Pagsasagawa ng mga Remote Acoustic Devices sa mga Walang Tripulasyong Barko

Dahil sa mabilis na pag-unlad ng teknolohiya ng walang pilotong barko sa mga operasyon sa dagat, seguridad, pagsubaybay sa ekolohiya, at iba pang larangan, ang mga katangian nito tulad ng autonomous navigation at mahabang tagal ng operasyon ay naging mahalagang suporta sa mga gawaing pandagat. Gayunpaman, ang tradisyonal na mga tungkulin ng walang pilotong barko ay nakatuon higit sa koleksyon ng datos tulad ng pagsusuri sa kalidad ng tubig at pagsubaybay sa imahe, at kulang sa epektibong kakayahan sa pakikipag-ugnayan at pananakot gamit ang tunog sa tubig. Batay sa pangunahing kalamangan ng direksyonal na transmisyon ng tunog at paglaban sa mga balahid ng kapaligiran sa tubig, ang mga remote acoustic device ay bumubuo ng isang "mobile acoustic platform sa tubig" kasama ang walang pilotong barko, na epektibong nagtutugon sa kakulangan ng pakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng tunog at mas lalo pang pinapalawak ang kanilang halaga sa aplikasyon sa mga kumplikadong sitwasyon sa tubig.

I. Mga Seneriyong Pang-aplikasyon ng Remote Acoustic Device na Angkop sa Walang Pilotong Barko

Ang pagsasama ng mga remote na akustikong aparato at walang pilotong barko ay tumpak na tumutugma sa mga sumusunod na apat na pangunahing senaryo sa tubig upang malutas ang mga operational na problema sa iba't ibang larangan:

• Mga senaryo sa seguridad sa dagat at pagpapatrol sa hangganan: Sa mga lugar tulad ng baybayin at panloob na daungan, ang mga walang pilotong barko na mayroong remote na akustikong aparato ay maaaring maglabas ng direksiyonal na babala sa mga ilegal na barkong nagtatago o lumalabag (tulad ng "Ang inyong barko ay pumasok na sa hurisdiksyon ng tubig ng Tsina, mangyaring huminto agad para sa inspeksyon"). Sa mga mahahalagang lugar tulad ng pantalan at pier, maaari nilang i-broadcast sa real-time ang mga abiso sa pamamahala ng kaligtasan (tulad ng "Bawal manatili sa daungan, mangyaring mag-ingat sa mga dumaan na barko") at isabay ang aktuwal na kalagayan sa lupaing sentro ng komando upang matulungan ang mga tauhan sa pagpapatupad ng batas.
• Mga senaryo ng emerhensiyang pagsagip: Kapag may mga taong nakakulong sa tubig dahil sa mga kalamidad tulad ng baha at bagyo, ang mga walay-tao na barko ay maaaring mabilis na marating ang mga apektadong tubig. Gamit ang mga remote na akustikong device, maaari nilang ipaabot ang ruta ng pagsagip sa mga natrap (halimbawa, "Pumunta po kayo sa direksyon ng orange na life raft, naka-standby ang rescue ship sa malapit na lugar") at ihatid ang kaalaman tungkol sa pagtutuloy sa ibabaw at pag-iwas sa panganib. Sa pagsagip sa karagatan, maaari nilang ibigay ang posisyon o palatandaan sa mga taong nahulog sa tubig (halimbawa, "Ingatan ninyo ang inyong lakas, ilulusong ng unmanned ship ang kagamitang pampagligtas para sa inyo") at tulungan ang koponan ng pagsagip na matukoy ang eksaktong lokasyon gamit ang tunog. Sa mga aksidente dulot ng oil spill, maaari nilang ipaalam sa mga kapaligirang barko ang sakop ng peligrosong lugar (halimbawa, "May oil spill sa tubig na XX, huwag lumapit") upang maiwasan ang pangalawang aksidente.
• Mga senaryo sa pangangalaga sa kalikasan at pamamahala ng tubig: Sa mga lugar na may tubig tulad ng mga natatanging likas (tulad ng mga baybay-dagat at lawa), ang mga walay tao sasakyang pandagat na mayroong malayuang akustikong kagamitan ay maaaring magpadala ng babala sa mga ilegal na mangingisda at mga barkong nagbubuhos ng dumi upang lumikha ng panakot sa tubig. Sa mga lugar tulad ng mga dam at pinagkukunan ng tubig - inumin, maaari nilang ipaabot ang mga babala laban sa mga taong lumalangoy o nangingisda nang labag sa alituntunin (halimbawa, "Ito ay isang napoprotektahang lugar ng pinagmumulan ng tubig - inumin, at ipinagbabawal ang pagpasok sa tubig"). Sa mga lugar ng pangingisda, maaari nilang palayasin ang mga nakakalasong organismo sa tubig gamit ang tiyak na dalas ng tunog upang maprotektahan ang kaligtasan ng mga species na inaalagaan.
• Mga serbisyong publiko at mga senaryo ng koordinasyon sa operasyon: Sa lugar ng konstruksyon sa tubig (tulad ng paggawa ng tulay at paglilinis ng daungan), ang mga walang tripulanteng barko ay maaaring magpadala ng saklaw ng lugar ng konstruksyon at ruta para sa pag-ikot gamit ang malayuang mga akustikong aparato (halimbawa, "Paki-ikot 100 metro sa hilaga ng lugar ng konstruksyon, salamat sa inyong pakikipagtulungan"). Habang mayroong mga kaganapan sa tubig (tulad ng paligsahan ng dragon boat at sailboat), maaari nilang i-broadcast sa real-time ang mga alituntunin ng paligsahan at mga paalalang pangkaligtasan (halimbawa, "Hindi pinapayagang pumasok ang mga di-kasali na bangka sa rumbahan habang may paligsahan") upang mapanatili ang maayos na kalagayan sa lugar.

