Индонезиядағы Доплерлік радар сенсорларының практикалық қолданылуы және әсер ету талдауы

Апаттық құтқару саласындағы серпінді қолданбалар

Тынық мұхиты от шеңбері бойында орналасқан әлемдегі ең ірі архипелагиялық мемлекет ретінде Индонезия жер сілкінісінен, цунамиден және басқа да табиғи апаттардан үнемі қауіп-қатерге тап болады. Дәстүрлі іздеу-құтқару әдістері көбінесе ғимараттың толық қирауы сияқты күрделі сценарийлерде тиімсіз болып шығады, мұнда Допплер эффектісіне негізделген радарлық сенсорлық технология инновациялық шешімдер ұсынады. 2022 жылы Тайвань-Индонезия бірлескен зерттеу тобы тірі қалғандардың бетон қабырғалар арқылы тыныс алуын анықтай алатын радар жүйесін жасап шығарды, бұл апаттан кейінгі өмірді анықтау мүмкіндіктеріндегі кванттық секірісті білдіреді.

Технологияның негізгі инновациясы Жиілік модуляцияланған үздіксіз толқын (FMCW) радарын озық сигнал өңдеу алгоритмдерімен біріктіруде жатыр. Жүйе қираған жерден келетін сигнал кедергілерін жеңу үшін екі дәлдік өлшеу тізбегін пайдаланады: біріншісі үлкен кедергілерден туындаған бұрмалануды бағалайды және өтейді, ал екіншісі тыныс алудан тірі қалғандардың орналасқан жерлерін дәл анықтау үшін кеудедегі нәзік қозғалыстарды (әдетте 0,5-1,5 см амплитуда) анықтауға бағытталған. Зертханалық сынақтар жүйенің қалыңдығы 40 см бетон қабырғаларды тесіп өтіп, артта 3,28 метрге дейін тыныс алуды анықтау қабілетін көрсетеді, позициялау дәлдігі ±3,375 см шегінде – бұл дәстүрлі өмірді анықтау жабдықтарынан әлдеқайда асып түседі.

Операциялық тиімділік модельденген құтқару сценарийлері арқылы расталды. Әртүрлі қалыңдықтағы бетон қабырғалардың артында орналасқан төрт еріктінің көмегімен жүйе барлық сынақ субъектілерінің тыныс алу сигналдарын сәтті анықтап, тіпті ең қиын 40 см қабырға жағдайында да сенімді жұмыс істеуді сақтап қалды. Бұл жанаспайтын тәсіл құтқарушылардың қауіпті аймақтарға кіру қажеттілігін жояды, қайталама жарақат алу қаупін айтарлықтай азайтады. Дәстүрлі акустикалық, инфрақызыл немесе оптикалық әдістерден айырмашылығы, Допплер радары қараңғылыққа, түтінге немесе шуға тәуелсіз жұмыс істейді, бұл маңызды «алтын 72 сағаттық» құтқару кезеңінде тәулік бойы жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

Кесте: Өтпелі өмірді анықтау технологияларының өнімділігін салыстыру

Жүйенің инновациялық құндылығы техникалық сипаттамалармен шектелмей, оны практикалық орналастыруға да таралады. Құрылғының барлығы үш компоненттен тұрады: FMCW радар модулі, ықшам есептеу блогы және 12 В литий батареясы – барлығы бір операторлы тасымалдануы үшін 10 кг-нан аз. Бұл жеңіл дизайн Индонезияның архипелагиялық географиясына және зақымдалған инфрақұрылым жағдайларына өте жақсы сәйкес келеді. Технологияны дрондармен және роботтық платформалармен біріктіру жоспарлары оның қол жетімділігі қол жетпейтін аймақтарға да кеңейеді.

