Aplikasi Praktikal dan Analisis Impak Penderia Radar Doppler di Indonesia

Aplikasi Terobosan dalam Penyelamat Bencana

Sebagai negara kepulauan terbesar di dunia yang terletak di sepanjang Lingkaran Api Pasifik, Indonesia menghadapi ancaman berterusan daripada gempa bumi, tsunami dan bencana alam yang lain. Teknik mencari dan menyelamat tradisional sering terbukti tidak berkesan dalam senario kompleks seperti bangunan runtuh lengkap, di mana teknologi penderiaan radar berasaskan kesan Doppler menyediakan penyelesaian yang inovatif. Pada tahun 2022, pasukan penyelidik Taiwan-Indonesia bersama membangunkan sistem radar yang mampu mengesan pernafasan mangsa yang terselamat melalui dinding konkrit, yang mewakili lonjakan kuantum dalam keupayaan pengesanan kehidupan pasca bencana.

Inovasi teras teknologi ini terletak pada penyepaduan radar Gelombang Berterusan Bermodul Frekuensi (FMCW) dengan algoritma pemprosesan isyarat termaju. Sistem ini menggunakan dua jujukan ukuran ketepatan untuk mengatasi gangguan isyarat daripada runtuhan: yang pertama menganggar dan mengimbangi herotan yang disebabkan oleh halangan besar, manakala yang kedua memfokuskan pada pengesanan pergerakan dada yang halus (biasanya amplitud 0.5-1.5 cm) daripada pernafasan hingga menentukan lokasi mangsa yang terselamat. Ujian makmal menunjukkan keupayaan sistem untuk menembusi dinding konkrit setebal 40 cm dan mengesan pernafasan sehingga 3.28 meter di belakang, dengan ketepatan kedudukan dalam ±3.375 cm – jauh mengatasi peralatan pengesanan hayat konvensional.

Keberkesanan operasi telah disahkan melalui senario penyelamat simulasi. Dengan empat sukarelawan diletakkan di belakang dinding konkrit dengan ketebalan yang berbeza-beza, sistem ini berjaya mengesan semua isyarat pernafasan subjek ujian, mengekalkan prestasi yang boleh dipercayai walaupun dalam keadaan dinding 40 cm yang paling mencabar. Pendekatan tanpa hubungan ini menghapuskan keperluan untuk penyelamat memasuki zon berbahaya, dengan ketara mengurangkan risiko kecederaan sekunder. Tidak seperti kaedah akustik, inframerah atau optik tradisional, radar Doppler beroperasi secara bebas daripada kegelapan, asap atau bunyi bising, membolehkan operasi 24/7 semasa tetingkap menyelamat "emas 72 jam" kritikal.

Jadual: Perbandingan Prestasi Teknologi Pengesanan Kehidupan Penetratif

Nilai inovatif sistem melangkaui spesifikasi teknikal kepada kebolehlaksanaan praktikalnya. Keseluruhan peranti hanya terdiri daripada tiga komponen: modul radar FMCW, unit pengkomputeran padat dan bateri litium 12V - semuanya di bawah 10kg untuk mudah alih pengendali tunggal. Reka bentuk ringan ini sesuai dengan geografi kepulauan Indonesia dan keadaan infrastruktur yang rosak dengan sempurna. Rancangan untuk mengintegrasikan teknologi dengan dron dan platform robotik akan meluaskan lagi jangkauannya ke kawasan yang tidak boleh diakses.

Dari perspektif masyarakat, radar pengesanan nyawa yang menembusi secara dramatik dapat meningkatkan keupayaan tindak balas bencana Indonesia. Semasa gempa bumi-tsunami Palu 2018, kaedah konvensional terbukti tidak cekap dalam runtuhan konkrit, mengakibatkan kematian yang boleh dielakkan. Penggunaan meluas teknologi ini boleh meningkatkan kadar pengesanan mangsa yang terselamat sebanyak 30-50% dalam bencana serupa, yang berpotensi menyelamatkan ratusan atau ribuan nyawa. Seperti yang ditekankan oleh Profesor Aloyius Adya Pramudita dari Universiti Telkom Indonesia, matlamat utama teknologi itu sejajar dengan strategi mitigasi Badan Pengurusan Bencana Nasional (BNPB): “mengurangkan kehilangan nyawa dan mempercepatkan pemulihan.”

Usaha pengkomersilan sedang giat dijalankan, dengan penyelidik bekerjasama dengan rakan kongsi industri untuk mengubah prototaip makmal kepada peralatan menyelamat lasak. Memandangkan aktiviti seismik Indonesia yang kerap (purata 5,000+ gegaran setiap tahun), teknologi itu boleh menjadi peralatan standard untuk BNPB dan agensi bencana serantau. Pasukan penyelidik menganggarkan penggunaan lapangan dalam masa dua tahun, dengan kos unit diunjurkan berkurangan daripada prototaip semasa $15,000 kepada di bawah $5,000 pada skala – menjadikannya boleh diakses oleh kerajaan tempatan di seluruh 34 wilayah Indonesia.

