Бақылау жүргізбейтін көліктердегі акустикалық құрылғылардың қолдану тәжірибесі

Адамсыз көліктердің технологиясының тез дамуымен бірге оның қолдану сценарийлері тұрақты түрде кеңейіп келеді, жабық алаңдарды тексеруден бастап ашық жолдармен тасымалдауға, төтенше жағдайларға қатысты құтқару шараларынан бастап қауіпсіздік патрульдеріне дейінгі салаларды қамтиды. Дегенмен, адамсыз көліктер адам жүргізушілердің нақты уақыт режиміндегі байланыс және ықтимал қауіп-қатерді болдырмау мүмкіндіктеріне ие емес, сондықтан күрделі орталарда қауіпсіздікке қауіп төндіреді. Нақты дыбыс беру мен ыңғайлы қашықтан басқарудың негізгі артықшылықтарына сүйене отырып, алысқа әсер ететін акустикалық құрылғылар адамсыз көліктердің осы кемшілігін жою үшін маңызды конфигурацияға айналып, әртүрлі сценарийлерде адамсыз көліктердің қауіпсіз жұмыс істеуіне мықты қолдау көрсетеді.

І. Алысқа әсер ететін акустикалық құрылғылар Адамсыз көліктерге лайықталуы

Адамсыз көліктердегі қашықтан басқарылатын акустикалық құрылғылардың қолдану сценарийлері негізінен байланыс, ескерту және ықтимал қауіп-қатерді болдыру талап етілетін салаларға бағытталған, төмендегі негізгі сценарийлерді қамтиды:

• Парк пен зауытты тексеру сценарийлері: Автоматтандырылған көліктер өнеркәсіп парктерінде, логистикалық парктерде және үлкен зауыттарда тексеру тапсырмаларын орындаған кезде, рұқсатсыз аймаққа кіріп алған қызметкерлерді және ережеге сәйкес келмей тұрақтаған көліктерді ескерту қажет. Сонымен қатар, парктің қызметкерлеріне жұмыс хабарламаларын және қауіпсіздік бойынша ескертпелерді жеткізу керек.
• Төтенше жағдайларда құтқару сценарийлері: Жер сілкінісі мен су тасқыны сияқты табиғи апаттар болғаннан кейін, адамдар қауіпті аймақта қалып қойған жағдайда автоматтандырылған көліктер зерттеу жұмыстарын жүргізу үшін олармен дыбыс арқылы байланыс орнатып, олардың орналасқан жерін және денсаулық жағдайын растау қажет, сонымен қатар құтқару жұмыстарының жүрісі мен қашу бағыты туралы нұсқаулар беру керек. Орман өрті орындарында автоматтандырылған көліктер жергілікті тұрғындарға немесе қызметкерлерге өрт туралы ескерту және эвакуация жолдары туралы хабарлау үшін қашықтан басқарылатын дыбыстық құрылғыларды пайдалана алады.
• Қауіпсіздік және шекара патрульдеу сценарийлері: Дрондар әуежайлар, теміржол желілері мен шекара аймақтары сияқты аймақтарда патрульдеу кезінде күдікті тұлғалар мен заңсыз ену мақсаттарына бағытталған түрде ескерту ақпаратын шығару арқылы қорқытып-сіңіре алуы қажет. Сонымен қатар, олар орындағы жағдайды артқы басқару орталығына жеткізуі керек, бұл шараларды қалай жоспарлауға көмектеседі.

