کاربرد عملی دستگاه‌های صوتی از راه دور در وسایل نقلیه بدون سرنشین

با توسعه سریع فناوری وسایل نقلیه بدون سرنشین، سناریوهای کاربردی آن به طور مداوم در حال گسترش هستند و زمینه‌هایی را شامل می‌شوند که از بازرسی پارک‌های بسته تا حمل و نقل جاده‌ای باز، از نجات‌های اضطراری تا گشت‌های امنیتی را در بر می‌گیرند. با این حال، وسایل نقلیه بدون سرنشین فاقد قابلیت‌های ارتباطی و بازدارندگی لحظه‌ای رانندگان انسانی هستند و این امر باعث می‌شود در محیط‌های پیچیده مستعد خطرات ایمنی باشند. با تکیه بر مزایای اصلی خود در انتقال دقیق صوت و کنترل از راه دور انعطاف‌پذیر، دستگاه‌های صوتی دوربرد به یکی از تنظیمات کلیدی برای جبران این کاستی در وسایل نقلیه بدون سرنشین تبدیل شده‌اند و پشتیبانی قوی برای عملکرد ایمن وسایل نقلیه بدون سرنشین در سناریوهای مختلف فراهم می‌کنند.

الف. سناریوهای کاربردی دستگاه‌های صوتی دوربرد سازگار با وسایل نقلیه بدون سرنشین

سناریوهای کاربردی دستگاه‌های صوتی از راه دور روی وسایل نقلیه بدون سرنشین عمدتاً بر روی زمینه‌هایی متمرکز است که نیاز به ارتباط، هشدار و بازدارندگی دارند و سناریوهای اصلی زیر را شامل می‌شوند:

• سناریوهای بازرسی در پارک‌ها و کارخانه‌ها: هنگامی که وسایل نقلیه بدون سرنشین، وظایف بازرسی را در پارک‌های صنعتی، پارک‌های لجستیک و کارخانه‌های بزرگ انجام می‌دهند، نیاز دارند تا به افرادی که بدون مجوز وارد منطقه می‌شوند و خودروهایی که در تخلف از مقررات پارک شده‌اند، هشدار دهند. همچنین باید اطلاعیه‌های کاری و یادآوری‌های ایمنی را به کارکنان داخل پارک منتقل کنند.
• سناریوهای نجات اضطراری: پس از وقوع بلایایی مانند زلزله و سیل، هنگامی که وسایل نقلیه بدون سرنشین برای انجام مأموریت کاوش وارد مناطق محبوس‌شده می‌شوند، نیاز دارند تا از طریق صدا با افراد گرفتار تماس برقرار کنند تا محل و وضعیت جسمی آن‌ها را تأیید کنند و همزمان پیشرفت عملیات نجات و راهنمایی فرار را اعلام نمایند. در محل آتش‌سوزی جنگل، وسایل نقلیه بدون سرنشین می‌توانند از دستگاه‌های صوتی دوربرد برای انتشار هشدار آتش و اطلاعیه مسیر تخلیه به ساکنان یا کارکنان اطراف استفاده کنند.
• سناریوهای امنیتی و گشت مرزی: هنگامی که خودروهای امنیتی بدون سرنشین در مناطقی مانند فرودگاه‌ها، خطوط راه‌آهن و مناطق مرزی گشت می‌زنند، نیاز دارند تا با انتشار اطلاعات هشدار به صورت جهت‌دار، افراد مشکوک و اهداف نفوذ غیرمجاز را بازدارند. همزمان، باید وضعیت محل را به مرکز فرماندهی عقب‌دست منتقل کنند تا در تدوین برنامه‌های پاسخگویی کمک شود.

II. نیازهای اصلی مشتریان در سناریوهای وسایل نقلیه بدون سرنشین

در کاربرد وسایل نقلیه بدون سرنشین، نیازهای مشتریان نسبت به دستگاه‌های صوتی از راه دور حول سه محور اصلی "ایمنی، کارایی و دقت" می‌چرخد که به شرح زیر است:

• نیازهای ارتباط زمان واقعی: تجهیزات باید قادر به انتقال صوتی بلندمدت و شفاف باشند تا تبادل اطلاعات بین وسیله نقلیه بدون سرنشین و افراد اطراف بدون تأخیر و اعوجاج انجام شود. به‌ویژه در محیط‌های پرنویز (مانند مناطق ساخت‌وساز پارک‌ها و تقاطع‌های ترافیکی شهری)، سیگنال صوتی باید بتواند از سر و صدای محیطی عبور کند تا گیرنده بتواند اطلاعات را دقیقاً دریافت کند.
• نیازهای بازدارندگی دقیق: برای اهداف مشکوک یا رفتارهای خطرناک، تجهیزات باید قابلیت انتشار صدا به‌صورت جهت‌دار داشته باشند تا از انتشار صدا به مناطق نامرتبط جلوگیری شود. همچنین شدت صوت باید قابل تنظیم باشد تا بازدارندگی موثری ایجاد شود بدون آن‌که به افراد آسیب دائمی شنوایی وارد شود.
• نیازهای کنترل و هماهنگی از راه دور: این سیستم از طریق سیستم کنترل وسیله نقلیه بدون سرنشین یا پلتفرم فرماندهی عقب، امکان عملیات از راه دور را فراهم می‌کند که شامل تنظیم صدا، تغییر حالت کاری و پخش صداهای از پیش تعیین‌شده می‌شود. برای تنظیمات نیازی به نزدیک شدن دستی به وسیله نقلیه بدون سرنشین نیست. در عین حال، باید با تجهیزات حسگری وسیله نقلیه بدون سرنشین مانند رادار و دوربین‌ها هماهنگ شود. هنگامی که تجهیزات حسگری وضعیت غیرعادی را تشخیص می‌دهند، به‌صورت خودکار تجهیزات صوتی را فعال می‌کنند.
• نیازهای سازگاری با محیط: وسایل نقلیه بدون سرنشین عمدتاً در فضای باز کار می‌کنند، بنابراین تجهیزات باید بتوانند در برابر شرایط سخت محیطی مانند دمای بالا، دمای پایین، باران و گرد و غبار مقاومت کنند. این تجهیزات باید عملکرد پایداری را بدون خاموشی یا خطا در شرایط دمایی بین ۴۰- تا ۶۰+ درجه سانتی‌گراد، باران شدید (در سطح حفاظت IP65) و طوفان شن و ماسه تضمین کنند.

III. ویژگی‌های اصلی دستگاه‌های صوتی از راه دور سازگار با وسایل نقلیه بدون سرنشین

برای پاسخگویی به نیازهای سناریوهای وسیله نقلیه بدون سرنشین، دستگاه‌های صوتی از راه دور باید دارای ویژگی‌های هدفمند زیر باشند:

• طراحی کوچک و سبک: اندازه تجهیزات باید متناسب با فضای نصب در وسیله نقلیه بدون سرنشین باشد و قابلیت تعبیه بر روی سقف، کناره بدنه و سایر موقعیت‌ها در وسیله نقلیه بدون سرنشین را داشته باشد. وزن آن باید تا حداکثر ۳ کیلوگرم کنترل شود تا از افزایش بار وسیله نقلیه جلوگیری شود و تأثیر منفی بر عمر باتری و پایداری حرکت آن وارد نشود. همچنین، ساختار ماژولاری به کار گرفته شود تا اتصال مکانیکی، جداسازی و نگهداری آن با وسیله نقلیه بدون سرنشین تسهیل گردد.
• تغییر انعطاف‌پذیر بین دستگاه‌های جهت‌دار و تمام‌جهته: این سیستم امکان تغییر بین دستگاه‌های جهت‌دار (با زاویه پوشش صوتی 30 درجه) و دستگاه‌های تمام‌جهته (پوشش صوتی 360 درجه) را فراهم می‌کند. دستگاه‌های جهت‌دار برای هشدار یا بازدارندگی دقیق از اهداف خاص استفاده می‌شوند و حالت دستگاه تمام‌جهته برای انتشار اطلاعات عمومی در سطح وسیعی از محیط اطراف به کار می‌رود. تغییر بین این دو دستگاه را می‌توان از طریق دستورات دورافتاده به سرعت انجام داد و زمان پاسخ‌دهی در سطح میلی‌ثانیه کنترل می‌شود.
• باند فرکانس وسیع و خروجی سطح فشار صوتی بالا: این دستگاه باند فرکانس حساس برای گوش انسان در محدوده 200 هرتز تا 20000 هرتز را پوشش می‌دهد تا سیگنال صوتی به وضوح قابل تشخیص باشد. سطح فشار صوتی خروجی می‌تواند به 130 تا 150 دسی‌بل برسد و مسافت انتقال مؤثر در محیط بدون مانع کمتر از 800 متر نباشد، که نیازهای ارتباطی و بازدارندگی وسایل نقلیه بدون سرنشین در سناریوهای میانی و بلندمدت را برآورده می‌کند.
• سازگاری با چندین منبع تغذیه و مصرف انرژی کم: این دستگاه امکان اتصال به سیستم برقی داخلی وسیله نقلیه بدون سرنشین را دارد و همزمان دارای باتری لیتیومی پشتیبان داخلی است. در صورت قطع برق اصلی، باتری پشتیبان می‌تواند عملکرد مداوم تجهیزات را برای بیش از 4 ساعت حفظ کند. در حالت آماده‌باش، مصرف انرژی تجهیزات کمتر از 5 وات است که تأثیر آن بر عمر باتری وسیله نقلیه بدون سرنشین را کاهش می‌دهد.
• حفاظت IP65 و توانایی ضد تداخل: پوسته طراحی مقاوم در برابر آب و گرد و غبار دارد که با استاندارد حفاظت IP65 سازگار است و می‌تواند در شرایط باران سنگین و هوای پر از گرد و غبار به طور عادی کار کند. مدار داخلی دارای قابلیت ضد تداخل الکترومغناطیسی است تا تحت تأثیر سیگنال‌های الکترومغناطیسی تولید شده توسط رادار، تجهیزات ارتباطی و سایر اجزای وسیله نقلیه بدون سرنشین قرار نگیرد و انتقال صدا به صورت پایدار انجام شود.

