Hagnýt notkun og áhrifagreining Doppler ratsjárskynjara í Indónesíu

Byltingarkennd notkun í björgunaraðgerðum

Indónesía, stærsta eyjaklasaþjóð heims, staðsett við Kyrrahafseldhringinn, stendur frammi fyrir stöðugri ógn af jarðskjálftum, flóðbylgjum og öðrum náttúruhamförum. Hefðbundnar leitar- og björgunaraðferðir reynast oft árangurslausar í flóknum aðstæðum eins og þegar byggingar hrynja algjörlega, þar sem ratsjárskynjunartækni byggð á Doppler-áhrifum býður upp á nýstárlegar lausnir. Árið 2022 þróaði sameiginlegt rannsóknarteymi frá Taívan og Indónesíu ratsjárkerfi sem getur greint öndun eftirlifenda í gegnum steypuveggi, sem er stórt stökk í getu til að greina líf eftir hamfarir.

Kjarnanýjung tækninnar liggur í samþættingu tíðnimótaðrar samfelldrar bylgju (FMCW) ratsjár við háþróaða merkjavinnslureiknirit. Kerfið notar tvær nákvæmar mæliraðir til að vinna bug á truflunum frá merkjum frá rústum: sú fyrri metur og bætir fyrir röskun af völdum stórra hindrana, en sú seinni einbeitir sér að því að greina lúmskar brjósthreyfingar (venjulega 0,5-1,5 cm sveifluvídd) frá öndun til að ákvarða staðsetningu eftirlifenda. Rannsóknarstofuprófanir sýna fram á getu kerfisins til að komast í gegnum 40 cm þykkar steinsteypuveggi og greina öndun allt að 3,28 metra fyrir aftan, með staðsetningarnákvæmni innan ±3,375 cm - sem er langt umfram hefðbundinn lífsgreiningarbúnað.

Virkni aðgerða var staðfest með hermdum björgunaraðstæðum. Með fjórum sjálfboðaliðum staðsettum á bak við steinsteypuveggi af mismunandi þykkt, greindi kerfið öndunarmerki allra þátttakenda í tilrauninni og viðhélt áreiðanlegri virkni jafnvel við erfiðustu 40 cm veggjaaðstæður. Þessi snertilausa aðferð útilokar þörfina fyrir björgunarmenn að fara inn á hættuleg svæði, sem dregur verulega úr hættu á aukaslysum. Ólíkt hefðbundnum hljóð-, innrauðum eða sjónrænum aðferðum starfar Doppler ratsjár óháð myrkri, reyk eða hávaða, sem gerir kleift að starfa allan sólarhringinn á mikilvægasta „gullna 72 klukkustunda“ björgunarglugganum.

Tafla: Samanburður á afköstum tækni til að greina líftíma í gegnumbrot

Nýstárlegt gildi kerfisins nær lengra en tæknilegar forskriftir til hagnýtrar notkunar þess. Allt tækið samanstendur af aðeins þremur íhlutum: FMCW ratsjáreiningu, nettri tölvueiningu og 12V litíum rafhlöðu – allt undir 10 kg fyrir flytjanleika eins notanda. Þessi léttvæga hönnun hentar fullkomlega eyjaklasasvæði Indónesíu og skemmdum innviðaaðstæðum. Áætlanir um að samþætta tæknina við dróna og vélmennapalla munu auka enn frekar útbreiðslu þess á óaðgengileg svæði.

Frá samfélagslegu sjónarhorni gæti ratsjártækni til að greina líf aukað viðbragðsgetu Indónesíu við náttúruhamförum til muna. Í jarðskjálftanum í Palu árið 2018 reyndust hefðbundnar aðferðir óhagkvæmar í steypuhræringum, sem leiddi til fyrirbyggjandi mannfalls. Víðtæk notkun þessarar tækni gæti aukið greiningarhlutfall þeirra sem lifa af um 30-50% í svipuðum hamförum og hugsanlega bjargað hundruðum eða þúsundum mannslífa. Eins og prófessor Aloyius Adya Pramudita við Telkom-háskólann í Indónesíu lagði áherslu á, er lokamarkmið tækninnar fullkomlega í samræmi við stefnu Landhelgisgæslunnar (BNPB) um aðgerðir gegn náttúruhamförum: „að draga úr manntjóni og flýta fyrir bata.“

Viðleitni til markaðssetningar er hafin og vísindamenn vinna með samstarfsaðilum í greininni að því að umbreyta frumgerð rannsóknarstofunnar í sterkan björgunarbúnað. Í ljósi tíðrar jarðskjálftavirkni í Indónesíu (með að meðaltali 5.000+ skjálfta á ári) gæti tæknin orðið staðalbúnaður fyrir BNPB og svæðisbundnar hamfarastofnanir. Rannsóknarteymið áætlar að vettvangsuppsetning muni fara fram innan tveggja ára og áætlað er að einingarkostnaður lækki úr núverandi frumgerð sem kostar 15.000 dollara niður í undir 5.000 dollara í stórum stíl – sem gerir hana aðgengilega fyrir sveitarfélög í 34 héruðum Indónesíu.

