Parvoz apparatlari (UAV) da masofaviy akustik qurilmalarning qo'llanilishi amaliyoti

Turli sohalarda UAV texnologiyasining chuqur joriy etilishi bilan uning balandlikdagi nuqtai nazari va moslashuvchan mobil xususiyatlari xavfsizlik nazorati, favqulodda holatda qutqarish hamda jamoat boshqaruvi kabi vaziyatlarda muhim qo'llab - quvvatlash vositasiga aylangan. Biroq, an'anaviy UAV funksiyalari asosan tasvir to'plash va ma'lumotlarni uzatishga e'tibor qaratilgan bo'lib, u ovozli o'zaro ta'sir va ovozli olish qobiliyatiga ega emas. Uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalar esa yo'nalishli ovoz tarqatish va masofadan boshqarishning asosiy afzalliklariga tayanadi va UAV lar bilan birgalikda "havo - fazo - yerga" mos keladigan hamkorlik tizimini shakllantiradi, bu esa UAV larning ovozli aloqadagi kamchiliklarini samarali ravishada qoplaydi va murakkab vaziyatlarda ularning qo'llash qiymatini yanada kengaytiradi.

I. Qo'llaniladigan vaziyatlar: UAVlarga moslashtirilgan uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalar

Uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalar va UAVlarning birlashuvi turli sohalardagi amaliy operatsiya muammolarini hal etish uchun quyidagi to'rtta asosiy vaziyatga aniq mos keladi:

• Ommaviy xavfsizlik va kuzatuv vaziyatlari: Keng ko'lamli tadbirlar (masalan, kontsertlar va sport tadbirlari) doirasida dronlarga ulangan masofaviy akustik qurilmalar tartibni saqlash bo'yicha e'lonlarni real vaqtda efirga uzata oladi (masalan, "Iltimos, tadbir joyidagi tartibga rioya qiling, jamlay boshlamang"). Shahar xavfsizligi uchun patrul qilish davomida shubhali shaxslarning to'planishi yoki balandlikdan parobolik otish kabi noaniq vaziyatlar aniqlanganda, ular yo'nalishli ravishada ogohlantiruvchi ovoz chiqara oladi hamda vaziyat haqidagi ma'lumotlarni yer usti buyruq punktiga bir vaqtda uzata oladi. Aeroportlar va temir yo'l liniyalari kabi muhim hududlarda esa bepoytaxt tekislikka kirib borayotgan shaxslar yoki transport vositalari kabi noqonuniy kirish harakatlari qilinayotgan taqdirda havo orqali g'azablantirish amalga oshiriladi.
• Favqulodda xavfsizlik vazifalari: O'rmon yong'ini, ko'chki, zilzila kabi noxosus hodisalar sodir bo'lgach, UAV lar tezda noxosus hudsga yetib bora oladi. Ular uzoqdan eshitiladigan qurilmalar orqali halokatga duchor bo'lgan odamlarga xavfsiz yo'nalishlarni e'lon qilishi (masalan, "Iltimos, janubi-sharq tomonga harakatlaning, spaşatelar guruxi kelib yetdi") va xavfsizlik choralari to'g'risida ma'lumot berishi mumkin. Dengizda qidiruv-spashtish jarayonida, suvga tushgan odamlarga o'z o'rnini aniqlash bo'yicha ko'rsatmalar berishi (masalan, "Suzib turing, spaşatelar kemasi yaqinlashmoqda"), shu bilan birga yerda joylashgan guruhlarga maqsadni aniqlashda yordam berishi hamda tog'lik hududlarda yo'qolgan odamlarni izlashda esa odamlarning e'tiboriga mo'ljallangan e'lonlarni takrorlab ovozli tarqatishi orqali axborot qamrovini kengaytirishi mumkin.
• Ekologik himoya va hayvonlarni nazorat qilish bo'yicha vaziyatlar: Tabiiy rezervatlarda uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalar bilan ta'minlangan UAV lar noqonuniy ovchilarga ogohlantiruvchi ovozlar uzatish orqali havo to'sig'i hosil qilishi mumkin. Aeroportlar va yer maydonlari kabi hududlarda ular tabiiy dushmanni (masalan, uyquvturar qushlarning ovozlari) yoki maxsus chastotali tovush to'lqinlarini imitatsiya qilish orqali ekologik jihatdan qushlarni quvib chiqarish, tumanlar orasidagi to'qnashuvlarni va qushlarning ekinlarga yetkazgan zararini oldini olish uchun foydalaniladi. Yovvoyi hayvonlarning ko'chish marshrutlarini nazorat qilishda inson faoliyatiga yaqinlashayotgan hayvonlarga ogohlantiruvchi tovushlarni efirga uzatish orqali inson - yovvoyi tabiat o'rtasidagi kelishmovchiliklarni kamaytirish mumkin.
• Davlat xizmatlari va e'lonlar: Shahar ichidagi epidemiyani oldini olish yoki suv hosil bo'lish kabi favqulodda vaziyatlarda dronlar siyosiy e'lonlarni mahallalarda hamda ko'chalarda doimiy ravishda tashiydigan qurilmalarni olib, ularga bepul tarqatishi (masalan, "Iltimos, PCR testini o'z vaqtida bajaring va shaxsiy himoyangizni ta'minlang") mumkin. Qishloq hududlarida dehqonlarga qishloq xo'jaligi texnologiyalari bo'yicha yo'riqnoma va siyosiy tushuntirishlarni yetkazib beradi. Shunday ehtimollik bor joylarda esa sayyohlargа xavfsiz sayohat qilish bo'yicha maslahatlar (masalan, "Iltimos, belgilangan marshrutdan chetga chiqmang va siljishga ehtiyot bo'ling") hamda madaniy sayohat qilish chaqiruvlarini e'lon qiladi.

