) แต่โดยทวั่ ไปจะ เรียกว่า PLC เป็ นส่วนใหญ่ (ณรงค์, 2541) การท างานของระบบ PLC ประกอบด้วยอุปกรณ์ชนิดโซลิต ส เตท รี เล ย์ (Solid State Relay) ที่ ท างาน แบ บ ลอจิค (Logic Functions) ก ารท างาน ของ PLC จะ เหมือนกับระบบคอมพิวเตอร์ คือ มีหน่วยประมวลผลกลาง หน่วยความจ า หน่วยส่งข้อมูล และหน่วย ป้อนโปรแกรม สถาปัตยกรรมของระบบ SCADA (Baribaud, 1997) โดยทั่วไปว่าประกอบไปด้วย 1)อุปกรณ์ซ่ึงมีการทา งานแบบเป็นช้นัๆ หรือเป็นกลุ่มโดยในแต่ละกลุ่มสามารถติดต่อขา้มกลุ่ม ได้โดยผ่านเครื่องแม่ข่ายโดยมีข้อก าหนดหรือข้อตกลงในการเชื่อมต่อเรียกว่า โปรโตคอล (Protocal) 2) ซอฟแวร์ซึ่งต้องใช้ซอฟแวร์ที่มีการท างานชนิดที่มีการตอบสนองทันที (Real Time) หรือ Online มีการส่งหรือรับข้อมูลตามเวลาที่ก าหนดหรือตามต้องการ การจัดเก็บข้อมูลจะต้องมีซอฟแวร์ จัดเก็บหรือบันทึกข้อมูลแบบ Data Logger การเชื่อมต่อหรือการสื่อสารกันระหว่างเครื่องที่ใช้กันในระบบ SCADA (Barillere, 1999) ที่ นิยมใช้กันคือโปรโตคอลแบบ TCP/IP ซึ่งเป็ นโปรโตคอลที่ใช้กันใน Internet สามารถเชื่อมโยงกันได้ ทวั่โลกแต่จะมีผูผ้ลิต SCADA บางรายเท่าน้ันจะใช้โปรโตคอลชนิดอื่นแต่ไม่เป็นที่นิยมเท่าที่ควรแต่ อย่างไรก็ตามข้อกา หนดมาตรฐานโดยทั่วไปในการเชื่อมต่อของระบบ SCADA ยังคงมีมาตรฐาน โปรโตคอลแบบ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) (วินัย, 2545) การติดต่อสื่อสารระยะไกลระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ได้ผลแน่นอนคือการติดต่อผ่านทาง สายเคเบิลโดยมีข้อตกลงในการติดต่อเรียกว่าโปรโตคอลซึ่งในปัจจุบันโปรโตคอลที่ได้รับความนิยม มากที่สุดคือ TCP/IP (สมเกียรติ, 2544) ความเป็ นมาของ TCP/IP (สุวัฒน์และคณะ, 2545) มีจุดก าเนิดจากการพยายามสร้างความ ได้เปรียบทางยุทโธปกรณ์ที่ใช้ในการทหารเมื่อพิจารณาตัวเลขทางสถิติพบว่ากระทรวงกลาโหมของ สหรัฐอเมริกา หรือ Department Of Defense (DOD) เป็ นผู้บริโภคเทคโลยีสารสนเทศอันดับหนึ่งของ โลก ไม่ว่าจะเป็ นหน่ วยประมวลผล (CPU) ที่ดีที่สุ ด ระบบเสมือนจริ ง (Virtual Reality) ระบบ ฐานขอ้มูลที่สลบัซับซ้อน ตลอดจนระบบสื่อสารที่ทนัสมยัล้า หนา้กว่าชาติใดๆ ในโลกของโปรโตคอล TCP/IPในราวปี ค.ศ. 1967 หลงัสงครามโลกคร้ังที่2 สหรัฐอเมริกาได้ท าการสร้างห้องวิจัยและได้ทุน วิจยักับหน่วยงานต่างๆ มากมาย โดยมีหน่วยงานที่ต้งัข้ึนเพื่อดูแลและสนับสนุนโครงการวิจยัชื่อว่า Advanced Research Projects Agency (ARPA) ต่อมาในปี ค.ศ. 1969 ARPA ซึ่ งภายหลังได้เปลี่ยนชื่อ เป็ น Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ต้องการพัฒนาเครื อส าหรับเชื่อมโยง คอมพิวเตอร์ของหน่วยงานทหารต่างๆ ที่มีระบบแตกต่างกันเข้าด้วยกัน (กองทัพบกใช้คอมพิวเตอร์และ ระบบเครือข่ายของ Digital Equipment Corporation (DEC) กองทัพเรือใช้คอมพิวเตอร์ของ Unisys ส่วน กองทัพอากาศเลือกใช้คอมพิวเตอร์ของ IBM และมีลักษณะพิเศษคือหากคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เครือข่าย

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-59 บทที่2 การตรวจเอกสาร หรือสายสื่อสารในจุดใดจุดหนึ่งถูกตัดขาดอันเนื่องมาจากสงคราม อุปกรณ์ที่ยังเหลืออยู่สามารถสื่อสาร กันต่อไปได้) ต้ังชื่อโครงการว่า Advanced Research Projects Agency Network (ARPANet) และในปี ค.ศ. 1983 ARPANet จึงได้แยกตัวออกเป็ นสองเครือข่ายให้ชื่อว่า MILnet ใช้เพื่อเชื่อมต่อเครือข่ายต่างๆ ของ ทางทหารเขา้ดว้ยกนัและนี่คือจุดเริ่มตน้ของอินเตอร์เน็ต ในยุคเริ่มตน้ของ ARPANet โปรโตคอลที่ใช้ งานในการวิจัยมีชื่อว่า Network Control Program (NCP) ท างานบนโปรโตคอลระดับล่างชื่อ 1822 ซึ่ง เป็ นโปรโตคอลที่มีความน่าเชื่อถือสามารถควบคุมการไหลของข้อมูล (Flow Control) ได้เป็ นอย่างดี ต่อมา ในปี ค.ศ. 1980 ได้เปลี่ยนจากโปรโตคอล NCP มาเป็ นโปรโตคอล TCP/IP ในปี ค.ศ. 1990 มี การใช้งานเครือข่าย ARPANet กันอย่างมากมายจนไม่สามารถที่จะรองรับการขยายเครือข่ายได้อีก ต่อไป จึงปรับเปลี่ยนมาใช้เครือข่าย NSFNET (NationalScienceFoundation Network) เป็ นแกนกลาง แทนขณะน้ัน จนถึงปีค.ศ. 1995 ทางราชการของสหรัฐฯ ได้เลิกให้การสนับสนุนทางการเงินกับ NSFNEF และเป็นยคุเริ่มตน้ของการใชอ้ินเตอร์เน็ตในเชิงการค้า มีหลายบริษัทด้านสื่อสารโทรคมนาคม สนใจเข้ามาลงทุน และเติบโตเรื่อยมาจนถึงปัจจุบัน TCP/IP โปรโตคอลน้ันแบ่งออกเป็น 2 โปรโตคอลซ้อนกันอยู่ คือ TCP อยู่ในช้นับน และ IP อยู่ในช้นัถดัลงมา TCP/IP จึงไม่ไดเ้ป็นโปรโตคอลชนิดเดียวกนัท้งัหมด และไม่ไดเ้ชื่อมติดเป็นชิ้นเดียว แต่ TCP ก็มีมาตรฐานของเฟรมที่ใช้รับส่งข้อมูลของมันเอง และมีหน้าที่ในการรับส่งข้อมูลแตกต่างไป จาก IP ซ่ึงในการรับขอ้มูลน้นัเฟรมของ TCP ที่อยู่ช้นับนท้งัหมดจะถูกผนึกอยู่ในส่วนที่เป็นขอ้มูลของ IP โปรโตคอล และ IP Address ในการใช้งานเครือข่ายคอมพิวเตอร์ทั่วไปหรื อในเครื อข่าย อินเตอร์เน็ตก็ตาม จะมีการส่งผ่านข้อมูลไปมาระหว่างเครื่องคอมพิวเตอร์ภายในเครือข่ายหรือข้าม เครือข่ายออกไป ระบบคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่ออยู่ในแต่ละเครือข่ายอาจจะใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟร์แวร์ที่ เหมือนกนัหรือแตกต่างกนัดงัน้นัการที่จะส่งผ่านขอ้มูลถึงกันและตีความได้อย่างถูกต้องตรงกันจะต้อง ทา ขอ้กา หนดร่วมกนั ในการสื่อสารเสียก่อน เรียกว่าจะตอ้งกา หนดระเบียบวิธีในการติดต่อให้ตรงกัน เปรียบเสมือนกับการสื่อสารกันของมนุษย์ถ้าต้องการจะติดต่อกับผูค้นต่างเช้ือชาติต่างภาษา การ สื่อสารข้อมูลเปรียบได้ว่า ภาษาอังกฤษเป็นโปรโตคอลในการสื่อสารของมนุษย์ที่มีการใช้งานอย่าง แพร่หลาย เช่นเดียวกันกับโปรโตคอล TCP/IP เป็ นโปรโตคอลหลักที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูลใน เครือข่ายอินเตอร์เน็ต จากที่กล่าวมาแล้วพอสรุปได้ว่า โปรโตคอล (Protocol) คือ ระเบียบวิธีที่ก าหนด ข้ึนส าหรับสื่อสารข้อมูล โดยสามารถส่ งผ่านข้อมูลไปยังปลายทางได้อย่างถูกต้อง ในปัจจุบัน โปรโตคอลในการสื่อสารข้อมูลก็มีอยู่หลายโปรโตคอล นอกเหนือจาก TCP/IP คล้ายกับภาษาต่างๆ ใน โลกน้ีที่นอกจากภาษาองักฤษแลว้ก็ยงัมีภาษาอื่นๆ อีกมากมาย ในดา้นของโปรโตคอลสื่อสารขอ้มูลก็