II. Mga Pangunahing Pangangailangan ng Customer sa Mga Senaryo ng Walang Tripulanteng Barko

Sa paggamit ng mga walang tripulanteng barko, ang mga pangangailangan ng customer para sa mga malayuang akustikong aparato ay nakatuon sa "katatagan sa tubig, katatagan, at kahusayan", na partikular na ipinapakita sa mga sumusunod:

• Matibay na paglaban sa tubig at pangangailangan sa pag-aangkop sa kapaligiran: Ang mga walang pilotong barko ay gumagana sa tubig nang matagal, kaya kailangan ng aparatong ito ng antas ng proteksyon na IP65 o mas mataas, na kayang lumaban sa pagsira ng tubig-dagat, pagbaha ng ulan, at pag-atake ng alon. Nang magkasama, dapat ito makapag-angkop sa mga pagbabago ng temperatura ng tubig at hangin sa saklaw na -20°C hanggang 60°C upang maiwasan ang mga maling paggamit sa mga kapaligirang may mataas na temperatura o malamig na pagkakapiit. Bukod dito, dapat itong may kakayahang lumaban sa hangin at alon, at kayang magpadala ng tunog nang matatag sa ilalim ng hangin na nasa antas na 5 pababa nang hindi nababalewala ng ingay mula sa kapaligiran (tulad ng ingay ng alon at motor).
• Mahabang distansya at malinaw na transmisyon ng tunog: Ang saklaw ng operasyon ng mga walang pilotong barko ay karamihan ay nasa 1-5 kilometrong lawak ng tubig. Kaya, kinakailangan na ang aparato ay may epektibong distansya ng transmisyon ng tunog na hindi bababa sa 800 metro sa bukas na lawa ng tubig na walang sagabal. Ang signal ng boses ay walang pagkakaiba-iba at walang ingay. Kahit sa hangin at maalimpungat na kapaligiran, ang mga taong nasa tubig ay malinaw na nakakatanggap ng impormasyon. Para sa tiyak na target (tulad ng isang solong barko at isang taong nahuli), kinakailangan ang kakayahan ng direksiyonal na transmisyon ng tunog upang maiwasan ang pagkalat ng tunog na makakaapekto sa mga hindi kaugnay na lugar.
• Mga pangangailangan sa remote control at pag-co-coordinate: Sumusuporta ito sa operasyon na malayo gamit ang unmanned ship control system o shore-based command platform, kabilang ang pagbabago ng dami, paglipat ng working mode (direksyonal/omnidireksyonal), pag-playback ng naka-imbak na boses, at real-time na pag-input ng boses. Hindi kailangang mag-board ng tao para sa pag-setup. Nanggagaling din ito sa GPS positioning, high-definition camera, at sonar sensor ng unmanned ship. Kapag nakadetek ang sensor ng target (tulad ng mga taong nasalo o ilegal na barko), awtomatikong pinapagana nito ang acoustic device.
• Mababang pagkonsumo ng kuryente at pangangailangan sa pagtitiis: Ang kakayahang mag-isa ng unmanned ship ay karamihan ay 8 hanggang 24 oras. Kaya, kinakailangan na ang device ay may katangiang mababa ang pagkonsumo ng kuryente, na may working power consumption na hindi lalagpas sa 15W. Maaari itong direktang ikonekta sa power supply system ng unmanned ship upang maiwasan ang pagbabago sa operasyon dahil sa madalas na pagsisingil. Samantalang, dapat ito ay may function na pang-monitor sa kuryente. Kapag ang antas ng kuryente ng device ay napakababa, awtomatiko itong nagpapadala ng paalala sa command platform upang matiyak na hindi mapipigilan ang paghahatid ng mahahalagang impormasyon.