Қоғамдық тұрғыдан алғанда, енетін өмірді анықтау радары Индонезияның апаттарға жауап беру мүмкіндіктерін айтарлықтай арттыра алады. 2018 жылғы Палу жер сілкінісі-цунамиі кезінде дәстүрлі әдістер бетон қиыршық тастарында тиімсіз болып шықты, бұл алдын алуға болатын шығындарға әкелді. Бұл технологияны кеңінен енгізу ұқсас апаттарда тірі қалғандарды анықтау деңгейін 30-50%-ға жақсартып, жүздеген немесе мыңдаған адамның өмірін сақтап қалуы мүмкін. Индонезияның Telkom университетінің профессоры Алойиус Адья Прамудита атап өткендей, технологияның түпкі мақсаты Ұлттық апаттарды басқару агенттігінің (BNPB) «өмірден айырылуды азайту және қалпына келтіруді жеделдету» стратегиясымен толық сәйкес келеді.

Зерттеушілер зертханалық прототипті берік құтқару жабдықтарына айналдыру үшін салалық серіктестермен бірлесіп, коммерцияландыру жұмыстары белсенді түрде жүргізілуде. Индонезияның жиі сейсмикалық белсенділігін (жылына орта есеппен 5000-нан астам жер сілкінісі) ескере отырып, технология BNPB және аймақтық апат агенттіктері үшін стандартты жабдыққа айналуы мүмкін. Зерттеу тобы екі жыл ішінде далалық орналастыруды болжайды, бірлік құны қазіргі 15 000 долларлық прототиптен ауқымды түрде 5000 доллардан төменге дейін төмендейді деп болжануда, бұл оны Индонезияның 34 провинциясындағы жергілікті билік органдары үшін қолжетімді етеді.

Ақылды көлік басқару қолданбалары

Джакартадағы созылмалы көлік кептелісі (әлемде 7-ші орында) интеллектуалды көлік жүйелерінде Допплер радарын инновациялық қолдануды тудырды. Қаланың «Ақылды қала 4.0» бастамасы маңызды қиылыстарда 800-ден астам радар сенсорларын қамтиды, бұл келесі нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді:

• Бейімделгіш сигналды басқару арқылы шың сағаттарындағы кептелісті 30%-ға азайту
• Көліктің орташа жылдамдығының 12%-ға жақсаруы (сағатына 18-ден 20,2 км-ге дейін)
• Пилоттық қиылыстарда күтудің орташа уақытының 45 секундқа қысқаруы

Жүйе көлік жылдамдығын, тығыздығын және кезек ұзындығын нақты уақыт режимінде бақылау үшін тропикалық жаңбыр кезінде 24 ГГц Допплер радарының жоғары өнімділігін пайдаланады (қатты жаңбыр кезінде камералар үшін 99% анықтау дәлдігі және 85%). Джакартаның Жол қозғалысын басқару орталығымен деректерді интеграциялау бекітілген кестелерге емес, нақты жол қозғалысы ағынына негізделген әрбір 2-5 минут сайын динамикалық сигнал уақытын реттеуге мүмкіндік береді.

Нақты жағдайды зерттеу: Гатот Суброто жол дәлізін жақсарту

• 4,3 км ұзындыққа 28 радар сенсоры орнатылды
• Бейімделгіш сигналдар саяхат уақытын 25 минуттан 18 минутқа дейін қысқартты
• CO₂ шығарындылары тәулігіне 1,2 тоннаға азайды
• Автоматтандырылған құқық қорғау органдарының көмегімен анықталған жол қозғалысы ережелерін бұзу 35%-ға азайды

Су тасқынының алдын алу үшін гидрологиялық мониторинг

Индонезияның су тасқыны туралы ерте ескерту жүйелері 18 ірі өзен бассейніне Допплер радар технологиясын біріктірді. Циливунг өзені бассейнінің жобасы бұл қолданыстың мысалын көрсетеді:

• 12 ағынды радар станциясы беткі жылдамдықты әр 5 минут сайын өлшейді
• Су шығынын есептеу үшін ультрадыбыстық су деңгейінің сенсорларымен біріктірілген
• GSM/LoRaWAN арқылы орталық су тасқынын болжау модельдеріне берілетін деректер
• Джакартада ескерту уақыты 2 сағаттан 6 сағатқа дейін ұзартылды

Радардың жанаспайтын өлшеуі, әсіресе, дәстүрлі ток өлшегіштері істен шығатын қоқыс көп жиналған су тасқыны жағдайларында өте құнды болып табылады. Көпірлерге орнату шөгінділердің әсерінсіз үздіксіз бақылауды қамтамасыз ете отырып, судағы қауіптердің алдын алады.

