Wraz ze wzrostem częstotliwości globalnego rozwoju zasobów morskich i działalności morskiej, bezpieczeństwo morskie i monitorowanie środowiska stoją przed bezprecedensowymi wyzwaniami. Aby reagować na nagłe zagrożenia i poprawiać skuteczność wczesnego ostrzegania, coraz więcej krajów wdraża inteligentne systemy boi ostrzegawczych i wykorzystuje technologię komunikacji bezprzewodowej, aby zapewnić transmisję danych morskich-w czasie rzeczywistym i skoordynowaną reakcję. Tradycyjne boje są ograniczone silosami danych, natomiast nowa generacja inteligentnych boi ostrzegawczych wykorzystuje zintegrowaną technologię komunikacyjną, aby stać się kluczowymi węzłami morskiej sieci IoT.
Inteligentne boje: więcej niż tylko „pływające ostrzeżenia”
Tradycyjne boje ostrzegawcze wykorzystują przede wszystkim kolor, światła lub dźwięki, aby ostrzegać statki, aby unikały niebezpiecznych obszarów, takich jak rafy, strefy zmiany kanału lub obszary budowy. Jednakże w niesprzyjających warunkach na morzu, w nocy lub na dużych dystansach skuteczność tych pasywnych metod ostrzegania jest ograniczona.
Inteligentne boje ostrzegawcze integrują wiele czujników (takich jak prędkość wiatru, wysokość fal, temperatura wody, prądy oceaniczne i urządzenia pozycjonujące) z modułami komunikacyjnymi, umożliwiając autonomiczne wykrywanie, przetwarzanie danych, komunikację bezprzewodową i-samodiagnostykę usterek. Na przykład inteligentne boje rozmieszczone wokół platform naftowych i gazowych na Morzu Północnym mogą nie tylko wykrywać nietypowe zmiany fal w czasie rzeczywistym, ale także przesyłać dane z powrotem do lądowych-centrów dowodzenia za pośrednictwem satelity lub sieci 4G/5G lub bezpośrednio wysyłać je do pobliskich statków.
Transmisja bezprzewodowa: klucz do przezwyciężenia efektu „silosu informacyjnego”.
Na otwartym morzu jednym z największych wyzwań technicznych stojących przed bojami jest problem „wyspy informacyjnej”: dane gromadzone przez urządzenia są trudne do przesyłania i udostępniania w odpowiednim czasie. Kluczem do pokonania tego wąskiego gardła jest technologia komunikacji bezprzewodowej.
Obecnie na arenie międzynarodowej boje wykorzystują przede wszystkim następujące metody transmisji bezprzewodowej:
• Łączność satelitarna (taka jak Iridium, Inmarsat): odpowiednia dla obszarów morskich, o szerokim zasięgu i dużych możliwościach adaptacyjnych;
• Komunikacja komórkowa (np. 4G/5G): odpowiednia dla obszarów przybrzeżnych, oferująca duże prędkości, małe opóźnienia i obsługę transmisji wideo w wysokiej-o wysokiej rozdzielczości oraz transmisji dużych-danych-;
• LoRa i bezprzewodowe sieci przekaźnikowe: utwórz lokalną-sieć bezprzewodową małej mocy obejmującą wiele boi, aby uzyskać „połączenie w sieć” boi, zwiększając ogólne możliwości monitorowania;
• Nadawanie AIS (system automatycznej identyfikacji): umożliwia integrację z systemami nawigacji statku w celu ulepszenia funkcji ostrzegawczych.
Na przykład w ramach projektu „MarTERA” wspieranego przez unijny program „Horyzont 2020” rozmieszczono wzdłuż nordyckiego wybrzeża szereg połączonych ze sobą bezprzewodowo inteligentnych boi w celu automatycznego prowadzenia portów, ostrzegania o zanieczyszczeniach i ochrony ekologicznej, a także udostępniania-danych w czasie rzeczywistym wielu krajom za pośrednictwem platformy w chmurze.
Scenariusze zastosowań są coraz bardziej zróżnicowane
Z międzynarodowego doświadczenia wynika, że monitorowanie-w czasie rzeczywistym wspomagane transmisją bezprzewodową za pośrednictwem inteligentnych boi ostrzegawczych jest szeroko stosowane w wielu krytycznych dziedzinach:
• Bezpieczeństwo szlaków żeglugowych w Arktyce: Kanada i Rosja rozmieściły sieci boi wzdłuż szlaków żeglugowych w Arktyce w celu monitorowania stanu lodu i ostrzegania o sytuacjach awaryjnych;
• Ostrzeżenie o katastrofie morskiej: systemy boi w Japonii i Stanach Zjednoczonych mogą zapewniać-drobne ostrzeżenia o tsunami wywołanym trzęsieniami ziemi;
• Monitorowanie środowiska: Boje w regionie Morza Śródziemnego i Karaibów mogą monitorować w czasie rzeczywistym jakość wody, stężenie glonów i występowanie czerwonych przypływów;
• Bezpieczeństwo konstrukcji morskich: w regionach-o dużej gęstości portów, takich jak Singapur, stosuje się inteligentne boje, aby zapewnić bezpieczeństwo operacji dużych statków i zmniejszyć liczbę wypadków.
Obecnie Globalny System Obserwacji Oceanów (GOOS) podlegający Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Oświaty, Nauki i Kultury (UNESCO) promuje wymianę danych dotyczących boi oceanicznych między krajami w celu zwiększenia dokładności globalnych modeli klimatu oceanicznego. Tymczasem wraz z szybkim rozwojem technologii komunikacji satelitarnej na niskiej{{1}orbicie i dojrzałym zastosowaniem obliczeń brzegowych po stronie boi, przyszłe boje nie będą już zwykłymi przekaźnikami danych, ale będą posiadać inteligentne możliwości analizy i podejmowania-decyzji w sytuacjach awaryjnych jako „morskie mikro-strażniki”.
Kraje takie jak Chiny, Stany Zjednoczone, Norwegia i Japonia aktywnie dążą do standaryzacji inteligentnych boi i interoperacyjności systemów, mając na celu utworzenie otwartej, wzajemnie połączonej, bezpiecznej i wydajnej globalnej sieci monitorowania morza.
Wraz z rozwojem technologii IoT możliwości transmisji bezprzewodowej inteligentnych boi ostrzegawczych będą stale udoskonalane, co stworzy solidny fundament pod budowę kompleksowego systemu monitorowania morza-w czasie rzeczywistym.
