Акустикалық ерте ескерту жүйелері қалай апатқа дайындықты арттыруы мүмкін?

Табиғи апаттардың қауіп-қатерін азайтуда ерте ескерту маңызы

Табиғи апаттардың салдарын азайтуда ерте ескертудің маңызын түсіну

Зерттеулер жергілікті қауіпсіздік жүйелері қауіп-қатерлерден өлімнің шамамен 60 пайызын болдырмауы мүмкін екенін көрсетеді, олар нақты қауымдардың қажеттіліктеріне сәйкес келіп, инфрақұрылыммен бірге жұмыс істейді (Қарсы апаттық қызмет 2022). Бұл жүйелер адамдарға қауіпті жерден шығу үшін қосымша азғантай уақыт береді, көмек керек жерге жеткізіледі және ғимараттарды ең беделді уақытта қорғауға болады, әсіресе жер сілкінісі, су тасқыны немесе қатты дауыл кезінде маңызды. Сандар да осыны растайды. Бір доллар жұмсау осындай ескерту технологияларына он төрт доллар шығын үнемдеуге мүмкіндік береді, деп хабарлады өткен жылы Дүниежүзілік метеорологиялық ұйым. Бұл оларды тіршілік сақтандыратын құрал ғана емес, сонымен қатар табиғи апаттарға бейім аймақтар үшін тиімді инвестиция ретінде қарастыруға болады.

Табиғи апаттар кезіндегі дәстүрлі тезірек хабарлау жүйелеріндегі кемшіліктер

Алалау дыбыстары, радио хабарламалары мен мәтіндік хабарландырулар сияқты ескертулерді жіберудің ескі әдістері қазіргі таңда жарамсыз болып қалды. Аустралияның 2023 жылғы қатты өрттері кезінде болған жағдайды қарастырайық. Ауылдық аудандарда тұратын халықтың шамамен ширегі эвакуация туралы ескертулерді уақытынан кешіктеріп алып, кейде өрт қауіпсіз шектен тыс тарайынша жетпей қалған. Қалаларда жағдай әлдеқайда жақсы емес. Төтенше жағдайлар туралы басылымдар журналының зерттеулеріне сәйкес, қалалық аймақтардағы көп дыбыс күйзелісінің салдарынан дыбыстық сигналдардың тиімділігі 40-60 пайызға дейін төмендейді. Сондай-ақ, бір жиілікке сүйенетін және заманауи байланыс желілерімен ықтимал әрі әмбебап әрекет ете алмайтын күрт ескірген жүйелер туралы ұмытпау керек. Барлық осындай мәселелер қауіпті жағдайлар туындаған жерде маңызды ақпаратты жылдам және дәл таратуды өте қиын етеді.

Парадигманың ығысуы: Төтенше жағдайларға дайындыққа дыбыстық технологияларды интеграциялау

Дыбыстық технологиялар ерте ескерту беру тәсілімізді өзгертіп жатыр. Бұл бағытты дыбыс жүйелері 500 метр қашықтықтағы нақты аумақтарға ескертпелер жіберуге мүмкіндік береді, бұл фондық дыбыстың көлемін азайтып қана қоймай, энергияны үнемдеуге де көмектеседі. Су астындағы табу жөніндегі жұмыстарда гидрофондық жиынтықтар жерге негізделген сенсорлар қарағанда 30-тан жарты минутқа дейін сейсмикалық белсенділікті тіркей алады. Азаматтарды мүмкін болатын су тасқыны туралы ескерту үшін қосымша уақыттың болуы бәріне айтарлықтай айырмашылық жасайды. Акустикалық әдістерді жерсеріктік технологиялармен үйлестіріп қолдануға ауысқан қауымдарды қарастырыңыз, олар өте жақсы нәтижелерге қол жеткізді. Өткен жылы тайфун маусымында олардың ескерту жүйесі 98% дәлдікке жеткен және дәстүрлі сиреналардың дәлдігі бар болғаны 72% құрады. 2024 жылғы Акустикалық тұрақтылық инициативасы осы нәтижелерді ұқсас ауа райы шақырған қиындықтарға тап болып жатқан бірнеше аймақ бойынша растады.

