System komputerowy monitorujący bezpieczeństwo turystów zaprojektował naukowiec z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Aplikacja, korzystając z danych lokalizacyjnych, potrafi alarmować ratowników o zgubieniu przez kogoś szlaku czy przebywaniu na nim w czasie załamania pogody.
Troje turystów wyrusza zimą na wycieczkę w góry. Początkowo wszyscy poruszają się równym tempem, jednak po kilku godzinach marszu jedna z osób słabnie i zaczyna pozostawać w tyle. Mgła ogranicza widoczność do kilku metrów, więc pozostali członkowie grupy nie mają ze sobą kontaktu wzrokowego i nie dostrzegają, że ich towarzysz opadł z sił. Zaczyna wiać mroźny wiatr i padać śnieg, który zasypuje ślady. Turysta idący w grupie jako ostatni zbacza z wyznaczonego szlaku i traci orientację w terenie. Dwójka pozostałych, która w końcu dostrzegła, że towarzysz nie podąża za nimi, wyrusza na poszukiwania. Wkrótce sami jednak gubią się w śnieżnej zamieci. Zapada zmrok, a nikt z grupy nie był przygotowany do biwakowania w górach. Wszystkim grozi śmierć z wychłodzenia, jednak ratownicy zostają zaalarmowani, że grupa porusza się w trudnych warunkach pogodowych i jedna z osób zeszła ze szlaku. Dyżurny zaczyna bacznie obserwować punkty symbolizujące lokalizację turystów na monitorze. Gdy orientuje się, że turyści utknęli w miejscu, decyduje o wysłaniu patrolu na skuterach śnieżnych. Ratownikom udaje się szybko dotrzeć do zagubionych i bezpiecznie zwieźć ich do najbliższego schroniska.
Tak mogłaby wyglądać prawdziwa akcja ratowników górskich, gdyby udało się wdrożyć system zaprojektowany przez dr. hab. Radosława Klimka z Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Inżynierii Biomedycznej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie i rozwijany przez studentów tej uczelni. Oprogramowanie potrafi w czasie rzeczywistym oceniać stopień narażenia danego turysty na niebezpieczeństwo w danej lokalizacji, w zależności od warunków atmosferycznych rejestrowanych przez najbliższą stację meteo, pory dnia czy stopnia trudności szlaku. Do ustalania położenia osób w terenie może wykorzystywać zarówno udostępnione przez turystów urządzenia GPS, jak też sieć stacji bazowych telefonii komórkowej (BTS). Obsługuje również informacje przesyłane przez obroże telemetryczne noszone przez dzikie zwierzęta, co umożliwia np. zapobieganie spotkaniom ludzi z dużymi drapieżnikami. Konfigurowalne środowisko pozwala na wprowadzanie danych na temat specyfiki dane terenu czy definiowanie sytuacji, kiedy system powinien generować alert o zagrożeniu. Całość dopełnia moduł wizualny, który pozwala śledzić obraz sytuacyjny nałożony na mapę terenu wyświetlaną na monitorze.
Wszystko zaczęło się od doniesień medialnych na temat Babiej Góry. Słuchałem ze zdumieniem, że co roku ginie tam kilku turystów, mimo że nie jest to góra typu alpejskiego. Do niebezpiecznych sytuacji dochodzi jednak, kiedy pogarszają się warunki pogodowe. Wielu takim tragicznym zdarzeniom ratownicy mogliby zapobiec, gdyby otrzymali wcześniej informację, że ktoś zboczył ze szlaku. Pojawił się wówczas pomysł, że dobrze byłoby mieć system, który monitoruje zachowanie osób znajdujących się w obszarze górskim i oceniający na bieżąco sytuację pod kątem potencjalnych zagrożeń. Chodzi o to, aby dyżurujący ratownicy, obserwując sytuację na monitorze, mogli w razie potrzeby wysłać na miejsce wsparcie – opisuje Radosław Klimek.