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-60 บทที่2 การตรวจเอกสาร เช่นกัน ได้มีการออกแบบโปรโตคอลอื่นๆ ข้ึนมาใชง้านอีกมากเช่น โปรโตคอลIPX/SPX โปรโตคอล NetBEUI และโปรโตคอล Apple Talk เป็ นต้น การอ้างอิงอุปกรณ์ในเครือข่าย แนวความคิดหลักของระบบเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ก็คือ การ เชื่อมโยงอุปกรณ์เข้าด้วยกัน ไม่ว่าจะเป็ นเครื่องเซิร์ฟเวอร์ที่ให้บริการ (หรือบางที่เรียกว่า Host) และ อุปกรณ์ในเครื่อข่ายอื่นๆ เช่น Router เครื่องพิมพ์เพื่อให้สามารถแชร์การใช้อุปกรณ์ร่วมกันได้ หรือ สามารถส่งผ่านข้อมูลไปมาระหว่างกันได้ถูกต้อง เมื่อมีการเชื่อมต่อกันแล้วก็จ าเป็ นต้องมีการก าหนด หรือระบุเลขหมายของอุปกรณ์ทุกชิ้นทุกชนิดในเครือข่าย เพื่อให้อา้งอิงไดโ้ดยไม่ช้า กนัเพราะถา้ช้า กนั แล้วการรับส่งข้อมูลอาจจะไม่ถึงมือผู้รับปลายทางได้อย่างถูกต้อง เลขหมายดังกล่าวจะเรี ยกว่า แอดเดรส (Address) หรือเลขหมายประจ าตัวที่มีข้อก าหนดเป็ นมาตรฐาน ซึ่งในการใช้งานโปรโตคอล TCP/IP ที่เชื่อมโยงเครือข่ายอินเตอร์เน็ตน้ีเลขหมายที่ใชอ้า้งถึงกนัจะใชเ้ป็นตวัเลขที่เรียกว่า IP Address (Internet Protocol Address) การท างานของโปโตคอล IP จ าเป็ นต้องอาศัย IP Address เพื่อระบุและอ้าง ถึงอุปกรณ์ต่างๆ ที่ต่ออยู่ในเครือข่ายไม่ว่าจะเป็ นเว็บเซิร์ฟเวอร์ เมล์เซิร์ฟเวอร์ อุปกรณ์ Router ฯลฯ IP Address จะเป็ นค่าตัวเลขขนาด 32 บิต ถูกแบ่งออกเป็ นส่วนละ 8 บิต รวมเป็ น 4 ส่วน และคนั่แต่ละส่วน ดว้ยเครื่องหมายจุด (.) ดงัน้นัค่าตวัเลขในแต่ละส่วนจะมีไดต้้งัแต่0ถึง 255 ตัวอย่างของ IP Address เช่น 205.144.78.1 เป็นต้น นอกจาน้ีIP Address บางหมายเลขหรื อบางช่วงจะมีการใช้งานในลักษณะ ความหมายและหน้าที่พิเศษออกไป การจดัลา ดับช้ันของเครือข่าย (Network Class) สมเกียรติ (2544) ได้อธิบายว่า การก าหนดค่า IP Address ไม่สามารถกา หนดข้ึนได้ตามใจชอบ แต่มีระเบียบวิธีแบ่งและการกา หนดที่ชัดเจนเป็น มาตรฐาน ใน IP Address จะถูกแบ่งเป็ น 4 ส่วน โดยคั่นด้วยเครื่องหมายจุด ซ่ึงสามารถ แยกเป็ น 2 ส่วนย่อย คือ ส่วนแรกเป็ นหมายเลขของเครือข่าย (Network Address) และส่วนที่สองเป็ นหมายเลข ของเครื่องลูกข่าย (Host Address) ท้ังน้ีการแบ่งส่วนจะเป็นไปตามการแบ่งระดับช้ันของเครือข่าย เรี ยกว่า Network Class ซึ่ งการก าหนดให้มี Network Class น้ีก็เพื่อให้สามารถแจกจ่าย IP Address ให้กับเครือข่ายต่างๆ ได้อย่างเหมาะสม เพราะในแต่ละเครือข่ายมักจะแตกต่างกัน บางเครือข่ายก็มี จ านวนเครื่องลูกข่ายมาก บางเครือข่ายมีน้อยแต่มีเครื่อข่ายย่อยๆ ในเครือข่ายหลักจ านวนมาก ฉะน้นัถา้ ไม่มีการจัดล าดับของเครือข่ายให้ดี IP Address ก็จะถูกใช้งานอย่างสิ้นเปลืองและใช้งานไม่ได้เต็ม จา นวนที่มีลา ดับช้ันของเครือข่ายแบ่งได้เป็น 5ล าดับคือ Class A, B, C, D และ E ในแต่ละ Network Class IP Address ท้งั 32 บิต จะถูกก าหนดเป็ นหมายเลขของเครือข่ายและหมายเลขของเครื่องลูกข่าย โดยมีเงื่อนไขดงัน้ีคือ 1) Class A เป็ น IP Address ที่เริ่มต้งัแต่0 127ก าหนดให้กับเครือข่ายที่มีขนาดใหญ่ เพราะ 1 เครื อข่ายสามารถมีเครื่ องลูกข่ายได้กว่า 16ล้านเครื่ อง IP Address จะเป็ นลักษณะ Net.Host.Host ตัวอย่างเช่น ค่า IP Address ของ Class A เป็ น 121.7.23.3 หมายถึง เครือข่ายเลขที่ 121 หมายเลขเครื่อง คือ 7.23.3