چهارم. راه‌حل‌های یکپارچه‌سازی دستگاه‌های صوتی از راه دور با سایر تجهیزات

در سیستم وسیله نقلیه بدون سرنشین، دستگاه‌های صوتی از راه دور به صورت مستقل کار نمی‌کنند، بلکه با انواع تجهیزات یکپارچه شده و یک سیستم هماهنگ را تشکیل می‌دهند. راه‌حل‌های متداول یکپارچه‌سازی شامل موارد زیر است:

• ادغام با تجهیزات سنجش: این سیستم به رادار لیزری، رادار موج میلی‌متری، دوربین با وضوح بالا و تصویربردار حرارتی مادون قرمز وسیله نقلیه بدون سرنشین متصل است. هنگامی که رادار یا دوربین، عابرین پیاده و موانع جلوی خودرو را تشخیص دهند یا رویدادهای غیرعادی مانند «ورود افراد به منطقه ممنوعه» و «حرکت معکوس وسیله نقلیه» را شناسایی کنند، به‌طور خودکار سیگنال فعال‌سازی به دستگاه صوتی از راه دور ارسال می‌کند. دستگاه بسته به نوع رویداد، پیام صوتی مربوطه را به‌صورت خودکار پخش می‌کند (مانند «در جلوی شما عابر پیاده وجود دارد، لطفاً توجه کنید و سرعت خود را کاهش دهید» و «این یک منطقه ممنوعه است، لطفاً فوراً از آن خارج شوید»). همزمان، اطلاعات غیرعادی به مرکز فرماندهی پس‌زمینه ارسال می‌شود.
• ادغام با تجهیزات ارتباطی: این دستگاه به ماژول ارتباطی 4G/5G یا ماژول ارتباط ماهواره‌ای وسیله نقلیه بدون سرنشین متصل می‌شود تا کنترل از راه دور بسیار طولانی را ممکن سازد. هنگامی که وسیله نقلیه بدون سرنشین در مناطق دورافتاده بدون سیگنال شبکه عمومی (مانند مرزها و مناطق کوهستانی) در حال انجام مأموریت است، پرسنل فرماندهی در پشتیبانی می‌توانند از طریق ارتباط ماهواره‌ای دستورالعمل‌ها را به دستگاه صوتی ارسال کنند تا پارامترهای صوتی را تنظیم یا حالت کاری را تغییر دهند. در عین حال، این دستگاه قادر است وضعیت کاری خود (مانند سطح باتری، شدت صدا و اطلاعات خطا) را به‌صورت زنده به پلتفرم فرماندهی ارسال کند تا نظارت از راه دور تسهیل شود.
• ادغام با تجهیزات چراغ هشدار: این سیستم با چراغ هشدار LED و چراغ استروب وسیله نقلیه بدون سرنشین پیوند خورده و ایجاد اثر هشدار «هماهنگی صوتی و نوری» می‌کند. هنگامی که دستگاه صوتی حالت هشدار را آغاز می‌کند، چراغ هشدار به‌صورت همزمان روشن می‌شود. این امر از طریق تحریک دوگانه بینایی و شنوایی، اثر یادآوری برای افراد اطراف را تقویت می‌کند. به عنوان مثال، هنگامی که وسیله نقلیه بدون سرنشین دور می‌زند، «چراغ راهنما + پیام صوتی» به‌صورت همزمان فعال می‌شوند و این امر درک نیات حرکتی وسیله نقلیه بدون سرنشین را برای عابران پیاده آسان‌تر می‌کند.
• ادغام با تجهیزات موقعیت‌یابی و ناوبری: همراه با سیستم موقعیت‌یابی GPS/بیدو در وسیله نقلیه خودران، زمانی که وسیله نقلیه خودران وارد یک محدوده از پیش تعیین‌شده می‌شود (مانند اطراف مدارس و بیمارستان‌ها)، دستگاه صوتی به‌طور خودکار به «حالت صدای کم» سوئیچ می‌کند تا از تداخل صداهای بلند در مناطق حساس جلوگیری شود. هنگامی که وسیله نقلیه خودران از مسیر برنامه‌ریزی‌شده منحرف شده و وارد یک محدوده خطرناک می‌شود (مانند بخش‌های در حال ساخت یا مناطق دارای تجمع آب)، دستگاه به‌طور خودکار یک صدای هشدار پخش می‌کند تا افراد اطراف را به دور شدن تشویق کند و همزمان یک هشدار ناهنجاری موقعیت به مرکز فرماندهی ارسال می‌کند.

