Zderzenie z ptakiem stanowi krytyczne ryzyko dla bezpieczeństwa lotnictwa cywilnego na całym świecie. Według ICAO (*Podręcznik służb lotniskowych, Doc 9137, część 3 – Zarządzanie zagrożeniami związanymi z dziką przyrodą*) około 90% zderzeń z ptakami ma miejsce na lotniskach i w ich pobliżu, gdzie obszary ruchu są traktowane priorytetowo w zakresie kontroli zagrożeń ze strony dzikich zwierząt. Konwencjonalne narzędzia odstraszające ptaki działają krótko, ale ptaki przyzwyczajają się do stałych sygnałów ostrzegawczych. Kierunkowe systemy akustyczne zmniejszają ryzyko przyzwyczajenia dzięki dynamicznemu dźwiękowi kierunkowemu, obsługując wymierne ustawienia ciśnienia akustycznego i identyfikowalne zapisy na potrzeby przepływu pracy „Wykryj-identyfikuj-odstraszaj-oceń” w celu zapobiegania ptakom. Mimo to oceniający i kupujący porty lotnicze muszą odpowiedzieć na jedno kluczowe pytanie: czy akustyczne odstraszanie ptaków jest w praktyce skuteczne na lotniskach?

1. Czym jest akustyczne odstraszanie ptaków i jak ocenić jego skuteczność?

Akustyczny system odstraszania ptaków na lotniskach działa poprzez stosowanie kontrolowanych sygnałów akustycznych o dużej intensywności w celu wywołania u ptaków reakcji ucieczki i odsunięcia ich od obszarów ruchu lotniskowego. W tym teście terenowym wykorzystano dwumodułowy kierunkowy moduł akustyczny RIBRI, dostosowany do potrzeb Rotunbot RT-G.800 . Robot sferyczny Sprzęt skupia energię dźwiękową w kontrolowanych wiązkach akustycznych, aby uzyskać kierunkową transmisję, ograniczyć rozprzestrzenianie się hałasu na okoliczne społeczności i przełączać akustyczne tryby pracy w zależności od aktywności ptaków w czasie rzeczywistym.

Jednakże zdolność do wydawania dźwięku nie jest równoznaczna z praktycznym działaniem odstraszającym. Dwa kluczowe kryteria określają wydajność w świecie rzeczywistym:

Po pierwsze: poziom resztkowego ciśnienia akustycznego docierającego do ptaków. Nominalne szczytowe wartości decybeli zmierzone z bliskiej odległości mają ograniczoną wartość referencyjną. Ponieważ obszary ruchu lotniskowego charakteryzują się nieodłącznym hałasem tła, decydującym czynnikiem jest rzeczywiste ciśnienie akustyczne docierające do miejsc występowania ptaków.

Po drugie: reakcje behawioralne ptaków na bodźce akustyczne – czy ptaki odlatują na stałe, czy po prostu patrzą w górę przed ponownym lądowaniem.

Ten test terenowy ocenia skuteczność odstraszania ptaków przez urządzenie akustyczne: opisany powyżej dwumodułowy kierunkowy moduł akustyczny RIBRI AHD, zintegrowany z robotem sferycznym Rotunbot RT-G.800. Wszystkie dane dotyczące parametrów akustycznych opisane w późniejszych rozdziałach są generowane przez ten moduł, zwany dalej Jednostka AHD.

2. Jaki poziom decybeli stanowi skuteczny środek odstraszający?

2.1 Strefy ciśnienia akustycznego: określenie skutecznego zasięgu odstraszania

Na podstawie pomiarów terenowych zdefiniowano trzy strefy ciśnienia akustycznego:

• ≥ 80 dB: Rdzeń strefy odstraszania, który może niezawodnie wywołać skuteczną ucieczkę ptaków.

• 70–80 dB: Strefa alarmowa, wyzwalająca czujność i unikanie bez gwarancji opuszczenia obszaru.

• < 70 dB: Strefa nieskuteczna, bez wyraźnego efektu odstraszającego lub alarmującego.