Ерте ескерту мүмкіндіктерін түрлендіріп жатқан акустикалық технологиялар

Су тасқыны мен сейсмикалық оқиғаларды табу үшін су астындағы акустикалық желілер

Су астындағы акустикалық желілер апаттың төменгі жиіліктегі дыбыс толқындарын бақылайды, өйткені су арқылы тарайтын толқындар тау жыныстары арқылы тарайтын сейсмикалық толқындарға қарағанда тезірек қозғалады. Біз тектоникалық шекаралар бойында гидрофондар орналастырдық, олар жер үстіндегі сенсорлар қауіп-қатерді байқағаннан 30-90 секунд бұрын жер сілкінісінің сигналдарын қауып алады. Бұл қосымша уақыт Тынық мұхиттың От шығанағы сияқты аймақтарда өте маңызды, өйткені NOAA-дың 2022 жылғы деректеріне сәйкес барлық цунамилардың шамамен үштен екі бөлігі осында басталады. Бұл бастапқы артықшылық арқылы жағалау жақын аумақтарындағы халықты өмір қауіпсіздігін сақтау үшін уақытылы эвакуациялау мүмкіндігі артады.

Акустикалық сигналдарды пайдаланып өтірік жағдайларда нақты уақытта, кідіріссіз байланыс жасау

Апат орын алған кезде және базалық станциялар жұмысын тоқтатқан кезде дыбыстық сигналдарды жауап уақыты тым аз болғанымен өткізуге болады. Бұл сигналдар басқа радиотолқындармен салыстырғанда әртүрлі жұмыс істейді, себебі олар суды және басқа сигналдар жоғалып кететін үйінділерді қиып өтеді. Нақты тасқын жағдайларында жүргізілген сынақтар акустикалық әдістер арқылы жіберілген хабарламалар әр 100 ретте шамамен 98 рет жеткізілетінін көрсетті. Өткен жылы FEMA жинаған деректерге сәйкес стандарттық хабарламалар тек қана 62% нәтижеге ие болды. Бұл құтқару операциялары үшін маңызды болып табылады, өйткені жолдар мен ғимараттар зақымданған аймақтарда қалып қойған адамдарға жету қажет.

Белгілі бір адамдарға арналған хабарландырулар мен дыбыс ластануын азайту үшін бағыттаушы дыбыс технологиясы

Құрылыс аясындағы дыбыстық сәулелерді басқару технологиялары қауіпті аймақтарға ғана ескертулер жеткізетін дәл бағытталған дыбыс сәулелерін қамтамасыз етеді. Бұл технология қалалық дыбыс ластануын барлық бағыттағы сигналдармен салыстырғанда 83%-ға азайтады және зардап шекпейтін аймақтардағы артық болатын қорқынышты болдырмайды. Токио шығанағында жүргізілген симуляциялық зерттеулер мақсатты ескертулердің 91%-дан астам нәтиже беретінін көрсетті, бұл экологиялық және жұмыс істеу тиімділігінің артықшылықтарын көрсетеді.

Қазіргі дыбыстық жүйелер мен дәстүрлі сигнал беру құрылғылары: Өнімділік салыстыру

Дәстүрлі сигналдық ерте ескерту жүйелерінің шектеулері

Алала қалалардағы дыбыс деңгейі жиі 80 децибелден асатын болғандықтан, дәстүрлі сиреналар сол жерлерде тиімсіз болып табылады. Өткен жылы Ұлттық ауа райы қызметінің деректеріне сәйкес, мұндай ескі жүйелер ондай жағдайларда өз сигналдарының шамамен 30% күшін жоғалтады. Проблема одан да күрделірек, себебі олар дыбысты барлық бағыттарда бірдей таратады, яғни көпшілік адамдар оларды тек 2-3 шақырым қашықтықта ғана естиді. Сонымен қатар, көпшілік дәстүрлі сиреналар қазіргі заманғы сандық ескерту жүйелерімен жұмыс істей алмайтынын ұмытпау керек. Жақында жүргізілген зерттеу нәтижесіне сәйкес, Америка Құрама Штаттарындағы төтенше жағдайларды басқару қызметкерлерінің шамамен үштен екі бөлігі ескертулерге әрекет қозғау кезінде үйлесімсіздік мәселелерін негізгі қиындықтардың бірі ретінде атап көрсетті.