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-61 บทที่2 การตรวจเอกสาร 2) Class B เป็ น IP Address ที่เริ่มต้งัแต่128 – 191ก าหนดให้กับเครือข่ายที่มีขนาดใหญ่เช่นกัน แต่เล็กกว่า Class A IP Address จะเป็ นลักษณะ Net.Net.Host.Host ตัวอย่างเช่น ค่า IP Address ของ Class B เป็ น 137.103.210.2 หมายถึง เครือข่ายเลขที่ 137.103 หมายเลขเครื่อง คือ 210.2 3) Class C เป็ น IP Address ที่เริ่มตน้ต้งัแต่192 223กา หนดให้กบัเครือข่ายที่เป็นองค์กรทวั่ ไป ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็ นองค์กรขนาดกลางถึงเล็ก IP Address จะเป็ นลักษณะ Net.Net.Net.Host ตัวอย่างเช่น ค่า IP Address ของ Class C เป็ น 202.182.255.3 หมายถึง เครือข่ายเลขที่ 202.182.255 หมายเลขเครื่อง คือ 3 4) Class D เป็ นการก าหนด IP Address ส ารองไว้ส าหรับส่งข้อมูลแบบ Multicast ซึ่งจะไม่มี การแจกจ่ายใหใ้ชง้านทวั่ ไป 5) Class E เป็ น IP Address พิเศษที่ใช้ส าหรับงานทดสอบและพัฒนา ไม่มีการก าหนดให้ใช้งาน ทวั่ ไป การเชื่อมต่อกันระหว่างคอมพิวเตอร์ (สมเกียรติ, 2544) จะต้องท าให้ครื่องหลักเป็ น Server ก่อนและก าหนด IP Address ของแต่ละเครื่ องที่เชื่อมต่อกันใน Class C ซึ่ งจะเป็ นเครื อข่ายที่เล็ก เหมาะสมกับงานที่ใช้จึงจะสามารถใช้โปรแกรมสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในล าดับต่อไปได้ โค รงส ร้างฐาน ข้อมู ล ของระบ บ SCADA (Daneels and Salter, 1999) ทั่วไปแล้วจะใช้ คอมไพเลอร์ภาษา C C+หรือ VB เพื่อการเข้าถึงข้อมูลในแบบเดียวกันง่ายต่อการพัฒนาหรือขยายระบบ ออกไปได้โดยไม่มีข้อจ ากัดใดๆ และการเขียนโปรแกรมการท างานของระบบ SCADA จะมี ส่วนประกอบในการใชง้านดงัน้ี 1)การเข้าถึงข้อมูลหรือการควบคุม ในระบบ SCADA จะต้องมี GUI (Graphic User Interface) ที่ง่ายต่อการควบคุมสามารถแสดงได้ทุกรายการที่ต้องการ 2)ระบบเตือนภัย ในระบบ SCADA โดยทวั่ ไปจะตอ้งมีระบบเตือนภยัไวด้ว้ย เช่นอาจจะมีการ ส่ง mail เพื่อเตือนภัยไปยังเครื่องควบคุมที่อยู่ห่างไกลออกไปในเวลาที่เกิดมีปัญหาเป็ นต้น 3) ระบบการรายงาน การรายงานเป็นสิ่งส าคญัของระบบ SCADA รูปแบบรายงานอาจเขียน ซอร์ฟแวร์ให้ฝังตัวอยู่กับโปรแกรมออฟฟิ ต เช่น Excel หรือ Word เป็นตน้ท้งัน้ีจะตอ้งอยภู่ายใตเ้งื่อนไข ที่สะดวกในการปฏิบัติและปรับแต่งรูปแบบรายงาน 4) ระบบอัตโนมัติ (Automation) ระบบ SCADA โดยทวั่ ไปและส่วนมากจะมีระบบอตัโนมตัิ เพื่อการตอบสนองงานบางอย่างของระบบ แต่ก็ไม่จา เป็นเสมอไป บางคร้ังอาจจะให้ผูค้วบคุมระบบท า การสั่งงานได้ 5)การพัฒนาโปรแกรม ระบบ SCADA โดยทวั่ ไปจะมีการพฒันาโปรแกรมไวโ้ดยมีขอ้กา หนด ต่าง ๆ ตามมาตรฐานที่ก าหนด เช่น ค่าคงที่ ตัวแปร กราฟฟิ ก สามารถที่จะน าเข้าหรือน าออกอย่าง สะดวก นอกจากน้นัระบบเองจะตอ้งมีเครื่องมือที่ใชใ้นการพฒันาต่อเช่นตวัแกก้ราฟฟิ ก การน ารูปเข้า - ออก เป็ นต้น

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-62 บทที่2 การตรวจเอกสาร 6) การมีวิวัฒนาการทางด้านวิศวกรรม ระบบ SCADA ที่ดีจะต้องมีวิวัฒนาการทางด้าน วิศวกรรมในรูปแบบต่างๆ ท้งัเทคโนโลยีเวป แอคทีฟเอกซ์ภาษาจาวาและเทคโนโลยอีื่นๆ นอกจากน้นั ยังต้องสามารถเชื่อมต่อกับผลิตภัณฑ์ SCADA จากผู้ผลิตรายอื่นอีกด้วย ระบบ SCADA มีประโยชน์อย่างมากในการที่น ามาประยุกต์ใช้ในงานที่แหล่งข้อมูลอยู่ห่างไกล จากศูนยค์วบคุมเป็นระยะทางไกลๆ หรือแหล่งขอ้มูลต้งัอยู่ในที่ไม่ตอ้งการให้มีบุคคลากรประจา อยู่ที่ สถานีน้ัน หรืออยู่ในสถานที่ไม่สามารถก่อสร้างที่อยู่อาศยัส าหรับบุคลากรประจา สถานีโดยใช้ RTU (Remote Terminal Unit) ทา หนา้ที่ในการควบคุมอุปกรณ์ท้งัหมดโดย RTU จะตอ้งรับคา สั่งควบคุมจาก ศูนยค์วบคุม ดงัน้นันอกจากระบบการสื่อสารขอ้มูลที่ตอ้งมีความเชื่อถือไดอ้ยา่งสูงแลว้อุปกรณ์ต่างๆ ที่ ท าหน้าที่เป็ น Master Station ที่ศูนย์ควบคุมก็ต้องมีความเชื่อถือได้อย่างสูงเช่นเดียวกัน โดยเฉพาะอย่าง ยิ่งขอ้มูลที่มีความส าคญัมากๆ เช่น ปริมาณน้ าฝน ตกหนักที่เหนือเขื่อนที่ทา ให้ระดบัน้ าเพิ่มข้ึนอย่าง ผิดปกติที่อาจจะทา ใหเ้ขื่อนพงัได้หรืออาจนา มาใชต้ิดตามสภาพน้า ในเขตโครงการชลประทาน เป็นตน้ กรมชลประทาน (2542) ได้น าระบบ SCADA มาใช้ตรวจวัดข้อมูลทางอุตุ อุทก ระยะไกลเพื่อ ใช้ในการ Operate เขื่อนป่ าสัก ซึ่งมีรายละเอียดของอุปกรณ์หลักที่ใช้ในระบบ SCADA ดงัน้ี 1) Remote Terminal Unit (RTU) เป็นอุปกรณ์ที่ติดต้งัอยทู่ ี่สถานีสนาม ส าหรับใช้ในการรับ ส่ง สัญญาณควบคุมกับอุปกรณ์ต่างๆ ประมวลผลข้อมูล เก็บข้อมูล รับ ส่งขอ้มูลและคา สั่งระหว่าง RTU กับศูนย์ควบคุมโดยผ่านโครงข่ายสื่อสาร 2) Master Terminal Unit (MTU) เป็ นอุปกรณ์ที่ท าหน้าที่ในการจัดการกับระบบต่างๆ เช่น เรียก ข้อมูลจาก RTU ตามช่วงเวลาที่ก าหนด (Time Mode) รอรับข้อมูลจาก RTU (Event Mode) ตามคา สั่ง ต่าง ๆ เพื่อควบคุมอุปกรณ์ แสดงผลข้อมูลในรูปแบบต่างๆ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถใช้งานได้ง่าย รวม ไปถึงการเก็บรวบรวมข้อมูลเพื่อที่จะสามารถน าเอาข้อมูลต่างๆ มาใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ 3) Master Control Center (MCC) ท าหน้าที่ในการควบคุมอยู่ที่ห้องควบคุมหลักซึ่ งถือเป็ น ระดับควบคุมที่สูงที่สุด มีระดับความส าคัญสูงที่สุด โดยสามารถที่จะควบคุมได้ทุกระดับ 4) Sub Master Control Center (SCC) ท าหน้าที่ควบคุมระบบที่ห้องควบคุมหลักย่อยถือเป็ น ระดบัควบคุมรองจากหอ้งควบคุมหลกัแต่สามารถควบคุมไดท้ ้งัหมดในขอบเขตของตวัเองเท่าน้นั 5) FIU (Field Interface Unit) ท าหน้าที่เป็ นตัวเชื่อมระหว่าง Central Control Computer กับ เครือข่ายสื่อสารของระบบ SCADA ลักษณะการท างานของระบบ SCADA ที่เขื่อนป่ าสักชลสิทธิ์ ได้แบ่งการควบคุมเป็ นหลาย ระดับเพื่อให้ระดับที่ต ่ากว่า คือ RTU สามารถที่จะกระท าการควบคุมใดๆ ตามกระบวนการที่สถานี สนามเนื่องจากที่ RTU จะต้องต่อกับอุปกรณ์ต่างๆ ที่เราต้องการที่จะควบคุม ท าให้ที่ RTU สามารถที่จะ ด าเนินการได้อย่างถูกต้องและแน่นอนโดยในระดับการควบคุมที่สูงกว่า เช่นที่ Sub-master หรือที่ Master จะท าการส่งเพียงแค่คา สั่งให้กับ RTU เท่าน้ันและ RTU ก็จะน าคา สั่งน้ันมาดา เนินการตาม กระบวนการควบคุมเองเพื่อที่จะลดปริมาณการรับ-ส่งข้อมูลหรือรายละเอียดต่างๆ ที่จะต้องใช้ในการ

