กสทช.-กทปส. หนุนทุนวิจัยพัฒนาสร้างระบบสื่อสารและสร้างแบบจำลองสามมิติ

กสทช.-กทปส. หนุนทุนวิจัยพัฒนาสร้างระบบสื่อสารและสร้างแบบจำลองสามมิติ 
เตรียมพร้อมรับพิบัติภัย และต่อยอดสู่การพัฒนาแหล่งท่องเที่ยว

                จากเหตุการณ์โค้ชและเยาวชนฟุตบอลรวมจำนวน 13 คนเข้าไปติดถ้ำหลวง-ขุนน้ำนางนอน ตำบลโป่งผา อำเภอแม่สาย จังหวัดเชียงราย ได้สะท้อนให้เห็นถึงบทเรียนต่อการจัดการและความไม่พร้อมในการรับมือกับเหตุการณ์ไม่คาดคิดของประเทศไทย จึงทำให้ไม่สามารถเข้าช่วยเหลือผู้ประสบเหตุได้อย่างทันที จากกรณีดังกล่าวจึงเป็นที่มาของการดำเนินโครงการศึกษาแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารรวมทั้งการสร้างแบบจำลองสามมิติและระบุตำแหน่งในถ้ำ

                ทางสำนักงาน กสทช. มีแนวคิดในการศึกษาวิจัยเพื่อกำหนดแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารที่เหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติที่มีลักษณะเป็นถ้ำหรือคล้ายคลึงกัน รวมทั้งการศึกษาวิจัยระบบระบุตำแหน่งในถ้ำ เพื่อเป็นการเตรียมความพร้อมและสนับสนุนการปฏิบัติงานภาคสนามของผู้เกี่ยวข้องให้ดำเนินงานได้มีประสิทธิภาพ  ทั้งนี้สำนักงาน กสทช. โดยสำนักงานกองทุนวิจัยและพัฒนา มอบทุนส่งเสริมสนับสนุนกองทุน ประเภทที่ 2  เพื่อดำเนินการตามวัตถุประสงค์ของกองทุนวิจัยและพัฒนากิจการกระจายเสียง กิจการโทรทัศน์ และกิจการโทรคมนาคม เพื่อประโยชน์สาธารณะ ตามมาตรา 52(2) สำหรับการดำเนินโครงการศึกษาแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารรวมทั้งการสร้างแบบจำลองและระบุตำแหน่งในถ้ำ (Study of guidelines for using spectrum for communication systems, including modeling and identifying locations in caves.) ในครั้งนี้เพื่อเตรียมพร้อมรับมือกับสถานการณ์ในภาวะฉุกเฉินและพิบัติภัยโดยใช้ถ้ำเชียงดาว อำเภอเชียงดาว จังหวัดเชียงใหม่ เป็นสถานที่ทดสอบระบบ ซึ่งผลผลิตจากโครงการฯ นี้จะสามารถต่อยอดในการใช้ประโยชน์นำไปสู่การทำแผนที่ในถ้ำและพัฒนาแหล่งท่องเที่ยวในถ้ำของประเทศไทยได้เป็นอย่างดี

                ทางด้านรองศาสตราจารย์ ดร.รังสรรค์ วงศ์สรรค์​ อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมโทรคมนาคม สำนักวิชาวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี และหัวหน้าโครงการศึกษาแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารรวมทั้งการสร้างแบบจำลองและระบุตำแหน่งในถ้ำ เปิดเผยว่า ที่มาของโครงการฯ เริ่มต้นมาจากกรณี 13 หมูป่าติดในถ้ำหลวงขุนน้ำนางนอน จังหวัดเชียงราย ปัญหาในขณะนั้นคือ ระบบการติดต่อสื่อสารแบบไร้สายแทบทุกทางไม่สามารถกระทำได้เลย ที่ทำได้เป็นการลากสายใยแก้วไปที่โถงหนึ่งและลากสายระบบโทรศัพท์ทหารไปยังโถงสาม เพื่อทำการสื่อสารมาด้านนอกถ้ำและอีกหนึ่งปัญหาที่พบในครั้งนั้นคือ การพยายามที่จะใช้วิธีเจาะถ้ำเพื่อกู้ชีวิตทั้ง 13 คน ไม่สามารถระบุตำแหน่งผู้ติดค้างในถ้ำว่าอยู่ตำแหน่งไหนบนภูเขาที่อยู่เหนือโถงถ้ำนั้น ซึ่งอาจทำให้การเจาะถ้ำเพื่อการช่วยเหลืออาจมีความผิดพลาดของพิกัดของผู้ติดในถ้ำได้  ดังนั้นจึงเป็นที่มาของการให้ทุนพัฒนาและวิจัยเพื่อดำเนินโครงการฯ นี้