V. مزایای اصلی ترکیب دستگاه‌های صوتی از راه دور و وسایل نقلیه خودران

در مقایسه با عملیات دستی سنتی یا دستگاه‌های صوتی مستقل، ترکیب دستگاه‌های صوتی از راه دور و وسایل نقلیه خودران می‌تواند در بسیاری از جنبه‌ها دارای مزیت باشد:

• بهبود ایمنی و قابلیت اطمینان: دیگر نیازی به رویکرد دستی به سناریوهای خطرناک (مانند محل‌های بلایا و مناطق درگیر مرزی) برای انجام وظایف ارتباطی و بازدارندگی نیست، که این امر خطر آسیب‌دیدگی افراد را کاهش می‌دهد. همزمان، ارتباط بین دستگاه و سیستم حسگری وسیله نقلیه بدون سرنشین می‌تواند به سرعت به شرایط غیرعادی پاسخ دهد و از حوادث ایمنی ناشی از تأخیر در واکنش دستی جلوگیری کند. به عنوان مثال، در محل آتش‌سوزی، وسیله نقلیه بدون سرنشین دستگاه صوتی را حمل کرده و به لبه منطقه آتش‌سوزی وارد می‌شود و مأموران فرماندهی از طریق این دستگاه از منطقه ایمن با افراد گرفتار ارتباط برقرار می‌کنند، بدون آنکه آتش‌نشانان مجبور باشند خود را به خطر بیندازند و به عمق آتش وارد شوند.
• گسترش محدوده عملیات و بهره‌وری: وسایل نقلیه بدون سرنشین می‌توانند مدت زمان طولانی‌ای به صورت مداوم حرکت کنند (با عمر باتری 8 تا 12 ساعت). این وسایل در ترکیب با دستگاه‌های صوتی از راه دور، قادر به پوشش مناطق وسیع‌تری برای انجام وظایف هستند. در مقایسه با گشت‌های پیاده دستی یا دستگاه‌های صوتی ثابت، کارایی عملیاتی 3 تا 5 برابر افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، در یک پارک صنعتی 50 کیلومتر مربعی، وسیله نقلیه بدون سرنشین در ترکیب با دستگاه صوتی می‌تواند بازرسی کامل منطقه و تحویل اطلاعیه‌های ایمنی را در عرض 4 ساعت به پایان برساند، در حالی که بازرسی دستی به 2 تا 3 روز زمان نیاز دارد.
• کاهش هزینه‌های عملیاتی: این روش وابستگی به نیروی کار را کاهش می‌دهد. یک وسیله نقلیه بدون سرنشین می‌تواند حجم کار ۲ تا ۳ نفر بازرس را جایگزین کند و عملیات بلندمدت می‌تواند به‌طور قابل توجهی هزینه‌های نیروی کار را کاهش دهد. در عین حال، طراحی ماژولار و ویژگی کم‌مصرف بودن دستگاه صوتی از راه دور، منجر به هزینه‌های پایین نگهداری و عمر طولانی (تا بیش از ۵ سال در شرایط استفاده عادی) می‌شود که این امر به‌طور بیشتری هزینه‌های کلی عملیات را کاهش می‌دهد.
• دستیابی به مدیریت دقیق و هوشمند: از طریق اتصال به سیستم کنترل و پلتفرم فرماندهی وسیله نقلیه بدون سرنشین، داده‌های کارکرد دستگاه صوتی (مانند زمان استفاده، تعداد فعال‌سازی‌ها و محدوده پوشش) قابل تحلیل آماری هستند تا در بهینه‌سازی مسیر بازرسی و برنامه‌ریزی وظایف وسیله نقلیه بدون سرنشین کمک کنند. به عنوان مثال، با توجه به تجزیه و تحلیل داده‌ها مشخص می‌شود که رویداد «ورود غیرمجاز افراد به منطقه» در یک محل خاص به طور مکرر رخ می‌دهد. در این صورت، می‌توان فرکانس گشت وسیله نقلیه بدون سرنشین در این منطقه را تنظیم کرد و محتوای صوتی هشدار دستگاه صوتی را بهینه نمود تا اثر هشدار افزایش یابد.

