Практични примени и анализа на влијанието на Доплеровите радарски сензори во Индонезија

Револуционерни апликации во спасувањето по катастрофи

Како најголема архипелашка нација во светот, сместена долж Тихоокеанскиот огнен прстен, Индонезија се соочува со постојани закани од земјотреси, цунами и други природни катастрофи. Традиционалните техники за пребарување и спасување честопати се покажуваат како неефикасни во сложени сценарија како што се целосно уривање на згради, каде што технологијата за радарско детектирање базирана на Доплеров ефект обезбедува иновативни решенија. Во 2022 година, заеднички тајванско-индонезиски истражувачки тим разви радарски систем способен да детектира дишење на преживеани низ бетонски ѕидови, што претставува квантен скок во можностите за детекција на живот по катастрофата.

Основната иновација на технологијата лежи во интеграцијата на радар со фреквентно модулиран континуиран бран (FMCW) со напредни алгоритми за обработка на сигнали. Системот користи две прецизни секвенци на мерење за да ги надмине пречките на сигналот од урнатините: првата проценува и компензира за нарушување предизвикано од големи пречки, додека втората се фокусира на откривање на суптилни движења на градите (обично амплитуда од 0,5-1,5 см) од дишењето до одредување на локациите на преживеаните. Лабораториските тестови ја покажуваат способноста на системот да пробива бетонски ѕидови со дебелина од 40 см и да детектира дишење до 3,28 метри зад себе, со точност на позиционирање во рамките на ±3,375 см - далеку надминувајќи ја конвенционалната опрема за откривање на живот.

Оперативната ефикасност беше потврдена преку симулирани сценарија за спасување. Со четири волонтери позиционирани зад бетонски ѕидови со различна дебелина, системот успешно ги детектира сите сигнали за дишење на испитаниците, одржувајќи сигурни перформанси дури и под најтешките услови на ѕид од 40 см. Овој пристап без контакт ја елиминира потребата спасувачите да влегуваат во опасни зони, значително намалувајќи ги ризиците од секундарни повреди. За разлика од традиционалните акустични, инфрацрвени или оптички методи, Доплеровиот радар работи независно од темнина, чад или бучава, овозможувајќи работа 24/7 за време на критичниот „златен 72-часовен“ прозорец за спасување.

Табела: Споредба на перформансите на технологиите за пенетрациско откривање на живот

Иновативната вредност на системот се протега подалеку од техничките спецификации, па сè до неговата практична распоредливост. Целиот уред се состои од само три компоненти: радарски модул FMCW, компактна компјутерска единица и литиумска батерија од 12V - сите под 10 кг за преносливост од еден оператор. Овој лесен дизајн совршено одговара на архипелашката географија на Индонезија и условите на оштетената инфраструктура. Плановите за интегрирање на технологијата со дронови и роботски платформи дополнително ќе го прошират нејзиниот дострел во недостапни области.

Од општествена перспектива, пенетративниот радар за откривање на живот би можел драматично да ги подобри капацитетите на Индонезија за одговор при катастрофи. За време на земјотресот и цунамито во Палу во 2018 година, конвенционалните методи се покажаа како неефикасни во бетонски урнатини, што резултираше со жртви што можеа да се спречат. Широкото распоредување на оваа технологија би можело да ги подобри стапките на откривање на преживеани за 30-50% во слични катастрофи, потенцијално спасувајќи стотици или илјадници животи. Како што нагласи професорот Алојус Адја Прамудита од Универзитетот Телком во Индонезија, крајната цел на технологијата совршено се совпаѓа со стратегијата за ублажување на Националната агенција за управување со катастрофи (BNPB): „намалување на загубите на животи и забрзување на закрепнувањето“.

Активно се во тек напори за комерцијализација, при што истражувачите соработуваат со индустриски партнери за да го трансформираат лабораторискиот прототип во робусна опрема за спасување. Со оглед на честата сеизмичка активност на Индонезија (во просек над 5.000 потреси годишно), технологијата би можела да стане стандардна опрема за BNPB и регионалните агенции за катастрофи. Истражувачкиот тим проценува дека распоредувањето на терен ќе се намали во рок од две години, при што единечните трошоци се предвидува да се намалат од сегашниот прототип од 15.000 долари на под 5.000 долари во голем обем - што ќе го направи достапен за локалните самоуправи низ 34-те провинции на Индонезија.