II. Пайдаланушылардың дрондар сценарийлеріндегі негізгі қажеттіліктері

Дрондарды қолдану кезінде пайдаланушылардың акустикалық құрылғыларға деген қажеттілігі "қауіпсіздік, тиімділік және дәлдік" деген үш негізгі қағидеге негізделеді, нақты түрде мыналар:

• Нақты уақытта байланыс қажеттілігі: Жабдық ұзақ қашықтықта және анық дауыстық тасымалдауды іске асыру үшін қажет, бұл адамсыз көлік пен оның айналасындағы адамдар арасындағы ақпарат алмасуында кешігу мен искажение болмауын қамтамасыз етеді. Әсіресе дыбыстылы орталарда (парк құрылыс аймақтары мен қала көлік қиылыстары сияқты) дыбыс сигналы қоршаған ортаның шуын өткізуі қажет, сонда алушы ақпаратты дәл ала алады.
• Дәлме-дәл қорқыту қажеттілігі: Күдікті нысандар немесе қауіпті мінез-құлықтар үшін жабдық дыбысты бағыттап шығару қабілетіне ие болуы керек, бұл басқа аймақтарға дыбыстың таралуынан туындайтын кедергіні болдырмау үшін қажет. Сонымен қатар, дыбыс қарқындылығын реттеуге болады, бұл адамдардың есту мүшесіне тұрақты зақым келтірмейтіндей тиімді қорқыту әсерін тудырады.
• Басқару орталығы мен байланыс қажеттілігі: Бұл құрылғысыз көлік немесе артқы басқару платформасының басқару жүйесі арқылы қашықтан басқаруды қамтамасыз етеді, мысалы дыбыс деңгейін реттеу, жұмыс режимін ауыстыру және алдын-ала жазылған дыбыстық хабарламаларды қайта ойнату. Баптау үшін құрылғысыз көлікке адамның жақындауы қажет емес. Сонымен қатар, радар мен камералар сияқты құрылғысыз көліктің сезгіш құрылғыларымен синхрондануы тиіс. Сезгіш құрылғылар қалыпсыз жағдайды анықтаған кезде, дыбыстық құрылғы автоматты түрде іске қосылуы керек.
• Қоршаған ортаға бейімделу қабілеті: Құрылғысыз көліктер негізінен ашық аспан астында жұмыс істейді, сондықтан құрылғы -40°C-тан 60°C-қа дейінгі температуралық диапазонда, күшті жаңбыр (IP65 деңгейі бойынша қорғалған) және құм дауылдары сияқты қатаң жағдайларға төзімді болуы керек. Осылайша, құрылғы қате жұмыс істемей, сенімді түрде тоқтамай жұмыс істеуі тиіс.

III. Құрылғысыз көліктерге бейімделген қашықтан басқарылатын дыбыстық құрылғылардың негізгі сипаттамалары

Адамсыз көлік сценарийлерінің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін, қашықтан басқарылатын дыбыстық құрылғылар мынадай бағытталған сипаттамаларға ие болуы керек:

• Кішілендірілген және жеңіл конструкция: Жабдықтың өлшемі адамсыз көліктің орнату кеңістігіне сәйкес келуі тиіс және оның шатырында, денесінің бүйір жағында және басқа орындарда интеграциялануы мүмкін. Салмағы 3 килограммнан аспауы керек, себебі бұл адамсыз көліктің жүгін арттырып, аккумулятордың жұмыс істеу уақыты мен жүру тұрақтылығына әсер етуі мүмкін. Сонымен қатар, механикалық жалғау, бөлшектеу және адамсыз көлікпен қызмет көрсетуді жеңілдету үшін модульді құрылым қолданылады.
• Бағытталған және барлық бағыттағы құрылғылар арасында икемді ауысу: Ол бағытталған құрылғылар (30° дыбыс жабыны бұрышымен) мен барлық бағыттағы құрылғылар (360° дыбыс жабыны) арасында ауысуды қолдайды. Бағытталған құрылғылар нақты мақсаттарды ескерту немесе реттеу үшін, ал барлық бағыттағы құрылғы режимі айналасындағы үлкен ауданға хабар тарату үшін қолданылады. Екі құрылғы арасындағы ауысу қашықтан берілетін командалар арқылы тез орындалады және реакция уақыты миллисекунд деңгейінде реттеледі.
• Кең жиілік диапазоны және жоғары дыбыс қысымы шығысы: Ол 200 Гц - 20000 Гц адам құлағына сезімтал жиілік диапазонын қамтиды, бұл дауыс сигналының айқын естілуін қамтамасыз етеді. Дыбыс қысымы шығысы 130 дБ - 150 дБ-ге жетеді, кедергісіз ортада тиімді тарату қашықтығы 800 метрден кем емес, бұл ұзақ және орта қашықтықтағы жағдайларда пилотсыз көліктердің байланыс және үрейлендіру қажеттілігін қанағаттандырады.
• Көп түрлі қуатқа бейімделу және төмен қуат тұтыну: Ол пилотсыз көліктің борттық электржабдық жүйесіне қосылуды қолдайды және сондай-ақ ішкі резервтік литий-ионды аккумуляторға ие. Борттық электржабдық жүйесі істен шыққан кезде резервтік аккумулятор құрылғының 4 сағаттан астам уақыт бойы үздіксіз жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Күту режимінде құрылғының қуат тұтынуы 5 Вт-тан аз, бұл пилотсыз көліктің аккумулятор құрсағына тигізетін әсерін азайтады.
• IP65 қорғауы және интерференцияға қарсы төзімділік: Корпус су мен шаңнан қорғайтын дизайнмен жасалған, бұл IP65 қорғау стандартына сәйкес келеді және күшті жаңбыр мен шаңды ауа-райында қалыпты жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Ішкі тізбекте электромагниттік интерференцияға қарсы қорғаныс қабілеті бар, бұл радиолокаторлық станциялар, байланыс құрылғылары және басқа да автономды көлік компоненттерінің туғызатын электромагниттік сигналдардан әсер алуын болдырмауға және дыбыстың тұрақты берілуін қамтамасыз етеді.

IV. Басқа жабдықтармен акустикалық қашықтықтағы құрылғылардың интеграциялық шешімдері

Автономды көлік жүйесінде акустикалық құрылғылар өздерінше жұмыс істемейді, олар әртүрлі жабдықтармен бірігіп, үйлесімді жүйе құрады. Жиі қолданылатын біріктіру шешімдеріне мыналар жатады:

• Қабылдау құрылғыларымен интеграция: Бұл лазерлік радиометр, миллиметрлік толқынды радио, жоғары анықтықтағы камера және дронның инфрақызыл жылу бейнелеуімен байланысты. Радио немесе камера алдында адамдар мен кедергілерді анықтаған кезде немесе «тыйым салынған аймаққа адамның кіруі» мен «автокөліктің кері жүруі» сияқты аномальды оқиғаларды анықтаған кезде автоматты түрде дыбыстық құрылғыға триггер сигналы жібереді. Құрылғы оқиға түріне сәйкес автоматты түрде сәйкес дыбысты пайдаланады (мысалы, «Алдыңызда адамдар бар, абайлаңыз, жылдамдықты төмендетіңіз» және «Бұл — тыйым салынған аймақ, қаттырақ шығыңыз»). Сонымен қатар, аномальды ақпарат артқы басқару орталығына синхрондалады.
• Байланыс жабдықтарымен интеграция: Бұл адамсыз көлік құралының 4G/5G байланыс модуліне немесе серіктас байланыс модуліне қосылып, әлдеқайда алыс қашықтықтан басқаруды іске асырады. Адамсыз көлік құралы жедел желілік сигналдары жоқ (мысалы, шекаралар мен таулы аймақтар сияқты) алыстағы аймақтарда тапсырмаларды орындаған кезде артқы басқару қызметкерлері серіктестік байланыс арнасы арқылы дыбыстық құрылғыға командалар жіберіп, дыбыс параметрлерін реттеуге немесе жұмыс режимін ауыстыруға мүмкіндік алады. Сонымен қатар, құрылғы қуаты, ағымдағы дыбыс деңгейі мен ақаулық туралы ақпарат сияқты жұмыс күйін нақты уақыт режимінде басқару платформасына жіберіп отырады, осылайша қашықтан бақылау оңайлатылады.
• Ескерту жарығымен жабдықпен интеграция: Бұл автоматтандырылған көліктің LED ескерту жарығы мен стробоскоптық шамымен байланысып, «дабыл мен жарықтың синхрондануы» арқылы ескерту әсерін тудырады. Дыбыстық құрылғы ескерту режимін іске қосқан кезде, ескерту шамы да синхронды түрде қосылады. Көру мен есту арқылы екі жақты тітіркендіру арқылы қоршаған адамдарға хабарлау әсері артады. Мысалы, автоматтандырылған көлік бұрылған кезде «жарық сигналы + дыбыстық нұсқау» синхронды түрде іске қосылып, жаяу жүргіншілерге автокөліктің жүру бағытын түсінуін оңайлатады.
• Позициялау және бағдарлау құрылғыларымен интеграциялау: Пилотсыз көлік GPS/Бэйдоу позициялау жүйесімен бірге жұмыс істей отырып, пилотсыз көлік алдын ала белгіленген аймаққа (мектептер мен дәрігерлердің маңындағы аймақтар сияқты) енгенде, акустикалық құрылғы автоматты түрде «төменгі деңгейлі режимге» ауысады, бұл сезімтал аймақтарға жоғары децибелді дыбыстың әсер етуін болдырмау үшін қажет. Пилотсыз көлік жоспарланған маршруттан ауытқып, қауіпті аймаққа (құрылыс учаскесі немесе су жиналған аймақ сияқты) енген кезде, құрылғы автоматты түрде ескерту хабарын шығарады, айналасындағы адамдарды қашық болуға шақырады және командный центрге орнының аномалиясы туралы хабарлама жібереді.

