Távoli akusztikai eszközök alkalmazása önvezető járműveken

A távvezérelt járművek technológiájának gyors fejlődésével alkalmazási területeik folyamatosan bővülnek, átfogva zárt parkok ellenőrzésétől a nyílt úton történő szállításig, a katasztrófavédelmi mentéstől a biztonsági járőrözésig terjedő területeket. Azonban a távvezérelt járművek hiányoznak az emberi vezetők valós idejű kommunikációs és visszatartó képességeitől, így összetett környezetben biztonsági veszélyeknek lehetnek kitéve. A pontos hangátvitelre és rugalmas távvezérlésre alapozva távoli Akusztikai Eszközök kulcsfontosságú konfigurációnak számítanak ezen hiányosságok pótlására a távvezérelt járműveknél, megbízható támogatást nyújtva a távvezérelt járművek biztonságos működéséhez különböző forgatókönyvekben.

I. Alkalmazási területek: Távoli Akusztikai Eszközök Alkalmazása távvezérelt járműveken

A távbeszélő eszközök alkalmazási területei a távvezérelt járműveken elsősorban olyan területekre koncentrálódnak, amelyek kommunikációt, figyelmeztetést és visszatartó hatást igényelnek, az alábbi központi forgatókönyveket magukba foglalva:

• Park- és gyári ellenőrzési forgatókönyvek: Amikor pilóta nélküli járművek ellenőrzési feladatokat hajtanak végre ipari parkokban, logisztikai központokban és nagy gyárakban, figyelmeztetniük kell a jogosulatlanul behatoló személyzetet és a szabálytalanul leparkolt járműveket. Ugyanakkor munkabejelentéseket és biztonsági figyelmeztetéseket is el kell juttatniuk a parkban dolgozó személyzetnek.
• Vészhelyzeti mentési forgatókönyvek: Földrengések vagy árvizekhez hasonló katasztrófák után, amikor a pilóta nélküli járművek az embereket fogva tartó területre érkeznek felderítési feladatok végrehajtására, hang segítségével kapcsolatba kell lépniük az elszigetelt személyekkel, hogy megerősítsék tartózkodási helyüket és testi állapotukat, valamint továbbítsák a mentési munkálatok előrehaladását és a menekülési útvonalakat. Erdőtűz esetén a pilóta nélküli járművek távolról működtetett akusztikus eszközökkel kiadhatják a tűzfigyelmeztetést és az evakuációs útvonalakra vonatkozó tájékoztatást a környékbeli lakosoknak vagy dolgozóknak.
• Biztonsági és határőr forgatókönyvek: Amikor pilóta nélküli biztonsági járművek repülőtereken, vasútvonalak mentén és határterületeken végeznek járőrszolgálatot, irányított módon figyelmeztető információk kibocsátásával kell visszatartaniuk a gyanús személyzetet és a jogellenes behatoló célpontokat. Ugyanakkor az eseményhely helyzetét továbbítaniuk kell a hátsó parancsnoki központba, hogy segítsék a beavatkozási terv kidolgozását.

II. A pilóta nélküli járművek alkalmazási területein jelentkező alapvető ügyféligények

A pilóta nélküli járművek alkalmazásánál az ügyfelek távoli akusztikai eszközökkel szemben támasztott igénye a „biztonság, hatékonyság és pontosság” három fő aspektusára összpontosul, amelyek konkrétan a következők:

• Valós idejű kommunikációs igények: A berendezésnek távolsági és tiszta hangátvitelt kell biztosítania, hogy a távirányítású jármű és a környezetében tartózkodó személyek közötti információcsere késleltetés- és torzításmentes legyen. Különösen zajos környezetben (például parképítési területeken és városi forgalmi kereszteződéseknél) a hangjelzésnek át kell hatolnia a környezeti zajon, hogy a vevő pontosan megkaphassa az információt.
• Pontos visszatartási igények: Gyanús célpontok vagy veszélyes viselkedések esetén a berendezésnek irányított módon kell képesnek lennie hangkibocsátásra, hogy elkerülje a hangszórás okozta zavaró hatást az érintetlen területeken. Ugyanakkor a hangintenzitás szabályozható legyen, így hatékony visszatartást biztosítva anélkül, hogy maradandó halláskárosodást okozna a személyzetnél.
• Távvezérlési és koordinációs igények: Támogatja a távoli működtetést az önvezető jármű vezérlőrendszerén vagy a hátsó parancsnoki platformon keresztül, beleértve a hangerőszabályozást, az üzemmód-váltást és az előre rögzített hanglejátszást. A beállításhoz nem szükséges személyesen megközelíteni az önvezető járművet. Ugyanakkor koordinálnia kell az önvezető jármű érzékelőberendezéseivel, például radarokkal és kamerákkal. Amikor az érzékelőberendezések rendellenes helyzetet észlelnek, automatikusan aktiválják az akusztikai berendezést.
• Környezeti alkalmazkodóképességi igények: Az önvezető járművek többsége kültéren üzemel, ezért a berendezésnek ellenállónak kell lennie a magas hőmérséklettel, alacsony hőmérséklettel, esővel és porral szemben. Biztosítania kell a zavartalan működést hibamentes leállás nélkül -40 °C és 60 °C közötti hőmérsékleti tartományban, heves esőzés (IP65 védettségi szint) és homokvihar esetén is.

III. Az önvezető járművekhez alkalmazott távoli akusztikai berendezések fő jellemzői

Ahhoz, hogy kielégítsék a vezető nélküli járművek alkalmazási területeinek igényeit, a távoli akusztikus eszközöknek rendelkezniük kell az alábbi célirányos jellemzőkkel:

• Miniatürizált és könnyűsúlyú kialakítás: Az eszköz méretének illeszkednie kell a vezető nélküli jármű beszerelési helyéhez, integrálhatónak kell lennie a jármű tetejére, oldalára és egyéb pozíciókra. A súlyt 3 kilogramm alatt kell tartani, hogy ne növelje a vezető nélküli jármű terhelését, és ne befolyásolja az akkumulátor élettartamát és a menetstabilitást. Ugyanakkor moduláris szerkezetet kell alkalmazni, amely megkönnyíti a mechanikai csatlakoztatást, leszerelést és karbantartást a vezető nélküli járművel.
• Rugalmasságot biztosító váltás irányított és omnidirekcionális eszközök között: Támogatja az irányított eszközök (30°-os hangfedési szöggel) és az omnidirekcionális eszközök (360°-os hangfedéssel) közötti átváltást. Az irányított eszközöket pontos figyelmeztetésre vagy visszatartásra használják meghatározott célpontok esetén, míg az omnidirekcionális üzemmód hangszórós információk nagy kiterjedésű területen történő közvetítésére szolgál. A két eszköz közötti váltás távoli parancsokkal gyorsan elvégezhető, a reakcióidőt pedig milliszekundum szinten tartják.
• Széles frekvenciasáv és magas hangnyomásszint-kimenet: lefedi a 200 Hz - 20 000 Hz érzékeny frekvenciasávot az emberi fül számára, így biztosítva, hogy a hangjel tisztán kivehető legyen. A hangnyomásszint-kimenet elérheti a 130 dB - 150 dB értéket, és akadálymentes környezetben a hatékony átviteli távolság nem kevesebb, mint 800 méter, ami kielégíti a közepes és hosszú távú forgalmi helyzetekben lévő önvezető járművek kommunikációs és visszatartó hatású igényeit.
• Többféle energiaellátás támogatása és alacsony energiafogyasztás: támogatja az önvezető jármű fedélzeti áramellátó rendszeréhez való csatlakozást, ugyanakkor beépített tartalék lítium-akkumulátorral is rendelkezik. Amikor a fedélzeti áramellátás meghibásodik, a tartalék akkumulátor több mint 4 órán keresztül képes fenntartani a berendezés folyamatos működését. Alvó állapotban a berendezés energiafogyasztása kevesebb, mint 5 W, csökkentve ezzel az önvezető jármű akkumulátorának élettartamára gyakorolt hatást.
• IP65 védettség és interferenciaállóság: A ház víz- és porálló kialakítású, amely megfelel az IP65 védettségi szabványnak, így erős esőben és poros időjárásban is normálisan működik. A belső áramkör rendelkezik elektromágneses interferenciaállósággal, így nem befolyásolják a radar, kommunikációs berendezések és egyéb komponensek által kibocsátott elektromágneses jelek, és biztosítja a stabil hangátvitelt.