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-63 บทที่2 การตรวจเอกสาร ควบคุมลงไปจากระบบเครือข่ายสื่อสาร โดยหลังจากที่ RTU กระท าการตามกระบวนการแล้วเสร็จก็จะ น าผลที่ได้ส่งกลับไปแสดงที่ห้องควบคุมโดยใช้ Computer ท าหน้าที่เป็ นตัวควบคุมการท างานของ ระบบ และ Computer ท าหน้าที่เป็ นสถานีหลัก (Master Station) จะท าหน้าที่ในการติดต่อกับสถานี สนาม (RTU) การติดต่อสื่ อสารท าได้หลายวิธีแล้วแต่ความเหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศและ งบประมาณ เช่น Conventional Radio Trucked Radio Microwave Satellite และ Wireline เป็ นต้น การ ท างานของระบบ SCADA อย่างง่าย อธิบายด้วยรูปที่ 2.6.7-1 ซึ่งโดยมากระบบ SCADA จะมีโครงสร้าง การทา งานในลกัษณะน้ี รูปที่ 2.5.7-1 ระบบ MOSCAD อย่างง่าย ที่มา: Baribaud G. (1997) ระบบการสื่อสารภายในระบบ SCADA ระบบสื่อสารจะความส าคัญมาก และจะต้องมีความ เชื่อถือของระบบสูงมาก โดยระบบ SCADA ใช้ระบบการสื่อสารเพื่อการติดต่อและควบคุม RTU เช่น การส่งสัญญาณเตือน (Alarm) การส่งสถานะของอุปกรณ์ (Status Diagnostic) ตรวจสอบความผิดพลาด ต่างๆ ของ RTU นอกจากน้ันยงัสามารถที่จะท าการ Downloading Software Monitoring Application

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-64 บทที่2 การตรวจเอกสาร รวมไปถึงการ Debugging Application ที่ RTU ได้เป็ นต้น การสื่อสารระหว่าง Control Center กับ RTU น้นัสามารถกระทา ได้2 mode คือ 1) Time Mode หมายถึง การรับ - ส่งข้อมูลตามเวลาที่ก าหนด โดยผู้ใช้งานสามารถที่จะก าหนด ช่วงเวลาการรับ - ส่งข้อมูลได้ เช่น ทุกๆ 15 นาที 30 นาที1 ชวั่โมง หรือสามารถที่จะกา หนดเวลา เช่น ทุกๆ 7.00 น. ของทุกๆ วัน เป็ นต้น 2) Event Mode หมายถึง การรับ-ส่งขอ้มูลเมื่อมีเหตุการณ์ผิดปรกติเกิดข้ึนที่ RTU โดย RTU จะ เป็ นผู้ส่งข้อมูลให้กับสถานีหลักโดยไม่ต้องรอให้ถึงเวลาที่สถานีหลักเรียกถามข้อมูล เช่นในกรณีงาน อุตุ-อุทก ผู้ใช้ต้องการข้อมูลทันทีที่ฝนตก 10 มม. ภายในเวลา 15 นาทีดงัน้นัจะตอ้งทา การกา หนดค่าใน โปรแกรมเพื่อควบคุมให้ RTU ส่งค่าทนัทีที่เกิดเหตุการณ์ดงักล่าวข้ึน หรือในกรณีงานส่ง ก๊าซผ่านท่อ ส่งก๊าซ โดยก าหนดให้ส่งข้อมูลทันทีที่ความดันในท่อสูงหรือต ่ากว่าค่าที่ก าหนดไว้เป็ นต้น การน าระบบ SCADA ไปใช้งานน้ันสามารถนา ไปใช้งานต้งัระบบ แบบง่ายๆ ซ่ึงประกอบไป ด้วย RTU ต้งัแต่1 RTU ข้ึนไปกับศูนยค์วบคุม 1ศูนยจ์นถึงระบบที่ยุ่งยากข้ึนไป คือ มีศูนย์ควบคุม ต้งัแต่2ศูนยค์วบคุมข้ึนไป การติดต่อสื่อสารระหว่าง Computer Control Center กับ FUI มีรายละเอียดดังต่อไปนี้ 1) Communication Port ของ Computer และ FUI ซึ่งเป็ น RS232 Port ในการติดต่อสื่อสารซึ่ ง กันและกัน ลักษณะการท างานดังแสดงในรูปที่ 2.5.7-2 รูปที่ 2.5.7-2ลักษณะการท างาน Computer Control Center แบบ Stand Alone ที่มา: Baribaud G.(1997) FIU RADIO Alarms & Events Report Printer SCADA NODE

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-65 บทที่2 การตรวจเอกสาร 2) ผ่าน Ethernet บนระบบ LAN (Local Area Network) โดยใช้ Protoco1 มาตรฐาน TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ในการติดต่อสื่อสารมีลักษณะการท างานแสดงใน รูปที่ 2.5.7-3 รูปที่ 2.5.7-3ลักษณะการท างาน Computer Control Center แบบ Computer network ที่มา: Baribaud G. (1997) การตรวจวัดสัญญาณเพื่อน าส่งข้อมูล จะประกอบด้วย Microprocessor Unit ซึ่งแบ่งเป็ น CPU IO Module และ Communication Module ซ่ึงแต่ละตวัมีหนา้ที่ต่างกนัดงัต่อไปน้ี 1) CPU ท าหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดต่างๆ โดยผ่าน I/O Module ชนิดต่างๆ และเก็บข้อมูลลง Database เพื่อเตรียมส่งข้อมูลส่งให้กับ Computer Control Center และยัง ทา หน้าที่ในการรับคา สั่งจาก Computer Control Center เพื่อที่จะน ามาประมวลผลและส่งผลน้ันเพื่อ ควบคุมอุปกรณ์โดยผ่านทาง I/O Module FIU RADIO Alarms & Event SCADA NODE WORKSTATION A WORKSTATION B WORKSTATION C Color Printer Report Printer Ethernet or Taken Ring LAN