Uwaga: są to progi empiryczne specyficzne dla testu, a nie obowiązkowe normy krajowe. Różnią się one w zależności od hałasu w tle, gatunków ptaków i terenu.

2.2 Klasyfikacja reakcji ptaków: co uznaje się za rzeczywiste odstraszanie?

Skuteczności nie można oceniać wyłącznie po podniesieniu głowy przez ptaki. Zachowania ptaków obserwowane na miejscu podzielono na trzy stopnie:

• Stopień 1: Normalne przesiadywanie lub żerowanie bez czujności.

• Stopień 2: Reakcje stresowe obejmujące pauzę, rozglądanie się lub niepokój.

• Stopień 3: Dobrowolny start i całkowite opuszczenie obszaru monitorowanego.

Należy podkreślić, że rozglądanie się oznacza jedynie stres 2. stopnia. Jedynie dobrowolna ewakuacja 3. stopnia kwalifikuje się jako rzeczywisty środek odstraszający.

2.3 Dlaczego 80 dB zamiast 60 dB lub 100 dB?

Hałas tła zmierzony podczas tego testu wyniósł 58,6 dB. Badania Federal Highway Administration (FHWA, USA) dotyczące narażenia na hałas dzikiej przyrody wskazują, że aby dzikie zwierzęta mogły niezawodnie odbierać sygnały, muszą one przekraczać hałas tła o około 18–20 dB w optymalnym paśmie słyszenia zwierząt (FHWA, Noise Effects on Wildlife).

58,6 + 20 ≈ 78,6 dB, zaokrąglone do praktycznej wartości inżynierskiej wynoszącej 80 dB.

W związku z tym 80 dB nie jest wartością wybraną arbitralnie, ale wynikiem fizycznym wynikającym z lokalnego szumu tła powiększonego o wystarczający margines stosunku sygnału do szumu, co potwierdzają pomiary terenowe.

3. Przegląd metodologii testów terenowych

3.1 Miejsce testowe i okno czasowe

Testy przeprowadzono na drodze kołowania na południe od północnego pasa startowego jednego z lotnisk i na zachód od drugiego zachodniego pasa startowego. Teren był płaski, bez wysokich przeszkód. Pomiary wykonywano w dwóch dobowych szczytach aktywności ptaków: w godzinach 06:00–10:00 i 17:00–21:00, unikając okresów wzmożonego ruchu statków powietrznych.

Platformą próbną jest robot sferyczny Rotunbot RT-G.800, którego zintegrowaną jednostkę AHD pełni rolę testowanej jednostki akustycznej. Próba odbyła się na określonym lotnisku: na drodze kołowania na południe od północnego pasa startowego i na zachód od drugiego zachodniego pasa startowego, na płaskim terenie bez wysokich przeszkód, w okresach największej aktywności ptaków (06:00–10:00 i 17:00–21:00). Punkty pomiarowe powtarzały standardową siatkę stosowaną w tym artykule — 1 m, 10 m, 30 m, 50 m i 100 m skrzyżowane z azymutami 0°, 90°, 180° i 270° — z trzema uśrednionymi próbkami na punkt i zmierzonym tłem otoczenia wynoszącym 58,6 dB.

3.2 Układ pomiaru ciśnienia akustycznego

Punkty pomiarowe ustawiono w pięciu odległościach od źródła odniesienia: 1 m, 10 m, 30 m, 50 m i 100 m, w połączeniu z czterema azymutami poziomymi (0°, 90°, 180°, 270°). W sumie powstało 20 punktów monitorowania ułożonych w matrycę „czterech azymutów × pięć odległości”. Z każdego punktu pobierano próbki trzy razy z rzędu i rejestrowano wartość średnią. Wszystkie punkty pomiarowe rejestrują sygnały akustyczne wychodzące z jednostki AHD; robot sferyczny ustala jedynie położenie jednostki AHD i zapewnia wsparcie na poziomie platformy.

