Utumiaji Vitendo na Uchambuzi wa Athari za Sensorer za Rada za Doppler nchini Indonesia

Maombi ya Ufanisi katika Uokoaji Wakati Maafa

Kama taifa kubwa zaidi la funguvisiwa duniani lililo kando ya Pasifiki, Indonesia inakabiliwa na vitisho vya mara kwa mara kutokana na matetemeko ya ardhi, tsunami na majanga mengine ya asili. Mbinu za kitamaduni za utafutaji na uokoaji mara nyingi hazifanyi kazi katika hali ngumu kama vile kuporomoka kamili kwa jengo, ambapo teknolojia ya kutambua athari ya rada inayotokana na athari ya Doppler hutoa suluhu za kiubunifu. Mnamo mwaka wa 2022, timu ya pamoja ya utafiti ya Taiwani na Indonesia ilitengeneza mfumo wa rada wenye uwezo wa kutambua kupumua kwa manusura kupitia kuta thabiti, ikiwakilisha uwezo wa kutambua maisha baada ya maafa.

Ubunifu mkuu wa teknolojia upo katika ujumuishaji wake wa rada ya Wimbi Linalorekebishwa Mara kwa Mara (FMCW) na kanuni za hali ya juu za usindikaji wa mawimbi. Mfumo huu hutumia mifuatano miwili ya kipimo cha usahihi ili kushinda mwingiliano wa ishara kutoka kwa vifusi: makadirio ya kwanza na kufidia upotoshaji unaosababishwa na vizuizi vikubwa, huku ya pili inalenga kugundua mienendo ya kifua kidogo (kawaida sm 0.5-1.5 amplitude) kutoka kwa kupumua hadi kubaini maeneo ya walionusurika. Vipimo vya maabara vinaonyesha uwezo wa mfumo wa kupenya kuta za zege nene za sentimita 40 na kugundua kupumua hadi mita 3.28 nyuma, kwa usahihi wa nafasi ndani ya ± 3.375 cm - kupita mbali vifaa vya kawaida vya kugundua maisha.

Ufanisi wa uendeshaji ulithibitishwa kupitia matukio ya uokoaji yaliyoiga. Ukiwa na watu wanne wa kujitolea waliowekwa nyuma ya kuta thabiti za unene tofauti, mfumo ulifanikiwa kutambua ishara zote za kupumua za watafitiwa, na kudumisha utendakazi unaotegemewa hata chini ya hali ngumu zaidi ya 40 cm. Mbinu hii isiyo ya mawasiliano huondoa hitaji la waokoaji kuingia katika maeneo hatari, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa hatari za pili za majeraha. Tofauti na mbinu za jadi za akustika, infrared au macho, rada ya Doppler hufanya kazi bila giza, moshi au kelele, kuwezesha operesheni ya 24/7 wakati wa dirisha muhimu la uokoaji la "saa 72".

Jedwali: Ulinganisho wa Utendaji wa Teknolojia za Kugundua Maisha Yanayopenya

Thamani ya kiubunifu ya mfumo inaenea zaidi ya maelezo ya kiufundi hadi katika utumiaji wake wa vitendo. Kifaa kizima kinajumuisha vipengele vitatu tu: moduli ya rada ya FMCW, kitengo cha kompyuta chambamba, na betri ya lithiamu ya 12V - vyote chini ya 10kg kwa kubebeka kwa kiendeshaji kimoja. Muundo huu mwepesi unafaa jiografia ya visiwa vya Indonesia na hali ya miundombinu iliyoharibika kikamilifu. Mipango ya kuunganisha teknolojia na drones na majukwaa ya roboti itapanua zaidi ufikiaji wake katika maeneo yasiyoweza kufikiwa.