III. Mga Pangunahing Katangian ng Remote Acoustic Devices Na Nakatuon Sa Mga Unmanned Ship

Upang matugunan ang mga pangangailangan sa senaryo ng unmanned ship, kailangan ng remote acoustic devices na magkaroon ng mga tiyak na teknikal na katangian upang matiyak ang epektibong pakikipagtulungan sa mga unmanned ship:

• Matinding proteksyon at disenyo na anti-corrosion: Ang shell ay gawa sa aluminum alloy o engineering plastic + anti-corrosion coating material, na kayang lumaban sa pagkakaluma dulot ng tubig dagat at tubig ilog, at maiwasan ang pagkaluma at pagkabasag dahil sa matagal na pagkakalubog. Ang interface ng kagamitan ay may waterproof sealing structure, at ang data cables at power cables ay may waterproof connectors upang pigilan ang pagsulpot ng tubig sa loob ng circuit. Samantalang, may moisture-proof at breathable na balbula sa loob ng device upang mapantay ang presyon ng hangin sa loob at labas at maiwasan ang pagkakaroon ng condensed water.
• Mataas na antas ng pressure ng tunog at anti-interference output: Ang output ng sound pressure level ay maabot ang 130dB hanggang 150dB, na sumasakop sa frequency band na sensitibo sa tainga ng tao mula 200Hz hanggang 20000Hz upang matiyak na ang signal ng tunog ay makakaraan pa rin sa mga interference tulad ng ingay ng alon at engine. Ginagamit ang isang propesyonal na acoustic algorithm upang i-optimize ang landas ng transmisyon ng sound wave upang bawasan ang pagbaba ng tunog dahil sa reflection sa ibabaw ng tubig. Kahit sa kapaligiran kung saan umabot ang alon sa taas na 1 metro, ang impormasyon ng boses ay naririnig pa rin nang malinaw sa distansya na 800 metro. Bukod dito, sumusuporta ito sa higit sa 10 antas ng adjustment sa lakas ng tunog upang umangkop sa pangangailangan sa iba't ibang sitwasyon.
• Mababang pagkonsumo ng kuryente at multi-power adaptation: Ginagamit ang mababang kapangyarihang chip at disenyo ng circuit na nakatipid sa enerhiya. Ang standby power consumption ay mas mababa sa 3W, at ang working power consumption ay kontrolado sa 10–15W. Maaari itong direktang ikonekta sa lithium battery o sistema ng solar power supply ng unmanned ship nang walang karagdagang backup power supply. Ang ilang device ay may built-in na backup lithium battery, na kayang panatilihing gumagana nang higit sa 3 oras kahit na putol ang suplay ng kuryente sa unmanned ship, upang matiyak ang pagpapadala ng impormasyon sa mga emergency na sitwasyon.
• Magaan at madaling i-install: Ang kabuuang timbang ng device ay kontrolado sa loob ng 5 kilogramo, at ang sukat nito ay hindi lalagpas sa 20cm×20cm×20cm. Maaari itong mai-secure sa ibabaw ng hush o sa tuktok ng kubeta ng unmanned ship gamit ang isang bracket nang hindi nakakaapekto sa katatagan ng pag-navigate at kapasidad na magdala ng karga ng unmanned ship. Ang interface ng pag-install ay may standardisadong disenyo, na sumusuporta sa mabilis na pagtanggal at pagpapalit upang mapadali ang pangmatagalang pagmaitan at pagkumpuni.