IV. Távoli akusztikus eszközök integrációs megoldásai más berendezésekkel

Az önvezető járművek rendszerében a távoli akusztikus eszközök nem önállóan működnek, hanem különféle berendezésekkel integrálva alkotnak koordinált rendszert. Az elterjedt integrációs megoldások közé tartozik:

• Integráció az érzékelőberendezésekkel: A rendszer kapcsolódik a járművek nélküli jármű lézerradarjához, milliméterhullámú radarjához, nagy felbontású kamerájához és infravörös hőképalkotójához. Amikor a radar vagy kamera gyalogosokat, akadályokat észlel előttük, vagy olyan rendellenes eseményeket azonosít, mint „személy behatol a behajtani tilos területre” és „a jármű visszafelé halad”, automatikusan indítójelet küld a távoli akusztikai eszköznek. Az eszköz automatikusan lejátsza az adott esemény típusának megfelelő hangot (például: „Gyalogosok vannak előtted, kérjük, figyelj a lassításra” és „Ez egy behajtani tilos terület, kérjük, azonnal hagyja el”). Ugyanakkor a rendellenes információk szinkronban kerülnek a hátsó parancsközpontba.
• Integráció a kommunikációs felszereléssel: A modul csatlakozik a távvezérelt jármű 4G/5G vagy műholdas kommunikációs moduljához, így megvalósítható a rendkívül hosszú távolságú vezérlés. Amikor a távvezérelt jármű olyan távoli területeken végez feladatokat, ahol nincs nyilvános hálózati jel (például határterületeken vagy hegyvidéki környezetben), a hátsó parancsnoki személyzet műholdas kapcsolaton keresztül parancsokat küldhet a hangberendezéshez, hogy beállítsa a hangparamétereket, vagy átváltson egy másik működési módba. Ugyanakkor az eszköz valós időben visszaküldi a működési állapotot (például töltöttség, jelenlegi hangerősség és hibainformációk) a parancsnoki platformra, ami lehetővé teszi a távoli figyelést.
• Integráció figyelmeztető lámpával: A figyelmeztető hatás érdekében összekapcsolódik az autonóm jármű LED figyelmeztető lámpájával és villogó fényével, így létrejön a „hang és fény együttes” figyelmeztető hatás. Amikor az akusztikus eszköz figyelmeztető üzemmódba kapcsol, a figyelmeztető lámpa szinkronban kapcsol be. A látás és hallás kétszeres ingerlésével fokozottabbá válik a figyelmeztetés hatása a környezetben tartózkodók számára. Például amikor az autonóm jármű kanyarodik, a „jelzőlámpa + hangos figyelmeztetés” egyszerre aktiválódik, így a gyalogosok könnyebben érzékelhetik a jármű mozgási szándékát.
• Integráció a pozícionáló és navigációs berendezésekkel: Kombinálva az autonóm jármű GPS/Beidou pozícionáló rendszerével, amikor az autonóm jármű egy előre beállított területre lép (például iskolák és kórházak környékén), az akusztikus eszköz automatikusan átvált "alacsony hangerő-módra", hogy elkerülje a magas hangszintű zaj érzékeny területekre gyakorolt zavaró hatását. Amikor az autonóm jármű eltér a tervezett útvonalról, és veszélyes területre jut (például építkezés vagy vízzel borított terület), az eszköz automatikusan figyelmeztető hangot játszik le, hogy emlékeztesse a környező személyeket a távolmaradásra, és helyzetkijelzési riasztást küld a parancsközpontba.

V. A távoli akusztikus eszközök és az autonóm járművek kombinációjának fő előnyei

A hagyományos kézi működtetéssel vagy önálló akusztikus eszközökkel összehasonlítva a távoli akusztikus eszközök és az autonóm járművek kombinációja több területen is előnyöket nyújt:

• A biztonság és a megbízhatóság javítása: Nincs szükség a veszélyes helyzetekhez (például katasztrófa helyszínei és határ menti konfliktusövezetek) kézi közelítésre a kommunikációs és visszatartó feladatok elvégzéséhez, így csökkentve a személyzet sérülésének kockázatát. Ugyanakkor az eszköz és az önvezető jármű érzékelő rendszerének összekapcsolása gyorsan reagálhat a rendellenes helyzetekre, és elkerülhetők a kézi reakciókésleltetésből eredő biztonsági balesetek. Például tűzoltási helyszínen az önvezető jármű az akusztikai eszközt viszi a tűz szélére, és a parancsnoki személyzet az eszközön keresztül kommunikálhat az oda-vagy bekerült személyekkel egy biztonságos területről anélkül, hogy a tűzoltóknak kockázatot vállalva mélyebben kellene behatolniuk a tűzbe.
• Bővítse a működési tartományt és növelje a hatékonyságot: A távirányítású járművek hosszabb ideig folyamatosan tudnak közlekedni (8–12 órás akkumulátortartalommal). Távoli akusztikus eszközökkel kombinálva szélesebb területen képesek feladatokat ellátni. Kézzel végzett gyalogos járőrszolgálattal vagy fix akusztikus eszközökkel összevetve a működési hatékonyság 3–5-szörösére nő. Például egy 50 négyzetkilométeres ipari parkban a távirányítású jármű akusztikus eszközzel 4 órán belül elvégzi az egész terület ellenőrzését és a biztonsági értesítések kihelyezését, míg a kézi ellenőrzés 2–3 napot vesz igénybe.
• Működési költségek csökkentése: Csökkenti a munkaerőtől való függőséget. Egy távműködtetett jármű 2–3 ellenőr munkáját képes helyettesíteni, és hosszú távú üzemeltetés mellett jelentősen csökkentheti a munkaerőköltségeket. Ugyanakkor a távoli akusztikus készülék moduláris tervezése és alacsony energiafogyasztása alacsony karbantartási költségekhez és hosszú élettartamhoz (normál használat mellett több mint 5 év) vezet, ami tovább csökkenti az összes működési kiadást.
• Pontos és intelligens menedzsment megvalósítása: A vezérlőrendszerrel és parancsplatformmal összekapcsolt hangkészülék munkaadatokat (például használati idő, aktiválási szám, lefedett terület) statisztikailag elemezhet, így segítve a járművezetés nélküli jármű ellenőrzési útvonalának és feladattervezésének optimalizálásában. Például az adatelemzés alapján kiderülhet, hogy egy adott területen gyakran fordul elő „személyek jogosulatlan behatolása”. Ezen a területen ezért növelhető a járművezetés nélküli jármű járőrözési gyakorisága, valamint optimalizálható a hangriasztó készülék figyelmeztető szövege a hatásfok javítása érdekében.

VI. Távoli hangkészülékek alkalmazási esetei járművezetés nélküli járműveken

Esettanulmány: Vészhelyzeti mentésre használt járművezetés nélküli járművek és távoli hangkészülékek gyakorlati alkalmazása

Egy hegyvidéki földrengés utáni mentés során a mentőcsapat három vészhelyzeti mentődrónt vetett be. A drónok távoli akusztikai készülékekkel, infravörös hőkamerákkal és műholdas kommunikációs modulokkal voltak felszerelve, és az elzárt utak miatt érintett területre repültek. Amikor a drónok a romok körül mozogtak, az infravörös hőkamera életjelenségeket észlelt a romok alatt. Az akusztikai készülék azonnal aktiválódott, és a „Kérjük, maradjon nyugton, a mentőszemélyzet közeledik, kérjük, jelezzen hanggal, hol tartózkodik” szövegű üzenetet játszotta le erre a területre. Ugyanakkor a mentőszemélyzet távvezérléssel állította a készülék hangerősségét a műholdas kapcsolat segítségével, így biztosítva, hogy a hang eljusson a romok aljáig, anélkül, hogy a túl nagy hangerő sérülést okozna. Amikor az omlás alatt rekedtek fémpipa kopogtatásával válaszoltak, a drón mikrofonja rögzítette a hangjelet, és az akusztikai készülék irányhatását kihasználva segített a rekedtek pontos helyének meghatározásában, így pontos útmutatást adva a további mentéshez. Ebben a mentési akcióban a távoli akusztikai készülék és a drónok kombinációja segített a mentőcsapatnak két óra alatt három rekedtet megtalálni, ami jelentősen növelte a hatékonyságot a hagyományos kézi kutatáshoz képest, ugyanakkor elkerülte annak kockázatát, hogy a mentőszemélyzet instabil romterületekre lépjen.