3.3 Monitorowanie i rejestrowanie aktywności ptaków

Zastosowano standardowy przebieg obserwacji: 10-minutowa cicha obserwacja bazowa → 30-minutowe monitorowanie z włączonym urządzeniem. Przez cały proces prowadzono nagrania wideo w wysokiej rozdzielczości, a także kontrolę człowieka na miejscu w celu zarejestrowania stanu zachowania, czasu trwania ewakuacji i zdarzeń związanych z powrotem ptaków. Na tym samym obszarze utworzono pustą grupę kontrolną, aby wyeliminować zakłócenia spowodowane naturalnym odlotem ptaków.

4. Jak daleko dociera sygnał akustyczny?

4.1 Wyniki pomiarów wieloazymutalnych i wieloodległościowych

Poniższa tabela przedstawia średnie zmierzone poziomy ciśnienia akustycznego (dB), uśrednione dla trzech kolejnych próbek na punkt:

Uwaga: Dane dotyczące ciśnienia akustycznego w tej tabeli zostały zmierzone przez specjalnie dostosowaną jednostkę RIBRI AHD zintegrowaną z robotem sferycznym Rotunbot RT-G.800.

Dane dotyczące kierunku do przodu są szczególnie ilustracyjne: ciśnienie akustyczne wynosi 129,37 dB w odległości 1 m i spada do 80,60 dB w odległości 100 m, osiągając empiryczny próg odstraszania wynoszący 80 dB.

Dodatkowa uwaga dotycząca odczytów: maksymalny pojedynczy odczyt z odległości 1 m wyniósł 129,6 dB, przy średniej z trzech próbek wynoszącej 129,37 dB. Późniejsze odniesienia do wartości szczytowej przyjmują „maksymalny poziom ciśnienia akustycznego wynoszący 129,6 dB w odległości 1 m”.

4.2 Wyprowadzanie efektywnego zasięgu, zasięgu zasięgu i wysokości wpływu

Specjalnie zbudowana jednostka AHD zintegrowana z platformą robota zmierzyła 129,6 dB SPL w odległości 1 m na mocnej osi przód/tył (maksymalny pojedynczy odczyt; średnia z trzech próbek dla osi przedniej wyniosła 129,37 dB). Przy zmierzonym tle otoczenia wynoszącym 58,6 dB, próg skutecznego odstraszania wynoszący 80 dB przyjęty w wersji 2.1 pozostawia margines sygnału do szumu w przybliżeniu 21 dB — na tej samej podstawie inżynieryjnej zastosowano do ustalenia tego progu.

Poniższy wzór na tłumienie dźwięku porównuje się z danymi zmierzonymi przez jednostkę AHD i podaje przybliżoną zależność decybeli od odległości:

L(r, θ) = 129 − 20·log₁₀ r − 0,042(θ)·(r − 1), r > 0

Rozwiązanie tej zależności przy dwóch progach odstraszania daje szacunkowe skuteczne zasięgi:

• Przy 80 dB (rdzeń strefy odstraszania): r ≈ 142,04  m

• Przy 70 dB (strefa alarmowa/ostrzegawcza): r ≈ 257,22  m

Pole dźwiękowe jest raczej kierunkowe niż jednolite, przy czym osie do przodu (0°) i do tyłu (180°) tworzą silne kierunki pola dźwiękowego.

Ponieważ robot patroluje, zasięg nie jest statycznym okręgiem. Na ścieżce patrolowej powrotnej o długości 1,5 km omiata korytarz o szerokości 2·R80 = 2 × 142 m = 284 m, zatem obszar wykluczenia dynamicznego wynosi:

A ≈ L × 2R80 = 1500 m × 284 m ≈ 4,3 × 10⁵ m² (odpowiada wartościom podanym w teście terenowym)

W pionie emitowana wiązka ma półkąt β ≈ 33° (od typowego kąta pionowego wiązki i wysokości roboczej robota). Wysokość wpływu w danym zakresie wynosi h ≈ R·tan β ≈ 0,65·R, co daje:

• Przy promieniu 80 dB (R = 142 m): h ≈ ​​92 m

• W promieniu 70 dB (R = 257 m): h ≈ ​​165 m

Obie wysokości dobrze mieszczą się w przestrzeni powietrznej na małych wysokościach, w której faktycznie latają ptaki lotniskowe, więc robot pokrywa pas pionowy, który ma największe znaczenie pod względem ryzyka zderzenia z ptakami.

