Зі збільшенням частоти глобального освоєння морських ресурсів і морської діяльності морська безпека та моніторинг навколишнього середовища стикаються з безпрецедентними проблемами. Щоб реагувати на раптові ризики та підвищити ефективність раннього попередження, все більше країн розгортають інтелектуальні системи попереджувальних буїв і використовують технологію бездротового зв’язку для досягнення-передавання морських даних у реальному часі та скоординованої реакції. Традиційні буї обмежені накопичувачами даних, тоді як нове покоління розумних попереджувальних буїв використовує інтегровану комунікаційну технологію, щоб стати ключовими вузлами в морській мережі IoT.
Розумні буї: більше, ніж просто «плаваючі попередження»
Традиційні попереджувальні буї в основному використовують колір, світло або звуки, щоб попередити судна про необхідність уникати небезпечних зон, таких як рифи, зони зміни русла або будівельні ділянки. Однак за несприятливих умов на морі, вночі або на великих відстанях ефективність цих пасивних методів попередження обмежена.
Розумні попереджувальні буї об’єднують кілька датчиків (таких як швидкість вітру, висота хвилі, температура води, океанські течії та пристрої позиціонування) із модулями зв’язку, що забезпечує автономне зондування, обробку даних, бездротовий зв’язок і само-діагностику несправностей. Наприклад, інтелектуальні буї, розміщені навколо нафтових і газових платформ у Північному морі, можуть не лише виявляти аномальні зміни хвиль у режимі реального часу, але й передавати дані назад у-наземні командні центри через супутник або мережі 4G/5G або безпосередньо надсилати їх на найближчі судна.
Бездротова передача: ключ до подолання ефекту «інформаційного силосу».
У відкритому морі однією з найбільших технічних проблем, з якими стикаються буї, є проблема «інформаційного острова»: дані, зібрані пристроями, важко передати та вчасно поділитися ними. Технологія бездротового зв’язку є ключем до подолання цього вузького місця.
Зараз у міжнародному масштабі буї переважно використовують наступні методи бездротової передачі:
• Супутниковий зв'язок (наприклад, Iridium, Inmarsat): підходить для офшорних зон із широким охопленням і високою адаптивністю;
• Стільниковий зв’язок (наприклад, 4G/5G): підходить для прибережних районів, пропонує високі швидкості, низьку затримку та підтримку відео високої-чіткості та передачі-даних-великого обсягу;
• LoRa та бездротові релейні мережі: установіть локальну-бездротову мережу малої потужності серед кількох буїв, щоб досягти «об’єднання» буїв у мережу, покращуючи загальні можливості моніторингу;
• Трансляція AIS (система автоматичної ідентифікації): забезпечує інтеграцію з судновими навігаційними системами для покращення функцій попередження.
Наприклад, проект «MarTERA», підтриманий програмою ЄС «Горизонт 2020», розгорнув низку бездротових взаємозв’язаних інтелектуальних буїв уздовж узбережжя Північної Європи для автоматичного орієнтування портів, попередження про забруднення та захисту навколишнього середовища, а також обмін-даними в реальному часі з багатьма країнами через хмарну платформу.
Сценарії застосування стають все більш різноманітними
Згідно з міжнародним досвідом-моніторинг у реальному часі за допомогою бездротової передачі через розумні попереджувальні буї широко застосовується в багатьох критичних галузях:
• Безпека арктичних судноплавних шляхів: Канада та Росія розгорнули мережі буїв уздовж арктичних судноплавних шляхів для моніторингу стану льоду та оповіщення про надзвичайні ситуації;
• Попередження про морські катастрофи: системи буїв у Японії та Сполучених Штатах можуть забезпечувати хвилинні-попередження про цунамі, спричинені землетрусами;
• Екологічний моніторинг: Буї в Середземноморському та Карибському регіонах можуть контролювати якість води, концентрацію водоростей і червоні припливи в реальному часі;
• Безпека морського будівництва: порт-регіони, такі як Сінгапур, використовують розумні буї, щоб забезпечити безпеку операцій великих суден і зменшити кількість аварій.
Наразі Глобальна система спостережень за океаном (GOOS) під керівництвом Організації Об’єднаних Націй з питань освіти, науки та культури (ЮНЕСКО) сприяє обміну даними океанських буїв між країнами для підвищення точності кліматичних моделей глобального океану. Тим часом із швидким розвитком технології супутникового-зв’язку на низькій{1}}орбіті та зрілим застосуванням периферійних обчислень на кінці буя, майбутні буї більше не будуть просто ретрансляторами даних, а матимуть можливості інтелектуального аналізу та{2}}прийняття рішень у надзвичайних ситуаціях як «морські мікро-дозорні».
Такі країни, як Китай, Сполучені Штати, Норвегія та Японія, активно просувають стандартизацію інтелектуальних буїв і взаємодію систем, прагнучи створити відкриту, взаємопов’язану, безпечну та ефективну глобальну мережу моніторингу морського середовища.
З розвитком технології Інтернету речей можливості бездротової передачі інтелектуальних попереджувальних буїв продовжуватимуть удосконалюватися, закладаючи міцну основу для побудови комплексної-системи моніторингу моря в реальному часі.