II. Mijozlarning asosiy ehtiyoji Dronlar skenariylari

Dronlar qo'llaniladigan sohalarda mijozlarning uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalarga bo'lgan ehtiyoji "yengil, samarali va barqaror" atrofida jamlangan bo'lib, bu quyidagilarda namoyon bo'ladi:

• Yengil vaznli va past yuk talablari: UAVlarning samarali yuk ko'tarish qobiliyati cheklangan (odatda 1 - 5 kilogramm). Shu sababli, uzoqdan tovush qayta ishlash qurilmalari kichik o'lchamli va yengil (odatda 3 kilogrammdan kam) bo'lishi kerak. Ularni UAV korpusiga yoki mahkamlagich plitkasiga o'rnatish uchun shunday sozlash kerakki, bu UAVning parvoz chidamliligi (bitta parvozda yarm soatdan ko'proq davom etishi kerak) va boshqaruv barqarorligiga ta'sir qilmasin. Bir vaqtda, tezkor o'rnatish va demontaj qilish imkoniyatini ta'minlash uskunani ta'mirlashni osonlashtiradi.
• Uzoq masofali toza ovoz uzatish talablari: UAVlarning ishchi balandligi ko'pincha 50-100 metr atrofida bo'ladi. Shu sababli, uskuna yuqori balandlik sharoitida uzoq masofaga ovoz uzatish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. To'siqsiz sharoitda samarali ovoz uzatish masofasi 1000 metrdan kam bo'lmasligi kerak, ovoz signali deformatsiyasiz va shovqinsiz bo'lishi lozim. Shamolli, yog'ingarchilikli va shovqinli muhitda ham yerdagi xodimlar axborotni aniq qabul qilishi mumkin. Maxsus maqsadlarga yo'naltirilgan ovoz uzatish imkoniyati talab etiladi, bu esa ovoz tarqalishining aloqador bo'lmagan joylarni shovqin bilan to'sib qo'yishini oldini oladi.
• Masofadan boshqarish va muvofiqlashtirish talablari: U UAVning masofadan boshqaruv qurilmasi yoki yer maydonidagi buyruq berish platformasi orqali masofadan boshqarishni qo'llab-quvvatlaydi, bu hajmni sozlashni, oldindan yozilgan ovozli eshittirishni va haqiqiy vaqtda ovoz kiritishni o'z ichiga oladi. Sozlash uchun UAVga qo'lda yaqinlashish talab etilmaydi. Shu bilan bir vaqtda, u UAVning GPS aniqlash tizimi, yuqori aniqlikdagi kamera va infratizim sensorlari bilan bog'lanishi kerak. Sensor maqsad (masalan, halokatga uchragan odamlar yoki noaniq maqsadlar) ni aniqlaganda, avtomatik ravishda ovozli qurilmani ishga tushiradi.
• Atrof-muhitga moslashuvchanlik va xavfsizlik talablari: UAV lar asosan murakkab tashqi muhitda ishlaydi. Shu sababli, uskuna suvga, changga, shamolga chidamli hamda yuqori va past haroratlarga chidamli bo'lishi kerak, IP65 himoya darajasiga javob berishi kerak va -40°C dan 60°C gacha harorat diapazonida hamda 6-bosqichgacha bo'lgan shamol kuchida barqaror ishlashi kerak. Bir vaqtda, kam quvvat sarfi xususiyatiga ega bo'lishi kerak va UAV elektr ta'minot tizimiga bevosita ulanishi mumkin bo'ladi, bu esa tez-tez zaryad qilish tufayli ishlashiga ta'sir qilishini oldini oladi. Ovoz intensivligini boshqarish jihatidan, shaxslar va hayvonlarning eshitish qobiliyatiga zarar yetkazishini oldini olish uchun atrof-muhitni muhofaza qilish standartlariga rioya etish talab etiladi.