Uwaga: Dane dotyczące ciśnienia akustycznego w tej tabeli zostały zmierzone przez specjalnie dostosowaną jednostkę RIBRI AHD zintegrowaną z robotem sferycznym Rotunbot RT-G.800.

4.3 Znaczenie wyników pokrycia

Opierając się na zakresach uzyskanych w wersji 4.2, specjalnie zbudowana jednostka AHD zintegrowana z platformą RT-G.800 generuje prawdziwie trójwymiarowe pole rozpraszające, a nie okrąg statyczny. Na swoich silnych osiach 0°/180° posiada promień odstraszania rdzenia wynoszący 142 m przy 80 dB i promień ostrzeżenia dźwiękowego wynoszący 257 m przy 70 dB. Robot sferyczny Rotunbot RT-G.800 zapewnia możliwość mobilnego patrolowania w celu realizacji dynamicznego pokrycia dużego obszaru; patrolując trasę powrotną o długości 1,5 km, omiata korytarz o szerokości około 284 m, uzyskując około 4,3 × 10⁵ m² obszaru wykluczenia dynamicznego – wystarczającego do utrzymania całego pobocza drogi startowej lub drogi kołowania pod ciągłym ciśnieniem akustycznym, a nie w jednym stałym punkcie. W pionie obwiednia sięga 92 m przy 80 dB i 165 m przy 70 dB, obejmując pasmo 90–160 m, w którym lata większość ptaków lotniskowych. W praktyce pojedynczy zintegrowany system zabezpiecza twardą bańkę gruntową o długości 142 m, sięgającą do 257 m w celach ostrzegawczych i o zasięgu pionowym do 165 m — dzięki czemu odstęp między patrolami można zaplanować bezpośrednio na podstawie promienia rdzenia wynoszącego 142 m jako odległość decydującą o rzeczywistej redukcji ryzyka zderzenia z ptakami.

5. Czy ptaki naprawdę odlatują, czy tylko się dziwią?

Wszystkie 72 zapisy behawioralne w tej sekcji zebrano ze zintegrowanego systemu: robota sferycznego Rotunbot RT-G.800 wyposażonego w specjalnie zbudowaną jednostkę AHD, rejestrującą reakcje ptaków ze świata rzeczywistego.

5.1 Źródło 72 ważnych próbek

Ciągłe czterodniowe monitorowanie stacjonarne pozwoliło uzyskać 72 ważne zapisy aktywności ptaków, poparte materiałem wideo i weryfikacją przez ludzi. Skład próby: 69 grup ptaków małych (95,8%) i 3 grupy ptaków średnich (4,2%).

5.2 Rozkład zaobserwowanych reakcji ptaków

Statystyki: 55 grup (76,4%) wykazało prawidłowe reakcje na stres; 49 grup (68,1%) osiągnęło wyraźny efekt odstraszania; W 17 grupach (23,6%) odpowiedzi były słabe lub znikome.

5.3 Kierunki lotu odstraszonych ptaków

• Wyleciało poza ogrodzenie lotniska: 40 grup (55,6%).

• Nie wyleciało poza obwód: 19 grup (26,4%). (Przeważnie boczne unikanie i manewrowanie na miejscu; wśród nich 12 grup nadal wykazywało prawidłowe reakcje na stres).

• Niejasny kierunek lotu: 13 grup (18,1%).

5.4 Interpretacja procentów statystycznych

76,4% to dowolna mierzalna reakcja na stres; jedynie 68,1% odpowiada zdecydowanemu odstraszaniu. Przyspieszona ucieczka, dobrowolne wycofanie się i odwrócenie uwagi zaliczają się do wyraźnych zachowań odstraszających. Zmiany wysokości stanowią ważny stres, ale nie gwarantują odlotu i należy rozróżnić te dwie kategorie.