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-66 บทที่2 การตรวจเอกสาร 2) I/O Module ท าหน้าที่ในการรับ - ส่งสัญญาณจาก CPU เพื่อส่งไปควบคุม หรืออ่านค่าจาก อุปกรณ์เครื่องวัดต่างๆ ซึ่งสามารถแบ่ง Module ออกเป็ น 4 ชนิดดงัต่อไปน้ี (1) Analog Input Module เป็ น Module ที่รับสัญญาณแอนาลอกที่เป็ นสัญญาณไฟฟ้า 4 -20 mA หรือ 0 -5 Volts ซึ่งเป็ นมาตรฐานทางอุตสาหกรรมจากอุปกรณ์วัดค่าต่างๆ (2) Digital Input Module เป็ น Module ที่รับสัญญาณดิจิตอล 0 หรือ 1 ตามลักษณะ Close or Open Switch (3) Analog Output Module เป็ น Module ที่ส่งสัญญาณแอนาลอกที่เป็ นสัญญาณไฟฟ้า 4 -20 mA หรือ 0 -5 Volts ซึ่งเป็ นมาตรฐานทางอุตสาหกรรม (4) Digital Output Module เป็ น Module ที่ส่งสัญญาณดิจิตอล 0 หรือ 1 ตามลักษณะ Close or Open Switch 3) Communication Module ท าหน้าที่ในการติดต่อสื่อสารระหว่าง FIU กับ RTU, RTU กับ RTU หรือท าการถ่ายทอดข้อมูลต่อในกรณีที่ตัว RTU ท าหน้าที่เป็ น Node (Store and Forward) ซึ่งจะใช้ ในกรณีที่ RTU อยู่ห่างไกลจาก FIU หรือ RTU ที่ต้องการติดต่อเกินกว่าที่จะใช้สื่อสารเพียงทอดเดียวได้ ดงัน้ันจึงตอ้งใช้RTU ในระบบทา หน้าที่ในการช่วยถ่ายทอดสัญญาณต่อเพื่อให้ท้งัระบบสามารถที่จะ ติดต่อสื่อสารกนัไดท้ ้งัหมด การ Set up ภายในระบบ SCADA จะใช้โปรแกรมที่มีชื่อว่า Toolbox เป็ นตัว Set up ระบบใน รูปที่ 2.5.7-4 แสดงการแบ่ง RTU ออกเป็ น Layers โดยเริ่มจาก Layer ที่ 4 ซึ่ งเป็ น Layer ของ RTU Hardware จนถึง Application Database Layer รวมไปถึงระดับข้นัของการเขา้ถึงและการเปลี่ยนแปลง แก้ไข RTU โดยใช้โปรแกรม Toolbox สามารถติดต่อกับ RTU ได้โดยต่อเข้ากับ RTU โดยตรงหรือโดย ผ่านเครือข่ายสื่อสาร (Remotely) การ Set up Network คือ เส้นทางการรับ - ส่งขอ้มูลจะตอ้งทา การออกแบบระบบเครือข่ายก่อน ว่าจะใช้สื่ออะไรในการติดต่อสื่อสาร (Radio Wireline) เส้นทางการรับ - ส่งขอ้มูล(โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบที่มี RTU ต้ังอยู่ไกลมากและไม่สามารถรับ - ส่งกันได้โดยใช้ Link เดียว) เมื่อทราบข้อมูล ดังกล่าวแล้วจะต้องก าหนดสถานีที่ท าหน้าที่เป็ นตัวถ่ายทอดสัญญาณ (Store & Forward) ลงไปใน Network Configuration File (เฉพาะตวัที่ทา หนา้ที่เป็นตวัถ่ายทอดสัญญาณเท่าน้นั )

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-67 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.5.7-4การท างานภายในระบบ RTU ที่มา: Baribaud G. (1997) ลักษณะการท างานของ Network Configuration File ในขณะท าการรับ - ส่งข้อมูล RTU ที่ ปลายทางก็จะตรวจสอบ Port สื่อสารของตวัเองก่อนถา้หากพบว่าPort สื่อสาร RTU ตวัน้นัต่อกบั RTU ตัวต้นทางโดยตรงก็จะท าการรับ - ส่งข้อมูลเลย แต่ถ้าหากว่าไม่พบก็จะเริ่มเข้าไปหาเส้นทางใน Network Configuration File โดยจะเริ่มจาก Port สื่อสารของตัวเองก่อนว่าต่อไปที่ RTU ตัวใดก็จะ ติดต่อไปที่ RTU ตวัน้ันเพื่อเปลี่ยนไปใช้Port สื่อสารของ RTU ตวัน้ันและจะทา เช่นน้ีจนพบกบั RTU ทุกตัวต่อผ่าน Radio 1 เพียง Link เดียวถึง FIU ดังแสดงในรูปที่ 2.5.7-5 ซึ่งเป็ นระบบ Network 1 Link การท างานง่าย ในรูปที่ 2.5.7-6แสดงระบบที่มี 2 Link และในรูปที่ 2.5.7-7แสดงระบบที่มี 2 -Zone จะมี ความซับซ้อนของระบบมากกว่า FIU CONTROL CENTER Programming Tool Box Programming Tool Box Download/Upload Download Diagnosis/Debugging Diagnosis Application Database Application Software System Software RTU Hardware (CPU, COMM I/O Module) Remote Programming Local Programming

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-68 บทที่2 การตรวจเอกสาร CENTRAL COMPUTER PROGRAMMING TOOLBOX PROGRAMMING TOOLBOX FIU RTU RTU ... RTU RS-232-C RS-232-C รูปที่ 2.5.7-5 ระบบ Network อย่างง่าย เพียง Link เดียว ที่มา: Baribaud G. (1997) CENTRAL COMPUTER FIU RTU RTU ... RTU RADIO1 LINE1 RTU RTU ... RTU RS-232-C รูปที่ 2.5.7-6 ระบบที่มี 2 Link ที่มา: Baribaud G. (1997)

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-69 บทที่2 การตรวจเอกสาร FIU RTU RTU RTU RTU RTU RTU RTU 9 ZONE 1 ZONE 2 SOFTWARE & FORWARD รูปที่ 2.5.7-7 ระบบที่มี 2- Zone ที่มา: Baribaud G. (1997) ระบบส ารองที่ทา งานแทนระบบหลกั โดยทวั่ๆ ไปแลว้อุปกรณ์ที่ทา หน้าที่เป็น Master Station มักจะมีอุปกรณ์ 2 ชุด ที่มีลักษณะการท างานเช่นเดียวกัน คุณลักษณะเดียวกันเพื่อท าหน้าที่แทนอุปกรณ์ หลัก (Hot Standby) ทันทีที่อุปกรณ์หลักไม่สามารถท างานได้ปกติ และเปลี่ยนมาใช้อุปกรณ์หลักเมื่อได้ ท าการแก้ไขอุปกรณ์หลักจนสามารถที่จะท างานได้อย่างปรกติ(Redundant System) โดยปกติแล้ว จะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการท าระบบ Redundant ที่ Master Station ค่อนข้างสูงมากซึ่งนอกจากจะต้องมี อุปกรณ์ที่ท าหน้าที่เดียวกันและมีคุณลักษณะเหมือนกันทุกอย่าง 2 ชุด แล้วยังต้องมีโปรแกรมพิเศษเพื่อ ท าหน้าที่ในการคอยตรวจสอบการท างานของอุปกรณ์หลักและท าการเปลี่ยนให้อุปกรณ์ส ารองท างาน เมื่ออุปกรณ์หลักไม่สามารถท างานได้อย่างปกติและท าการเปลี่ยนกลับเมื่ออุปกรณ์หลักสามารถกลับมา ท างานได้อย่างปกติ การวดัค่าปริมาณน้ าฝน ระดับน้ า เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการบรหารจดัการน้ าในพ้ืนที่จงัหวดั ชุมพร ได้จัดสร้างสถานีสนามที่ติดต้งั RTU ท้งัหมด 12 สถานี มีศูนย์ควบคุมหลัก (Master Station) 1 สถานี แสดงโครงข่ายระบบโทรมาตรลุ่มน้า ท่าตะเภา ไว้ในรูปที่ 2.5.7-8 โดยมีรายละเอียดแสดงไว้ใน ตารางที่ 2.5.7-1