IV. Mga Solusyon sa Integrasyon ng Remote Acoustic Devices kasama ang Iba Pang Kagamitan

Sa sistema ng unmanned ship, kailangang mai-integrate ang mga remote acoustic device sa iba't ibang kagamitan upang makabuo ng isang kolaboratibong sistema ng "percepsyon - desisyon - pagpapatupad". Ang mga tiyak na solusyon sa integrasyon ay ang mga sumusunod:

• Pagsasama sa kagamitang pangkuha: Ito ay konektado sa mataas na resolusyong kamera, sensor ng sonar, at infrared thermal imager ng walang-pilot na barko. Kapag nakilala ng kamera ang anomaliyang sitwasyon tulad ng "pagsalakay ng ilegal na barko" at "tao nahulog sa tubig", o natuklasan ng sonar ang mga sagabal sa ilalim ng tubig at kagamitan para sa ilegal na pangingisda, awtomatikong pinapagana nito ang remote acoustic device upang i-play ang nararapat na tinig (tulad ng "Ilegal na pumasok ang inyong barko sa lugar na walang-navegasyon, mangyaring umalis agad" at "May natuklasang taong nahulog sa tubig, pupunta ang walang-pilot na barko upang iligtas"). Ang infrared thermal imager ay makatutulong sa pag-target sa gabi o sa kapaligiran na may mababang visibility upang matiyak na tumpak na naipapadala ang tunog.
• Pagsasama sa kagamitang pangkomunikasyon: Ito ay konektado sa 4G/5G communication module o satellite communication module ng walang-mandar na barko upang mapagana ang kontrol sa napakalayong distansya. Kapag ang walang-mandar na barko ay gumagana sa mga tubig na malayo sa pampang at wala sa saklaw ng pampublikong network (tulad ng bukas na dagat), ang mga tauhan sa pampang ay maaaring magpadala ng mga utos (tulad ng pagpalit ng working mode at pag-update sa naka-imbak na tunog) sa acoustic device gamit ang satellite link. Ang device ay maaaring ipadala ang katayuan ng operasyon (tulad ng antas ng kuryente, lakas ng tunog, at impormasyon tungkol sa mga sira) pabalik sa command platform sa pampang sa totoong oras upang mapadali ang remote monitoring at paglutas ng mga problema.
• Pagsasama sa mga kagamitan sa posisyon at nabigasyon: Kasabay ng GPS/Beidou positioning system ng walang pilotong barko, kapag pumasok ang walang pilotong barko sa isang nakapirming sensitibong lugar (tulad ng lugar na pinoprotektahan bilang pinagkukunan ng tubig para uminom at lugar na bawal daungan ng militar), binobroadcast ng remote acoustic device ang babala sa boses patungo sa mga barkong papasok sa lugar na ito. Kapag lumihis ang walang pilotong barko sa ruta ng operasyon (tulad ng paglihis sa lugar ng paghahanap at pagsagip dahil sa hangin at alon), agad na nagpapadala ang device ng alarm tungkol sa hindi pangkaraniwang posisyon patungo sa platform na nakabase sa lupa at pinapatugtog ang paunawa na "Lumihis ang walang pilotong barko sa ruta, mangyaring mag-ingat sa pag-iwas" patungo sa mga kalapit na barko.
• Pagsasama sa kagamitang may babala na ilaw: Ito ay konektado sa LED warning light at strobe light ng unmanned ship upang makabuo ng epekto ng "koordinasyon ng tunog at ilaw". Kapag ang remote acoustic device ay nagsimula ng mode ng babala, sabay-sabay namumulat ang babalang ilaw (tulad ng asul na strobe light). Sa pamamagitan ng dobleng pagpimula sa pandinig at paningin, lalo pang napapahusay ang epekto ng babala sa target. Halimbawa, sa gabi habang isinasagawa ang rescure, ang "koordinasyong tunog at ilaw" ay nakatutulong sa mga taong nahulog sa tubig na madaling matukoy ang posisyon ng unmanned ship at mapabuti ang kahusayan ng operasyong pagliligtas.