Próbki o słabej odpowiedzi wynoszące 23,6% stanowią znaczący dowód obiektywnych wyników. Słabe lub stłumione reakcje mogą wynikać z umiejscowienia w strefie bocznej, indywidualnej zmienności ptaków lub częściowej wcześniejszej adaptacji. Uwzględnienie tych przypadków daje realistyczny obraz wydajności w świecie rzeczywistym.

Z punktu widzenia bezpieczeństwa operacyjnego portów lotniczych na szczególną uwagę zasługuje liczba 55,6%: omijanie boczne na terenie lotniska nie eliminuje zagrożenia zderzeniami z ptakami. Dopiero lot poza płot usuwa zagrożenie z operacyjnego punktu widzenia.

Należy również zauważyć: w ciągu czterodniowego okresu testowego nie zaobserwowano żadnych wyraźnych oznak przyzwyczajenia, tolerancji ani skupienia ptaków. To odkrycie dotyczy wyłącznie testów krótkoterminowych. Ryzykiem przyzwyczajenia na przestrzeni miesięcy lub lat należy zarządzać poprzez rotacyjne biblioteki dźwiękowe i strategie dynamicznego patrolowania. Długoterminowe wyniki wymagają ciągłej eksploatacji lotniska w rzeczywistych warunkach i nie można ich wyciągnąć wyłącznie na podstawie tego testu.

6. Ryzyko zaganiania ptaków w stronę pasów startowych

Główną obawą związaną z odstraszaniem akustycznym jest to, czy zakłócenia akustyczne mogą wypchnąć ptaki do przestrzeni powietrznej obsługującej pas startowy. Poniżej omówiono trzy wymiary bezpieczeństwa.

Uwaga: poniższe wnioski odzwierciedlają obserwacje z tej kampanii testowej. Nie gwarantują zerowego ryzyka we wszystkich scenariuszach operacyjnych. Standardowe kontrole operacyjne pozostają niezbędne.

6.1 Możliwość kontrolowania kierunków odstraszania

Większość niepokojonych ptaków rozproszyła się w kierunku otwartych obszarów poza obwodem. Pozostałe ptaki wykonywały unikanie boczne w bezpiecznych strefach na miejscu, z dala od przestrzeni powietrznej obsługującej pas startowy. W okresie obserwacji nie odnotowano żadnych incydentów skupiających się ptaków w krytycznych strefach lotu, przekraczających pasy startowe lub naruszających przestrzeń powietrzną do startów i lądowań na małych wysokościach.

6.2 Sterowanie trybami pracy

W zintegrowanym systemie zastosowano stopniowane tryby odstraszania akustooptycznego. Nie zaobserwowano żadnych zagrożeń wtórnych spowodowanych masowym wypłukiwaniem i niekontrolowanym rozpraszaniem ptaków. Logika działania opiera się na „wykrywaniu aktywności ptaków → ukierunkowanym odstraszaniu → rozpraszaniu na zewnątrz”, zgodnie z obowiązującą na lotnisku zasadą zapobiegania ptakom „raczej odstraszania niż lekkomyślnego spłukiwania”.

6.3 Wpływ na operacje statku powietrznego

Bezpieczeństwo zostało zweryfikowane krzyżowo w ciągu 30-dniowego ciągłego okna monitorowania połączonego z obserwacją przestrzeni powietrznej na miejscu – wykraczającą poza czterodniową kampanię behawioralną – i nie zaobserwowano żadnego połknięcia ptaków w krytycznej przestrzeni powietrznej lotu, wtargnięcia na pas startowy ani zakłóceń w działaniu statku powietrznego.

Weryfikacja krzyżowa łącząca czterodniowy test terenowy z obserwacją przestrzeni powietrznej nie wykazała dowodów na to, że odstraszanie akustyczne spowodowało wtargnięcie ptaków do krytycznej przestrzeni powietrznej lotu, zmuszenie ptaków do opuszczenia pasów startowych lub zakłócenie operacji statków powietrznych przez cały okres obserwacji.

