حارس الغابات: شبكة إنذار مستقلة عن الإنترنت والكهرباء

المشكلة

تمتد المحميات الأردنية، كمحميات دبين وعجلون والأزرق، على مساحات واسعة تفتقر إلى تغطية شبكات الاتصال الخلوي وإلى مصادر الكهرباء، في حين يبقى عدد الحرّاس محدودًا. ونتيجة لذلك، لا يُكتشف الصيد الجائر في موسم الهجرة، ولا الاحتطاب الجائر في فصل الشتاء، إلا مصادفةً أو بعد وقوعهما. كما أن الحريق يكون قد انتشر في الغالب حين يصبح دخانه مرئيًا من مسافة بعيدة. ويُضاف إلى ذلك أن أي حل يعتمد على شبكة الاتصال الخلوي يتعذّر تشغيله في المواقع ذاتها التي تشتد فيها الحاجة إليه.

كيف يعمل

1. الاستماعيراقب كاشف بسيط مستوى الصوت المحيط في أثناء وجود العقدة في وضع السكون.
2. التنشيطيؤدي أي ضجيج مفاجئ ومرتفع إلى تنشيط النموذج، إذ لا يعمل النموذج بصورة مستمرة.
3. التصنيفيصنّف النموذج الصوت إلى إطلاق نار أو منشار أو صوت اعتيادي، مع تحديد درجة الثقة في التصنيف.
4. رصد الدخانيضيف حساس الدخان وقراءات الأحوال الجوية إنذارًا مبكرًا بالحريق.
5. التمريريُرسَل الإنذار في صورة رسالة قصيرة تنتقل بين العقد قفزةً تلو أخرى حتى تبلغ البوابة.
6. الاستقبالتوحّد البوابة التوقيت، وتحذف الرسائل المكررة، وتنبّه الحارس، وتعرض الإنذار على خريطة.

مميزات المشروع

• تجري عملية التعرّف على العقدة نفسها، دون الحاجة إلى اتصال بالإنترنت أو خدمة سحابية أو اشتراك.
• يتعامل النظام مع صنفين متفاوتين في الصعوبة: صوت إطلاق النار لحظي ويصعب تمييزه، أما صوت المنشار فمستمر وذو بصمة ثابتة فيسهل تمييزه، وتُعدّ المقارنة بين أداء النظام في الحالتين نتيجة بحثية في حد ذاتها.
• تنقل الشبكة الشبكية (Mesh) الإنذار من العقد البعيدة عبر القفز بين العقد، دون الحاجة إلى برج اتصالات.
• تعتمد العقدة على السكون العميق مع التنشيط عند رصد صوت مفاجئ، وهو ما يمكّنها من العمل بالاعتماد على لوح شمسي صغير.
• لا يخزّن النظام أي تسجيل صوتي ولا يرسله، بل يرسل نتيجة تصنيف النموذج فقط، بما يحفظ خصوصية السكان.

التحديات المتوقعة

فيما يلي أبرز العقبات المتوقعة في أثناء التنفيذ، نعرضها بوضوح لتكون على بيّنة منها قبل البدء.

• ⚠ تلتقط المراقبة الصوتية أصوات البشر أيضًا؛ ولذلك يجب عدم تخزين أي تسجيل صوتي، كما يتطلب نشر العقد بالقرب من التجمعات السكانية الحصول على إذن مسبق.
• تمثّل الإنذارات الكاذبة التحدي الأبرز، إذ تتشابه أصوات السيارات البعيدة والرعد وتكسّر الأغصان مع صوت إطلاق النار، ويستلزم الحد منها تدريب النموذج على أصوات موقع التركيب نفسه بدلًا من الاعتماد على تسجيلات أجنبية.
• تشكّل ميزانية الطاقة محور المشروع، إذ يؤدي تشغيل النموذج باستمرار إلى استنزاف البطارية، ولذلك يُعدّ التنشيط عند رصد الصوت متطلبًا أساسيًا لا مجرد تحسين.
• تستهلك الشبكة التي تعيد بث كل رسالة إلى جميع العقد بطاريات العقد كلها مع كل رسالة، ولذلك تحتاج إلى عقد تكرار في مواقع مرتفعة بدلًا من أسلوب الإغراق (Flooding).
• ينخفض مدى الاتصال انخفاضًا كبيرًا تحت الأشجار الكثيفة، فيتراجع من عدة كيلومترات إلى مئات الأمتار، ويُعالَج ذلك بالقفز بين العقد.
• يتطلب تحديد موقع مصدر الصوت بطريقة فرق زمن الوصول تزامنًا بدقة تقل عن ملّي ثانية واحدة، إذ يعادل خطأ ملّي ثانية واحدة نحو ٣٤ سم؛ وتقع هذه الميزة خارج النطاق الأساسي للمشروع.

نقدّم لك حلًا لكل منها ضمن الاستشارة.