การประยุกต์ใช้งานจริงและการวิเคราะห์ผลกระทบของเซ็นเซอร์เรดาร์ดอปเปลอร์ในอินโดนีเซีย

การประยุกต์ใช้ที่ก้าวล้ำในการช่วยเหลือผู้ประสบภัย

ในฐานะประเทศหมู่เกาะที่ใหญ่ที่สุดในโลก ตั้งอยู่ตามแนววงแหวนแห่งไฟแปซิฟิก อินโดนีเซียต้องเผชิญกับภัยคุกคามจากแผ่นดินไหว สึนามิ และภัยพิบัติทางธรรมชาติอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง เทคนิคการค้นหาและกู้ภัยแบบดั้งเดิมมักไม่มีประสิทธิภาพในสถานการณ์ที่ซับซ้อน เช่น อาคารถล่ม ซึ่งเทคโนโลยีการตรวจจับด้วยเรดาร์ที่อาศัยปรากฏการณ์ดอปเปลอร์เป็นนวัตกรรมใหม่ ในปี พ.ศ. 2565 ทีมวิจัยร่วมไต้หวัน-อินโดนีเซียได้พัฒนาระบบเรดาร์ที่สามารถตรวจจับลมหายใจของผู้รอดชีวิตผ่านผนังคอนกรีต ซึ่งถือเป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญในการตรวจจับชีวิตหลังภัยพิบัติ

นวัตกรรมหลักของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่การผสานรวมเรดาร์คลื่นต่อเนื่องแบบปรับความถี่ (FMCW) เข้ากับอัลกอริทึมการประมวลผลสัญญาณขั้นสูง ระบบนี้ใช้ลำดับการวัดที่แม่นยำสองลำดับเพื่อเอาชนะสัญญาณรบกวนจากเศษหิน ลำดับแรกประเมินและชดเชยความบิดเบี้ยวที่เกิดจากสิ่งกีดขวางขนาดใหญ่ ส่วนลำดับที่สองมุ่งเน้นไปที่การตรวจจับการเคลื่อนไหวของหน้าอกเล็กน้อย (โดยทั่วไปมีแอมพลิจูด 0.5-1.5 เซนติเมตร) จากการหายใจไปยังตำแหน่งผู้รอดชีวิตอย่างแม่นยำ การทดสอบในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นถึงความสามารถของระบบในการเจาะทะลุกำแพงคอนกรีตหนา 40 เซนติเมตร และตรวจจับการหายใจได้ไกลถึง 3.28 เมตรด้านหลัง ด้วยความแม่นยำในการระบุตำแหน่งภายใน ±3.375 เซนติเมตร ซึ่งเหนือกว่าอุปกรณ์ตรวจจับชีวิตทั่วไปอย่างมาก

ประสิทธิภาพการปฏิบัติงานได้รับการตรวจสอบผ่านสถานการณ์จำลองการกู้ภัย ด้วยอาสาสมัครสี่คนซึ่งประจำอยู่หลังกำแพงคอนกรีตที่มีความหนาแตกต่างกัน ระบบจึงสามารถตรวจจับสัญญาณการหายใจของผู้เข้ารับการทดสอบทุกคนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และยังคงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้แม้ในสภาพกำแพงสูง 40 ซม. ที่ท้าทายที่สุด วิธีการแบบไม่ต้องสัมผัสนี้ทำให้เจ้าหน้าที่กู้ภัยไม่จำเป็นต้องเข้าไปในพื้นที่อันตราย ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงต่อการบาดเจ็บรองได้อย่างมาก ต่างจากวิธีการแบบอะคูสติก อินฟราเรด หรือออปติคัลแบบดั้งเดิม เรดาร์ดอปเปลอร์ทำงานได้อย่างอิสระจากความมืด ควัน หรือเสียงรบกวน ทำให้สามารถทำงานได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวันในช่วงเวลาสำคัญของการกู้ภัย “72 ชั่วโมง”

ตาราง: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการตรวจจับชีวิตแบบเจาะทะลุ

