Tecnologia
Por dentro: do sonar ao laudo.
A arquitetura, os métodos e as escolhas por trás da plataforma — com o estado real de cada peça. O que funciona, funciona em simulação; o que ainda é código escrito ou plano está marcado como tal, em cada camada.
Visão geral
Um caminho só, do campo à interface.
O dado nasce no barco, atravessa um enlace que pode falhar, é validado na entrada, vira gêmeo por um trabalhador dedicado e chega à interface por uma API. Cada etapa guarda o que precisa para a seguinte ser reproduzida.
Do dado ao gêmeo
Cada etapa recusa o que não consegue defender.
| Etapa | O que faz | O que recusa ou registra |
|---|---|---|
| Ingestão | Recebe a telemetria por MQTT, valida formato, faixa física e vínculo com a missão, e grava em hypertables comprimidas. | Mensagem inválida vai para a quarentena com o motivo; reenvio da mesma sondagem não duplica dado. |
| Limpeza | Filtra picos do sinal do sonar e reclassifica a qualidade de cada leitura: bruto, validado, suspeito ou rejeitado. | Nenhuma medição é apagada por ser ruim — ela é reclassificada, com o motivo, e só quem tem permissão altera. |
| Interpolação | Krigagem ordinária vetorizada em blocos, célula a célula, com incerteza por célula. Cerca de 255 mil células em 3 s. | Validação leave-transect-out: cada transecto é previsto com os demais, e RMSE, viés e R² saem junto do volume. |
| Recorte | O gêmeo só existe dentro do contorno do espelho d’água; células em terra são descartadas. | A cobertura da campanha contra o contorno vai para a tela e para o alerta de assoreamento. |
| Volume | Integra a curva cota-área-volume do leito interpolado, na cota da lâmina da campanha. | O volume carrega o método, a resolução da célula e a versão do gêmeo que o produziu. |
| Comparação | Alinha as grades de duas campanhas, mede a diferença na área comum e estima a taxa de assoreamento em m³ por ano. | Só compara levantamentos distintos e anteriores no tempo; nunca contra um gêmeo preliminar, nunca duas versões da mesma campanha. |
| Alertas | Regras de qualidade da água, de qualidade da coleta, de assoreamento e de floração, com a base de cada decisão. | Cada alerta guarda critério, limite, norma e origem; reprocessar não duplica o que já está aberto. |
| Laudo | Monta o PDF com as seções da inspeção regular, as calibrações e os métodos usados, e calcula o SHA-256. | Sensor sem calibração registrada vira ressalva nominal no documento, e a calibração citada é a anterior ao fim do período — não a de hoje. |
O gêmeo digital
Uma cena 3D que cabe num arquivo e se confere por inteiro.
Formato
glTF em camadas, com eixos declarados
O leito, a parede, as isóbatas, o sedimento e o espelho viajam num único GLB, cada um como um nó que a interface liga e desliga. A convenção de eixos — X leste, Y para cima, Z sul — fica gravada no arquivo, para quem abri-lo fora da plataforma saber como orientá-lo.
Orientação
O norte medido, não presumido
Um defeito real ensinou o método: o Cesium aplica por padrão uma rotação de um quarto de volta a modelos glTF, e nenhum ajuste de câmera corrige uma geometria girada. A malha é declarada com forwardAxis: X, e a suíte confere que 1 m a leste na malha é 1 m a leste no mapa.
Cor
Rampa por percentil, não por máximo
O sedimento é escalado pelo percentil 99. O máximo costuma ser uma única célula de overshoot da krigagem — num caso medido, 4,57 m contra 2,68 m reais — e uma rampa escalada por ele pinta o mapa inteiro de uma cor. A cor vai em bytes normalizados, quatro vezes menor que float32 por canal.
Tempo
Ordem pela data do levantamento
A versão de um gêmeo conta reprocessamentos, não anos: reprocessar em lote dá à campanha mais antiga o maior número. Todo ordenamento — pilha 3D, “atual”, “anterior”, alerta — usa a data da campanha, e a suíte confere que a versão citada em cada alerta é a da campanha mais recente.
Inteligência artificial
Quatro modelos, e a honestidade de dizer em que pé estão.
Treinar os modelos com o dado do simulador ensinaria o modelo a imitar o gerador, não o reservatório. Por isso o código está pronto e o treino espera a primeira campanha de campo. Até lá, a krigagem é o baseline — e é ela que a plataforma declara como método em cada número.
| Modelo | Arquitetura | Entradas e alvo | Estado |
|---|---|---|---|
| M1 · Batimetria densa | U-Net residual: aprende o resíduo da krigagem, assinado. Incerteza por MC dropout; perda ponderada pelo inverso da incerteza. | Transectos do sonar com posição GNSS e incerteza. Pré-treino com as seis batimetrias oficiais da ANA, de 1 m. | código escrito |
| M2 · Floração | LSTM de duas camadas com máscara de lacuna e duas cabeças: valor em 24, 48 e 72 h e classe de risco (< 30, ≥ 30, ≥ 60 µg/L). | pH, turbidez e temperatura a cada 5 s; chuva, vento e radiação; clorofila de laboratório como alvo. | código escrito |
| M3 · Anomalias | Autoencoder LSTM com gargalo latente de 12 dimensões, treinado só com operação normal; limiar no percentil 99 por ativo. Roda na borda em INT8. | Telemetria do barco e das sondas em missões normais; alertas confirmados pelo engenheiro viram rótulo. | código escrito |
| M4 · Explicabilidade | SHAP por permutação no M2 e gradiente no M1. Toda explicação vira uma frase no laudo. | As mesmas entradas dos outros modelos; sem treino próprio. | código escrito |
Experimento sintético do M1. 400 reservatórios sintéticos para treinar e 150 inéditos para testar; o sonar passa em linhas a cada cerca de 160 m, com ruído de 15 cm. O erro de profundidade caiu 58% contra a krigagem sozinha e todos os reservatórios de teste melhoraram. O erro de volume empatou (0,29% contra 0,27%) e a incerteza ainda está mal calibrada: cobre só 20% a 2σ. Prova que a arquitetura aprende; não prova desempenho em campo.
