بهبود عملکرد در زمان واقعی و سرعت پاسخ نظارت و تشخیص محیط سیستم کلید اصلی اطمینان از پاسخ سریع و دقیق سیستم به تغییرات ناگهانی زیست محیطی و صدور هشدارهای اولیه است. برای دستیابی به این هدف ، بهینه سازی جمع آوری داده ها ، پردازش ، انتقال ، ذخیره سازی و مکانیسم های پاسخ لازم است. موارد زیر برخی از روشهای متداول برای بهبود عملکرد در زمان واقعی و سرعت پاسخ است:

1. جمع آوری داده ها و پیکربندی سنسور
نمونه گیری با فرکانس بالا و حساسیت سنسور: با اتخاذ فناوری نمونه برداری با فرکانس بالا ، فرکانس جمع آوری داده ها افزایش می یابد تا اطمینان حاصل شود که می توان تغییرات محیطی را به موقع ضبط کرد. حساسیت و دقت سنسور نیز بسیار مهم است. سنسورهای با کارایی بالا که با محیط های به سرعت در حال تغییر (مانند سنسورهای گاز ، سنسورهای دما و رطوبت و غیره) سازگار می شوند ، باید انتخاب شوند تا اطمینان حاصل شود که ضبط داده ها هنگام تغییر محیط به تأخیر نمی افتد.
شبکه سنسور توزیع شده: با استفاده از چندین سنسور و تشکیل یک شبکه توزیع شده ، شرایط محیطی مناطق مختلف می تواند با دقت بیشتری درک شود ، باعث کاهش تأخیرها یا نقاط کور اطلاعات ناشی از نقاط نظارت متمرکز شود. در عین حال ، سنسورهای توزیع شده همچنین می توانند فشار جمع آوری داده ها را به اشتراک بگذارند و از خرابی های تک نقطه ای که بر راندمان نظارت کلی تأثیر می گذارد ، جلوگیری کنند.
2. بهینه سازی کانال های انتقال داده را تقویت کنید
انتقال داده در زمان واقعی: از پروتکل های ارتباطی کم تأخیر و فن آوری های انتقال مانند 5G ، Lorawan ، Wi-Fi 6 و غیره استفاده کنید. این فناوری ها می توانند به طور موثری تأخیر داده ها را از سنسورها به سیستم های پردازش کاهش دهند و اطمینان حاصل کنند که داده ها به سرعت و استحکام آپلود شده در بستر نظارت هستند.
محاسبات لبه: دستگاه های محاسبات لبه را در گره های سنسور یا نزدیک به سنسورها برای پردازش و تجزیه و تحلیل داده های اولیه مستقر کنید. محاسبات Edge می تواند میزان انتقال داده ها و فشار محاسبات سرور مرکزی را کاهش دهد ، در حالی که تصمیم گیری محلی در زمان واقعی و پاسخ سریع به تغییرات محیطی را فراهم می کند.
فشرده سازی و بهینه سازی داده ها: میزان داده های منتقل شده از طریق الگوریتم های فشرده سازی داده و بهینه سازی ، به ویژه در سیستم های نظارت در مقیاس بزرگ که در آن پهنای باند انتقال محدود است ، کاهش دهید. بهینه سازی قالب داده و میزان فشرده سازی می تواند راندمان انتقال را بهبود بخشد و عملکرد در زمان واقعی را تضمین کند.
3. پردازش داده های زمان واقعی و تجزیه و تحلیل سریع
پلت فرم پردازش جریان داده در زمان واقعی: از سیستم عامل های پردازش جریان داده در زمان واقعی با کارایی بالا (مانند Apache Kafka ، Apache Flink ، Apache Storm و غیره) استفاده کنید. این سیستم عامل ها می توانند جریان داده های عظیم را پردازش کنند ، تجزیه و تحلیل داده ها را در زمان واقعی انجام دهند و باعث تحریک رویداد شوند و به سرعت تغییرات محیطی را تشخیص داده و پاسخ دهند.
یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل هوشمند: الگوریتم های یادگیری ماشین و فناوری هوش مصنوعی را ترکیب کنید تا به سرعت الگوهای و روندهای غیر طبیعی را شناسایی کنید. به عنوان مثال ، مدلهایی که بر اساس داده های تاریخی آموزش داده می شوند می توانند تغییرات غیر طبیعی محیطی در زمان واقعی را کنترل کنند و روندهای آینده را برای پشتیبانی از تصمیم گیری پیش بینی کنند.