คุณค่าเชิงนวัตกรรมของระบบนี้ครอบคลุมมากกว่าแค่รายละเอียดทางเทคนิค แต่ยังรวมถึงความสามารถในการนำไปใช้งานจริง อุปกรณ์ทั้งหมดประกอบด้วยส่วนประกอบเพียงสามส่วน ได้แก่ โมดูลเรดาร์ FMCW หน่วยคำนวณขนาดกะทัดรัด และแบตเตอรี่ลิเธียม 12V ซึ่งทั้งหมดมีน้ำหนักไม่เกิน 10 กิโลกรัม จึงสามารถพกพาได้โดยผู้ปฏิบัติงานเพียงคนเดียว การออกแบบที่น้ำหนักเบานี้เหมาะสมกับสภาพภูมิประเทศแบบหมู่เกาะของอินโดนีเซียและสภาพโครงสร้างพื้นฐานที่เสียหายได้อย่างสมบูรณ์แบบ แผนการผสานรวมเทคโนโลยีนี้เข้ากับโดรนและแพลตฟอร์มหุ่นยนต์จะช่วยขยายขอบเขตการใช้งานไปยังพื้นที่ที่เข้าถึงได้ยากยิ่งขึ้น

จากมุมมองทางสังคม เรดาร์ตรวจจับชีวิตแบบเจาะทะลุสามารถยกระดับความสามารถในการรับมือกับภัยพิบัติของอินโดนีเซียได้อย่างมาก ในช่วงเหตุการณ์แผ่นดินไหวและสึนามิที่เมืองปาลู ปี พ.ศ. 2561 วิธีการแบบเดิมพิสูจน์แล้วว่าไม่มีประสิทธิภาพในการตรวจจับเศษหินคอนกรีต ส่งผลให้เกิดการสูญเสียชีวิตที่สามารถป้องกันได้ การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้อย่างแพร่หลายอาจช่วยเพิ่มอัตราการตรวจจับผู้รอดชีวิตได้ 30-50% ในภัยพิบัติที่คล้ายคลึงกัน ซึ่งอาจช่วยชีวิตผู้คนได้หลายร้อยหรือหลายพันคน ดังที่ศาสตราจารย์อโลเยียส อัทยา ปรามุดิตา จากมหาวิทยาลัยเทลคอม ประเทศอินโดนีเซีย ได้เน้นย้ำว่า เป้าหมายสูงสุดของเทคโนโลยีนี้สอดคล้องกับกลยุทธ์บรรเทาภัยพิบัติของสำนักงานจัดการภัยพิบัติแห่งชาติ (BNPB) อย่างสมบูรณ์แบบ นั่นคือ “การลดการสูญเสียชีวิตและเร่งการฟื้นฟู”

กำลังดำเนินการเชิงพาณิชย์อย่างแข็งขัน โดยนักวิจัยร่วมมือกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมเพื่อเปลี่ยนต้นแบบห้องปฏิบัติการให้กลายเป็นอุปกรณ์กู้ภัยที่ทนทาน เมื่อพิจารณาถึงกิจกรรมแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งในอินโดนีเซีย (เฉลี่ยมากกว่า 5,000 ครั้งต่อปี) เทคโนโลยีนี้อาจกลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับ BNPB และหน่วยงานภัยพิบัติระดับภูมิภาค ทีมวิจัยประเมินว่าจะสามารถนำไปใช้งานจริงได้ภายในสองปี โดยคาดการณ์ว่าต้นทุนต่อหน่วยจะลดลงจากต้นแบบปัจจุบันที่ 15,000 ดอลลาร์สหรัฐ เหลือต่ำกว่า 5,000 ดอลลาร์สหรัฐในระดับขนาดใหญ่ ทำให้หน่วยงานท้องถิ่นใน 34 จังหวัดของอินโดนีเซียสามารถเข้าถึงอุปกรณ์นี้ได้

แอปพลิเคชันการจัดการการขนส่งอัจฉริยะ

ปัญหาการจราจรติดขัดเรื้อรังของจาการ์ตา (อันดับ 7 ของโลก) ผลักดันให้เกิดการนำเรดาร์ดอปเปลอร์มาประยุกต์ใช้อย่างสร้างสรรค์ในระบบขนส่งอัจฉริยะ โครงการ “เมืองอัจฉริยะ 4.0” ของเมืองนี้ใช้เซ็นเซอร์เรดาร์มากกว่า 800 ตัว ณ จุดตัดสำคัญต่างๆ ส่งผลให้:

