CC BY
0УДК 62 Кислинская Ю.Г., Липатова Т.А.
Кислинская Ю.Г.
ЕЕ Тюменский индустриальный университет ЕЕ (г. Тюмень, Россия)
Липатова Т.А.
Тюменский индустриальный университет (г. Тюмень, Россия)
СОВРЕМЕННЫЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА, ОБНАРУЖЕНИЯ И ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ
Аннотация: целью работы является рассмотрение различных дистанционных методов и технологий обнаружения, мониторинга и предупреждения лесных пожаров, которые позволят минимизировать экономический, экологический и человеческий ущербы.
Ключевые слова: лес, лесные пожары, системы мониторинга, предупреждения, обнаружения.
На сегодняшний день Российская Федерация является мировым лидером по площади лесов. На территории государства находится свыше двадцати процентов всех лесов планеты. Проходя миллионы гектар территории России, природные пожары представляют колоссальную угрозу лесным и другим типам наземных экосистем, объектам инфраструктуры, населенным пунктам [1].
Начавшаяся весной 2023 года серия лесных пожаров охватила семьдесят регионов страны. В мае возгорания были зафиксированы почти на 600 тысячах гектаров, к середине августа огнём было пройдено четыре миллиона гектаров (3,5 млн в 2022 году). В июле площадь пожаров выросла в сорок три раза и одновременно горели более семьсот гектаров леса, тем временем в июле 2022 года горело в 2,6 раза меньше или около двухсот семидесяти четырех гектаров.
1842
Крупные пожары были зарегистрированы в Свердловской, Челябинской, Омской, Амурской областях, в Забайкальском и Хабаровском крае и Еврейской автономной области [2].
Осуществлять наблюдение динамики природных пожаров, иметь возможность прогнозировать и предупреждать их развитие необходимо для оценки угрозы природного пожара и минимизации ущерба от него.
Практически все воздушные, космические и наземные системы мониторинга лесных пожаров в России предназначены для наблюдения за развитием уже возникших лесных пожаров, а не для их предотвращения. Отсутствие эффективных мер по предотвращению лесных пожаров делает неэффективными общие усилия по снижению их количества [3].
Внедрениеназемныхстанцийвидеонаблюденияилидарногомониторингам алоспособствуетснижениюколичества природных пожаров. Это связано с тем, что они осуществляют мониторинг целых лесных массивов без учета пожарной опасности отдельных участков леса в зависимости от погодных условий, что снижает возможность обнаружения небольших очагов возгорания.
Следовательно, если не будет реализован полный цикл борьбы с лесными пожарами - от прогнозирования и предупреждения, до борьбы с возникшими пожарами, средства, выделяемые на обнаружение и тушение лесных пожаров, будут по-прежнему расходоваться неэффективно.
В конце 2021 года в России стартовали продажи уникального оптико-электронного комплекса FireWatch для обнаружения дыма на расстоянии до 60 километров. Он сочетает в себе новейшие мультиспектральные оптические датчики и инновационную систему алгоритмов поиска дыма, основанных на искусственном интеллекте (ИИ). Прозрачная атмосфера не обходима для максимального расширения диапазона наблюдений. Однако идеальные условия встречаются редко. Прозрачность атмосферы зависит от множества природных факторов, таких как температура, влажность воздуха, осадки, время суток, направление и скорость ветра ит.д. Использование в FireWatch тепловизора ближнего инфракрасного спектра дает значительное преимущество в
1843
прозрачности атмосферы при данных условиях наблюдения. Тепловизор практически неподвержены воздействию тумана и осадков, а дополнительное преимущество сверх чувствительной дневной камеры усиливает эффект прозрачности атмосферы. Однако следует отметить, что тепловизор IQ FireWatch ищет контуры дыма, а не центр пожара, который скрыт за листвой
[4].
Самая важная проблема в предотвращении пожаров - несвоевременное оповещение. Зачастую службы спасения узнают о том, что лес горит, слишком поздно. Подавляющее большинство сообщений о лесных пожарах на западе США поступает от очевидцев - местных жителей, туристов и пилотов самолетов.
Разработчики стартапа DescartesLab из Санта-Фе (Нью-Мексико, США) решили исправить данную проблему. Они обучают алгоритм искусственного интеллекта распознавать термические точки на снимках с двух метеорологических спутников. Изображения передаются каждые10 минут, так что при получении сигнала бедствия пожарные службы теоретически могут быстро среагировать.
Разработчики обучают отдельные алгоритмы для каждого признака лесного пожара (дым, открытый огонь, повышение температуры). Если несколько таких алгоритмов приходят к консенсусу о том, что в определенном месте происходит возгорание, программа автоматически отправляет сообщение в пожарную службу с точными координатами места.
Результаты многообещающие: посостояниюна август 2021 года, за два года опытной эксплуатации, система Descartes предотвратила 6000 пожаров при минимальном времени реагирования в девять минут. Внедрение системы началось в прошлом году в Калифорнии.
Уникальный российский проект был анонсирован компанией МТС в 2019году.0ператор цифровых услуг установил сеть датчиков и камер на базовых станциях МТС, расположенных в тайге в Красноярском крае. Проект
1844
был реализован в партнерстве с государственным учреждением «Красноярская база авиационной и наземной охраны лесов».