فیلتر کردن داده ها و کاهش نویز: از طریق الگوریتم های فیلتر کردن داده ها در زمان واقعی و الگوریتم های کاهش نویز ، نویز را در داده های نظارت بر محیط زیست از بین می برید و سرعت پاسخ سیستم را به سیگنال های واقعی بهبود می بخشید. به عنوان مثال ، نوسانات بی معنی کوتاه مدت را حذف کرده و روی تغییرات زیست محیطی در مقیاس بزرگ یا ناگهانی تمرکز کنید.

4. بهینه سازی پلت فرم نظارت و پاسخ سمت کاربر
داشبورد نظارت بر زمان واقعی: طراحی داشبورد های نظارتی بصری و پاسخگو که می توانند داده های نظارت و هشدارهای غیر طبیعی را در زمان واقعی نشان دهند. کاربران می توانند از این داشبورد برای مشاهده وضعیت عملیاتی سیستم در زمان واقعی استفاده کنند و به سرعت اطلاعات مهم را بدست آورند.
سیستم هشدار و اطلاع رسانی خودکار: پس از سیستم نظارت ، داده های غیر طبیعی یا اطلاعات هشدار دهنده را تشخیص می دهد ، بلافاصله پرسنل مربوطه را از طریق ایمیل ، پیام کوتاه ، فشار برنامه و غیره به شما اطلاع می دهد.
مکانیسم پاسخ تطبیقی: سیستم باید بتواند بر اساس داده های زمان واقعی و قوانین از پیش تعیین شده ، مانند تنظیم فرکانس نظارت ، تغییر اولویت نقاط نظارت و غیره ، به طور خودکار پاسخ دهد.
5. از مکانیسم ذخیره و ذخیره سازی داده های کارآمد استفاده کنید
مکانیسم ذخیره سازی: از فناوری ذخیره سازی محلی برای ذخیره داده ها و نتایج تجزیه و تحلیل اخیر استفاده کنید تا در هر درخواست تأخیر پرس و جو داده را کاهش دهید. با ذخیره کردن داده های داغ ، از سرعت پرس و جو و نمایش داده در زمان واقعی اطمینان حاصل کنید.
بانک اطلاعاتی توزیع شده: برای دستیابی به ذخیره سازی و خواندن سریع داده ها ، از پایگاه داده های توزیع شده کارآمد (مانند Cassandra ، HBase و غیره) استفاده کنید. بانکهای اطلاعاتی توزیع شده می توانند به صورت افقی گسترش یابد ، از دسترسی در زمان واقعی به داده های در مقیاس بزرگ پشتیبانی کرده و پاسخگویی سیستم را بهبود بخشد.
6. مدیریت باتری و انرژی را بهینه کنید
دستگاه های کم مصرف: از فناوری کم مصرف در سنسورها و دستگاه های نظارت برای افزایش عمر خدمات تجهیزات استفاده کرده و اطمینان حاصل کنید که تجهیزات می توانند داده ها را برای مدت طولانی و پایدار جمع آوری کنند. به خصوص در برخی از مناطق از راه دور یا محیط های بی قدرت ، دستگاه های کم مصرف می توانند عملکرد پایدار تجهیزات را بهبود بخشند.
مدیریت انرژی کارآمد: از سیستم مدیریت باتری هوشمند استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که مصرف انرژی سنسورها و سایر دستگاه ها می توانند در طول کار طولانی مدت در یک محدوده قابل کنترل نگهداری شوند و از این طریق از جمع آوری داده ها و تأخیرهای پاسخ ناشی از قدرت کافی جلوگیری کنید.
7. همجوشی داده های چند بعدی و تصمیم گیری هوشمند
همجوشی داده های متقاطع: همجوشی چند بعدی اطلاعات از سنسورهای مختلف ، نظارت بر سیستم عامل ها و سایر منابع داده برای دستیابی به تجزیه و تحلیل هوشمند و تصمیم گیری بر اساس داده های جامع محیطی. به عنوان مثال ، داده های هواشناسی ، داده های کیفیت هوا ، اطلاعات جغرافیایی و غیره می توانند در یک سیستم ادغام شوند تا به سرعت به موارد اضطراری پاسخ دهند.
هشدار اولیه و برنامه ریزی هوشمند: از طریق داده های چند بعدی و تجزیه و تحلیل تاریخی ، همراه با یک سیستم برنامه ریزی هوشمند ، خطرات بالقوه زیست محیطی را می توان از قبل شناسایی کرد و منابع را می توان برای پیشگیری مربوطه یا درمان اضطراری ارسال کرد. به عنوان مثال ، ترکیبی از داده های هواشناسی و داده های کیفیت هوا می تواند از قبل از آب و هوای مه هشدار داده و مکانیسم کنترل منبع آلودگی مربوطه را فعال کند.