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-70 บทที่2 การตรวจเอกสาร ตารางที่ 2.5.7-1รายละเอียดสถานีระบบโทรมาตรอุทกวิทยาลุ่มน้า ท่าตะเภา จ.ชุมพร รหัส ชื่อสถานี ความสูงเสา อุปกรณ์ตรวจวัดข้อมูล เสาวัด พิกดัที่ต้งั สถานี ส่งสัญญาณ (ม.) น้า ฝน ระดบัน้า ระดบัน้า (ต้น) UTM_X UTM_Y CPN.1 บ้านคีรีล้อม 45 Tip.Bucket - - 535,591 1,236,753 CPN.2 บ้านบางเจริญ 30 Tip.Bucket - - 529,309 1,216,855 CPN.3 คลองท่าแซะ 65 Tip.Bucket Bubble 8 523,909 1,206,899 CPN.4 บ้านวังมะปราง 65 Tip.Bucket Float 7 520,316 1,185,889 CPN.5 บ้านสลุย 30 Tip.Bucket - - 527,599 1,201,600 CPN.6 บ้านธรรมเจริญ 30 Tip.Bucket - - 513,094 1,200,259 CPN.7 คลองรับร่อ 65 Tip.Bucket Float 4 505,895 1,175,932 CPN.8 บ้านวังครก 10 Tip.Bucket Bubble 6 515,818 1,170,407 CPN.9 ปตร.หวัวงัเหนือน้า 10 Tip.Bucket Bubble 5 519,419 1,167,102 ปตร.หัววัง ทา้ยน้า - - - 4 CPN.10 ปตร.สามแกว้เหนือน้า 10 Tip.Bucket Bubble 4 520,330 1,162,680 ปตร.สามแก้ว ทา้ยน้า - - - 4 CPN.11 สะพานเทศบาล2 10 Tip.Bucket Bubble 4 518,526 1,160,468 CPN.12 ปากน้า 10 Tip.Bucket Bubble 4 523,038 1,154,942 สถานีหลัก 80 Tip.Bucket Bubble - 520,330 1,162,680 การก าหนด Zone ของ RTU เนื่องจากระยะทางที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารมีระยะทางที่ไกลมาก และใช้คลื่นความถี่เพียงความถี่เดียวในระบบ ดงัน้ันจึงตอ้งทา การแบ่งการติดต่อสื่อสารออกเป็น Zone ต่างๆ ก าหนด Port สื่อสาร Zone ของการสื่อสารใน Site Configuration File และก าหนด Input Output ของ Module ต่าง ๆ มีดงัน้ี 1) Rain Gauge ใช้วดัค่าปริมาณน้ าฝน โดยมีSensitivity = 1 mm/1 Tip ลักษณะของสัญญาณ เป็ น Digital 2) Water Level เป็ น Dry Bubble Unit ใช้วัดค่าระดับน้ า โดยสามารถวัดได้ตาม Range ที่ ก าหนดจาก แต่ละสถานี ลักษณะของสัญญาณเป็ น Analog 4 - 20 mA 3) Door Switch เป็ น Switch ที่ท าหน้าที่ในการตรวจวัดสถานะของประตูสถานี โดยถ้าหากมี การ เปิ ด - ปิ ดสถานีก็จะรายงานสถานะมาที่ห้องควบคุมทันที ลักษณะของสัญญาณเป็ น Digital 4) AC. Contact ใช้ส าหรับตรวจสอบสถานะทางไฟฟ้า ถ้าหากเกิดไฟฟ้าดับก็จะรายงานสถานะ มาที่ห้องควบคุมทันที ลักษณะของสัญญาณเป็ น Digital

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-71 บทที่2 การตรวจเอกสาร รูปที่ 2.5.7-8 โครงข่ายระบบโทรมาตรลุ่มน้า ท่าตะเภา

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-72 บทที่2 การตรวจเอกสาร 5) Pressure Switch ใช้ส าหรับตรวจสอบสถานะของความดันของถัง GAsถ้าหากเกิดความดัน ถัง GAs ต ่าก็จะรายงานสถานะมาที่ห้องควบคุมทันที ลักษณะของสัญญาณเป็ น Digital 6) Low Battery ใช้ส าหรับตรวจสอบสถานะของ Battery ของ UPS ถ้าหากเกิดไฟฟ้าดับจนกระ ท้งั Batter ของ UPS ต ่าก็จะรายงานสถานะมาที่ห้องควบคุมทันที ลักษณะของสัญญาณเป็ นDigital 7) Lightning Protection Contact ใช้ส าหรับตรวจสอบสถานะของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า ถ้าหาก เกิดไฟฟ้าผ่าผ่านมาตามสายไฟฟ้า AC. จนกระทงั่อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าช ารุดก็จะรายงานสถานะมาที่ ห้องควบคุมทันที ลักษณะของสัญญาณเป็ น Digital 8) UPS Down ใช้ส าหรับตรวจสอบสถานะของ UPS ถ้าหากเกิดไฟฟ้าดับ UPS ก็จะท าหน้าที่ จ่ายไฟฟ้าแทน จนกระทงั่ ไฟฟ้าส ารองจาก UPS หมด UPS ก็จะปิ ดตัวเอง แต่ว่า RTU ยังคงท างานได้ จาก Battery ภายในของ RTU ดงัน้นัเมื่อ UPS ดับจะรายงานสถานะมาที่ห้องควบคุมทันที ลักษณะของ สัญญาณเป็ น Digital Application Program ที่ RTU ซึ่งมีลักษณะการท างานดังนี้ 1) การวดัปริมาณน้า ฝน ที่ RTU จะทา การวดัปริมาณน้า ฝนสะสมต้งัแต่เวลา 7.00 น.ของวันถัด มา โดยเมื่อถึงเวลา 7.00 น. ก็จะ Reset และเริ่มนบั ใหม่โดยสถานีหลกัจะถามขอ้มูลทุกๆ 15 นาที และถ้า หากว่า ภายใน 15 นาที มีฝนตกลงมามากกว่า 10 mm. หรือฝนตกมากกว่าค่าที่ก าหนดไว้ RTU ก็จะส่ง ข้อมูลมาที่สถานีหลักโดยไม่ต้องรอให้สถานีหลักถาม เมื่อวัดค่าได้แล้วก็น าค่าที่ได้มาค านวณหาค่า ปริมาณฝนรายชวั่โมง โดยจะบนัทึกเวลาเริ่มตน้เวลาสิ้นชวั่โมงและค่าปริมาณน้า ฝนต้งัแต่7.00 น. ถึง ตน้ชวั่โมงและคา นวณค่าจากตน้ชวั่โมงถึงปัจจุบนัและ RTU ยังต้องการท าการหาค่า Alarm 1 ชวั่โมง ย้อนหลังโดยตรวจสอบทุกๆ 15 นาที 2) การวดัระดบัน้า ที่RTU ทา การวดัระดบัน้า โดยแปลงค่าความลึกเป็ นค่าระดับทะเลปานกลาง และนา ค่าระดบัน้า มาหาค่าปริมาณน้า และจะส่งขอ้มูลมาที่หอ้งควบคุมทนัทีที่ระดบัน้า เปลี่ยนแปลง 10 cm. นอกจากน้นัที่สถานีก็จะเก็บค่าเวลาและค่าระดบัน้า ที่น้า ข้ึนสูงสุดและต่า สุด 3) การตรวจวัดสถานะของอุปกรณ์ ที่ RTU จะท าการตรวจวัดสถานะต่างๆ (State) เช่น AC, Fail, Low Battery, Door Open, Pressure Switch Low, Lightning Protection Fail และ UPS Down ส่งมา ที่หอ้งควบคุมทนัทีที่เกิดเหตุการณ์ดงักล่าวข้ึนและหลงัจากเหตุการณ์ดงักล่าวเขา้สู่ภาวะปกติ 4) สถานีสนามยังได้ท าการเก็บค่าข้อมูลต่างๆ ไว้ในโปรแกรมด้วย โดยได้ท าการเก็บค่า Range ของตวัวดัระดบัน้า ระดบั Zero Gauge ค่าที่ไดจ้ากการอ่านค่าจากไมว้ดัระดบัน้า (Staff Gauge) เป็ นต้น 2.5.8 การเข้าถึงฐานข้อมูลด้วยโปรแกรม Visual Basic การเข้าถึงฐานข้อมูล การพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ Visual Basic ส่ วนใหญ่น ามาใช้กับ ฐานข้อมูล และการประยุกต์แบบ Client/Server ซึ่ ง Visual Basic เป็ นเครื่องมือที่อ านวยความสะดวก