Камеры позволили вести круглосуточное наблюдение за большой территорией леса. Изображения с камер анализируются программным обеспечением для обнаружения признаков возгорания и автоматического оповещения пожарной охраны. Камеры установлены на мачтовых сооружениях базовых станций, которые находятся выше уровня земли и могут контролировать территорию до 35км вокруг себя. Поскольку базовые станции находятся на расстоянии 20-25 километрах друг от друга., слепых зон практически нет.
В последствии МТС начала интегрировать в эту сеть «всевидящего ока» датчики, передающие ключевые показатели окружающей среды, такие как влажность, температура, содержание углекислого газа в воздухе и даже радиоактивность. Это позволило вести постоянный комплексный мониторинг окружающей среды и предотвращать пожары в тайге [5].
В России широкое распространение получили сайты и приложения, позволяющие людям находить очаги возгорания и сообщать о пожарах в природной местности. Одним из таких проектов является сайт fires.ru. На сайте с помощью спутниковых данных отображаются все термические очаги в России и мире. Сайт разработан и поддерживается российской компанией «Сканэкс».
В качестве базового элемента сервиса используется технология, основанная на алгоритме автоматического обнаружения пожаров по «тепловому» каналу космических снимков со спутников дистанционного зондирования Земли. Зона мониторинга - вся Россия и соседние регионы, где обеспечивается оперативный прием спутниковых данных, необходимых для обнаружения пожаров [6].
В условиях изменения климата и увеличения частоты и интенсивности лесныхпожаровразработкаисовершенствованиеметодовдистанционногомонитор инга и оповещения является важным элементом борьбы с этой глобальной проблемой. Исследования и инновации в этой области будут способствовать
1845
более эффективному предотвращению пожаров, защите лесных экосистем и безопасности людей.
К сожалению, ни в одной стране мира ещё нет полноценного комплекса систем для обнаружения, предупреждения и ликвидации лесных пожаров.
Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в сочетании с непрерывной работой сети датчиков и камер, установленных на базовых станциях, повышает эффективность продуктивность предупреждения, раннего обнаружения и тушения лесных пожаров. Преимущества использования БПЛА заключаются в следующем:
- обеспечения непрерывного воздушного патрулирования,
- мониторинга зон высокого задымления за счет оснащение дронов ИК-камерами,
- использования БПЛА в качестве ретранслятора для операций по тушению пожаров,
- непосредственное участие БПЛА в тушении пожаров,
- выполнения непрерывных полетов в труднодоступных зонах с плохой видимостью с фиксацией информации о распространении огня [7].
Лес является экологическим щитом нашей страны и всей планеты, он играет ключевую роль в поглощении глобальных выбросов парниковых газов, а значит, масштабные пожары подрывают усилия по сохранению климата. Это принципиальный вопрос для всего мира и нашей страны.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций : [сайт]. - URL: https://www.fao.org/forest-resources-assessment/2020/ru /Глобальная оценка лесных ресурсов 2020 года(дата обращения: 21.11.2023). -Текст электронный;
2. Википедия : Свободная энциклопедия [сайт].-URL:https://ru.wikipedia.org(дата обращения: 21.11.2023). - Текст электронный;
1846
3. ВЕДОМОСТИ Экология : [сайт]. -URL:https://www.vedomosti.ru/ecology/climate/articles/2023/11/03/1004107-§1оЬа1пое-ро1ер1еп1е-шо7Ье1-рго18Ьоё11-Ь181гее-сЬеш-8сЬ11а1о8-гапее(дата обращения: 21.11.2023). - Текст электронный;
4. ПЕРГАМ : [сайт]. - URL: https://www.pergam.ru/artic1es/pozharov-net.htm (дата обращения: 21.11.2023). - Текст электронный;
5. Rostovgazeta.ru: [сайт]. - URL: https://rostovgazeta.ru/news/2022-08-02/tehno1ogii-protiv-1esnyh-pozharov-kak-boryutsya-so-stihiey-v-rossii-i-mire-1376242 (дата обращения: 21.11.2023). - Текст электронный;
6. СКАНЭКС : [сайт]. - URL : https://new.scanex.ru/company/smi/tekhno1ogii-protiv-1esnykh-pozharov-kak-boryutsya-so-stikhiey-v-rossii-i-mire/ (дата обращения: 21.11.2023). - Текст электронный;
7. ЦИАМ |Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова: [сайт]. - URL : https://www.ciam.ru/press-center/news-partners-and-cm/rossiyskaya-initsiativa-po-sozdaniyu-mezhdunarodnykh-aeromobi1nykh-si1-po-uprav1eniyu-mirovymi-1esny/ (дата обращения: 21.11.2023). - Текст электронный
1847
AA Kislinskaya Yu.G., Lipatova T.A. AA
Kislinskaya Yu.G.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
Lipatova T.A.
Tyumen Industrial University (Tyumen, Russia)
MODERN SYSTEMS MONITORING, DETECTION AND FOREST FIRE WARNINGS
Abstract: the purpose of the work is to consider various remote methods and technologies for detecting, monitoring and preventing forest fires, which will minimize economic, environmental and human damage.
Keywords: forest, forest fires, monitoring systems, warnings, detection.
1848
