آیا فناوری صوتی می‌تواند خطر پرندگان در فرودگاه‌ها را برطرف کند؟

برخوردهای پرندگان با هواپیما در فرودگاه‌ها خطر بزرگ و پنهانی است که ایمنی هوایی را تهدید می‌کند. برخورد بین پرندگان و هواپیماها (که به آن «برخورد پرنده» می‌گویند) ممکن است منجر به خرابی موتور، آسیب به سازه هواپیما و حتی پیامدهای جدی مانند تأخیر در پروازها و فرود اضطراری شود. روش‌های سنتی پیشگیری از برخورد پرنده در فرودگاه‌ها (مانند دفع دستی پرندگان، تورهای پرنده‌گیر و دفع‌کننده‌های شیمیایی) دارای محدودیت‌هایی از جمله پوشش محدود، آلودگی اکولوژیک بالقوه و اثربخشی ضعیف در بلندمدت هستند. با توسعه فناوری صوتی، راه‌حل‌های پیشگیری متمرکز بر دستگاه‌های صوتی جهت‌دار/همه‌جانبه به دلیل مزایای زیست‌محیطی، کارایی بالا و پایداری، بخشی کلیدی از سیستم پیشگیری از برخورد پرنده در فرودگاه‌ها شده‌اند و راهی عملی برای حل این مشکل فراهم کرده‌اند.

الف. نقاط اصلی دردناک برخورد پرندگان با هواپیما و محدودیت‌های روش‌های سنتی پیشگیری

به عنوان فضاهای باز، فرودگاه‌ها اغلب در مجاورت زیستگاه‌های پرندگان مانند تالاب‌ها، زمین‌های کشاورزی و رودخانه‌ها قرار دارند و این امر باعث جذب پرندگان برای استراحت و یافتن غذا می‌شود و بنابراین همواره تهدید برخورد با پرندگان را به وجود می‌آورد. نقاط ضعف اصلی و محدودیت‌های روش‌های سنتی پیشگیری عمدتاً در سه جنبه نمایان می‌شود:

• پوشش ناکافی و انعطاف‌پذیری محدود: روش‌های دفع دستی پرندگان نیازمند گشت‌های مداوم کارکنان است که پوشش تمام منطقه فرودگاه (به ویژه مناطق دورافتاده مانند انتهای باندها و لبه‌های توقفگاه هواپیماها) را دشوار می‌سازد. تجهیزات ثابت مانند تورهای پرنده‌گیر و ترسانه‌ها تنها در مناطق محلی مؤثر هستند و اثر پیشگیری آنها در مقابل رفتار جستجوی غذای متحرک پرندگان محدود است.
• ریسک‌های زیست‌محیطی و اکولوژیکی: هرچند که دفع‌کننده‌های شیمیایی پرندگان می‌توانند در کوتاه‌مدت پرندگان را دفع کنند، اما ممکن است باعث آلودگی خاک و منابع آبی، آسیب به محیط اکولوژیک اطراف فرودگاه (مانند حشرات و پستانداران کوچک) شوند و همچنین خطر باقی‌مانده مواد شیمیایی که ممکن است به قطعات هواپیما آسیب برساند وجود دارد که با نیازهای ساخت فرودگاه سبز سازگار نیست.
• سازگاری ضعیف در بلندمدت: صداهای روش‌های سنتی (مانند بمب‌های آتش‌بازی و توپ گازی) تکراری و ثابت هستند که باعث می‌شود پرندگان به آنها عادت کنند. هرچند در کوتاه‌مدت مؤثر هستند، اما اثر دفع پرندگان در طول زمان به‌طور مداوم کاهش می‌یابد. تعویض مکرر روش‌ها هزینه‌های پیشگیری و دشواری‌های مدیریتی را افزایش می‌دهد.

II. اصول اساسی فناوری صوتی برای پیشگیری از برخورد پرندگان با هواپیما در فرودگاه

با شبیه‌سازی صداهای شکارچیان طبیعی و امواج صوتی با فرکانس خاص، فناوری صوتی با استفاده از ویژگی‌های فیزیولوژیکی و رفتاری پرندگان، دفع پرنده را محقق می‌سازد. اصول اصلی آن بر دو نکته استوار است:

• شبیه‌سازی صداهای شکارچی برای ایجاد اجتناب غریزی: اکثر پرندگان شکارچیان طبیعی مشخصی دارند (مانند پرندگان جنگلی و مارها). دستگاه‌های صوتی می‌توانند به‌طور دقیق صداهای معمول این شکارچیان را (مانند فریادهای دور زدن عقاب و فریادهای شب‌نشینی جغدها) بازتولید کنند. از طریق انتقال جهت‌دار یا تمام‌جانبه، پرندگان سیگنال‌های خطر را دریافت می‌کنند، رفتار اجتناب غریزی را آغاز می‌کنند و به‌صورت فعال از منطقه فرودگاه دوری می‌کنند. این صداها از نظر صوتی تحلیل و بهینه‌سازی می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که همخوانی بالایی با صداهای طبیعی دارند و از انحراف در تشخیص توسط پرندگان جلوگیری شود.
• امواج صوتی با فرکانس خاص برای ایجاد ناراحتی فیزیکی: محدوده شنوایی پرندگان (100 هرتز تا 10 کیلوهرتز) با انسان متفاوت است. دستگاه‌های صوتی می‌توانند امواج صوتی با فرکانس خاصی (مانند صداهای با فرکانس بالا در محدوده 2 تا 5 کیلوهرتز) تولید کنند که برای پرندگان حساس است اما برای انسان به سختی قابل ادراک است. این امواج صوتی آسیب دائمی به پرندگان وارد نمی‌کنند، اما می‌توانند باعث ناراحتی فیزیکی (مانند بی‌قراری و نگرانی) شوند و پرندگان را به ترک منطقه تحت پوشش موج صوتی ترغیب کنند. در عین حال، شدت این امواج صوتی می‌تواند دقیقاً در محدوده ایمن کنترل شود و الزامات حفاظت از حیوانات و محیط زیست اکولوژیکی را رعایت کند.

III. ویژگی‌های اصلی دستگاه‌های صوتی سازگار با سناریوهای فرودگاهی

برای پاسخگویی به نیازهای پیشگیری از برخورد با پرندگان در محیط‌های فرودگاهی با مقیاس بزرگ و پیچیده، دستگاه‌های صوتی مورد استفاده در فرودگاه‌ها باید دارای ویژگی‌های هدفمند زیر باشند:

• تغییر انعطاف‌پذیر بین حالت‌های جهتی و تمام‌جهته: پشتیبانی از حالت جهتی (زاویه پوشش صوتی 30 درجه) و حالت تمام‌جهته (پوشش 360 درجه). حالت جهتی می‌تواند برای دفع دقیق پرندگان در مناطق کلیدی (مانند باندهای پرواز و مسیرهای تاکسی) استفاده شود تا از گسترش صدا و تأثیر آن بر مناطق مسکونی اطراف فرودگاه جلوگیری شود. حالت تمام‌جهته نیز می‌تواند برای پوشش گسترده در مناطق باز مانند باند‌ها و لبه‌های فرودگاه به کار رود تا اطمینان حاصل شود هیچ نقطه کوری در پیشگیری وجود ندارد. دو حالت قابلیت تغییر سریع از طریق کنترل از راه دور را دارند تا با ویژگی‌های فعالیت پرندگان در زمان‌های مختلف سازگار شوند.
• محدوده فرکانسی گسترده و تنوع صوتی: دستگاه‌ها محدوده فرکانسی حساس پرندگان 250 هرتز تا 7 کیلوهرتز را پوشش می‌دهند و دارای کتابخانه‌های متعدد صوتی داخلی (شامل بیش از 20 نوع صدای شکارچیان و بیش از 5 نوع موج صوتی با فرکانس خاص) هستند. این دستگاه‌ها امکان تغییر نوع صدا را بر اساس فصل و گونه‌های پرنده فراهم می‌کنند (برای مثال، در بهار افزایش صدای پرندگان شکارچی برای پرندگان مهاجر و در تابستان افزایش صدای مارها برای پرندگان آبزی)، که از سازگاری پرندگان جلوگیری کرده و اثرات بلندمدت دفع پرندگان را تضمین می‌کند.
• حفاظت بالا و سازگاری با محیط: محیط فرودگاه شامل شرایط پیچیده‌ای مانند باد، باران، دمای بالا، دمای پایین و گرد و غبار است. دستگاه‌های صوتی باید از رده حفاظت IP66 پیروی کنند و پوسته‌های آن‌ها باید بتوانند در برابر شسته شدن توسط باران شدید و نفوذ گرد و غبار مقاومت کنند. هم‌زمان قادر به کار در محدوده دمایی 40- درجه سانتی‌گراد تا 60+ درجه سانتی‌گراد هستند و عملکرد پایداری را بدون خاموشی در شرایط آب و هوایی شدید (مانند تابش تابستانی و یخبندان و برف زمستانی) تضمین می‌کنند.
• کنترل از راه دور و ارتباط هوشمند: پشتیبانی از عملیات از راه دور از طریق مرکز نظارت فرودگاه، شامل تغییر نوع صدا، تنظیم بلندی صدا و تنظیم حالت کاری، بدون نیاز به حضور کارکنان در محل، که باعث بهبود کارایی مدیریت می‌شود. همزمان می‌توان آنها را با سیستم‌های نظارت پرندگان فرودگاه (مانند دوربین‌ها و رادارها) پیوند داد. هنگامی که سیستم نظارتی تجمع پرندگان را تشخیص دهد، به‌صورت خودکار دستگاه‌های صوتی را فعال می‌کند و پاسخ یکپارچه «نظارت – دفع پرنده» را محقق می‌سازد و دخالت دستی را کاهش می‌دهد.