Kwa mtazamo wa jamii, rada ya kupenya ya kutambua maisha inaweza kuongeza kwa kiasi kikubwa uwezo wa kukabiliana na maafa nchini Indonesia. Wakati wa tetemeko la ardhi-tsunami la 2018 la Palu, mbinu za kawaida hazikufaa katika vifusi vya saruji, na kusababisha hasara zinazoweza kuzuiwa. Usambazaji mkubwa wa teknolojia hii unaweza kuboresha viwango vya kuwatambua walionusurika kwa 30-50% katika majanga kama hayo, na hivyo kuokoa mamia au maelfu ya maisha. Kama ilivyosisitizwa na Profesa Aloyius Adya Pramudita wa Chuo Kikuu cha Telkom cha Indonesia, lengo kuu la teknolojia hiyo linapatana kikamilifu na mkakati wa kukabiliana na Wakala wa Kitaifa wa Kudhibiti Maafa (BNPB): "kupunguza upotezaji wa maisha na kuongeza kasi ya kupona."

Juhudi za kibiashara zinaendelea kikamilifu, huku watafiti wakishirikiana na washirika wa sekta hiyo kubadilisha mfano wa maabara kuwa vifaa vikali vya uokoaji. Kwa kuzingatia shughuli za mara kwa mara za mitetemo ya Indonesia (wastani wa mitetemeko 5,000+ kila mwaka), teknolojia inaweza kuwa vifaa vya kawaida kwa BNPB na mashirika ya maafa ya kikanda. Timu ya utafiti inakadiria ugavi wa usambazaji ndani ya miaka miwili, huku gharama za kitengo zikikadiriwa kupungua kutoka mfano wa sasa wa $15,000 hadi chini ya $5,000 kwa kiwango - kuifanya ipatikane kwa serikali za mitaa kote katika mikoa 34 ya Indonesia.

Maombi ya Usimamizi wa Usafiri Mahiri

Msongamano wa muda mrefu wa trafiki wa Jakarta (iliyoorodheshwa ya 7 mbaya zaidi ulimwenguni) umeendesha utumiaji wa ubunifu wa rada ya Doppler katika mifumo ya uchukuzi mahiri. Mpango wa jiji la “Smart City 4.0″ unajumuisha vihisi vya rada 800+ kwenye makutano muhimu, na kufanikiwa:

• Kupunguza kwa 30% kwa msongamano wa masaa ya kilele kupitia udhibiti wa mawimbi unaobadilika
• Uboreshaji wa 12% katika kasi ya wastani ya gari (kutoka 18 hadi 20.2 km/h)
• Kupungua kwa sekunde 45 kwa wastani wa muda wa kusubiri kwenye makutano ya majaribio

Mfumo huu unatumia utendakazi bora wa rada ya 24GHz Doppler katika mvua ya kitropiki (usahihi wa kutambua 99% dhidi ya 85% kwa kamera wakati wa mvua kubwa) ili kufuatilia kasi ya gari, msongamano na urefu wa foleni katika muda halisi. Ujumuishaji wa data na Kituo cha Usimamizi wa Trafiki cha Jakarta huwezesha marekebisho ya muda wa mawimbi kila baada ya dakika 2-5 kulingana na mtiririko halisi wa trafiki badala ya ratiba zisizobadilika.

Uchunguzi kifani: Uboreshaji wa Ukanda wa Barabara ya Gatot Subroto

• Vihisi 28 vya rada vilivyosakinishwa kwa urefu wa kilomita 4.3
• Mawimbi yanayojirekebisha yalipunguza muda wa kusafiri kutoka dakika 25 hadi 18
• Uzalishaji wa CO₂ ulipungua kwa tani 1.2 kila siku
• 35% ya ukiukaji mdogo wa trafiki umetambuliwa kupitia utekelezaji wa kiotomatiki

Ufuatiliaji wa Kihaidrolojia kwa Kuzuia Mafuriko

Mifumo ya tahadhari ya mapema ya mafuriko nchini Indonesia imeunganisha teknolojia ya rada ya Doppler katika mabonde 18 makubwa ya mito. Mradi wa bonde la Mto Ciliwung ni mfano wa maombi haya:

• Vituo 12 vya rada ya mtiririko hupima kasi ya uso kila baada ya dakika 5
• Imechanganywa na vitambuzi vya kiwango cha maji cha ultrasonic kwa hesabu ya kutokwa
• Data inayotumwa kupitia GSM/LoRaWAN hadi miundo kuu ya utabiri wa mafuriko
• Muda wa onyo umeongezwa kutoka saa 2 hadi 6 huko Greater Jakarta

Kipimo cha kutowasiliana cha rada kinathibitisha kuwa muhimu sana wakati wa hali ya mafuriko yaliyojaa uchafu ambapo mita za kawaida za mkondo hushindwa. Ufungaji kwenye madaraja huepuka hatari za ndani ya maji huku ukitoa ufuatiliaji unaoendelea usioathiriwa na mchanga.