III. UAVlarga moslashtirilgan masofaviy akustik qurilmalarning asosiy xususiyatlari

UAV senariylaridagi ehtiyojlarni qondirish uchun masofaviy akustik qurilmalar UAV lar bilan samarali hamkorlik qilishni ta'minlovchi quyidagi maqsadli texnik xususiyatlarga ega bo'lishi kerak:

• Ultra-yengil dizayn: Korpus yuqori mustahkamlikka ega yengil materiallardan (masalan, uglerod tolasi va muhandislik plastmassalari) tayyorlangan. Qurilmaning umumiy hajmi 20 sm × 20 sm × 20 sm ichida saqlanadi, og'irligi esa 3 kg dan oshmaydi. Shu bilan birga, UAV ning aerodinamik xususiyatlariga ta'sir qo'ymaslik uchun parvoz qarshiligini kamaytirish maqsadida strukturaviy joylashuv optimallashtirilgan. Ba'zi qurilmalar modulli dizaynga ega bo'lib, komponentlar (masalan, qo'shimcha batareyalar va yo'nalishli tovush tarqatish modullari) operatsiya ehtiyojiga qarab qo'shilishi yoki olib tashlanishi mumkin, bu moslashuvchanlikni oshiradi.
• Yuqori ovoz bosimi darajasi va keng chastotali diapazonli chiqish: Ovoz bosimi darajasi 130dB - 150dB gacha yetib boradi, insonning eshitish organiga sezgir bo'lgan 200Hz - 20000Hz chastotali diapazonini qamrab oladi, shu tariqa ovoz signallarining aniq farqlanishini ta'minlaydi. Havo so'nishini kamaytirish uchun tovush to'lqinlarini tarqatish yo'nalishini optimallashtiruvchi professional akustik algoritm ishlatilgan. 50 metr balandlikda ham yerdagi xodimlar hali ham ovoz ma'lumotlarini aniq qabul qolishlari mumkin. Shu bilan birga, turli vaziyatlarning ehtiyojlariga moslashtirish uchun ovoz kuchlanishining 10 dan ortiq darajasini sozlash imkoniyati mavjud.
• Pastki quvvat sarfi va ko'p quvvat mosligi: Past quvvat iste'mol qiluvchi mikrosxema va energiya tejash tizimi ishlatilgan. Ish paytida quvvat iste'moli 8Vtdan kam, tayyorgarlik holatidagi quvvat iste'moli esa 2Vtdan kam. U UAV litий batareyasining oqim manbai tizimiga qo'shimcha zaxira manbasiz bevosita ulanishi mumkin. Ba'zi qurilmalarda mikro zaxira batareya mavjud bo'lib, UAV elektr ta'minoti uzilganda qurilmaning 1 soatdan ortiq davom etadigan ishlashini ta'minlaydi, bu esa asosiy axborot uzatishning uzilmasligini kafolatlaydi.
• Kuchli atrof-muhitga moslashuvchanlik: Korpus IP65 himoya standartiga javob beradi va yomg'ir bilan yuvilish hamda qum changi hujumiga chidamli. Shu bilan birga, u shamolga chidamli (6-bosqichdan past shamol kuchida barqaror ishlay oladi) hamda yuqori va past haroratga chidamli (-40°C dan 60°C gacha bo'lgan harorat diapazonida normal ishlay oladi). Ichki kontur magnit-to'lqinlarga qarshi dizaynga ega bo'lib, UAV aloqa moduli va dvigateli tomonidan vujudga keltiriladigan elektromagnit signallar ta'siridan qochadi hamda ovozni barqaror uzatishni ta'minlaydi.

