Политехнический институт ТОГУ в рамках разработки интеллектуальной системы прогнозирования и реагирования на чрезвычайные ситуации представил проект «Автономные телекоммуникационные системы и ретрансляторы». Эта инициатива, разработанная Высшей школой кибернетики и цифровых технологий, нацелена на обеспечение устойчивой связи даже в самых отдаленных уголках, таких как глухие леса Дальнего Востока. Подробности можно узнать на сайте ИА AmurPress.Ru.
Главная цель разработки — преодолеть существующий конфликт между дальностью связи и объемом передаваемых данных. Новая архитектура, управляемая искусственным интеллектом, обещает обеспечить и то, и другое, даже в условиях, где отсутствуют вышки и электричество.
Операторы сотовой связи и пользователи уже сталкиваются с серьезными ограничениями: чем выше частота, тем меньше радиус покрытия. Сигналы ослабевают из-за сложного рельефа, густой растительности и больших расстояний. Передача видео требует высокой пропускной способности, и в условиях дальневосточной тайги эти проблемы становятся особенно острыми. Поэтому ученым пришлось создать собственную систему связи, адаптированную к сложным условиям Дальнего Востока.
«Наша задача — увеличить дальность связи и одновременно обеспечить передачу тяжелых данных, таких как видео и фото, с минимальной задержкой», — поясняет директор департамента цифровой трансформации и политики в области открытых данных ТОГУ Денис Вегера. Принцип работы системы подразумевает автоматическую диагностику и возможность удаленной перезагрузки, что исключает необходимость долгих поездок для обслуживания вышек.
В результате разработчики смогли увеличить радиус действия системы с 30 до 50 километров, а ключевая цель — достижение радиуса в 70 километров. Это обеспечит покрытие 770 тысяч гектаров, позволяя в режиме реального времени собирать информацию из самых удаленных мест и передавать её в единый центр, расположенный в ТОГУ. Нейросеть будет фиксировать угрозы, прогнозировать пожары и биологические риски, предлагая соответствующие сценарии реагирования. Однако для эффективного функционирования «цифрового мозга» необходим постоянный поток видео и фото высокого разрешения.
Система основывается на модульной архитектуре, объединяющей несколько уровней. Главное отличие от существующих аналогов — баланс между дальностью и пропускной способностью.
Для сенсоров и датчиков, таких как анализаторы почвы или дыма, разработана сверхэкономичная беспроводная технология, позволяющая передавать небольшие пакеты данных на десятки километров. Это решение идеально подходит для распределенных сетей телеметрии, систем «интернета вещей» и межмашинного взаимодействия.
Разворачивание сети без прокладки километров кабелей станет возможным благодаря автономным ретрансляторам. Эти устройства защищены по классу IP67, что обеспечивает полную пыле- и водонепроницаемость, и оснащены солнечными панелями, аккумуляторами и ветрогенераторами.
Наиболее интересные решения связаны с цифровыми технологиями. AI-алгоритмы анализируют текущую нагрузку и оптимизируют энергопотребление в реальном времени. Ретрансляторы могут переходить в «режимы сна» и передавать данные по расписанию, когда это наиболее эффективно. Такой подход позволяет достичь рекордно низкого энергопотребления, сохраняя при этом устойчивую связь.
Финальный уровень системы представляет собой самоорганизующиеся сети (mesh-топология). Протоколы ячеистой связи автоматически маршрутизируют пакеты данных, и если один узел выходит из строя, сеть быстро восстанавливается, перенаправляя сигнал в обход. Это делает телекоммуникационную среду не только умной, но и «живучей».
С 21 по 24 сентября команда Политеха и Департамента цифровой трансформации ТОГУ провела полевые испытания системы в национальном парке «Бикин». В условиях дальневосточной тайги специалисты протестировали работу системы в полном составе.
В ходе испытаний беспилотный летательный аппарат осуществлял съемку территории. На борту БПЛА был установлен модуль, разработанный учеными ТОГУ, который объединяет автономную систему электропитания, средства сбора телеметрии и оборудование для фото- и видеофиксации. Полученные данные передавались в портал мониторинга биотических угроз и лесных пожаров.
Передача информации осуществлялась через цепочку «БПЛА — базовая станция — спутниковая система передачи данных — ТОГУ». Данные телеметрии, фото- и видеофиксации поступали в центр обработки информации для анализа с использованием системы искусственного интеллекта, разрабатываемой в ТОГУ для детекции и прогнозирования распространения биотических угроз.
Система успешно применялась на расстоянии до 30 километров. Этот формат испытаний позволил проверить как отдельные элементы разработки, так и работу всей технологической цепочки — от получения данных на территории национального парка до их передачи, обработки и отображения в разработанном в ТОГУ портале.
Данный проект имеет потенциал для трансформации «мертвых зон» в контролируемые цифровые пространства. В будущем такая система связи позволит контролировать обширные лесные массивы и оперативно выявлять угрозы, начиная от пожаров и заканчивая незаконными лесными рубками. Она также снизит затраты на инфраструктуру и обеспечит автоматизацию принятия решений. Главное, что она сможет обеспечить постоянную связь в условиях, где ранее это казалось невозможным.
Хотя проект все еще находится на стадии развития, уже сейчас очевидно, что это не просто новая технология связи, а основа для создания цифровой системы управления природными территориями. Это важный шаг для цифровой экономики в зонах с отсутствием дорог и в тундре. Увеличивая радиус связи до 70 километров, разработчики ТОГУ «сшивают» цифровое пространство страны, соединяя разрозненные удаленные территории в единое интеллектуальное пространство. Это демонстрирует переход университета от роли поставщика кадров к роли поставщика готовых технических решений.
Разработка осуществляется в рамках программы «Приоритет-2030» и направлена на решение одной из ключевых проблем Дальнего Востока: только в 2025 году в Хабаровском крае огонь уничтожил почти 72 тысячи гектаров леса. Новая система объединит технологии мониторинга, анализа и оперативного реагирования, чтобы эффективно защищать природные ресурсы региона, как сообщает пресс-служба ТОГУ.