Орманды қорғау және жабайы табиғатты қорғау

Суматраның Лейзер экожүйесінде (Суматра орангутандарының соңғы мекендеу ортасы) Допплер радары мыналарға көмектеседі:

1. Браконьерлікке қарсы бақылау

• 60 ГГц радар тығыз жапырақтар арқылы адамның қозғалысын анықтайды
• Браконьерлерді жануарлардан 92% дәлдікпен ажыратады
• Бірлік үшін 5 км радиусты қамтиды (инфрақызыл камералар үшін 500 м-ге қарсы)

2. Шатырды бақылау

• Миллиметрлік толқынды радар ағаштардың тербелу үлгілерін бақылайды
• Заңсыз ағаш кесу әрекетін нақты уақыт режимінде анықтайды
• Пилоттық аймақтарда рұқсатсыз ағаш кесуді 43%-ға азайтты

Жүйенің төмен қуат тұтынуы (15 Вт/сенсор) шалғай жерлерде күн энергиясымен жұмыс істеуге, күдікті әрекеттерді анықтаған кезде спутник арқылы дабылдар жіберуге мүмкіндік береді.

Қиындықтар және болашақ бағыттар

Үміткер нәтижелерге қарамастан, кеңінен енгізу бірқатар енгізу кедергілеріне тап болады:

1. Техникалық шектеулер

• Жоғары ылғалдылық (>80% RH) жоғары жиілікті сигналдарды әлсіретуі мүмкін
• Тығыз қалалық орта көп жолды кедергілер тудырады
• Техникалық қызмет көрсету бойынша шектеулі жергілікті техникалық сараптама

2. Экономикалық факторлар

• Қазіргі сенсорлық шығындар ($3,000-$8,000/бірлік) жергілікті бюджеттерге қиындық тудырады
• Қаржы тапшылығы бар муниципалитеттер үшін инвестициялық кірістілік есептеулері түсініксіз
• Негізгі компоненттер үшін шетелдік жеткізушілерге тәуелділік

3. Институционалдық кедергілер

• Ведомствоаралық деректер алмасу әлі де проблемалы болып қала береді
• Радар деректерін интеграциялау үшін стандартталған хаттамалардың болмауы
• Спектрді бөлудегі реттеушілік кідірістер

Жаңадан пайда болып жатқан шешімдерге мыналар жатады:

• Ылғалға төзімді 77 ГГц жүйелерін әзірлеу
• Шығындарды азайту үшін жергілікті жинау орындарын құру
• Үкімет-академиялық-өнеркәсіптік білім беру бағдарламаларын құру
• Жоғары әсер ететін аймақтардан бастап кезең-кезеңімен енгізу стратегияларын енгізу

Болашақта көкжиекте келесі қолданбалар қарастырылады:

• Апаттарды бағалауға арналған дронға негізделген радарлық желілер
• Автоматтандырылған көшкін анықтау жүйелері
• Артық балық аулаудың алдын алу үшін балық аулау аймағын ақылды бақылау
• Миллиметрлік толқын дәлдігімен жағалау эрозиясын бақылау

Тиісті инвестициялар мен саяси қолдаудың арқасында Допплер радар технологиясы Индонезияның цифрлық трансформациясының негізіне айналуы мүмкін, 17 000 аралдағы тұрақтылықты арттыра отырып, жергілікті жерде жаңа жоғары технологиялық жұмыс орындарын құруға мүмкіндік береді. Индонезия тәжірибесі дамыған зондтау технологияларының тиісті локализация стратегияларымен енгізілген кезде дамушы елдердің ерекше мәселелерін шешуге қалай бейімделетінін көрсетеді.

Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.

Email: info@hondetech.com

Компания веб-сайты:www.hondetechco.com

Тел: +86-15210548582