چهارم. سناریوهای کاربرد خاص و روش‌های فناوری صوتی در فرودگاه‌ها

کاربرد فناوری صوتی تمامی منطقه فرودگاه را شامل می‌شود و بسته به ویژگی‌های هر سناریو، روش‌های استقرار و استفاده متفاوتی اتخاذ می‌گردد:

• مساحت‌های باند پرواز و مسیر تاکسی: دستگاه‌های صوتی جهت‌دار نصب شده‌اند که هر ۵۰۰ متر یک دستگاه در دو طرف باند پرواز و رو به سمت داخل باند قرار دارد تا از پوشش صدا بر روی سطح باند و محدوده ۵۰ متری دو طرف آن اطمینان حاصل شود. در دوره‌های پرواز و فرود هواپیما، دستگاه‌ها به‌صورت خودکار به حالت موج صوتی با فرکانس بالا تغییر می‌کنند تا صداهای حیوانات شکارچی موجب تشوش خلبانان نشوند. در فواصل بین پروازها، دستگاه‌ها به حالت صدای حیوانات شکارچی تغییر می‌کنند تا پرندگانی که روی باند پرواز حضور دارند را دفع کنند و از حضور پرندگان روی باند جلوگیری شود.
• زمین‌های باند و مناطق نگهداری: از دستگاه‌های صوتی همه‌جانبه استفاده می‌شود که بر روی تیرهای چراغ‌های خیابانی در اطراف زمین باند و بالای ساختمان‌ها نصب شده‌اند و شعاع پوشش صوتی آن‌ها ۱۰۰ تا ۲۰۰ متر است. این دستگاه‌ها به‌صورت مداوم صدای شکارچیان با شدت پایین را پخش می‌کنند تا از اسکان و لانه‌سازی پرندگان در اطراف هواپیما جلوگیری کنند و از آلودگی سطح هواپیما یا ورود مدفوع پرندگان به داخل موتور جلوگیری نمایند. در عین حال، حجم صدای دستگاه‌ها کمتر از ۶۰ دسی‌بل کنترل می‌شود تا بر ارتباط طبیعی کارکنان زمینی تأثیری نگذارد.
• لبه‌های فرودگاه و مناطق اطراف: در مناطق حاشیه‌ای که فرودگاه با زمین‌های مرطوب و کشاورزی همسایه است، دستگاه‌های صوتی جهت‌دار نصب شده‌اند که صدا را به سمت خارج از فرودگاه هدایت می‌کنند. این دستگاه‌ها صدای شکارچیان را شبیه‌سازی می‌کنند و یک «کمربند محافظتی» ایجاد می‌کنند تا از ورود پرندگان به فرودگاه از زیستگاه‌های خارجی جلوگیری شود. برای مناطق تغذیه پرندگان در داخل فرودگاه مانند قابلات آبی و چراگاه‌ها، دستگاه‌های کوچک غیرجهت‌دار نصب شده‌اند که از طریق امواج صوتی با فرکانس خاصی، پرندگان تغذیه‌کننده را دفع می‌کنند و جذابیت منابع غذایی برای پرندگان را کاهش می‌دهند.

پنج. اثرات عملی و مزایای فناوری صوتی در پیشگیری از برخورد پرندگان با هواپیما در فرودگاه‌ها

در مقایسه با روش‌های سنتی پیشگیری، فناوری صوتی در پیشگیری از برخورد پرندگان با هواپیما در فرودگاه‌ها مزایای قابل توجهی نشان می‌دهد و اثرات کاربردی آن در سه جنبه منعکس می‌شود:

• بهبود کارایی در پیشگیری: پس از اینکه یک فرودگاه از دستگاه‌های صوتی استفاده کرد، تعداد توقف‌های پرندگان در محدوده باند فرود از میانگین ۱۵ بار در روز به کمتر از ۲ بار در روز کاهش یافت و تعداد حوادث برخورد با پرندگان نسبت به سال قبل ۷۰٪ کاهش داشت. سطح پوشش هر دستگاه تا ۱۰۰۰۰ متر مربع است و کارایی آن ۱۰ برابر روش‌های دستی طرد پرندگان است که بار کاری کارکنان را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
• حفاظت از محیط زیست و اکوسیستم: فناوری صوتی هیچ گونه آلودگی شیمیایی یا آسیب فیزیکی ایجاد نمی‌کند و تأثیر منفی بر جمعیت پرندگان و محیط زیست اطراف فرودگاه ندارد. این فناوری از سوی سازمان‌های محلی حفاظت از محیط زیست و سازمان‌های حمایت از حقوق حیوانات مورد تأیید قرار گرفته و با استانداردهای ساخت فرودگاه سبز سازگار است. همچنین، این روش از هزینه‌های خرید و دفع عوامل شیمیایی سنتی جلوگیری می‌کند و هزینه‌های عملیاتی بلندمدت را کاهش می‌دهد.
• پایداری بلندمدت: با به‌روزرسانی منظم کتابخانه صوتی و تنظیم حالت کاری بر اساس فصول سال، مشکل سازگاری پرندگان به‌طور مؤثری حل شده است. دستگاه‌ها می‌توانند بیش از ۲ سال به‌صورت مداوم استفاده شوند و اثر دفع پرندگان بدون نیاز به تعویض مکرر روش‌های پیشگیری، پایدار باقی بماند. در مقایسه با راهکارهای سنتی، هزینه‌های مدیریت تا ۴۰٪ کاهش یافته است.

ششم. کاربرد همکارانه فناوری صوتی با سایر روش‌های پیشگیری از برخورد پرندگان در فرودگاه

فناوری صوتی به تنهایی استفاده نمی‌شود، بلکه همراه با سایر روش‌ها تشکیل یک سیستم همکارانه می‌دهد تا اثربخشی پیشگیری بیشتر افزایش یابد:

• ارتباط با سیستم‌های نظارت پرندگان: با ترکیب رادار نظارتی فرودگاه، دوربین‌های با وضوح بالا و آرایه‌های صوتی، هنگامی که دسته‌های پرنده در حال نزدیک شدن شناسایی شوند، دستگاه‌های صوتی موجود در منطقه مربوطه به‌صورت خودکار فعال می‌شوند و همزمان اطلاعات هشدار اولیه به مرکز نظارتی ارسال می‌شود. کارکنان می‌توانند به‌صورت دورافتاده پارامترهای دستگاه را تنظیم کنند تا به «نظارت دقیق + طغیان به‌موقع» دست یابند.
• یکپارچه‌سازی با مدیریت زیست‌محیط: در حالی که منابع غذایی پرندگان در داخل فرودگاه کاهش می‌یابد (مانند تمیز کردن حوضچه‌های آب و کنترل ارتفاع علف)، از طریق دستگاه‌های صوتی یک «کمربند محافظ» در اطراف زیست‌محیط ایجاد می‌شود. این دو اقدام با هم کار می‌کنند تا انگیزه پرندگان برای ورود به فرودگاه کاهش یابد و خطر برخورد با پرندگان از ریشه کاهش پیدا کند.
• تکمیل با تأسیسات فیزیکی: دستگاه‌های صوتی در اطراف تأسیسات فیزیکی مانند تورهای پرنده و حصارها قرار داده می‌شوند تا پرندگانی که سعی در نزدیک شدن به این تأسیسات دارند، دور شوند و احتمال برخورد یا عبور پرندگان از این تأسیسات کاهش یابد و به این ترتیب حفاظت دوگانه «مسدود کردن فیزیکی + بازدارندگی صوتی» ایجاد شود.

هفتم. فناوری صوتی راه‌حلی مؤثر برای پیشگیری از برخورد پرندگان در فرودگاه‌ها است

به طور کلی، با شبیه‌سازی صداهای شکارچیان و امواج صوتی با فرکانس خاص و ترکیب آن با ویژگی‌های سناریوهای فرودگاهی، فناوری صوتی حل می‌کند مشکلات پوشش محدود، خطرات زیست‌محیطی بالا و تطبیق‌پذیری ضعیف در طولانی‌مدت روش‌های سنتی پیشگیری. این روش می‌تواند به‌طور مؤثر بروز حوادث برخورد پرندگان با هواپیما در فرودگاه‌ها را کاهش دهد و نیازمندی‌های حفاظت از محیط زیست، کارایی بالا و پایداری را برآورده کند. این روش «تنها راه‌حل» نیست، اما به عنوان بخشی اصلی از سیستم پیشگیری از برخورد پرندگان با هواپیما در فرودگاه، زمانی که همراه با سایر روش‌ها استفاده شود، می‌تواند ایجاد کننده یک اثر پیشگیری جامع و سه‌بعدی باشد و حفاظت قابل اعتمادی برای ایمنی هوایی فراهم کند. با بهینه‌سازی مداوم فناوری صوتی، کاربرد آن در پیشگیری از برخورد پرندگان با هواپیما در فرودگاه‌ها گسترده‌تر خواهد شد و به یکی از پشتیبان‌های فنی مهم در ساخت فرودگاه‌های سبز تبدیل خواهد شد.