V. Акустикалық қашықтан басқарылатын құрылғылар мен пилотсыз көліктердің үйлесімділігінің негізгі артықшылықтары

Дәстүрлі қолмен басқару немесе дербес акустикалық құрылғылармен салыстырғанда, акустикалық қашықтан басқарылатын құрылғылар мен пилотсыз көліктердің үйлесімділігі бірнеше жағынан артықшылықтарын көрсетеді:

• Қауіпсіздікті және сенімділікті арттыру: Авария орындары мен шекара тартысы аймақтары сияқты қауіпті жағдайларға қолмен жақындау қажеттілігінсіз байланыс және үрейлендіру міндеттерін орындауға болады, бұл адамдардың зардап шегу қаупін азайтады. Сонымен қатар, құрылғының пилотсыз көлік қабылдау жүйесімен байланысы аномалиялық жағдайларға тез реакция беруге мүмкіндік береді және қолмен жауап берудегі кешігулерге байланысты қауіпсіздік оқиғаларынан құтылады. Мысалы, өрт орнында пилотсыз көлік дыбыстық құрылғыны өрт орнының шетіне жеткізеді, ал басшылық қызметкерлері өртке тереңірек бару үшін өрт сөндірушілердің қауіп төндірмеуі үшін қауіпсіз аймақтан құрылғы арқылы қиын жағдайда қалған адамдармен байланыс орнатады.
• Операциялық ауқымды және тиімділікті кеңейту: Басқарылмайтын көліктер ұзақ уақыт бойы үздіксіз жұмыс істей алады (8 - 12 сағатқа созылатын аккумулятормен). Дыбыстық құрылғылармен біріктірілгенде олар тапсырмаларды орындау үшін кеңірек аймақты қамти алады. Қолмен жаяу патрульдау немесе тұрақты дыбыстық құрылғылармен салыстырғанда, жұмыс тиімділігі 3 - 5 есе артады. Мысалы, ауданы 50 шаршы километр болатын өндірістік паркте дыбыстық құрылғымен біріктірілген басқарылмайтын көлік толық аймақты тексеру мен қауіпсіздік туралы хабарламаларды жеткізу жұмысын 4 сағат ішінде аяқтай алады, ал қолмен тексеру 2 - 3 күнге созылады.
• Операциялық шығындарды азайту: Бұл еңбекке тәуелділікті азайтады. Бір пилотсыз көлік 2 - 3 тексеруші қызметкердің жұмысын алмастыра алады, ал ұзақ мерзімді пайдалану еңбекақы шығындарын әлдеқайда төмендетеді. Сондай-ақ, акустикалық қашықтан құрылғының модульдік конструкциясы мен төменгі электр энергиясын пайдалану сипаттамалары нәтижесінде оның қызмет көрсету шығындары төмен болып, жұмыс істеу мерзімі ұзақ (қалыпты пайдалану кезінде 5 жылдан астам) болады, бұл жалпы операциялық шығындарды одан әрі азайтады.
• Дәл және ақылды басқаруды іске асыру: Пайдаланушысыз көлік құралының басқару жүйесі мен бұйрық платформасымен байланыс орнату арқылы дыбыстық құрылғының жұмыс деректерін (қолдану уақыты, іске қосу саны және қамтитын аймақ) статистикалық талдауға болады, бұл пайдаланушысыз көлік құралының тексеру маршрутын және тапсырмаларын жоспарлауды оптимизациялауға көмектеседі. Мысалы, деректерді талдау нәтижесінде «адамдар рұқсатсыз аймаққа ену» оқиғасы белгілі бір аймақта жиі кездесетіні анықталды. Осы аймақта пайдаланушысыз көлік құралының патрульдеу жиілігін реттеуге және дыбыстық құрылғының ескерту хабарын жақсартуға болады, бұл ескертудің тиімділігін арттырады.