Апликации за паметно управување со транспорт

Хроничната сообраќајна метеж во Џакарта (рангирана на 7-мо место во светот) доведе до иновативни примени на Доплеровиот радар во интелигентните транспортни системи. Иницијативата на градот „Паметен град 4.0“ вклучува повеќе од 800 радарски сензори на критичните раскрсници, постигнувајќи:

• 30% намалување на застојот во шпицот преку адаптивна контрола на сигналот
• 12% подобрување на просечните брзини на возилата (од 18 на 20,2 км/ч)
• Намалување од 45 секунди на просечното време на чекање на пилот-крсниците

Системот користи супериорни перформанси на Доплеровиот радар од 24 GHz при тропски дожд (точност на детекција од 99% наспроти 85% за камерите за време на обилни дождови) за следење на брзината, густината и должината на редот на возилата во реално време. Интеграцијата на податоци со Центарот за управување со сообраќајот во Џакарта овозможува динамички прилагодувања на времето на сигналот на секои 2-5 минути врз основа на реалниот проток на сообраќај, наместо фиксни распореди.

Студија на случај: Подобрување на патниот коридор Гатот Суброто

• 28 радарски сензори инсталирани на дел од 4,3 км
• Адаптивните сигнали го намалија времето на патување од 25 на 18 минути
• Емисиите на CO₂ се намалија за 1,2 тони дневно
• 35% помалку сообраќајни прекршоци откриени преку автоматизирано спроведување

Хидролошки мониторинг за спречување на поплави

Системите за рано предупредување од поплави во Индонезија имаат интегрирана Доплеров радарска технологија низ 18 главни речни сливови. Проектот за сливот на реката Чиливунг е пример за оваа примена:

• 12 радарски станици за проток на потоци ја мерат површинската брзина на секои 5 минути
• Во комбинација со ултразвучни сензори за ниво на вода за пресметка на истекот
• Податоци пренесени преку GSM/LoRaWAN до централни модели за предвидување на поплави
• Рокот за предупредување е продолжен од 2 на 6 часа во Голема Џакарта

Бесконтактното мерење на радарот се покажува особено вредно за време на поплави со остатоци, каде што традиционалните мерачи на струја откажуваат. Инсталацијата на мостови ги избегнува опасностите во вода, а воедно обезбедува континуирано следење кое не е засегнато од седиментација.

Заштита на шумите и заштита на дивиот свет

Во екосистемот Лојзер на Суматра (последно живеалиште на суматранските орангутани), Доплеровиот радар помага во:

1. Надзор против криволов

• Радар од 60 GHz детектира човеково движење низ густо зеленило
• Ги разликува ловокрадците од животните со точност од 92%
• Опфаќа радиус од 5 км по единица (наспроти 500 м за инфрацрвени камери)

2. Мониторинг на крошна

• Милиметарски радар ги следи шемите на нишање на дрвјата
• Идентификува нелегална сеча во реално време
• Го намали неовластеното сечење дрвја за 43% во пилот-областите

Ниската потрошувачка на енергија на системот (15W/сензор) овозможува работа на сончева енергија на оддалечени локации, испраќајќи предупредувања преку сателит при откривање на сомнителни активности.

Предизвици и идни насоки

И покрај ветувачките резултати, широкото усвојување се соочува со неколку пречки за имплементација:

1. Технички ограничувања

• Високата влажност (>80% RH) може да ги ослабне сигналите со повисока фреквенција
• Густите урбани средини создаваат повеќекратни пречки
• Ограничена локална техничка експертиза за одржување

2. Економски фактори

• Тековните трошоци за сензори (3.000-8.000 долари/единица) претставуваат предизвик за локалните буџети.
• Пресметките на поврат на инвестицијата се нејасни за општините кои се во недостиг на пари
• Зависност од странски добавувачи за основни компоненти

3. Институционални пречки

• Споделувањето податоци меѓу агенциите останува проблематично
• Недостаток на стандардизирани протоколи за интеграција на радарски податоци
• Регулаторни одложувања во распределбата на спектарот

Новите решенија вклучуваат:

• Развивање на системи отпорни на влажност од 77 GHz
• Воспоставување локални простории за собирање за намалување на трошоците
• Создавање програми за трансфер на знаење помеѓу владата, академијата и индустријата
• Имплементирање стратегии за постепено воведување, почнувајќи од областите со големо влијание

Идните апликации на хоризонтот вклучуваат:

• Радарски мрежи базирани на дронови за проценка на катастрофи
• Автоматизирани системи за откривање на свлечишта
• Паметно следење на рибарските зони за да се спречи прекумерен риболов
• Следење на крајбрежната ерозија со точност од милиметарски бранови

Со соодветни инвестиции и политичка поддршка, технологијата на Доплеровиот радар би можела да стане камен-темелник на дигиталната трансформација на Индонезија, зголемувајќи ја отпорноста на нејзините 17.000 острови, а воедно создавајќи нови можности за вработување во областа на високата технологија на локално ниво. Индонезиското искуство покажува како напредните технологии за сензори можат да се прилагодат за да се справат со уникатните предизвици на земјите во развој кога се имплементирани со соодветни стратегии за локализација.

Ве молиме контактирајте ја Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Веб-страница на компанијата:www.hondetechco.com

Тел: +86-15210548582