                “การดำเนินโครงการฯ ประกอบด้วย 1.การพัฒนาระบบสื่อสารจากภายนอกถ้ำโดยการติดตั้งสถานีสื่อสารที่อยู่บนภูเขาเพื่อให้สามารถสื่อสารได้ตลอดแนวโพรงถ้ำ 2.การพัฒนาระบบสื่อสารระบบดิจิทัล โดยใช้หลักการทำงานคล้ายระบบเซลลูล่าร์เข้าไปติดตั้งในโพรงถ้ำตามจุดที่เหมาะสม เพื่อทำหน้าที่เป็นสถานีทวนสัญญาณขนาดเล็กในการถ่ายทอดสัญญาณเข้าไปตลอดโพรงถ้ำ ไม่ว่าในถ้ำจะเป็นเส้นทางที่โค้งหรือทางตรงก็ตามระบบสามารถถ่ายทอดสัญญาณในระยะทางที่เหมาะสมและตรงกับความต้องการได้ นอกจากนี้การระบุตำแหน่งภายในถ้ำที่บอกเป็นค่าละติจูด (Latitude) และลองจิจูด (Longitude) ซึ่งปกติการวัดระบุตำแหน่งภายนอกถ้ำจะใช้ดาวเทียม แต่ภายในถ้ำสัญญาณดาวเทียมไม่สามารถผ่านลงไปได้

                ดังนั้นระบบที่ได้พัฒนาในโครงการฯ จะเป็นระบบที่ทำการคำนวณตำแหน่งภายในถ้ำแต่ละจุดด้วยความแม่นตรงโดยอัตโนมัติ โดยใช้อุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ชั้นสูง อาทิ ไจโรสโคป เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อตรวจสอบแนวเส้นทางของโพรงถ้ำ ร่วมกับอุปกรณ์วัดระยะทางด้วยแสงเลเซอร์ และเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งถูกติดตั้งอยู่ในชุดอุปกรณ์เดียวกันทั้งหมด การใช้งานจริงจะใช้วิธีวัดค่าพิกัดตำแหน่งอ้างอิงที่บริเวณนอกถ้ำ จากนั้นใช้เครื่องมือที่พัฒนาขึ้นในโครงการฯ ทำการถ่ายค่าตำแหน่งถัดไปและคำนวณค่าพิกัดนั้นออกมา จึงทำให้ได้ค่าพิกัดตำแหน่งที่แม่นตรงเริ่มต้นตั้งแต่ปากถ้ำไปจนถึงปลายทางถ้ำที่เราต้องการ นอกจากนี้ในโครงการฯ ยังได้จัดทำระบบการสแกนภาพด้วยแสงเลเซอร์ที่สามารถสแกนในระนาบแนวนอนได้แบบ 360 องศาและระนาบแนวตั้งได้ 270 องศา ทำให้ภาพที่ได้ออกมามีความถูกต้องเสมือนจริงและสามารถวัดขนาดของโพรงถ้ำได้ทั้งสามมิติ ซึ่งขั้นตอนสุดท้ายเมื่อนำมารวมเข้ากับค่าตำแหน่งพิกัดที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ สิ่งที่เราจะได้มาก็คือ แผนที่ถ้ำที่สมบูรณ์ พร้อมทั้งพิกัดที่แม่นตรง ดังนั้นหากในอนาคตทุกถ้ำในประเทศไทยทั้งที่เป็นแหล่งท่องเที่ยวที่เปิดให้เข้าชมหรือเป็นถ้ำที่ยังไม่ได้ทำการสำรวจ ระบบที่พัฒนาขึ้นมานี้จะช่วยให้ประเทศไทยสามารถทำแผนที่ถ้ำได้อย่างสมบูรณ์แบบและยังเป็นต้นแบบที่สามารถนำไปพัฒนาต่อยอดให้เกิดประโยชน์ในด้านอื่นๆ จะทำให้ลดการพึ่งพาเทคโนโลยีต่างประเทศได้อีกด้วย”

