NAYGUARD: چارچوب شبیه سازی محور پهپاد هوشمند سه حوزه ای (دریا، ساحل، خشکی) برای مدیریت امنیت زیست محیطی - مطالعه موردی پارک ملی دریایی نایبند، خلیج فارس

اکوسیستم های ساحلی و دریایی به دلیل پیچیدگی ساختاری و حساسیت بالای زیستی به طور مداوم در معرض فشارهای انسانی و طبیعی قرار دارند و روش های پایش سنتی با محدودیت های مکانی و تاخیر ذاتی در واکنش دیگر پاسخگوی این تهدیدها نیستند. باوجود اینکه پهپادهای هوشمند در سال های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته اند، ادبیات پژوهشی موجود همچنان فاقد چارچوبی است که بتواند سه حوزه دریا، ساحل و خشکی را به طور همزمان پایش کند و در عین حال تشخیص چندحسگری، مسیریابی خودران و تحلیل عدم قطعیت را در یک سامانه واحد ادغام نماید. پژوهش حاضر با هدف توسعه و ارزیابی چارچوب شبیه سازی محور NAYGUARD انجام شده تا پتانسیل پایش هوشمند در این سه محیط با تمرکز بر پارک ملی دریایی نایبند بررسی شود. برای این منظور از رویکردی مدل محور و مجموعه داده مصنوعی متشکل از ۱۰۵۰۰ نمونه با وضوح مکانی ۳.۵ سانتی متر در قالب چهار سناریوی تهدید استفاده شد. معماری تشخیص بر پایه فیوژن سه حسگری تصاویر مرئی، حرارتی و مادون قرمز در شبکه های عصبی پیچشی طراحی گردید و برای سنجش عدم قطعیت خروجی ها، از تکنیک دراپ اوت مونت کارلو بهره گرفته شد؛ نقشه عدم قطعیت حاصل سپس به عنوان وزن پویا وارد الگوریتم مسیریابی انطباقی شد. یافته ها نشان داد فیوژن حسگری میانگین امتیاز F۱ را به ۹۲.۷۲ درصد رساند و بالاترین دقت معادل ۹۴.۸۲ درصد در سناریوی آتش سوزی جنگل حرا ثبت شد. مسیریابی انطباقی مبتنی بر اعتماد نیز هر چند مسافت طی شده پهپاد را به ۵۴۲۰ متر افزایش داد، توانست تاخیر کشف رویدادها را به ۳۸ ثانیه کاهش دهد و نرخ پوشش منطقه را به ۹۶.۸ درصد برساند. این نتایج مفهوم پایش انطباقی مبتنی بر ریسک ادراک شده را تایید می کنند و نشان می دهند که اتصال میزان اطمینان به تشخیص با تصمیم مسیریابی می تواند کارایی عملیاتی پایش را به طور محسوسی بهبود بخشد. با این حال این یافته ها صرفا یک پتانسیل عملکردی را در محیطی شبیه سازی شده نشان می دهند؛ تعمیم آن ها به عملیات میدانی واقعی پیش از هر چیز به اعتبارسنجی مستقل با داده های واقعی و حسگرهای فیزیکی نیاز دارد.

کلیدواژه ها:

پهپاد هوشمند ، فیوژن چند حسگری ، مسیریابی انطباقی ، تحلیل عدم قطعیت ، پارک ملی نایبند