7. Czy dźwiękowy system odstraszania ptaków rzeczywiście działa na lotniskach?

Tak – a test terenowy nie pozostawia wątpliwości. Po uruchomieniu zintegrowanego systemu (platforma Rotunbot RT-G.800 ze specjalnie zbudowaną jednostką AHD) zdecydowana większość działań ptaków wywołała reakcję unikania, a większość rozproszonych ptaków przemieszczała się na zewnątrz w kierunku obwodu, a nie w stronę pasa startowego. Wynik był powtarzalny, mierzalny i bezpieczny dla operacji lotniczych.

To, co sprawia, że ​​to działa, jest również praktyczne dla lotniska. Odstraszanie akustyczne nie jest śmiertelne i odwracalne, dzięki czemu pozostaje zgodne z zaostrzającymi się przepisami dotyczącymi ochrony dzikiej przyrody i bezpieczne w pobliżu gatunków chronionych. Działa na odległość i może działać bez nadzoru, pokrywając obszar ruchu znacznie szybciej niż pojazd patrolowy i nie narażając personelu na ryzyko. Ponieważ wiązka jest kierunkowa, operatorzy kierują ptaki z dala od krytycznej przestrzeni powietrznej, a nie w poprzek, a obracająca się biblioteka sygnałów jest odporna na przyzwyczajenie, które powoduje zużycie armat gazowych i materiałów pirotechnicznych.

Krótko mówiąc, odstraszanie akustyczne sprawdza się na lotniskach, ponieważ jest kontrolowane, ciągłe i bezpieczne, a nie tylko głośne. Jedynym zastrzeżeniem jest to, że zasługuje na swoje miejsce tylko wtedy, gdy zostanie wkomponowany w system zagrożenia dla ptaków, a nie przykręcony w jednym gorącym miejscu.

Jednostka AHD zatwierdzona w tej próbie terenowej stanowi jedno z rozwiązań w rodzinie produktów AHD firmy RIBRI, zaprojektowanych specjalnie dla bezzałogowych urządzeń łagodzących zagrożenie dla dzikich zwierząt na lotniskach.

8. Skontaktuj się z RIBRI w sprawie rozwiązań w zakresie akustycznego rozpraszania ptaków na lotniskach

RIBRI zapewnia profesjonalne rozwiązania w zakresie zarządzania zagrożeniem dla ptaków na lotniskach i kontroli dzikiej przyrody. Jednostka AHD sprawdzona w teście terenowym jest dostosowana do potrzeb robota sferycznego Rotunbot RT‑G.800. Mówiąc szerzej, RIBRI opracowuje system AHD specjalnie dla urządzenia bezzałogowe , kompatybilne z wieloma platformami, w tym bezzałogowymi pojazdami naziemnymi, czworonożnymi robotami, UAV i bezzałogowymi statkami nawodnymi. Ta rodzina produktów AHD łączy w sobie kierunkową emisję dźwięku dalekiego zasięgu, wykrywanie multimodalne i sztuczną inteligencję brzegową, a także wytrzymałą konstrukcję, aby przezwyciężyć ograniczenia konwencjonalnego monitoringu radarowego i wideo – systemów zdolnych do wykrywania zagrożeń dla ptaków, ale niezdolnych do ich rozproszenia. Służy jako podstawowe rozwiązanie do zabezpieczania pasów startowych, płyt postojowych, dróg kołowania i krytycznej infrastruktury na terenie lotniska w środowiskach o wysokim ryzyku zderzenia z ptakami.

Skontaktuj się z RIBRI , aby uzyskać bezpłatną ocenę wykonalności i indywidualną wycenę projektu.

Sposoby dotarcia do nas:

· Poproś o konsultację techniczną z naszym zespołem inżynierów

· Pobierz pełną kartę danych technicznych w formacie PDF

· Wyślij e-mail do naszego zespołu, aby uzyskać odpowiedź w ciągu 24 godzin