با افزایش فراوانی توسعه منابع دریایی جهانی و فعالیت های دریایی، ایمنی دریایی و نظارت بر محیط زیست با چالش های بی سابقه ای مواجه است. برای پاسخ به خطرات ناگهانی و بهبود کارآیی هشدار زودهنگام، کشورهای بیشتری از سیستمهای شناور هشدار هوشمند استفاده میکنند و از فناوری ارتباطات بیسیم برای دستیابی به-انتقال زمان واقعی و پاسخ هماهنگ دادههای دریایی استفاده میکنند. شناورهای سنتی توسط سیلوهای داده محدود می شوند، در حالی که نسل جدید شناورهای هشدار هوشمند از فناوری ارتباطات یکپارچه برای تبدیل شدن به گره های کلیدی در شبکه IoT دریایی استفاده می کنند.
شناورهای هوشمند: فراتر از "هشدار شناور"
شناورهای هشدار دهنده سنتی در درجه اول از رنگ، چراغ ها یا صداها برای هشدار دادن به کشتی ها استفاده می کنند تا از مناطق خطرناک مانند صخره ها، مناطق تغییر کانال یا مناطق ساخت و ساز جلوگیری کنند. با این حال، در شرایط نامناسب دریا، در شب یا در فواصل طولانی، کارایی این روشهای هشدار غیرفعال محدود است.
شناورهای هشداردهنده هوشمند چندین حسگر (مانند سرعت باد، ارتفاع موج، دمای آب، جریانهای اقیانوسی و دستگاههای موقعیتیابی) را با ماژولهای ارتباطی ادغام میکنند و امکان سنجش خودکار، پردازش دادهها، ارتباطات بیسیم و تشخیص خطا را فراهم میکنند. به عنوان مثال، شناورهای هوشمند مستقر در اطراف سکوهای نفت و گاز در دریای شمال نه تنها میتوانند تغییرات غیرعادی امواج را در زمان واقعی تشخیص دهند، بلکه دادهها را از طریق ماهواره یا شبکههای 4G/5G به مراکز فرماندهی مستقر در زمین ارسال میکنند یا مستقیماً به کشتیهای مجاور ارسال میکنند.
انتقال بی سیم: کلید غلبه بر اثر "سیلوی اطلاعات".
در دریاهای آزاد، یکی از بزرگترین چالشهای فنی که شناورها با آن مواجه هستند، مشکل «جزیره اطلاعات» است: دادههای جمعآوریشده توسط دستگاهها برای انتقال و اشتراکگذاری به موقع دشوار است. فناوری ارتباطات بی سیم کلید شکستن این تنگنا است.
در حال حاضر، در سطح بین المللی، بویه ها عمدتاً از روش های انتقال بی سیم زیر استفاده می کنند:
• ارتباطات ماهواره ای (مانند ایریدیوم، اینمارست): مناسب برای مناطق فراساحلی، با پوشش وسیع و سازگاری قوی.
• ارتباطات سلولی (به عنوان مثال، 4G/5G): مناسب برای مناطق نزدیک ساحل، ارائه سرعت بالا، تأخیر کم، و پشتیبانی از-فیلم با کیفیت بالا و{5}}داده- انتقال حجم زیاد.
• شبکههای LoRa و رله بیسیم: یک شبکه بیسیم محلی-کم توان در میان شناورهای متعدد برای دستیابی به «شبکهسازی» شناورها، و افزایش قابلیتهای نظارت کلی ایجاد کنید.
• پخش AIS (سیستم شناسایی خودکار): ادغام با سیستم های ناوبری کشتی را برای بهبود عملکردهای هشدار فعال می کند.
به عنوان مثال، پروژه "MarTERA" که توسط برنامه افق 2020 اتحادیه اروپا پشتیبانی می شود، مجموعه ای از شناورهای هوشمند متصل به هم بی سیم را در امتداد خط ساحلی شمال اروپا برای هدایت خودکار بندر، هشدار آلودگی و حفاظت از محیط زیست مستقر کرده است و داده های زمانی واقعی را با چندین کشور از طریق یک پلت فرم ابری به اشتراک می گذارد.
سناریوهای برنامه به طور فزاینده ای متنوع هستند
از تجربه بینالمللی، نظارت بر زمان واقعی-که توسط انتقال بیسیم از طریق شناورهای هشداردهنده هوشمند پشتیبانی میشود، بهطور گسترده در چندین زمینه حیاتی به کار گرفته شده است:
• ایمنی خطوط کشتیرانی قطب شمال: کانادا و روسیه شبکه های شناور را در امتداد مسیرهای کشتیرانی قطب شمال برای نظارت بر وضعیت یخ و هشدارهای اضطراری مستقر کرده اند.
• هشدار بلایای دریایی: سیستمهای شناور در ژاپن و ایالات متحده میتوانند هشدارهای سطحی{0}دقیقه برای سونامیهای ناشی از زلزله ارائه دهند.
• نظارت بر محیط زیست: شناورها در مناطق مدیترانه و کارائیب می توانند کیفیت آب، غلظت جلبک ها و وقوع جزر و مد قرمز را در زمان واقعی نظارت کنند.
• ایمنی ساخت و ساز دریایی: بندر{0}}مناطق متراکم مانند سنگاپور از شناورهای هوشمند برای اطمینان از ایمنی عملیات کشتی های بزرگ و کاهش میزان تصادفات استفاده می کنند.
در حال حاضر، سیستم جهانی مشاهده اقیانوس (GOOS) زیر نظر سازمان آموزشی، علمی و فرهنگی ملل متحد (یونسکو) به اشتراک گذاری داده های شناور اقیانوس در میان کشورها را برای افزایش دقت مدل های آب و هوای اقیانوس های جهانی ترویج می کند. در همین حال، با توسعه سریع فناوری ارتباطات ماهوارهای مدار پایین-و کاربرد کامل محاسبات لبه در انتهای شناور، شناورهای آینده دیگر رلههای داده صرف نخواهند بود، بلکه دارای قابلیتهای تجزیه و تحلیل هوشمند و تصمیمگیری اضطراری-بهعنوان «میکرو{3}دریایی» خواهند بود.
کشورهایی مانند چین، ایالات متحده، نروژ و ژاپن به طور فعال استانداردسازی شناورهای هوشمند و قابلیت همکاری سیستم را با هدف ایجاد یک شبکه جهانی نظارت دریایی باز، به هم پیوسته، ایمن و کارآمد پیش میبرند.
با توسعه فناوری اینترنت اشیا، قابلیتهای انتقال بیسیم شناورهای هشداردهنده هوشمند به ارتقاء خود ادامه میدهند و پایه محکمی برای ساختن یک سیستم نظارت دریایی{0} زمان واقعی و جامع ایجاد میکنند.
