https://frosthead.com

To kartografsko orodje bi lahko pomagalo gasilcem divjine pri načrtovanju poti pobega

Gasilstvo na Wildlandu je še naprej nevarna in pogosto smrtna nevarnost. Ker podnebni ekstreme povzroča, da se ameriški zahod pogosteje izsušuje in zažiga, kar ima katastrofalnejše posledice, gasilci in raziskovalci iščejo novo tehnologijo, ki jim bo pomagala ostati varna.

Pomemben del priprave za gasilske ekipe je določitev njihovih varnostnih con in poti pobega. A kot ve vsak, ki je prehodil pot izven poti, je težko najti najhitrejšo pot po različnih terenih. Tako so raziskovalci ameriške službe za gozdove in univerze v Utahu uporabili zemljevide, izdelane iz satelitskega LIDAR-a (zaznavanje svetlobe in dometa, ki deluje kot radar, razen z laserji), da bi zgradili orodje za oceno možnih poti za izhod v sili in izbrali najučinkovitejšo .

"O tem rad razmišljam skoraj kot o Google Maps za gasilce, " pravi Mickey Campbell, vodilni avtor študije. »Google Zemljevidi vsebujejo informacije o cestah, informacije o prometu, varnostne razdalje in omejitve hitrosti in podobne stvari. Imamo strmino, gostoto vegetacije in hrapavost tal. "

Običajno se vsako jutro, preden se gasilska ekipa odpravi proti požaru, seznanijo z nalogami za dan - morda zlomom požara - in "karto za incident" s poti pobega, ki vodijo v že zatemnjena območja, kjer za ogenj ni ostalo goriva, znano kot varnostne cone. Če se zgodi kaj nepričakovanega, na primer, če se ogenj spremeni, morajo posadke imeti vnaprej določen načrt pobega. Vendar se veliko odločanja spušča na trenutek, s posadkami, ki jih vodijo izkušeni nadzorniki, pravi Marty Alexander, upokojeni sodelavec raziskovanja vedenja v požaru, ki še vedno dela za kanadsko gozdarsko službo.

"Nisi tam samo, če hočeš samo volje, " pravi Aleksander. "Še vedno se spušča na osnovno lesarstvo in dobre nadzornike posadke."

Toda to lahko ne uspe in rezultati so lahko tragični. V požaru Yarnell Hill v Arizoni leta 2013 je umrlo 19 gasilcev, ko je ogenj prerezal njihove poti za pobeg. Sony Pictures ' Only the Brave, ki bo izšla 20. oktobra, bo filmskim igralcem dramatično prikazal tragedijo. Leta 1994 je 14 ljudi umrlo v požaru v Koloradu v južnem kanjonu, ko so se poskušali povzpeti po strmem pobočju in jih je požar prehitel. Alexander in Bret Butler, raziskovalna strojna inženirja ameriške službe za gozdove, ki sta sodelovala pri Campbellovi študiji, oba navajata požar Južnega kanjona kot vpliv na njihovo delo. To je bil čas, pravi Butler, ko so raziskovalci požara spoznali, da morajo količinsko opredeliti požarno varnost. Začel je analizirati prenos toplote, da bi videl, kako velike varnostne cone morajo biti.

Escape_Route_Map_Yellow.jpg To je ena izmed tisoč simulacij, ki ocenjujejo potencialne poti za izhod v sili v študijskem območju. (Campbell in sod. 2017)

Campbellov projekt je zasnovan tako, da bi gasilcem ponudil novo orodje proti divjadi, da bi preprečil tovrstne tragedije. Čas, potreben za prečkanje divjine, se lahko zelo razlikuje, gasilski vodiči pa predlagajo, da se izognemo strmim pobočjem, težki vegetaciji in ohlapnim ali grobim tlom. Butler in drugi so v določeni meri izmerili učinek naklona. Rastlinstvo je bilo raziskano manj, zmlete teksture pa v bistvu sploh ne. Uporaba LIDAR-ja omogoča, da si jih na količinsko določljiv način predhodno ne moremo ogledati. Laserji se od pokrajine z detajli odbijejo do nekaj centimetrov, zaznajo razliko med gladko površino, kamnito in debelino vegetacije. Tudi nagib je mogoče določiti s primerjavo nadmorske višine.

Campbell je uporabil karte LIDAR z opentopography.org za izračun naklona, ​​hrapavosti in rastlinja v gorah Utah's Wasatch. Nato je poslal 31 prostovoljcev na 1.276 časovno potovanje in primerjal njihovo stopnjo potovanja na podlagi teh treh spremenljivk. Nekateri rezultati so bili intuitivni, čeprav še vedno pomaga kvantificirati. Na primer, največji učinek je imel nagib. Vegetacija, višja od 2 metra - nad višino glave - ovira potovanje manj, rastlina, krajša od 15 centimetrov, pa je imela zanemarljiv učinek. Celo rastlinje, ki je oviralo, je bilo pogosto ublaženo s potmi, ki so tekle po njem. Podrobne informacije o tem, kako vsak od teh dejavnikov vpliva na hitrost, lahko pomagajo pri optimizaciji poti za izhod v sili - zdaj lahko raziskovalci požara uporabijo relativno hitrost na različnih terenih na katerem koli območju, ki ga je LIDAR preslikal, programska oprema pa bo izrisala pot z najmanjšo možno kombinacijo naklona, ​​hrapavosti in rastlinja.