IV. Masofaviy akustik qurilmalarning boshqa jihozlarga integratsiyasi yechimlari

UAV tizimida masofaviy akustik qurilmalar «idrok etish — qaror qabul qilish — bajarish» hamkorlik tizimini shakllantirish uchun turli xildagi jihozlar bilan birlashtirilishi kerak. Aniq integratsiya yechimlari quyidagicha:

• Vosita bilan idrok etish uskunasi bilan integratsiya: U UAV ning yuqori aniqlikdagi kamerasi, infratizimli issiq tasvirlash vositasi va lазерli radiolokator bilan bog'langan. Kamera "shaxslarning to'planishi" va "noma'qullikda kirish" kabi noaniq vaziyatlarni aniqlaganda yoki infratizimli issiq tasvirlash vositasi favqulodda vaziyat hududida tiriklik belgilari aniqlasa, u avtomatik ravishda masofadan boshqariladigan akustik qurilmani ishga tushirib, mos keluvchi ovozli xabarlarni (masalan, "Bu yerda to'planish taqiqlanadi, iltimos, darhol tarqaling" va "Qutqaruv xodimlari sizni topdi, iltimos, tinch bo'ling") efirga uzatadi. Lazerli radiolokator maqsadgacha bo'lgan masofani aniq o'lchaydi va qurilmani avtomatik ravishda tovush quvvatini sozlashda yordam beradi, shunda maqsad hududidagi tovush aniq farqlanadi.
• Aloqa uskunalariga ulanish: U UAVning 4G/5G aloqa moduli yoki sun'iy yo'ldosh orqali aloqa moduliga ulanib, juda uzoq masofadan boshqarish imkonini beradi. Agar UAV tashqi tarmoq signallari mavjud bo'lmagan uzoq hudatlarda (masalan, tog'liklar yoki okeanlar) ishlatsa, yerdagi xodimlar sun'iy yo'ldosh aloqa tarmog'i orqali tovushli qurilmaga (masalan, ish rejimini o'zgartirish yoki oldindan yozilgan ovozni yangilash) buyruqlar yuborishi mumkin. Qurilma ishlash holati (quvvat, balandlik va nosozlik haqidagi ma'lumotlar) ni haqiqiy vaqtda yer shtabiga uzatib turadi, bu esa uzoqdan kuzatish hamda nosozliklarni bartaraf etishni osonlashtiradi.
• O'rnatish va navigatsiya uskunalari bilan integratsiya: UAVning GPS/Beidou o'rinbelgilash tizimi bilan birlashtirilganda, UAV oldindan belgilangan nozik hudsga (masalan, maktablar va kasalxonalar ustidagi havo hamyori) kirganda, uzoqdan boshqariladigan akustik qurilma shovqin ta'sirini oldini olish uchun avtomatik ravishada past balandlikdagi rejimga o'tadi. Agar UAV harakat marshrutidan chetga chiqsa (masalan, shamol tufayli favqulodda holat hududidan chetga chiqish), qurilma darhol o'rin noto'g'riligi to'g'risida ogohlantiruvchi xabarni ijro etadi va operatorning marshrutni sozlashiga yordam berish uchun signalni yer maydonchagiga yuboradi.
• Ogohlantiruvchi chiroq uskunalari bilan integratsiya: U UAV ning LED ogohlantiruvchi chiroqi va blitz-chiroq bilan bog'langan bo'lib, "ovoz va yorug'lik muvofiqligi" effektini yaratadi. Masofadan boshqariladigan akustik qurilma ogohlantirish rejimini boshlaganda ogohlantiruvchi chiroq ham bir vaqtda yoqiladi (masalan, qizil blitz-chiroq). Ko'rish va eshitishning ikki tomonlama ta'siri orqali maqsaddagi shaxslarga ogohlantirish samaradorligi oshiriladi. Masalan, kechasi xavfsizlikda qutqarish jarayonida "ovoz va yorug'lik muvofiqligi" halokatga uchragan odamlarning tezda UAV ning joylashuvini aniqlashiga yordam beradi va qutqarish samaradorligini oshiradi.