8. مکانیسم پاسخ اضطراری و استقرار سریع
ماژول پاسخ اضطراری: یک ماژول پاسخ اضطراری ویژه ایجاد کنید. پس از یافتن آلودگی ناگهانی محیط زیست یا تغییرات غیر طبیعی ، به طور خودکار به حالت اضطراری تغییر می یابد و تجهیزات پشتیبان گیری را شروع می کند یا انتقال داده ها را رمزگذاری می کند تا اطمینان حاصل شود که سیستم نظارت می تواند در مواقع اضطراری به طور پایدار ادامه دهد.
استقرار سریع و پیکربندی انعطاف پذیر: در شرایط اضطراری ، سیستم نظارت باید توانایی استقرار سریع را داشته باشد ، مانند تنظیم موقت نظارت بیشتر بر روی نقاط نظارت بیشتر یا اعزام تجهیزات سنسور پشتیبان. از طریق مدیریت پلتفرم Cloud ، شبکه های حسگر جدید می توانند به سرعت پیکربندی و مستقر شوند تا از گسترش سریع پوشش نظارت اطمینان حاصل شود.
9. نظارت چند سطحی و چند سطحی
سیستم نظارت بر سلسله مراتب: راهکارهای نظارت چند سطحی را با توجه به اهمیت و الزامات زمان واقعی هدف نظارت تنظیم کنید. به عنوان مثال ، برخی از شاخص های کلیدی نیاز به پاسخ سریع (مانند کیفیت آب ، کیفیت هوا و غیره) دارند ، در حالی که داده های دیگر را می توان با تأخیر جزئی جمع آوری کرد. سیستم ها در سطوح مختلف می توانند فرکانس های نمونه برداری مختلف ، مدل های تجزیه و تحلیل و غیره را برای اطمینان از نظارت کارآمد از شاخص های اصلی اتخاذ کنند.
نظارت بر زمان واقعی منطقه: همراه با سیستم های اطلاعات جغرافیایی (GIS) ، نظارت بر زمان واقعی در مناطق مختلف قابل دستیابی است. به عنوان مثال ، برخی از مناطق پرخطر (مانند مناطق صنعتی ، منابع آلودگی نزدیک و غیره) نیاز به نظارت بر فرکانس بالاتر دارند ، در حالی که سایر مناطق کم خطر می توانند به طور مناسب فرکانس را کاهش داده و تخصیص منابع را بهینه کنند.
10. بهینه سازی مداوم و به روزرسانی سیستم
یادگیری تطبیقی: این سیستم باید از قابلیت های یادگیری تطبیقی ​​برخوردار باشد و به طور مداوم الگوریتم تجزیه و تحلیل ، مکانیسم پاسخ و روش پردازش داده ها را با جمع آوری داده های تاریخی و بازخورد کاربر تنظیم کند. این به سیستم اجازه می دهد تا همیشه در شرایط مختلف محیطی و سناریوهای کاربردی عملکرد بهینه را حفظ کند.
به روزرسانی ها و بهینه سازی های منظم: با ظهور فن آوری های جدید و سنسورهای جدید ، سیستم های نظارت بر محیط زیست برای بهبود دقت جمع آوری داده ها ، راندمان پردازش و سرعت پاسخ باید به طور مرتب به روز و بهینه سازی شوند. از طریق به روزرسانی مداوم نرم افزار و سخت افزار ، اطمینان حاصل کنید که سیستم می تواند با نیازهای نظارت بر محیط زیست به طور فزاینده ای سازگار شود.

بهبود عملکرد و سرعت پاسخ در زمان واقعی سیستم های نظارت و تشخیص محیط زیست نیاز به بهینه سازی جامع نوآوری سخت افزاری (مانند سنسورهای با دقت بالا و محاسبات لبه) ، فناوری نرم افزاری (مانند تجزیه و تحلیل داده های بزرگ و یادگیری ماشین) و بهینه سازی شبکه (مانند ارتباطات 5G و پروتکل های کمتری). از طریق کاربرد جامع این روشهای فنی ، سیستم نظارت بر محیط زیست می تواند به سرعت پاسخ دهد و در هنگام مواجهه با تغییرات ناگهانی ، پشتیبانی دقیق داده ها را ارائه دهد و به کاربران کمک می کند تا به موقع تصمیم بگیرند .