Акустикалық жүйелердің қалалық және алыс аумақтардағы тиімділігі

Бағытталған тарату мен бейімделуші жиілікті модуляция арқылы қазіргі акустикалық жүйелер бұл шектеулерді жеңіп шығады. Қалалық орталардағы жүйелер халықтың 41% жылдамырақ әрекеттерін қамтамасыз ететіні (2024 жылғы Ұлттараралық табиғи апаттар қаупін азайту басқармасының деректері) мыналарға байланысты:

• Кеңістіктік мақсаттау : 20° сәуле ені 5 км-ге дейінгі ақпаратты шығару, минималды сигнал жоғалтумен
• Төменгі жиілікті өткізу : 350–450 Гц сигналдар дыбыстан қорғайтын ғимараттарға дәстүрлі 700–1200 Гц сигналдарға қарағанда 60% тиімдірек енеді
• Желілік тұрақтылық : 94% қашықтықтағы тест нәтижелері кезінде ақпараттық желілер жасалған кезде байланыс желілері жұмыс істей береді

Нәтижесінде, дыбыстық жүйелері жаңартылған 78% қала өркендеу ошақтары 78% FEMА стандартына сай 120 секунд ішінде хабарлауға сай келеді, ал дәстүрлі дыбыс сигналдарын пайдаланатын елді мекендердің тек 22% ғана сай келеді.

Шынайы әрі жағдайлы қолданыстар: Су маңы және су асты хабарлау жүйелеріндегі жағдайлық зерттеулер

2004 жылғы Үнді мұхитындағы тсунами сабақтары: Су астындағы табиғи апаттарға жауап беруді жақсарту

2004 жылы Үнді мұхитында болған қиратушы цунами нені көрсетті, біз сол кезде дайын еместігімізді көрсетті. Көптеген жағалау аймақтары еңбектену үшін бес минуттық ескерту алды, бұл адамдарды құтқару үшін жеткіліксіз уақыт болды. Уақыттың алдыңғы қатарына оралып келсек, бәрі біраз өзгерген. Су астындағы буйырлар су бетінің төменгі бөлігінде қысымның өзгерісін бақылайды және судың арқылы тасымалданатын дыбыс толқындары арқылы сейсмикалық сигналдарды қабылдайды. Осындай заманауи жүйелер нақты толқын жерге соғылмас бұрын 12-ден 18 минутқа дейінгі уақыт алдын ала хабарлауға мүмкіндік береді. Зерттеулер осы қосымша уақыт пайдалы екенін де көрсетеді. Қауымдар осындай ерте ескертулерге сүйене отырып бірлесіп эвакуация жасағанда, соңғы жылдары теңіз қауіпсіздігі бойынша әртүрлі есептерде өлім-жітімнің шамамен 34 пайызға дейін азайғаны көрсетілген.

Жапонияның жағалау инфрақұрылымындағы бағыттаушы акустикалық жүйелердің орналасуы

Жапонияның жер сілкінісі туралы ерте ескерту желісі қалалық дыбыс бөгеттерін жоятын 30° дәлдікпен жұмыс істейтін шоғырландырылған сәуле бергіштерді пайдаланады. 2024 жылғы апаттық технологияларды бағалау нәтижесі бойынша, жауын-шашын кезінде 2 км радиуста дыбыстық ескертудің естілу ықтималдығы 97% құрайды, ал дәстүрлі сиреналар үшін бұл көрсеткіш 64% құрайды. Бұл жүйелер Осака мен Йокогама сияқты қалаларда халықтың 40% тез әрекет етуіне ықпал етуде.

Нәтижені бағалау: Жұмыс желілерінен алынған көрсеткіштер

Акустикалық желілер үш негізгі критерийге сәйкес келеді:

• 92% дәлдік фондық дыбыстан сейсмикалық қауіпті ажырату процесінде
• 67% азаюы 2010 жылдарғы жүйелермен салыстырғанда жалған хабарламалар
• 18 секундтық орташа кешігу су айдыны жағалауларындағы ескертулерді тарату процесінде

Бұл нәтижелер акустикалық желілердің апатқа төзімді инфрақұрылымның негізгі элементі екенін дәлелдейді, әсіресе ISO 22327 төтенше жағдайларды басқару стандарттарына сай келетін аймақтарда.