                ทั้งนี้ในอนาคตสำหรับนักท่องเที่ยวที่เข้ามาท่องเที่ยวในถ้ำก็จะสามารถรู้ตำแหน่งว่าตัวเองอยู่ตำแหน่งไหน หรือในกรณีเกิดภัยพิบัติ หรือติดถ้ำไม่สามารถออกจากถ้ำได้ หรือหากผู้ค้นหาที่เข้าไปช่วยผู้รอดชีวิตก็จะสามารถสื่อสารเพื่อแจ้งพิกัดและส่งทีมเข้าไปช่วยเหลือเพิ่มเติมได้ เช่นในกรณีที่จำเป็นจะต้องเจาะถ้ำเข้าไปช่วยเหลือ เป็นต้น พร้อมกันนี้ยังฝากทิ้งท้ายว่า ในอนาคตถ้ากรมอุทยานและเขตรักษาพันธุ์สัตว์นำอุปกรณ์ชุดนี้ไปใช้งานและเก็นข้อมูลจัดทำแผนที่ถ้ำทั้งหมดในประเทศไทยได้ จะเป็นประโยชน์ต่อการท่องเที่ยว การตอบโต้ภัยพิบัติ และการกู้ภัยในถ้ำได้มากที่สุด และขอขอบคุณสำนักงาน กสทช. โดยสำนักงานกองทุนวิจัยและพัฒนาที่ได้มอบทุนในการดำเนินโครงการฯ ครั้งนี้  ซึ่งทางทีมวิจัยได้เตรียมขอทุนเพื่อต่อยอดในการทำโครงการพัฒนาและบูรณาการทั้งสามระบบเข้าด้วยกันเพื่อใช้ประโยชน์ที่เกี่ยวกับการทำแผนผังถ้ำสามมิติในประเทศไทย รวมทั้งที่เกี่ยวข้องกับการตอบโต้ภัยพิบัติที่อาจเกิดขึ้นทั้งภายในและภายนอกถ้ำในอนาคตต่อไปด้วย

                ทางด้านนายลัญจกร สุขสวัสดิ์ ผู้ช่วยหัวหน้าเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าเชียงดาว กล่าวเสริมว่า การดำเนินโครงการฯ นี้ได้ถอดบทเรียนมาจากเหตุการณ์ครั้งนั้นเป็นการกระตุ้นให้หน่วยงานมีระบบให้พร้อมรับมือและแก้ไขสถานการณ์ในการเข้าช่วยเหลือผู้ประสบภัย  ซึ่งการติดตั้งอุปกรณ์เพื่อการทดสอบในถ้ำเชียงดาวครั้งนี้เห็นว่าเป็นเรื่องที่ดีทำให้เราสามารถการจัดการระบบถ้ำในอนาคตได้ หากไม่มีระบบสื่อสารและอุปกรณ์นี้เสมือนเราเดินไปในห้องที่มืดๆ มองไม่เห็นอะไรเลย เพราะในถ้ำทั้งมืด ทั้งชื้น พื้นทางเดินไม่เรียบ หากเดินไปเจอแหล่งน้ำก็ไม่รู้ว่าจะตื้นหรือลึก มีเหวในถ้ำหรือไม่ เราไม่สามารถเห็นหรือทราบมาก่อนได้ แต่หากเรามีระบบที่พัฒนาขึ้นเพื่อสร้างภาพจำลองแผนที่ถ้ำขึ้นมา จะทำให้ผู้ที่จะเข้าไปสามารถเห็นภาพและรู้ว่าภายในถ้ำนั้นมีลักษณะอย่างไร นอกจากนี้ระบบนี้ยังทราบว่าสามารถระบุพิกัดและสามารถสื่อสารกับภายนอกได้ จะทำให้เกิดความปลอดภัยในการเข้าไปท่องเที่ยวและรวมถึงการเข้าช่วยเหลือหากเกิดพิบัติภัยได้เป็นอย่างดี