Poprawność działania aplikacji została przetestowana w trakcie symulacji komputerowych, które odpowiadały dobowemu monitoringowi obszaru Babiogórskiego Parku Narodowego. Scenariusze testów uwzględniały różne pory roku i warunki atmosferyczne, a także ruch turystyczny typowy dla symulowanego okresu. Podczas obsługi wszystkich możliwych strumieni danych (GPS, BTS, obroże telemetryczne, odczyty stacji meteo itd.) aplikacja działała w pełni wydajnie na standardowym komputerze przy jednoczesnym monitoringu 3 tys. turystów, co znacząco przewyższa szczyty notowane przez BPN w sezonie letnim. Co więcej, przeprowadzone później testy obciążeniowe pokazały, że jest w stanie działać wydajnie również przy ponad dwukrotnie większej liczbie turystów. Tam, gdzie udałoby się ją faktycznie wdrożyć, nie tylko mogłaby pomóc zwiększyć bezpieczeństwo osób przebywających w górach, ale również dostarczyć cennych danych na temat ich zachowania, które pozwoliłby gospodarzom danego terenu efektywniej zarządzać ruchem turystycznym. Zdaniem naukowca z AGH, zaprojektowana przez niego aplikacja jest pierwszym na świecie tego typu rozwiązaniem powstałym z myślą o środowisku górskim.
Systemy dostrzegają kontekst w danych
Należy do kategorii tzw. context-aware services (usługi kontekstowe), czyli rozwiązań informatycznych zdolnych do czerpania danych o użytkowniku i jego otoczeniu z różnego rodzaju sensorów oraz dopasowywania swojego działania w zależności od koincydencji między tymi danymi. Żadna informacja nie jest traktowana w takim przypadku jako autonomiczny byt, ale występuje w określonym kontekście, który nadają jej pozostałe informacje. Przykładem takich rozwiązań są na przykład popularne aplikacje do nawigacji samochodowej, które w oparciu o lokalizację użytkownika nie tylko są w stanie wskazać najkrótszą drogę i czas dotarcia do celu, ale również na bieżąco korygować trasę przejazdu w zależności od aktualizowanych na bieżąco informacji o utrudnieniach na drogach. W coraz większej liczbie miast wdrażane są również rozwiązania z zakresu smart city, których zadaniem jest ułatwienie poruszania się komunikacją publiczną. Wykorzystując lokalizację użytkownika oraz dane o położeniu przesyłane przez autobusy czy tramwaje, są w stanie w czasie rzeczywistym podawać opóźnienia i wskazywać dogodne przesiadki. Inteligentne rozwiązania są również wykorzystywane do zarządzania sygnalizacją świetlną czy oświetleniem ulicznym.
Skoro mówimy o smart city, dlaczego mielibyśmy nie mówić o smart mountain environment? – pyta Radosław Klimek. – Co prawda w miastach łatwiej wdrażać takie pomysły z uwagi na duże wysycenie terenu różnymi sensorami, ale również obszary górskie bardzo dobrze się do tego nadają. Tymczasem z tego, co mi wiadomo, nasz system jest pierwszym opracowanym dla tego środowiska i nigdzie na świecie podobne rozwiązania dotąd nie funkcjonują – przekonuje naukowiec z AGH.
Amerykański wizjoner i proliferacja liczących maszyn
Choć systemy wykorzystujące komunikujące się ze sobą urządzenia w celu dostarczania różnego rodzaju usług pojawiają się dopiero od kilkunastu lat, to sama idea ma nieco dłuższą historię.
Prof. Mark Weiser z Palo Alto Research Center w Kalifornii już w latach dziewięćdziesiątych pisał o głębokich technologiach, które przenikają do życia codziennego do tego stopnia, że ludzie przestają je dostrzegać. Głosił, ze również w przypadku informatyki celem jest dojście do sytuacji, kiedy komputery będą przeprowadzać dla nas różne obliczenia, a my nawet nie będziemy tego świadomi. Wprowadził pojęcie obliczeń wszechobecnych [ubiquitous computing; współcześnie częściej używa się w tym kontekście sformułowania pervasive computing], które będą zwiększać komfort i bezpieczeństwo naszego życia. Należy podkreślić, że napisał to w czasach, kiedy komputery stały przede wszystkim na biurkach. Od tego czasu musiało dokonać się wiele rzeczy, żeby ta idea mogła się urzeczywistnić – mówi badacz z AGH.
Wizja zaprezentowana przez Weisera nie tylko się właśnie urzeczywistnia, ale też zmienia nasz sposób myślenia o programowaniu – wcześniej z góry zakładano, w jaki sposób dane wejściowe powinny być sortowane, natomiast obecnie to systemy powinny być świadome kontekstu i dopiero w zależności od niego realizować swoje obliczenia.
Prototypowa wersja systemu opracowanego na AGH została niedawno opisana na łamach prestiżowego czasopisma Information Sciences.
źródło: AGH