V. Masofadan boshqariladigan akustik qurilmalar va UAV larning birlashmasining asosiy afzalliklari

An'anaviy yer ustidagi akustik qurilmalar yoki alohida ishlaydigan UAV lar bilan solishtirganda, masofadan boshqariladigan akustik qurilmalar va UAV larning birlashmasi ko'plab jihatlarda sezilarli afzalliklarga ega bo'lishi mumkin:

• Operatsiya doirasini va samaradorlikni kengaytiring: UAV lar katta hududni tezda qamrab olishi mumkin (bitta operatsiya 10 kvadrat kilometrdan ortiq hududni qamrab oladi). Masofaviy akustik qurilmalar bilan birlashtirilganda, axborot uzatish samaradorligi yer yuzida odam tomonidan e'lon qilishga qaraganda 5 - 10 barobar yuqori. Masalan, 5 kvadrat kilometr maydonga ega bo'lgan hamjamiyatda sog'liqni saqlash bo'yicha tushuntirish ishlarini o'tkazishda, UAV larni qurilmalar bilan birgalikda ishlatish 1 soat ichida butun hududni qamrab olish imkonini beradi, paydo bo'lib yurib tushuntirish esa 1 - 2 kunni oladi.
• Operatsiya xavfsizligini oshirish: Xavfli vaziyatlarda (masalan, yong'in sodir bo'lgan joylar va zaharli gaz quvush sohalarida) dronlar xodimlarni almashtirib, yuqori xavfli hudislarga kirib borish orqali operatsiyalarni amalga oshirishi mumkin. Masofadan boshqariladigan tovush qurilmalari yerdagi xodimlarning xavfli muhitga yaqinlashmasdan axborot uzatish va ogohlantirishni amalga oshirish imkonini beradi, bu esa shaxs tarkibining jarohatlanish ehtimolini ancha kamaytiradi. Masalan, kimyoviy zavodda portlash sodir bo'lganda, dronlar evakuatsiya bo'yicha ko'rsatmalar beruvchi qurilmalarni olib, voqea sodir bo'lgan joyga kirib boradi, spaşatelar uchun zaharlanish xavfini oldini oladi.

Aniq operatsiyani ta'minlash: Dronlarning yo'nalishli tovush tarqatish texnologiyasi hamda aniq pozitsionlash qobiliyatidan foydalanib, tovush maqsadli maydonga aniq yetkaziladi, bu esa tovushning tarqoqligi tufayli vujudga keladigan resurslarning sarfi va atrof-muhitga ta'siri oldini oladi. Masalan, aeroportda qushlarni qo'rqitish vaziyatida dronlar qushlarni qo'rqituvchi tovush to'lqinlari yordamida pista maydonini aniq qamrab olishi mumkin, bu esa atrofdagi turar-joy tumanlariga ta'sir qilmasdan amalga oshiriladi.

• Operatsion xarajatlarni kamaytirish: Bir UAV hamda uzoqdan boshqariladigan akustik qurilma 3-5 nafar yer xodimlarining ishini bajara oladi. Shu bilan birga, UAV ning bitta parvoz xarajati (elektr to'lovi, ta'mirlash xarajati) mehnat xarajatlaridan arzonroq. Uzoq muddatli foydalanish mehnat va vaqt bo'yicha investitsiyalarni sezilarli darajada kamaytiradi. Masalan, shahar xavfsizlik patrullarida bir UAV 3-4 ta ko'cha patrullari ehtiyojini qoplaydi va xarajatlar oddiy patrullashga qaraganda 40% dan ortiq kamayadi.