VI. Пайдаланушысыз көлік құралдарындағы арақашықтықтан басқарылатын дыбыстық құрылғылардың қолданылу мысалдары

Мысал: Тез жәрдем көрсету пайдаланушысыз көлік құралдары мен арақашықтықтан басқарылатын дыбыстық құрылғылардың практикалық қолданылуы

Таулы аймақтағы жер сілкінісінен кейінгі құтқару шаралары кезінде құтқару тобы 3 авариялық құтқару пилотсыз ұшу аппаратын қолданып, жолдары үзілген аймаққа енді. Пилотсыз ұшу аппараттарына дыбыстық қашықтан басқару құрылғылары, инфрақызыл жылулық бейнеге сәйкес келетін камералар және серіктас байланыс модульдері орнатылды. Пилотсыз ұшу аппараттары үйінділерді айналып жүрген кезде, инфрақызыл жылулық камера үйінділердің астындағы өмір белгілерін анықтады. Дереу дыбыстық құрылғы іске қосылып, «Орныңызды сақтаңыз, құтқарушылар жақындап келе жатыр, өз орныңызды білдіру үшін дыбыс шығарыңыз» деген хабарлама осы аймаққа таратылды. Сонымен қатар, құтқарушы қызметкерлер серіктас байланыс желісі арқылы құрылғының дыбыс деңгейін қашықтан реттеп отырды, бұл дыбыстың үйінділердің түбіне жетуін қамтамасыз етті, бірақ тым үлкен дыбыс деңгейінің салдарынан адамдарға зиян келтірмеді. Тұзаққа түскен адамдар металл құбырға соққы беріп жауап бергенде, пилотсыз ұшу аппаратының микрофоны дыбыс сигналын жинап алды және дыбыстық құрылғының бағытталған функциясымен бірігіп, тұзаққа түскен адамдардың орнын анықтауға көмектесті, кейінгі құтқару жұмыстарына дәл нұсқау берді. Бұл құтқару шарасында дыбыстық қашықтан басқару құрылғысы мен пилотсыз ұшу аппаратының үйлесімі құтқару тобының 2 сағат ішінде 3 адамды табуына көмектесті, бұл дәстүрлі қолмен зерттеуге қарағанда әлдеқайда тиімді болды және құтқарушылардың тұрақсыз үйінділер аймағына кіру қаупін болдырмаған.