V. Mga Pangunahing Bentahe ng Pagsasama ng Remote Acoustic Devices at Unmanned Ships

Kumpara sa tradisyonal na mga water acoustic device o unmanned ships na nag-oopera nang mag-isa, ang pagsasama ng remote acoustic devices at unmanned ships ay nakapagpapakita ng malaking bentahe sa maraming aspeto:

• Palawakin ang saklaw ng operasyon at kahusayan: Ang mga walang-mandong barko ay kayang mag-navigate nang malaya at takpan ang malaking lugar na tubig (isang operasyon ay kayang takpan ang higit sa 20 kilometro kuwadrado). Kapag pinagsama sa mga remote acoustic device, ang bilis ng pagpapadala ng impormasyon ay 4 hanggang 6 beses na mas mataas kaysa sa tradisyonal na paraan gamit ang manu-manong pagmamaneho ng bangka. Halimbawa, sa pamamahala ng isang reservoir na may sukat na 10 kilometro kuwadrado, ang mga unmanned ship na may kasamang device ay kayang makumpleto ang pagbabroadcast ng babala laban sa paglangoy sa buong lugar ng tubig sa loob lamang ng 2 oras, samantalang ang manual na pagmamaneho ng bangka ay tumatagal ng 6 hanggang 8 oras.
• Pataasin ang kaligtasan sa operasyon: Sa mga mapanganib na sitwasyon (tulad ng mga lugar na binaha at mga tubig na may langis), ang mga walang tripulanteng barko ay maaaring pumalit sa mga tao upang makapasok sa mataas na peligrong lugar para sa operasyon. Ang mga remote na akustikong device ay nagbibigay-daan sa mga tauhan sa lupa na maisagawa ang pagpapasa ng impormasyon at magdulot ng pananakot nang hindi lumalapit sa mapanganib na kapaligiran, na malaki ang nagpapababa sa panganib ng nasawi o nasaktan ang mga tauhan. Halimbawa, sa pagsagip sa tubig matapos ang isang bagyo, ang mga walang tripulanteng barko ay dala ang mga kagamitan upang makapasok sa mga tubig na may malakas na hangin at alon upang magpatugtog ng mga tagubilin sa pagsagip, na ikinaiiwas ang panganib na harapin ng mga tauhan sa pagsagip sa pamamagitan ng pagmamaneho ng mga barko.
• Makamit ang tumpak at ekolohikal na operasyon: Sa pamamagitan ng teknolohiyang pang-direksiyon sa paghahatid ng tunog at ang tumpak na kakayahang mag-position ng mga walang tao na barko, ang tunog ay maaaring tumpak na maihatid sa target na lugar, na maiiwasan ang pag-interferensya sa kapaligiran na dulot ng pagkalat Halimbawa, sa tubig ng isang reserbasyong likas, ang mga babala ay maaaring ipadadala nang tuwid sa mga ilegal na barko ng pangingisda nang hindi nakakaapekto sa tirahan ng mga nakapaligid na organismo sa tubig. Kasabay nito, ang aparato ay maaaring mag-simula ng tunog ng mga likas na kaaway upang makamit ang ekolohikal na pag-aalis, na maiiwasan ang polusyon sa tubig na dulot ng paggamit ng mga kemikal na ahente.
• Bawasan ang gastos sa operasyon: Ang isang walang tripulasyong barko na pinagsama sa isang remote acoustic device ay kayang palitan ang trabaho ng 2 - 3 tauhan sa operasyong pandagat. Bukod dito, mas mababa ang gastos sa bawat operasyon (kuryente, pagpapanatili) ng walang tripulasyong barko kaysa sa gastos sa manu-manong pagmamaneho ng bangka. Ang pangmatagalang operasyon ay makakabawas nang malaki sa pamumuhunan sa lakas-paggawa at oras. Halimbawa, sa pang-araw-araw na seguridad na pagronda sa daungan, ang isang walang tripulasyong barko ay kayang takpan ang pangangailangan sa pagronda sa isang 5-kilometrong daanan ng tubig, at mas mababa ng higit sa 50% ang gastos kumpara sa mga pagrondang may tao.