• ลดปัญหาการจราจรติดขัดในช่วงชั่วโมงเร่งด่วนได้ 30% ด้วยการควบคุมสัญญาณแบบปรับได้
• ปรับปรุงความเร็วเฉลี่ยของยานพาหนะขึ้น 12% (จาก 18 เป็น 20.2 กม./ชม.)
• ลดเวลาการรอเฉลี่ยที่ทางแยกนำร่องลง 45 วินาที

ระบบนี้ใช้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของเรดาร์ดอปเปลอร์ 24 GHz ในฝนเขตร้อน (ความแม่นยำในการตรวจจับ 99% เทียบกับ 85% ของกล้องในช่วงฝนตกหนัก) เพื่อติดตามความเร็วของยานพาหนะ ความหนาแน่น และระยะเวลาของคิวแบบเรียลไทม์ การผสานรวมข้อมูลกับศูนย์จัดการการจราจรของจาการ์ตาทำให้สามารถปรับเวลาสัญญาณไฟแบบไดนามิกได้ทุกๆ 2-5 นาที โดยอิงตามสภาพการจราจรจริง แทนที่จะเป็นตารางเวลาตายตัว

กรณีศึกษา: การปรับปรุงทางเดินถนน Gatot Subroto

• ติดตั้งเซ็นเซอร์เรดาร์ 28 ตัวตลอดระยะทาง 4.3 กม.
• สัญญาณปรับตัวช่วยลดเวลาเดินทางจาก 25 นาทีเหลือ 18 นาที
• การปล่อย CO₂ ลดลง 1.2 ตันต่อวัน
• ตรวจพบการละเมิดกฎจราจรน้อยลง 35% ผ่านการบังคับใช้กฎหมายอัตโนมัติ

การติดตามตรวจสอบอุทกวิทยาเพื่อป้องกันน้ำท่วม

ระบบเตือนภัยน้ำท่วมล่วงหน้าของอินโดนีเซียได้ผสานรวมเทคโนโลยีเรดาร์ดอปเปลอร์เข้ากับลุ่มแม่น้ำหลัก 18 แห่ง โครงการลุ่มแม่น้ำชีลีวุงเป็นตัวอย่างของการประยุกต์ใช้งานดังกล่าว:

• สถานีเรดาร์การไหลของกระแสน้ำ 12 สถานีวัดความเร็วผิวน้ำทุกๆ 5 นาที
• รวมกับเซ็นเซอร์ระดับน้ำอัลตราโซนิกสำหรับการคำนวณการปล่อยน้ำ
• ข้อมูลที่ส่งผ่าน GSM/LoRaWAN ไปยังแบบจำลองการพยากรณ์น้ำท่วมส่วนกลาง
• ขยายเวลาเตือนล่วงหน้าจาก 2 ชั่วโมงเป็น 6 ชั่วโมงในเขตจาการ์ตาตอนบน

การวัดแบบไม่สัมผัสของเรดาร์มีประโยชน์อย่างยิ่งในสภาวะน้ำท่วมที่มีเศษซาก ซึ่งมาตรวัดกระแสน้ำแบบเดิมอาจใช้งานไม่ได้ การติดตั้งบนสะพานช่วยหลีกเลี่ยงอันตรายในน้ำ ขณะเดียวกันก็ให้การตรวจสอบอย่างต่อเนื่องโดยไม่ได้รับผลกระทบจากตะกอน

การอนุรักษ์ป่าไม้และการปกป้องสัตว์ป่า

ในระบบนิเวศ Leuser ของเกาะสุมาตรา (แหล่งที่อยู่อาศัยสุดท้ายของอุรังอุตังสุมาตรา) เรดาร์ดอปเปลอร์ช่วยในเรื่องต่อไปนี้:

1. การเฝ้าระวังการลักลอบล่าสัตว์

• เรดาร์ 60GHz ตรวจจับการเคลื่อนไหวของมนุษย์ผ่านพุ่มไม้หนาทึบ
• แยกแยะผู้ลักลอบล่าสัตว์จากสัตว์ได้อย่างแม่นยำถึง 92%
• ครอบคลุมรัศมี 5 กม. ต่อหน่วย (เทียบกับ 500 ม. สำหรับกล้องอินฟราเรด)