Snjallforrit fyrir flutningastjórnun

Langvarandi umferðarteppur í Jakarta (sem er í 7. sæti yfir verstu umferðarteppurnar á heimsvísu) hafa leitt til nýstárlegrar notkunar á Doppler-ratsjá í snjöllum samgöngukerfum. „Smart City 4.0“ verkefni borgarinnar felur í sér yfir 800 ratsjárskynjara á mikilvægum gatnamótum og skilar:

• 30% minnkun á umferðarteppu á háannatíma með aðlögunarhæfri merkjastýringu
• 12% aukning á meðalhraða ökutækja (úr 18 í 20,2 km/klst)
• 45 sekúndna lækkun á meðalbiðtíma við tilraunamót

Kerfið notar framúrskarandi afköst 24GHz Doppler ratsjár í hitabeltisrigningu (99% nákvæmni samanborið við 85% fyrir myndavélar í mikilli úrhelli) til að fylgjast með hraða ökutækja, þéttleika og lengd biðraða í rauntíma. Samþætting gagna við umferðarstjórnunarmiðstöð Jakarta gerir kleift að aðlaga merkjatíma á 2-5 mínútna fresti út frá raunverulegri umferðarflæði frekar en föstum tímaáætlunum.

Dæmisaga: Endurbætur á Gatot Subroto veginum

• 28 ratsjárskynjarar settir upp á 4,3 km löngum kafla
• Aðlögunarmerki styttu ferðatímann úr 25 í 18 mínútur
• CO₂ losun minnkaði um 1,2 tonn á dag
• 35% færri umferðarlagabrot uppgötvuð með sjálfvirkri löggæslu

Vatnsfræðileg eftirlit til að koma í veg fyrir flóð

Viðvörunarkerfi Indónesíu um flóð hafa samþætt Doppler-ratsjártækni í 18 helstu vatnasviðum. Verkefnið við vatnasvið Ciliwung-árinnar er gott dæmi um þessa notkun:

• 12 ratsjárstöðvar mæla yfirborðshraða á 5 mínútna fresti
• Í samsetningu við ómskoðunarskynjara fyrir vatnsborðsútreikninga
• Gögn send með GSM/LoRaWAN til miðlægra flóðaspárlíkana
• Viðvörunartími lengdur úr 2 í 6 klukkustundir á Stór-Jakarta

Snertilaus mæling ratsjárinnar reynist sérstaklega gagnleg við flóð þar sem mikið er af rusli og hefðbundnir straummælar bila. Uppsetning á brúm kemur í veg fyrir hættu í vatni og veitir stöðuga vöktun sem ekki verður fyrir áhrifum af setmyndun.

Skógarverndun og verndun dýralífs

Í vistkerfi Leuser á Súmötru (síðasta búsvæði orangútana á Súmötru) aðstoðar Doppler ratsjá við:

1. Eftirlit gegn veiðiþjófnaði

• 60GHz ratsjá greinir hreyfingar manna í gegnum þéttan laufskóg
• Greinir á milli veiðiþjófa og dýra með 92% nákvæmni
• Nær yfir 5 km radíus á hverja einingu (á móti 500 m fyrir innrauða myndavélar)

2. Eftirlit með tjaldhimni

• Millimetrabylgjuradsjá fylgist með sveiflumynstri trjáa
• Greinir ólöglega skógarhöggsstarfsemi í rauntíma
• Hefur dregið úr óheimilri skógarhöggi um 43% á tilraunasvæðum

Lítil orkunotkun kerfisins (15W/skynjari) gerir kleift að nota það með sólarorku á afskekktum stöðum og senda viðvaranir í gegnum gervihnött þegar grunsamleg athöfn greinist.

Áskoranir og framtíðarstefnur

Þrátt fyrir lofandi niðurstöður stendur útbreidd notkun frammi fyrir nokkrum hindrunum í framkvæmd:

1. Tæknilegar takmarkanir

• Mikill raki (>80% RH) getur dregið úr merkjum með hærri tíðni
• Þétt þéttbýli skapar truflanir á mörgum leiðum
• Takmörkuð staðbundin tæknileg þekking á viðhaldi

2. Efnahagslegir þættir

• Kostnaður við straumskynjara ($3.000-$8.000/eining) er áskorun fyrir sveitarfélög
• Útreikningar á arðsemi fjárfestingar óljósir fyrir sveitarfélög í fjárskorti
• Háð erlendum birgjum fyrir kjarnaíhluti

3. Stofnanalegar hindranir

• Gagnamiðlun milli stofnana er enn vandamál
• Skortur á stöðluðum samskiptareglum fyrir samþættingu ratsjárgagna
• Tafir á reglugerðum varðandi úthlutun tíðnisviðs

Meðal nýrra lausna eru:

• Þróun rakaþolinna 77GHz kerfa
• Að koma á fót staðbundnum samkomustöðvum til að lækka kostnað
• Að skapa þekkingarmiðlunaráætlanir milli stjórnvalda, háskólasamfélagsins og atvinnulífsins
• Innleiðing á stigvaxandi innleiðingaráætlunum, byrjað á svæðum sem hafa mikil áhrif

Framtíðarforrit í sjóndeildarhringnum fela í sér:

• Ratsjárnet með drónum til að meta hamfarir
• Sjálfvirk kerfi til að greina skriður
• Snjallt eftirlit með fiskveiðisvæðum til að koma í veg fyrir ofveiði
• Mælingar á strandrof með nákvæmni upp á millimetrabylgjur

Með viðeigandi fjárfestingum og stuðningi við stefnumótun gæti Doppler ratsjártækni orðið hornsteinn stafrænnar umbreytingar Indónesíu, aukið seiglu á 17.000 eyjum landsins og skapað ný hátæknistörf á staðnum. Reynslan í Indónesíu sýnir hvernig hægt er að aðlaga háþróaða skynjunartækni til að takast á við einstakar áskoranir þróunarlanda þegar hún er innleidd með viðeigandi staðbundnum aðferðum.

Vinsamlegast hafið samband við Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Vefsíða fyrirtækisins:www.hondetechco.com

Sími: +86-15210548582