Как сотовые вышки превращаются в недорогие радарные системы для портов и гаваней

DeFi Майнинг и стейкинг

Безопасность портов и гаваней всегда была одной из приоритетных задач морской индустрии и государственных структур, отвечающих за охрану важных транспортных узлов. Традиционные радарные системы, используемые для обнаружения и отслеживания судов, особенно малых и скоростных, требуют значительных финансовых вложений, сложного оборудования и регулярного технического обслуживания. В последние годы учёные и инженеры ищут более экономичные и практичные варианты улучшения системы наблюдения за водной акваторией. Одним из инновационных решений стала идея использования существующих сотовых вышек как недорогих и эффективных радарных систем на базе технологии пассивного когерентного расположения (Passive Coherent Location, PCL). Технология пассивного когерентного расположения представляет собой способ обнаружения объектов по отражённым радиоимпульсам, исходящим не от специализированого радара, а от уже существующих радиосигналов — в данном случае от сотовых вышек.

Идея проста и гениальна одновременно: сотовые станции постоянно передают сигналы для связи мобильных устройств, эти сигнал отражаются от различных объектов, в том числе судов, проходящих или находящихся в порту. Специализированные датчики анализируют эти отражённые слабые сигналы и на их основе создают динамическую карту, позволяющую определить расположение судов. Одним из ведущих разработчиков этой идеи стала немецкая организация Fraunhofer FKIE, специализирующаяся на коммуникационных и информационных технологиях. В 2014 году специалисты Fraunhofer представили систему, которая могла эффективно отличать полезные сигналы, отражённые от малых судов, от значительно более мощных прямых радиоволн, исходящих от самих вышек. Именно разработка новых алгоритмов обработки сигнала позволила практически реализовать эту технологию.

Ключевой проблемой в использовании пассивного когерентного расположения является сложность выделения слабых отражённых волн на фоне сильных исходящих радиосигналов сотовых башен. В обычных условиях эти сильные сигналы затмевают любые ослабленные эхосигналы. Разработчики из Fraunhofer FKIE создали специализированные алгоритмы, которые отфильтровывают прямые сигналы и концентрируются на анализе именно тех волн, которые отражаются от объектов в воде. Благодаря этому появляется возможность обнаруживать даже небольшие скоростные катера, часто используемые пиратами или террористами. Использование уже существующих сотовых вышек избавляет порты от необходимости устанавливать дорогие, громоздкие и энергоёмкие радары.

Все необходимое оборудование для работы PCL устанавливается в компактном трейлере и может быть быстро развёрнуто в любой точке, даже в труднодоступных регионах. Это значительно сокращает время и расходы на монтаж и обслуживание системы. В ходе опытных испытаний система показала впечатляющие результаты: с её помощью удалось отслеживать малые моторные лодки с расстояния до четырёх километров. Несложно представить, насколько важно для портов уметь своевременно обнаруживать такие мелкие и быстрые суда, которые могут представлять угрозу безопасности. Технология PCL на базе сотовых вышек также предлагает гибкость и масштабируемость.

В отличие от традиционных радаров, систему можно легко адаптировать к изменяющимся условиям и требованиями безопасности. Кроме того, благодаря использованию существующей инфраструктуры сотовой связи не требуется дополнительных радиочастотных лицензий, что упрощает внедрение. С точки зрения экономической эффективности это одно из самых перспективных направлений развития систем охраны морских портов. Операторы получают дополнительный уровень безопасности с минимальными капиталовложениями, а государственные структуры — инструмент контроля, способный предотвращать инциденты, связанные с контрабандой, пиратством и терроризмом. Помимо портовых территорий, данное решение может быть полезно для эксплуатации в прибрежных зонах, удалённых рыболовных базах и даже на водных объектах промышленного назначения, где важно постоянно контролировать движущиеся объекты.

В таких местах часто отсутствуют возможности дорогостоящих установок, и доступное оборудование на базе сотовой сети окажется очень кстати. Значение технологии PCL выходит за пределы морской безопасности. Концепция пассивного использования доступных радиосигналов может быть применена в различных отраслях — от авиационного мониторинга до систем городского видеонаблюдения, при этом снижая затраты и повышая эффективность операций. С ростом плотности сотовых сетей и переходом на расширенные стандарты связи, такие как 5G и далее, возможности пассивных радарных систем будут только расширяться. Усиление мощности и качества сигналов упростит выделение отражённых волн и повысит точность определения координат объектов.

А это значит, что доступная и масштабируемая технология вскоре сможет стать повсеместным инструментом безопасности и мониторинга. Таким образом, идея использования сотовых вышек в качестве дешёвых радарных систем для портов и гаваней — это пример инновационного подхода, который призван существенно упростить и удешевить контроль водных территорий. Это сочетание современных информационных технологий, алгоритмов обработки сигналов и уже существующей инфраструктуры открывает новые горизонты для развития систем наблюдения и безопасности в морской отрасли, снижая расходы и повышая уровень защищённости стратегических объектов. Такой подход актуален для портов по всему миру и в дальнейшем будет способствовать совершенствованию методов борьбы с нелегальной деятельностью на воде, защищая экономику и жизни людей.