VI. موارد کاربرد دستگاه‌های صوتی از راه دور بر روی وسایل نقلیه بدون سرنشین

مورد: کاربرد عملی وسایل نقلیه بدون سرنشین در امداد و نجات و دستگاه‌های صوتی از راه دور

در یک عملیات نجات در زلزله کوهستانی، تیم نجات از ۳ وسیله نقلیه بدون سرنشین اضطراری استفاده کرد. این وسایل نقلیه بدون سرنشین مجهز به دستگاه‌های صوتی از راه دور، تصویربرداری حرارتی مادون قرمز و ماژول‌های ارتباطی ماهواره‌ای بودند و به منطقه حادثه‌دیده که راه‌های آن قطع شده بود، وارد شدند. هنگامی که وسایل نقلیه بدون سرنشین در اطراف ویرانه‌ها حرکت می‌کردند، دستگاه تصویربرداری حرارتی مادون قرمز، نشانه‌هایی از حیات را در زیر آوار تشخیص داد. بلافاصله دستگاه صوتی فعال شد و پیام «لطفاً آرام باشید، کارکنان نجات در حال نزدیک شدن هستند، لطفاً با ایجاد صدا، موقعیت خود را مشخص کنید» به این منطقه پخش شد. همزمان، کارکنان نجات از طریق ارتباط ماهواره‌ای به صورت راه‌دور حجم صدا را تنظیم کردند تا اطمینان حاصل شود که صدا به پایین‌ترین قسمت‌های آوار منتقل شود بدون اینکه به دلیل حجم بالای صدا به افراد آسیبی برسد. هنگامی که افراد گرفتار با کوبیدن لوله فلزی پاسخ دادند، میکروفن وسیله نقلیه بدون سرنشین سیگنال صوتی را جمع‌آوری کرد و با ترکیب آن با عملکرد جهت‌یابی دستگاه صوتی، در تعیین دقیق موقعیت افراد گرفتار کمک کرد و راهنمایی دقیقی برای عملیات بعدی نجات فراهم نمود. در این عملیات نجات، ترکیب دستگاه صوتی از راه دور و وسیله نقلیه بدون سرنشین به تیم نجات کمک کرد تا در عرض ۲ ساعت ۳ نفر گرفتار را پیدا کند که این امر کارایی عملیات را در مقایسه با روش سنتی جستجوی دستی به‌طور چشمگیری افزایش داد و همزمان از خطر ورود کارکنان نجات به منطقه آوارهای ناپایدار جلوگیری کرد.