Aplikasi Pengurusan Pengangkutan Pintar

Kesesakan lalu lintas yang kronik di Jakarta (kedudukan ke-7 terburuk di dunia) telah mendorong aplikasi inovatif radar Doppler dalam sistem pengangkutan pintar. Inisiatif "Bandar Pintar 4.0" bandar ini menggabungkan 800+ penderia radar di persimpangan kritikal, mencapai:

• Pengurangan 30% dalam kesesakan waktu puncak melalui kawalan isyarat penyesuaian
• 12% peningkatan dalam purata kelajuan kenderaan (dari 18 hingga 20.2 km/j)
• Penurunan 45 saat dalam purata masa menunggu di persimpangan perintis

Sistem ini menggunakan prestasi unggul radar Doppler 24GHz dalam hujan tropika (99% ketepatan pengesanan vs 85% untuk kamera semasa hujan lebat) untuk menjejak kelajuan, ketumpatan dan panjang giliran kenderaan dalam masa nyata. Penyepaduan data dengan Pusat Pengurusan Trafik Jakarta membolehkan pelarasan masa isyarat dinamik setiap 2-5 minit berdasarkan aliran trafik sebenar dan bukannya jadual tetap.

Kajian Kes: Penambahbaikan Koridor Jalan Gatot Subroto

• 28 penderia radar dipasang sepanjang 4.3km
• Isyarat penyesuaian mengurangkan masa perjalanan daripada 25 kepada 18 minit
• Pelepasan CO₂ menurun sebanyak 1.2 tan setiap hari
• 35% lebih sedikit pelanggaran lalu lintas yang dikesan melalui penguatkuasaan automatik

Pemantauan Hidrologi untuk Pencegahan Banjir

Sistem amaran awal banjir Indonesia telah menyepadukan teknologi radar Doppler merentasi 18 lembangan sungai utama. Projek lembangan Sungai Ciliwung merupakan contoh aplikasi ini:

• 12 stesen radar aliran arus mengukur halaju permukaan setiap 5 minit
• Digabungkan dengan sensor paras air ultrasonik untuk pengiraan nyahcas
• Data dihantar melalui GSM/LoRaWAN ke model ramalan banjir pusat
• Masa petunjuk amaran dilanjutkan daripada 2 hingga 6 jam di Jabodetabek

Pengukuran tanpa sentuhan radar terbukti sangat berharga semasa keadaan banjir yang dipenuhi serpihan di mana meter arus tradisional gagal. Pemasangan pada jambatan mengelakkan bahaya dalam air sambil menyediakan pemantauan berterusan yang tidak terjejas oleh pemendapan.

Pemuliharaan Hutan dan Perlindungan Hidupan Liar

Dalam Ekosistem Leuser Sumatera (habitat terakhir orang utan Sumatera), radar Doppler membantu dalam:

1. Pengawasan Anti-Pemburuan haram

• Radar 60GHz mengesan pergerakan manusia melalui dedaunan yang padat
• Membezakan pemburu haram daripada haiwan dengan ketepatan 92%.
• Meliputi radius 5km seunit (vs 500m untuk kamera inframerah)

2. Pemantauan Kanopi

• Radar gelombang milimeter menjejaki corak goyangan pokok
• Mengenal pasti aktiviti pembalakan haram dalam masa nyata
• Telah mengurangkan pembalakan tanpa kebenaran sebanyak 43% di kawasan perintis

Penggunaan kuasa sistem yang rendah (15W/sensor) membolehkan operasi berkuasa solar di lokasi terpencil, menghantar isyarat melalui satelit apabila mengesan aktiviti yang mencurigakan.

Cabaran dan Hala Tuju Masa Depan

Walaupun hasil yang menjanjikan, penerimaan yang meluas menghadapi beberapa halangan pelaksanaan:

1. Had Teknikal

• Kelembapan yang tinggi (>80% RH) boleh melemahkan isyarat frekuensi yang lebih tinggi
• Persekitaran bandar yang padat mewujudkan gangguan berbilang laluan
• Kepakaran teknikal tempatan terhad untuk penyelenggaraan

2. Faktor Ekonomi

• Kos penderia semasa ($3,000-$8,000/unit) mencabar belanjawan tempatan
• Pengiraan ROI tidak jelas untuk majlis perbandaran yang kekurangan tunai
• Pergantungan kepada pembekal asing untuk komponen teras

3. Halangan Institusi

• Perkongsian data merentas agensi kekal bermasalah
• Kekurangan protokol piawai untuk penyepaduan data radar
• Kelewatan kawal selia dalam peruntukan spektrum

Penyelesaian yang muncul termasuk:

• Membangunkan sistem 77GHz tahan kelembapan
• Mewujudkan kemudahan perhimpunan tempatan untuk mengurangkan kos
• Mewujudkan program pemindahan pengetahuan kerajaan-akademik-industri
• Melaksanakan strategi pelancaran berperingkat bermula dengan kawasan berimpak tinggi

Aplikasi masa depan di ufuk melibatkan:

• Rangkaian radar berasaskan dron untuk penilaian bencana
• Sistem pengesanan tanah runtuh automatik
• Pemantauan zon memancing pintar untuk mengelakkan penangkapan ikan berlebihan
• Penjejakan hakisan pantai dengan ketepatan gelombang milimeter

Dengan pelaburan dan sokongan dasar yang betul, teknologi radar Doppler boleh menjadi asas kepada transformasi digital Indonesia, meningkatkan daya tahan merentasi 17,000 pulaunya sambil mewujudkan peluang pekerjaan berteknologi tinggi baharu di dalam negara. Pengalaman Indonesia menunjukkan bagaimana teknologi penderiaan termaju boleh disesuaikan untuk menangani cabaran unik negara membangun apabila dilaksanakan dengan strategi penyetempatan yang sesuai.

Sila hubungi Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Laman web syarikat:www.hondetechco.com

Tel: +86-15210548582