Uhifadhi wa Misitu na Ulinzi wa Wanyamapori

Katika mfumo wa Ikolojia wa Leuser wa Sumatra (makazi ya mwisho ya orangutan wa Sumatran), rada ya Doppler inasaidia katika:

1. Ufuatiliaji wa Kupambana na Ujangili

• Rada ya 60GHz hutambua harakati za binadamu kupitia majani mazito
• Hutofautisha wawindaji haramu na wanyama kwa usahihi wa 92%.
• Inashughulikia radius ya 5km kwa kila kitengo (vs 500m kwa kamera za infrared)

2. Ufuatiliaji wa dari

• Rada ya mawimbi ya milimita hufuatilia mifumo ya kuyumba kwa miti
• Hubainisha shughuli haramu ya ukataji miti katika muda halisi
• Imepunguza ukataji miti bila idhini kwa 43% katika maeneo ya majaribio

Matumizi ya chini ya nguvu ya mfumo (15W/sensor) huruhusu utendakazi kwa kutumia nishati ya jua katika maeneo ya mbali, kusambaza arifa kupitia setilaiti wakati wa kutambua shughuli zinazotiliwa shaka.

Changamoto na Maelekezo ya Baadaye

Licha ya matokeo ya kuahidi, kuenea kwa kupitishwa kunakabiliwa na vikwazo kadhaa vya utekelezaji:

1. Mapungufu ya Kiufundi

• Unyevu mwingi (>80% RH) unaweza kupunguza mawimbi ya masafa ya juu
• Mazingira yenye minene ya mijini huleta mwingiliano wa njia nyingi
• Utaalam mdogo wa kiufundi wa ndani wa matengenezo

2. Mambo ya Kiuchumi

• Gharama za sasa za vitambuzi ($3,000-$8,000/uniti) hupinga bajeti za ndani
• Hesabu za ROI hazieleweki kwa manispaa zilizo na pesa taslimu
• Utegemezi wa wauzaji wa kigeni kwa vipengele vya msingi

3. Vikwazo vya Taasisi

• Kushiriki data kwa mashirika mbalimbali bado ni tatizo
• Ukosefu wa itifaki sanifu za kuunganisha data ya rada
• Ucheleweshaji wa udhibiti katika ugawaji wa wigo

Suluhisho zinazoibuka ni pamoja na:

• Kuendeleza mifumo ya 77GHz inayostahimili unyevu
• Kuanzisha vifaa vya mkutano wa ndani ili kupunguza gharama
• Kuunda programu za uhawilishaji maarifa za serikali na taaluma na tasnia
• Utekelezaji wa mikakati ya utoaji kwa awamu kwa kuanzia na maeneo yenye athari kubwa

Maombi yajayo kwenye upeo wa macho yanajumuisha:

• Mitandao ya rada inayotegemea ndege zisizo na rubani kwa tathmini ya maafa
• Mifumo otomatiki ya kugundua maporomoko ya ardhi
• Ufuatiliaji mahiri wa eneo la uvuvi ili kuzuia uvuvi kupita kiasi
• Ufuatiliaji wa mmomonyoko wa pwani kwa usahihi wa wimbi la milimita

Kwa uwekezaji ufaao na usaidizi wa sera, teknolojia ya rada ya Doppler inaweza kuwa msingi wa mabadiliko ya kidijitali ya Indonesia, ikiimarisha uthabiti katika visiwa vyake 17,000 huku ikiunda fursa mpya za ajira za teknolojia ya juu nchini. Uzoefu wa Kiindonesia unaonyesha jinsi teknolojia za hali ya juu za kutambua zinaweza kubadilishwa ili kushughulikia changamoto za kipekee za mataifa yanayoendelea zinapotekelezwa kwa mikakati ifaayo ya ujanibishaji.

Tafadhali wasiliana na Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Tovuti ya kampuni:www.hondetechco.com

Simu: +86-15210548582