Ақылды интеграция: Акустикалық ерте ескерту жүйелеріндегі жасанды интеллект пен бейімделуші желілер

Дәл қауіп-қатерді анықтау мен жалған қоңыраулы азайту үшін жасанды интеллект негізіндегі сигналдарды өңдеу

2023 жылғы Понемонның зерттеуіне сәйкес, өнертанды интеллектіге негізделген сигналды өңдеу қоршаған ортаның дыбыстарын 94,7% дәлдікпен талдауға мүмкіндік береді. Бұл потенциалды қауіптерді бұрынғыдан да тезірек анықтауға көмектесіп жатыр. Машиналық оқыту модельдері жылдар бойы жиналған әртүрлі сейсмикалық және сумен байланысты деректермен жұмыс істейді. Олар қазір күнделікті фондық дыбыстар мен нақты қауіптердің арасындағы айырмашылықты ажырата білуде жақсырақ болып жатыр, яғни жалған хабарламалар саны азайып жатыр – кейбір зерттеулерге сәйкес шамамен 63% аз. Бұл жүйелер су астындағы құрылғылар мен жерге негізделген сенсорлардан бір мезгілде келіп түскен ақпаратты өңдеген кезде олар цунами немесе жанартау атқылауларының белгілерін көбірек уақыт бұрын сезінеді. Жасанды нейрондық желілер ескерту жүйелеріне ескі әдістерге қарағанда 22 секунд қосымша уақыт береді, себебі ескі әдістер тек порогтық мәндерді ғана қарастырған. Жылулық және акустикалық бейнелеу жүйелерінің есебі бұны растайды.

Динамикалық апаттық жағдайларда икемді шешім қабылдау үшін когнитивті интеллект

Адамдар сияқты ойлайтын ЖИ жүйелері төтенше жағдайлар туындаған кезде ең маңыздысын шешуге көмектеседі. Бұл жүйелер уақыттың өзінде-ақ әртүрлі ақпаратты біріктіреді: ауа райының жағдайы, зақымданған ғимараттар, белгілі бір аумақтарда қаншалықты адам тұратынын анықтайды және солға сәйкес хабарландырулар жіберілетін аумақтарды өзгертеді. Мысалы, өрт жайындағы жағдайды қарастырайық. Жүйе ақылды құрылғылар арқылы сумен бөгелген жолдарды анықтау негізінде әртүрлі ескертпелерді жіберуі мүмкін, ал жергілікті тұрғындар бұрын-ақ кетіп қалған жерлерге хабарламалар жіберуді тоқтатады. Уақытылы жоспарларды өзгерте білу адамдарды паникадан сақтап, бір уақытта артық ақпаратпен байланыс арналарын жүктеуге мүмкіндік бермейді.

Масштабтау мүмкіндігі мен автоматтандырылған акустикалық хабарландыру таратуда адамдық қадағалау

Жасанды интеллект бір уақытта 14 000-ға жуық дыбыстық ақпарат ағындарын өңдей алады. Әлі де көптеген жүйелерде автоматтандырылған ескертпелерді растау адамдарға тапсырылған, бұл әлем бойынша онда сегізін құрайды. Аралас тәсіл компьютерлік анықтауды қажет болған жағдайда тиімді жұмысты жасау үшін нақты адамдармен ұштастырады, бұл саяси тұрғыдан күрделі немесе тек қана көп адам жүретін орындар үшін ерекше маңызды. Edge-есептеу басқа жерде ірі сөніп қалған жағдайда да жергілікті түрде жұмысты жалғастыруға көмектеседі. Бұл шешімдер қабылдау қажетті жерде нақты жасалатынын, бүкіл жүйенің дұрыс жұмыс істеуін және жауапкершілік біреуге тиетінін білдіреді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Ерте ескерту үшін дыбыстық технологияларды пайдаланудың негізгі артықшылықтары қандай?

Дыбыстық технологиялар су мен қиыршық тастың артында да жақсы таратылатын, тезірек және нақтылырақ хабарламалар беріп, дыбыс ластануын азайта отырып, ерте ескерту жүйелерін жақсартады.

Акустикалық жүйелер дәстүрлі ерте ескерту әдістерімен салыстырғанда қаншалықты дәл?

Акустикалық жүйелер ИИ-мен бірге 98% дейінгі дәлдікке жетіп, дабыл әдістері сияқты дәстүрлі әдістерден едәуір асып түседі, орташа есеппен 72% құрайды.

Акустикалық желілерді барлық орта түрлерінде қолдануға бола ма?

Иә, қазіргі акустикалық жүйелер кез келген ортада әмбебап және тиімді, әртүрлі сынақтарда дәстүрлі жүйелерден асып түседі.

Акустикалық ерте ескерту жүйелеріндегі ИИ-нің рөлі қандай?

ИИ бейхабарлық сценарийлері кезінде бейпелін анықтау дәлдігін арттырады, жалған хабарламалар санын азайтады және бейімделуші сигналды өңдеу мен білімді интеллект арқылы шешім қабылдау сапасын арттырады.