Do dado ao modelo em produção
Treino
PostGIS → extração → divisão por setor, nunca por ponto → ModelArts (Ascend) → registro do modelo com o hash do conjunto de dados.
Promoção
Manual, com reversão: nenhum modelo vai para a inferência sem uma pessoa promovê-lo, e o anterior fica disponível para voltar.
Inferência
Worker na nuvem para M1 e M2; M3 na borda em INT8; M4 explica. O laudo registra qual versão de qual modelo produziu cada número.
Técnicas adicionais, todas planejadas e nenhuma apresentada como resultado: aprendizado ativo (a incerteza do M1 escolhe a próxima linha de transectos), transfer learning de batimetrias sintéticas para campo, intervalo conformal para o volume útil no laudo e previsão de chuva do Pangu-Weather como entrada do M2.
Huawei Cloud
Do datacenter ao barco: cinco camadas, e o estado de cada uma.
Atlas 200I DK A2
MindSpore Lite; o M3 em INT8 (MindIR) detecta anomalias sem depender de enlace.
LoRa 915 MHz · 5G
Módulo 5G para dados; satélite de órbita baixa na estação de base, onde não há cobertura. A escolha entre provedores é feita açude a açude, por custo e cobertura.
IoTDA · OBS · RDS com PostGIS · DMS
MQTT com certificado X.509 por dispositivo; armazenamento em zonas bruta, curada e pública; banco com PostGIS. Hoje roda o equivalente em contêineres.
ModelArts (Ascend)
MindSpore para M1 a M4, MindInsight e registro de modelo. O treino começa depois da primeira missão real.
CCE · FunctionGraph · CDN · Pangu-Weather
Orquestração, funções e distribuição de conteúdo, na região de São Paulo, para o dado de infraestrutura crítica ficar no país. A previsão de chuva do Pangu-Weather entra como variável do M2.
A equipe cumpre capacitação Huawei (HCIA-AI, HCIA-IoT, HCIA-Big Data e HCIA-Cloud Service) ao longo do plano de nove meses.
Segurança
Isolamento, rastro e recusa por padrão.
Isolamento por organização
Aplicado pelo próprio banco de dados, e não só pela API: duas organizações na mesma base nunca enxergam os ativos uma da outra. O isolamento foi conferido com duas organizações reais, porque com uma só o defeito não aparece.
Perfis e permissões
Operador, engenheiro, gestor e auditor, cada um com o que pode fazer. A interface esconde o que a pessoa não pode — e a API recusa mesmo que alguém digite a rota à mão.
Rastro só de acréscimo
Toda ação que muda estado grava quem, o quê, quando e de onde, com os valores antes e depois. A trilha não aceita edição nem remoção.
Integridade verificável
Laudo com SHA-256; cadeia de custódia das amostras com hash encadeado, em que alterar um passo quebra o encadeamento; dado de campo com procedência de cota, contorno e volume.
Entrada recusada em voz alta
Requisição com campo desconhecido é rejeitada, assim como consulta com parâmetro que a rota não declara: quem escreve errado recebe a resposta que o corrige, e não uma resposta plausível.
Sem segredo no navegador
Sessão por token de curta duração, com renovação; nenhuma credencial de serviço na interface; falhas internas devolvem mensagem, nunca o rastro de pilha.
Hoje a plataforma roda em ambiente de desenvolvimento. A passagem para produção — com autenticação mútua por certificado nos dispositivos, TLS e hospedagem na região de São Paulo da Huawei Cloud — está no plano de infraestrutura e ainda não aconteceu.
O que medimos
Desempenho é número de antes e depois, na mesma máquina.
| O que | Antes | Depois | O que mudou |
|---|---|---|---|
| Tela de frota | 363 ms | 7 ms | A consulta lia a telemetria inteira (164 mil linhas) para mostrar duas; agora lê a última linha de cada barco, com índice próprio. |
| Listagem de ativos | 578 KB | 87 KB | Compressão e contorno simplificado a 11 m, com 0,24% de erro de área; o contorno era 98% do corpo. |
| Criar missão em açude grande | 38,4 s | 0,38 s | Um buffer geográfico era recalculado a cada linha; passou a ser calculado uma vez. |
| Painel do reservatório | oito chamadas | 12,5 KB, uma chamada | O servidor monta a resposta inteira, comprimida: a tela de abertura não espera oito viagens em série. |
| Área do espelho | +10,6% | −0,6% | A rasterização do contorno contava células que só tocavam a margem; passou a contar as que têm o centro dentro. |
Medições feitas pela equipe, na mesma máquina e com os mesmos dados simulados. Cada correção está registrada como problema resolvido na documentação do código, com o sintoma, a causa e a lição.
leito Próximo passo
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Conte qual é a barragem e qual decisão depende dela. A equipe responde com o que a plataforma entrega hoje, o que está em construção e como uma primeira campanha seria planejada.