VI. UAVlarga o'rnatilgan uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalarning qo'llanilishi bo'yicha misollar

1-holat: Aeroportlarda UAV yordamida qushlarni qo'rqitish hamda uzoqdan boshqariladigan akustik qurilmalarni birgalikda qo'llash

Xalqaro aeroport 10 ta sanoat darajasidagi UAVlarni, har biri masofadan boshqariladigan akustik qurilma, yuqori aniqlikdagi kamera hamda GPS o'rinbelgilash tizimi bilan jihozlangan, joriy etdi. Kunlik operatsiyalar davomida UAVlar belgilangan marshrut bo'ylab aeroportning pista va rampa atrofini tekshirib chiqadi. Kamera qushlarning to'planishini aniqlaganda, masofadan boshqariladigan akustik qurilma avtomatik ravishda yo'nalishli rejimga o'tadi va uy hayvonlari (masalan, burgut chaqiriqlari) tovushini imitatsiya qilib beradi. Shu bilan birga, maxsus chastotali ultratovush to'lqinlari bilan birlashtirilgan holda ekologik qushlarni quvish amalga oshiriladi. Agar qushlar vaqtida ketmasa, qurilma yer platformasi orqali tovush kuchini va turini masofadan sozlash orqali ulardan qaytishni davom ettirishi mumkin. Shuningdek, samolyotlarning qo'nish va uchishning eng ko'p bo'lgan davrida UAVlar pistaning 50 metr balandligida dola-shib, "Parvoz maydonining tozalash hududida pilotlarsiz havo kemalari taqiqlanadi" ogohlantiruvchi ovozli xabarini atrofdagi hudatlarga tarqatadi, shu bilan noqonuniy UAVlarning kirib kelishiga yo'l qo'ymaydi. Ushbu tizim joriy etilgandan so'ng, aeroportdagi qush urilish hodisalari soni 90% ga kamaydi va qushlarni quvish xarajatlari an'anaviy yer qushlarni quvish uskunalari bilan solishtirganda 60% ga kamaydi.

2-holat: O'rmon yong'ini tushuntirish uchun dronlar va masofadagi akustik qurilmalarni amaliy qo'llash

Tog'lik hududdagi o'rmon yong'ini jarayonida xavfsizlik guruhlariga yordam berish maqsadida 5 ta qutqarish dronidan foydalangan. Har bir dron uzoqdan boshqariladigan akustik qurilma, infratizimli issiq tasvirlash tizimi va sun'iy yo'ldosh aloqa moduliga ega bo'lgan. Dronlar tezda havo tomonidan yong'in vaziyatini tekshirib chiqdi. Infratizimli issiq tasvirlash tizimi yong'in joyining chegarasida halokatga uchragan odamlarni aniqlagach, uzoqdan boshqariladigan akustik qurilma darhol ishga tushirilib, „Iltimos, g'arov tomonga yo'naltiring, qutqaruv guruhlari ushbu hududda vaqtincha soqqa o'rnatdilar“ degan ovozli ko'rsatmalar tarqatildi. Shu bilan birga, qurilma halokatga uchragan shaxslarning joylashuv ma'lumotlarini sun'iy yo'ldosh orqali yer usti boshqaruv markaziga uzatib, qutqaruv guruhlariga qutqaruv marshrutini belgilashda yordam berdi. Yon'g'in tez tarqayotgan hududlarda dronlar yong'in chizig'ining 1 kilometr oldidan kezib o'tib, „Yong'in XX hududiga yetib borishi mumkin, iltimos, belgilangan marshrut bo'ylab darhol evakuatsiya qiling“ degan ogohlantiruvchi xabarlar atrofdagi qishloqlarga e'lon qilindi va aholi uchun vaqtdan ilgari evakuatsiyaga yordam berildi. Ushbu qutqaruv operatsiyasida uzoqdan boshqariladigan akustik qurilma hamda dronlardan foydalanish tizimi tufayli qutqaruv guruhlari 3 soat ichida 12 kishi topib, bitta ham o'lim sodir bo'lmasa, axborot uzatish samaradorligi an'anaviy yer ustidan radioning 8 barobariga teng keldi.