Different_Terrain.jpg Prostovoljci so se sprehajali po poteh z različnimi pobočji, hrapavostjo tal in vegetacijsko gostoto. (Michael Campbell)

Ko dobite zemljevid LIDAR teh dejavnikov - lahka naloga, poudarja Campbell, ker še niso bile vse zemljevide ZDA, in za oceno vsakega dejavnika je treba veliko obdelati -, lahko te podatke pretvorite v hitro orodje za iskanje poti v realnem času, kjer gasilci priklopijo svojo lokacijo in cilj ter algoritem hitro preslika vse možne poti in izbere najhitrejšo, kar predstavlja teren.

"Gasilec sploh ni dolgo na istem mestu, " pravi Campbell. "Ideja bi bila široko razširiti vegetacijske razmere, ki bi jih bilo treba posodabljati razmeroma pogosto. Toda dejansko iskanje poti bi bilo mogoče storiti skoraj takoj. "

Še veliko dela je treba opraviti, preden imajo gasilci to orodje v resnici. Študija Campbella in Butlerja je pokazala, da se LIDAR zemljevidi lahko merijo, da se prikaže najhitrejša možna pot, na podlagi treh spremenljivk, ki so jih izmerili. Tudi pri potovanju po divjadju obstajajo druge spremenljivke, in čeprav sodelovanje z gozdarsko službo naredi Campbell optimističen glede izvajanja, je treba dejansko orodje še vedno zapakirati v takšno obliko, kot jo lahko uporabljajo gasilci, kot mobilna aplikacija.

Vendar še vedno obstajajo dejavniki, ki jih tehnik ne more upoštevati, poudarja Aleksander, ki pri projektu ni sodeloval. "Campbellova študija [je imela] veliko odličnih spoznanj in veliko uporabe LIDAR-a in tehnologije, vendar to ni tisto, kar bi po mojem mnenju štelo za popolno študijo, " pravi. "Vedeti, kakšna bo vaša potovalna cena, je ena stvar, vendar morate še vedno napovedati, kaj bo požar storil."

Prekrivanje-Routes_lowres.jpg Campbell je našel najučinkovitejše poti v Utah's Wasatch Mountains tako, da je vplive pobočja, gostote vegetacije in hrapavosti tal vključil v algoritem. (Campbell in sod. 2017)

Campbellova tehnika LIDAR obravnava relativno hitrost - katera pot je najučinkovitejša - vendar ne absolutna, zato ne morete povedati, kako hitro se bodo gasilci dejansko gibali. Prostovoljci, ki so hodili po transektih, niso bili gasilci in niso nosili paketov (v nujnih primerih gasilce učijo, da odlagajo svoje tokove). Včasih lahko izboljšave poti, kot so pot ali cesta ali požgano območje, ponudijo hiter pobeg, vendar zemljevidi LIDAR niso dovolj aktualni, da bi to videli. Prav tako je manj uporaben za požare, ki se dogajajo na bolj naseljenih območjih, kot so stalni požari v Severni Kaliforniji, kjer je bil poudarek na evakuaciji in ne na požaru, in ki bi lahko imeli dovolj cest, da bi odpravili potrebo po poteh po divjini. In študija ni vključevala vedenja požara ali hitrosti vetra, ki bi lahko ogenj spremenila.

„[Yarnell požar] je bil odličen primer relativnih pokrajinskih razmer, ki lahko vplivajo na učinkovitost potovanja, vendar je veliko tega, kar se je zgodilo v Yarnellu, povezano s spremembami vetra, spremembami obnašanja v požaru, nepričakovanimi razmerami. To je vrsta stvari, ki je ne upoštevamo v svojem modelu, "pravi Campbell. "Nočemo reči, da bi se nekatere stvari spremenile, če bi se Granit Mountain Hotshots [skupina znotraj gasilske enote Prescott, ki se bori proti Yarnellovemu ognju] našo tehnologijo. Želimo biti zelo previdni, da ne storimo česa takega. "

Morda ne bo popolna, toda taka uporaba LIDAR-a bi lahko bila močno orodje in je le eden od načinov, kako raziskovalci požarov prinašajo sodobno tehnologijo divjim gasilcem. Protipožarni laboratorij ameriške službe za gozdove, kjer deluje Butler, izvaja stalne projekte, kot je površinsko orodje za modeliranje vetra, imenovano WindNinja, ki lahko na mobilnem telefonu podrobno izrazi vetrne vektorje do 200 ali 300 čevljev. Drugi iščejo naprave za sledenje, da bi pomagali najti posamezne gasilce, drone z infrardečimi kamerami za iskanje žrtev in druge podatke satelitskega zaznavanja.

"Vedno imamo cilj nič smrtnih žrtev, " pravi Butler. "To je edini cilj, ki ga lahko imamo. Ampak edini način, da resnično pridete tja, je, da pridete do točke, ko vsaka posadka ve, kje je, na tem terenu glede na požar in imajo v realnem času informacije o vremenu in vedo, kje druge posadke so na območju. Ta tehnologija vse obstaja in resnično gre samo za poskus, kako ugotoviti, kako je to mogoče implementirati v aplikacijo za upravljanje s požarom na divjih območjih. "

To kartografsko orodje bi lahko pomagalo gasilcem divjine pri načrtovanju poti pobega