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-73 บทที่2 การตรวจเอกสาร ให้กับผู้พัฒนาโปรแกรมการเข้าถึงข้อมูล ความสามารถใหม่ที่สัมพันธ์กับฐานข้อมูลของ Visual Basic มี พ้ืนฐานจาก ActiveX Data Object (ADO) ซึ่งเป็ นเทคโนโลยีที่ให้ผู้ใช้เข้าถึงฐานข้อมูลหรือแหล่งข้อมูล เมื่อมีการใช้ OLE DB provider ติดต่อกับแหล่งข้อมูล Visual Basic 6 มีวิธีการติดต่อกับฐานข้อมูลได้ หลายวิธี (http://www.widebase.net, 2007) ODBC ย่อมาจาก Open Data Connectivity และต้งัค่าการทา งานให้ผูใ้ช้ติดต่อกบัฐานขอ้มูลท้งั ภายในพ้ืนที่และระยะไกล Microsoft เสนอเทคโนโลยีที่เป็ นวิธีการเข้าถึงฐานข้อมูลหลายประเภท เช่น dBase, Microsoft FoxPro, Microsoft Access, Microsoft SOL Server, Oracle ร ว ม ไ ฟ ล์ Text แ บ บ Comma - Delimited ด้วยการใช้ API ร่วมกัน ส่วนที่โปรแกรมประยุกต์ท างานกับ DLL เรียกว่า ODBC Driver Manager ซ่ึงจะส่งคา สั่งไปที่ไดร์ฟเวอร์ODBC ในการระบุฐานข้อมูลที่ผู้ใช้ต้องการ ODBC มี ประสิทธิภาพเมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการเข้าถึงข้อมูล ความได้เปรียบของ ODBC คือสนับสนุน API ท้งัประเภท 16 บิต และ 32 บิต ใน ODBC เวอร์ชัน 3 เพิ่มเทคนิคการบู๊ตให้ดีข้ึน เช่น การติดต่อแบบ Pool ทา ให้โปรแกรมประยุกต์ตอบสนองไดด้ีข้ึน Microsoft Transaction Server ใช้การติดต่อแบบ Pool เพื่อความเร็วในการเปิ ดการติดต่อโดย Component ของ ActiveX ที่ท างานอยู่ภายใต้ ODBC การใช้ ODBC ไม่ใช่เรื่องง่ายโดยเฉพาะอย่างยิ่งส าหรับผู้พัฒนาโปรแกรมด้วย Visual Basic กลุ่มของฟังก์ชัน API มีความซับซ้อนและถ้ามีความผิดพลาดเกิดข้ึนอาจจะให้โปรแกรมประยุกต์เสียหาย ด้วยเหตุน้ี ผู้พัฒนาโปรแกรม Visual Basic นอ้ยมากที่จะเขียนคา สั่งเรียกฟังก์ชนั ODBC โดยตรง เทคนิคการแก้ไข ข้อมูลอื่นๆ ส่วนใหญ่ให้ Visual Basic ใช้ไดร์ฟเวอร์ ODBC ในฐานะเลเยอร์กลาง ในบางคร้ังอาจใช้ เทคนิคอื่นๆ กับการเรียก API โดยตรงแต่ไม่สามารถใชว้ิธีการน้ีกบั ADO ได้ถึงแม้ว่าภายใน ADO จะ ใช้ไดร์ฟเวอร์ ODBC แนวคิดพ้ืนฐานของเทคโนโลยีเช่น เมื่อมีการทา งานกบั ADO มีความเกี่ยวข้องกับ Data Source Name (DSN) โดย DSN เป็ นกลุ่มของค่าที่โปรแกรมประยุกต์ในการติดต่อกับฐานข้อมูล โดยทั่วไปจะรวมถึงชื่อไดร์ฟเวอร์ของ ODBC ที่ต้องการใช้ ชื่อของไดร์ฟเวอร์เป็ น Host ของแม่ข่าย ฐาน ข้อมู ล (ก ารท างาน กับ Client - Server engine เช่ น SQL Server ห รื อ Oracle) ชื่อพ าร์ ท ของ ฐานขอ้มูลที่เจาะจง เวลาสิ้นสุดของการติดต่อ ชื่อของการเรียกเวิร์คสเตชนัหรือโปรแกรมประยกุต์เป็ น ต้น การสร้าง DSN ทา ไดห้ลายวิธีท้งัภายในและภายนอก Visual Basic ศูนยก์ลางของคา สั่ง ODBC อยู่ใน Control Panel ของระบบปฏิบัติการ Windows ที่ให้ผู้ใช้ติดต่อสร้าง DSN และคอนฟิ ก ODBC ซึ่ง มี DSN หลายประเภท DSN ของผู้ใช้จะเก็บไว้ใน Registry ของระบบ และสามารถใช้ได้เฉพาะผู้ใช้ ปัจจุบันโดยไม่สามารถแบ่งให้ผู้ใดได้ DSN ของระบบเก็บไว้ใน Registry เช่นกัน และสามารถเห็นได้ โดยผู้ใช้อื่นๆ รวมถึงแม่ข่าย Windows NT ไฟล์ DSN เก็บในไฟล์ .dsn และสามารถใช้ร่วมกันโดยผู้ใช้ ท้งัหมดไฟล์DSN สามารถคดัลอกไดง้่าย ทา ให้การติดต้งัทา ไดส้ะดวกอีกดา้นหน่ึงโปรแกรมประยุกต์ ต้องการที่เก็บ DSN ตอ้งใช้คา สั่งที่ระบุพาร์ทของไฟล์DSN ที่สมบูรณ์ การท างานกับ ODBC โดยไม่ เกี่ยวข้องกับ DSN ท าได้โดยการให้สารสนเทศที่ต้องการส าหรับการติดต่อ เช่น ไดร์ฟเวอร์ ชื่อ