######

ข้อมูลเพิ่มเติมโครงการฯ วัตถุประสงค์

          1.เพื่อศึกษาแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารที่เหมาะสมกับการสื่อสารในถ้ำเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ คณะผู้วิจัยจะทำการออกแบบและจัดหาระบบเครื่องมือวัดสำหรับใช้ในการทดสอบการใช้คลื่นความถี่ในถ้ำ โดยใช้เครื่องมือ RF Signal Generator ย่านความถี่ 100 kHz – 3 GHz ทำหน้าที่ส่งคลื่นความถี่ในย่าน LF, MF, HF, VHF และ UHF ส่งผ่านสายอากาศที่ได้รับการออกแบบขึ้นมาเฉพาะย่านความถี่ใช้งาน เพื่อส่งคลื่นความถี่เข้าไปในพื้นที่ที่กำหนดภายในถ้ำ จากนั้นใช้สายอากาศในย่านความถี่เดียวกันรับคลื่นความถี่นั้น ๆ ส่งให้กับเครื่องมือ Spectrum Analyzer เพื่อทำการวัดทดสอบและบันทึกระดับของสัญญาณและประสิทธิภาพการดีมอดูเลชั่น เพื่อนำมาวิเคราะห์เพื่อเป็นแนวทางการใช้คลื่นความถี่สำหรับระบบสื่อสารที่เหมาะสมกับการสื่อสารในถ้ำต่อไป
           2.เพื่อศึกษาวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ต้นแบบและสร้างแบบจำลองในรูปแบบสามมิติและระบุตำแหน่งในถ้ำ
(2.1) ออกแบบเครื่องรับส่งวิทยุต้นแบบระบบซิมเพล็กซ์ (simplex) กำลังส่งเครื่องลูกข่ายไม่ต่ำกว่า 5 วัตต์ จำนวน
2 เครื่อง สำหรับผู้ปฏิบัติหน้าที่ในถ้ำ และเครื่องแม่ข่ายที่ถูกติดตั้งอยู่นอกถ้ำกำลังส่งไม่ต่ำกว่า 10 วัตต์ จำนวน 1 เครื่อง โดยใช้คลื่นความถี่ที่เหมาะสมซึ่งได้จากการศึกษาและทดสอบในข้อ 1.
(2.2) ออกแบบสายอากาศสายอากาศต้นแบบสำหรับเครื่องส่งวิทยุแม่ข่ายและสำหรับลูกข่าย ตามคลื่นความถี่ที่เหมาะสมซึ่งได้จากการศึกษาและทดสอบในข้อ 1.
(2.3) ออกแบบระบบโครงข่ายสื่อสารดิจิตอลความถี่สูงกำลังส่งต่ำ (ไม่เกิน 1 วัตต์) ขนาดเล็กเหมาะสำหรับพกพาขณะปฏิบัติการในถ้ำ โดยใช้คลื่นความถี่ย่านความถี่สูงที่เหมาะสมซึ่งได้จากการศึกษาทดสอบในข้อ 1. สามารถติดต่อกันภายในถ้ำโดยใช้หลักการคล้ายระบบโครงข่ายเซนเซอร์ (sensors network) โดยออกแบบให้มีโหนดหลัก (backbone nodes) และโหนดผู้ใช้งาน (mobile nodes) จำนวนหนึ่งที่สามารถติดต่อสื่อสารเชื่อมโยงถึงกันได้โดยใช้โทโปโลยีแบบตาข่าย (mesh topology) โดยโหนดผู้ใช้งานสามารถติดต่อถึงโหนดอื่น ๆ ได้โดยผ่านโหนดหลักที่อยู่ใกล้กันมากที่สุด และสามารถติดต่อข้ามไปยังโหนดผู้ใช้งานอื่น ๆ ที่เป็นลูกข่ายของโหนดหลักอีกโครงข่ายหนึ่งได้โดยการเชื่อมโยงระหว่างโหนดหลักที่อยู่ใกล้กันแบบเป็นทอด ๆ กันไป
(2.4) ออกแบบระบบอำนวยความสะดวกสำหรับใช้ในการระบุตำแหน่งภายในถ้ำโดยใช้วิธีอ้างอิงตำแหน่งแรกจากภายนอกถ้ำ ตามด้วยการวัดทิศและระยะทางเพื่อนำมาประมวลผลหาตำแหน่งใหม่ภายในถ้ำโดยใช้ทฤษฎี Earth’s Grid Location
(2.5) ออกแบบเครื่องมือและพัฒนาซอฟท์แวร์เพื่อใช้ในการสร้างภาพแบบจำลองในรูปแบบสามมิติตามตำแหน่งต่าง  ๆ ภายในถ้ำ