VI. Mga Kaso ng Paggamit ng Remote Acoustic Devices sa Walang Tripulasyong Barko

Kaso 1: Kolaboratibong Paggamit ng mga Coastal Border Unmanned Ship Patrols at Remote Acoustic Devices

Isang departamento ng pamamahala sa hangganan ng baybayin ang nagpakilala ng 8 walang-mandurukot na barkong pandilig, bawat isa ay mayroong remote acoustic device, bukod pa sa mataas na resolusyong kamera, isang Beidou positioning system, at isang satellite communication module. Sa pang-araw-araw na pagdilig, ang mga walang-mandurukot na barko ay lumalayag sa mga tubig na pasian ayon sa mga nakatakdang ruta. Kapag nakilala ng kamera ang isang suspek na barko na papalapit sa hangganan, awtomatikong lumilipat ang remote acoustic device sa directional mode at pinapatugtog ang babala na "Ang inyong barko ay malapit nang tumama sa hangganan ng Tsina, mangyaring magbalik-loob at umalis agad, kung hindi man ay gagawa ng karagdagang hakbang" patungo sa suspek na barko. Kung ang suspek na barko ay tumangging umalis, isinusumite ng device ang posisyon at kursong impormasyon ng barko sa shore-based command center sa pamamagitan ng satellite link. Ang command center ay maaaring remotely i-adjust ang lakas ng tunog ng device upang patuloy na palakasin ang babala. Bukod dito, kahit kapag hindi maisasagawa ang manu-manong pagdilig dahil sa masamang panahon (tulad ng malakas na ulan at malakas na kab fog), ang mga walang-mandurukot na barko ay maaari pa ring gumana nang maayos at magbroadcast ng mga alituntunin sa pamamahala ng hangganan sa mga dumadaang barko gamit ang device upang maiwasan ang mga ilegal na paglabag sa hangganan. Matapos maisabuhay ang balangkas na ito, bumaba ng 75% ang bilang ng mga insidente ng ilegal na paglabag sa hangganan sa mga tubig pasian, at bumaba ng 60% ang gastos sa pagdilig kumpara sa manu-manong pagmamaneho ng bangka.

Kaso 2: Pagsasapraktika ng mga Mandaragat na Walang Pilotong para sa Emerhensiyang Reskate sa Baha sa Lungsod at mga Remote Acoustic Devices

Nang magdusa ang isang lungsod dahil sa pagbaha dulot ng malakas na ulan, ginamit ng koponan ng pagsagip ang 5 pang-emergency na walang pilot na barko. Ang bawat walang pilot na barko ay kinalakipan ng remote acoustic device, infrared thermal imager, at isang device para ibaba ang mga kagamitan pangliligtas-buhay. Mabilis na pumasok ang mga walang pilot na barko sa mga bahaan na kalsada at komunidad. Nang nakita ng infrared thermal imager ang mga natrap na tao sa bubong at balkonahe, agad na pinagana ang remote acoustic device at ipinatalastas ang mensahe: "Paki-manatili sa mataas na lugar para sa pagsagip, ibababa ng walang pilot na barko ang life jacket at pagkain para sa inyo, huwag papasukin ang tubig nang hindi paahon." Kasabay nito, ipinadala ng device ang lokasyon ng mga natrap na tao pabalik sa sentro ng pamamahala ng pagsagip gamit ang 4G communication module upang matulungan ang pag-organisa ng koponan ng pagsagip. Sa mapanganib na lugar kung saan umaabot ang lalim ng tubig sa mahigit 1.5 metro, binroadcast ng mga walang pilot na barko ang babala: "Mabilis ang agos dito, huwag lumapit" sa mga taong nasa paligid gamit ang device upang maiwasan ang aksidenteng pagpasok sa mapanganib na tubig. Sa operasyong ito, ang pagsasama ng remote acoustic device at ng walang pilot na barko ay nakatulong sa pagreskyate ng higit sa 230 natrap na tao sa loob lamang ng 4 oras. Sampung beses mas mataas ang kahusayan sa pagpapadala ng impormasyon kumpara sa tradisyonal na megaphone, at walang nasugatan na miyembro ng koponan ng pagsagip.