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-74 บทที่2 การตรวจเอกสาร ฐานข้อมูล และพาร์ทเป็นต้น ให้ถูกต้องในค าสั่ง วิธีน้ีเรียกว่า DSN - Less Connections ซึ่ งมี ประสิทธิภาพเพราะประหยัดของไดร์ฟเวอร์ ODBC ในการเดินทางไปที่ Registry หรือไฟล์ DSN แต่ วิธีการน้ีผพู้ฒันาโปรแกรมตอ้งทา งานมากข้ึน DAO หรือ Data Access Object เป็ นหัวใจของโปรแกรมประยุกต์ Visual Basic ในพัฒนาการ ประยุกต์กับฐานข้อมูล DAO เป็ นการติดต่อแบบ Object - oriented ไปยัง Microsoft Jet ที่เป็ น engine ที่ มีความสามารถสูง ผู้พัฒนาโปรแกรมสามารถออกแบบฐานข้อมูล MDB ด้วย Access และใช้ DAO จาก โปรแกรมประยุกต์ Visual Basic ในการเปิดฐานขอ้มูลเพิ่มและลบเรคคอร์ด และจดัการทรานแซคชนั สิ่งที่ดีที่สุดของ DAO คือไม่จ ากัดผู้ใช้กับ Jet Database เพราะผู้ใช้สามารถเปิ ดฐานข้อมูลทุกชนิดที่มี ไดร์ฟเวอร์ ODBC ได้โดยตรงหรือผู้ใช้สามารถใช้ Jet Attached Table ซึ่งเป็ น Table เสมือนที่ปรากฏ ตามฐานข้อมูล MDB แต่การดึงและเก็บข้อมูลจริงในแหล่งอื่นของ ODBC ถ้าผู้ใช้สามารถใช้ DAO เข้าถึงแหล่ง Non - jet ผู้ใช้สามารถเห็นกลไกของฐานข้อมูล Access เช่น โปรแกรมประยุกต์ไม่ใช่ ฐานข้อมูล Access ผู้ใช้ยังคงโหลด DLL ของ Jet Engine เข้าสู่หน่วยความจ า DAO ไม่สามารถให้ผู้ใช้ ท างานกับฟังก์ชัน API ของ ODBC โดยตรง เช่น การท างานแบบผลลัพธ์หลายชุด การคิวรี่ แบบ Asynchronous หรือการติดต่อด้วย DAO Data Control เป็ นตัว Control ที่ให้ผู้ใช้เชื่อมตัว Control 1 ตัว หรือมากกว่าบนฟอร์มกับแหล่งข้อมูลและมีปุ่ ม Navigator ส าหรับเลื่อนเรคคอร์ดของ Table ที่มีการ ติดต่อ Data Control ดูเหมือนเป็ นเครื่องมือที่ดีมาก เพราะท าให้สามารถท าการอินเตอร์เฟซ กับผู้ใช้ได้ รวดเร็วแต่พบว่า Data Control มีข้อจ ากัดอยู่หลายอย่าง เมื่อพิจารณาสมรรถนะ Data Control มีข้อเสีย เปรียบส าคัญประการหนึ่ ง คือ ผูกติดการประยุกต์ด้าน Front - end กับข้อมูลในฐานข้อมูล ถ้ามีการ เปลี่ยนไปใช้เข้าถึงฐานข้อมูลอื่น จะต้องมีทบทวนฟอร์ม ท้ังในโปรแกรมประยุกต์ถ้าต้องการเพิ่ม Validation Rule ที่ซับซ้อนไปยงัฟิลด์ในฐานขอ้มูล ตอ้งมีการเพิ่มคา สั่งในโมดูลเดียวของโปรแกรมท า ให้มีผลกับสถาปัตยกรรม 2 - Tier และไม่สามารถใช้ได้กับสถาปัตยกรรม 3 - Tier ซ่ึงมีเลเยอร์ช้นักลาง ระหว่างโปรแกรมประยุกต์ กับฐานข้อมูล ที่ให้บริการ เช่น การตรวจสอบข้อมูล กฎทางธุรกิจ ความ สมดุลของภาระงาน และความปลอดภัย Visual Basic 4 ไปปรับปรุง DAO เวอร์ชัน 3 ซึ่งมีส่วน DLL พิเศษ ที่ให้ผู้พัฒนาโปรแกรมด้วยเทคโนโลยี 32 บิต สามารถเข้าถึงฐานข้อมูล 16 บิต Visual Basic 5ได้ ปรับปรุ งเป็ น DAO 3.54 และ Visual Basic ได้ปรับปรุ งเป็ น DAO 3.51 และ DAO เวอร์ชัน 4 ได้ ปรับปรุงส าหรับ Microsoft Office 2000 RDO หรือ Remote Data Objects เป็นความพยายามคร้ังแรกของ Microsoft ในการรวมความ ง่ายของ DAO กับ ความ ส าม ารถระดับ สู งของ Direct ODBC API Programming โดย RDO เป็ น แบบจ าลองอ๊อบเจคที่ไม่ชัดเจน ภายหลัง DAO แต่ใช้การข้าม Jet Engine และ DLL ของ DAO และ ท างานโดยตรงกับไดร์ฟเวอร์ ODBC โปรแกรมประยุกต์ที่มาจาก RDO โหลดเฉพาะ DLL จ านวนหนึ่ง แทนการใช้ทรัพยากรจ านวนมากของ Jet Engine โดยสิ่งส าคญัอยู่ที่การออกแบบเฉพาะของ RDO ให้

การปรับปรุงระบบการจัดการสภาวะน ้าท่วมในลุ่มน ้า โดยการบริหารอ่างเก็บน ้าที่เหมาะสม และการพยากรณ์เตือนภัย ณ เวลาจริง: กรณีศึกษาลุ่มน ้าท่าตะเภา จังหวัดชุมพร รายงานฉบับสมบูรณ์ 2-75 บทที่2 การตรวจเอกสาร ท างานกับทรัพยากรของ ODBC ท าให้สามรถท างานที่ไม่สามารถเข้าถึงได้โดย DAO เทคโนโลยีของ RDO เป็ นเทคโนโลยี 32 บิต จึงไม่สามารถใช้ได้จากโปรแกรมประยุกต์ 16 บิต RDO1 ได้รับการแนะน าใน Visual Basic 4และ Engine มีการปรับปรุงใน Visual Basic เป็ น RDO2 เวอร์ชันล่าสุดเป็ นผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์และสนับสนุนแบบจ าลองการโปรแกรมใหม่ที่เป็ นแบบ Event ซึ่งมีประโยชน์กับการท างานแบบ Asynchronous การพัฒนา RDO ดูเหมือนได้หยุดลง เนื่องจาก Visual Basic 6 ยังคงใช้เวอร์ ชัน 2 และไม่มีการปรับปรุงเพิ่มเติมจากเวอร์ชันที่มาพร้อมกับ Visual Basic 5 RDO1และ RDO2 มาพร้อมกับ Remote Data control ซึ่งท างานเหมือนกับ Data Control และ ให้ผู้ใช้เชื่อมตัว Control กับแหล่งข้อมูลระยะไกล จึงท าให้ Remote Data Control มีข้อดีและข้อเสีย เหมือนกับ Data Control รวมถึงปัญหากับสถาปัตยกรรมแบบ n-Tier ODBC Direct Visual Basic 5 ได้รวมเทคโนโลยีการเข้าถึงข้อมูลอีกแบบ ชื่อ ODBC Direct ซึ่ง ยินยอมให้ผู้พัฒนาโปรแกรมประยุกต์ RDO ด้วยไวยากรณ์ DAO โดย ODBC Direct ท าหน้าที่ในฐานะ เทคนิคการส่งผ่านที่การเขียนโปรแกรม Visual Basic ย้ายการประยุกต์ DAO/Jet ไปยังสถาปัตยกรรม Client/Server ในทางทฤษฎีเป็ นการเปลี่ยนคุณสมบัติเพียงเล็กน้อย ซึ่งโปรแกรม DAO ที่เก็บข้อมูลใน Jet Database จะแปลงไปเป็ นการประยุกต์แบบ Client/Server ในการติดต่อแหล่ง ODBC ในขณะที่ ODBC Direct ไม่ได้รับการพิจารณาในฐานะเทคโนโลยี แต่เหมือนเป็ นวิธีการที่ท าให้ประหยัดเวลาการ แปลงโปรแกรมประยุกตส์ ่วนเพิ่มใหม่ของ RDO2 ส่วนใหญ่ เช่น แบบจ าลองโปรแกรมแบบ event ไม่ สามารถใช้ ODBC Direct เพราะคา สั่งเข้าได้กับ DAO แต่พ้ืนฐานคลา้ยกบั RDO คือ ODBC Direct เป็ น การประยุกต์ 32 บิต OLE DB เป็ นเทคโนโลยีการเข้าถึงข้อมูลระดับล่างที่ Microsoft ผู้พัฒนาให้เข้ามาแทนที่ ODBC ในฐานะวิธีการหลักในการติดต่อกับฐานข้อมูล ส่วนของ OLE DB ที่เทียบได้กับไดร์ฟเวอร์ของ ODBC คือ OLE DB Provider ซึ่ งท างานเป็ นสะพานระหว่างโปรแกรมประยุกต์กับฐานข้อมูล OLE DB เป็ น เทคโนโลยีที่ใหม่ แต่ OLE DB Provider พบได้ในฐานข้อมูลจ านวนมาก ถึงแม้ว่า ODBC และ OLE DB มีความคล้ายคลึงกัน แต่มีข้อแตกต่างกัน คือ OLE DB สามารถย้ายปริมาณข้อมูลจ านวนมากผ่าน เครือข่าย ประการต่อมา OLE DB ให้ตัวเองท าหน้าที่ในการติดต่อกับแหล่งข้อมูล ไม่เหมือนกับ ไดร์ฟเวอร์ ODBC ที่เป็ นความสัมพันธ์กับฐานข้อมูล หรือ ISAM (Indexed Sequential Access Mode) OLE DB เป็ นยุทธศาสตร์ Microsoft's Universal Data Access ซึ่งเป็ นการให้ผู้ใช้อ่านและประมวลข้อมูล โดยไม่ต้องแปลง และน าเข้ามายังฐานข้อมูลแบบแผน การใช้ OLE DB provider ท าให้ผู้ใช้สามารถ ประมวลข้อมูลใน e-mail, message, HTML, กระดาษท าการและเอกสารข้อความ และแหล่งข้อมูล ภ าย น อ ก Visual Basic 6 มี Provider ข อง Microsoft Jet, SOL Server, FoxPro, ไ ฟ ล์ข้อ ค วาม แ ล ะ ฐานข้อมูล Oracle ส าหรับ OLE DB Provider อื่นๆ สามารถดาวน์โหลดจากเว็บของ Microsoft