2. การตรวจสอบเรือนยอด

• เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรติดตามรูปแบบการแกว่งของต้นไม้
• ระบุกิจกรรมการบันทึกข้อมูลผิดกฎหมายแบบเรียลไทม์
• ลดการบันทึกข้อมูลโดยไม่ได้รับอนุญาตลง 43% ในพื้นที่นำร่อง

ระบบมีการใช้พลังงานต่ำ (15 วัตต์ต่อเซ็นเซอร์) ช่วยให้สามารถใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ในพื้นที่ห่างไกลได้ และส่งการแจ้งเตือนผ่านดาวเทียมเมื่อตรวจพบกิจกรรมที่น่าสงสัย

ความท้าทายและทิศทางในอนาคต

แม้จะมีผลลัพธ์ที่น่าพอใจ แต่การนำไปใช้อย่างแพร่หลายยังต้องเผชิญกับอุปสรรคในการนำไปปฏิบัติหลายประการ:

1. ข้อจำกัดทางเทคนิค

• ความชื้นสูง (>80% RH) สามารถลดทอนสัญญาณความถี่สูงได้
• สภาพแวดล้อมในเมืองที่มีความหนาแน่นสูงทำให้เกิดการรบกวนหลายเส้นทาง
• ความเชี่ยวชาญทางเทคนิคในท้องถิ่นที่จำกัดสำหรับการบำรุงรักษา

2. ปัจจัยทางเศรษฐกิจ

• ต้นทุนเซ็นเซอร์ปัจจุบัน ($3,000-$8,000/หน่วย) ท้าทายงบประมาณท้องถิ่น
• การคำนวณ ROI ยังไม่ชัดเจนสำหรับเทศบาลที่ขาดแคลนเงินสด
• การพึ่งพาซัพพลายเออร์ต่างประเทศสำหรับส่วนประกอบหลัก

3. อุปสรรคด้านสถาบัน

• การแบ่งปันข้อมูลระหว่างหน่วยงานยังคงเป็นปัญหา
• ขาดโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับการรวมข้อมูลเรดาร์
• ความล่าช้าในการจัดสรรคลื่นความถี่ตามกฎระเบียบ

โซลูชันที่เกิดขึ้นใหม่ ได้แก่:

• การพัฒนาระบบ 77GHz ที่ทนทานต่อความชื้น
• การจัดตั้งศูนย์ประกอบท้องถิ่นเพื่อลดต้นทุน
• การสร้างโครงการถ่ายทอดความรู้ภาครัฐ-ภาควิชาการ-ภาคอุตสาหกรรม
• การนำกลยุทธ์การเปิดตัวแบบเป็นระยะมาใช้โดยเริ่มจากพื้นที่ที่มีผลกระทบสูง

การประยุกต์ใช้ในอนาคตมีดังนี้:

• เครือข่ายเรดาร์ที่ใช้โดรนเพื่อการประเมินภัยพิบัติ
• ระบบตรวจจับดินถล่มอัตโนมัติ
• การตรวจสอบเขตการตกปลาอัจฉริยะเพื่อป้องกันการทำการประมงเกินขนาด
• การติดตามการกัดเซาะชายฝั่งด้วยความแม่นยำของคลื่นมิลลิเมตร

ด้วยการลงทุนและการสนับสนุนด้านนโยบายที่เหมาะสม เทคโนโลยีเรดาร์ดอปเปลอร์อาจกลายเป็นรากฐานสำคัญของการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลของอินโดนีเซีย เสริมสร้างความยืดหยุ่นให้กับเกาะต่างๆ กว่า 17,000 เกาะ พร้อมกับสร้างโอกาสการจ้างงานด้านเทคโนโลยีขั้นสูงใหม่ๆ ในประเทศ ประสบการณ์ของอินโดนีเซียแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีการตรวจจับขั้นสูงสามารถปรับตัวเพื่อรับมือกับความท้าทายเฉพาะตัวของประเทศกำลังพัฒนาได้อย่างไร เมื่อนำไปปรับใช้ร่วมกับกลยุทธ์การปรับใช้ที่เหมาะสม

กรุณาติดต่อ บริษัท ฮอนเดะ เทคโนโลยี จำกัด

Email: info@hondetech.com

เว็บไซต์บริษัท :www.hondetechco.com

โทร: +86-15210548582