Технологии против лесных пожаров: как борются со стихией в России и мире

В последнее десятилетие не проходит ни одного лета без сообщений о природных пожарах. Леса и степи горят в России – в Сибири, на Урале и Поволжье, на юге и в центральной части – и во всем мире.

Крупнейшие лесные пожары охватили в 2021 году Сибирь и Якутию. Небывалый прежде огонь бушевал в регионах Приволжского округа. Летом 2022 года похожие сообщения приходят из

восточной Сибири, Якутии, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого округах. В Ростовской области местным жителям до середины августа запретили посещать леса - ограничения пришлось ввести из-за высокой пожароопасности и риска возникновения природных пожаров.

С изменением климата и постепенным повышением среднегодовых температур природных пожаров в мире будет еще больше, говорят ученые, основываясь на статистических данных. Но есть и хорошие новости – высокие технологии успешно применяют для предотвращения и тушения огня. Редакция RostovGazeta собрала самые интересные и удачные примеры того, как интернет и искусственный интеллект помогают в борьбе с пожарами.

Искусственный интеллект против пожаров

Стартап под названием Descartes Lab из Санта-Фе (Нью-Мексико, США) привлек искусственный интеллект к борьбе с природными пожарами. Одной из главных проблем в деле предотвращения возгорания является позднее оповещение – экстренные службы зачастую слишком поздно узнают о том, что лес горит. Основная масса сообщений о лесных пожарах на Западе США приходится на случайных свидетелей – туристов, местных жителей, пилотов самолетов.

Разработчики Descartes Lab решили исправить эту ситуацию. Они тренируют алгоритмы искусственного интеллекта распознавать термические точки на снимках с двух американских метеоспутников. Снимки передаются каждые десять минут, так что в случае получения сигнала бедствия теоретически пожарные службы могут среагировать достаточно оперативно.

На каждый признак лесного пожара – дым, повышенную температуру, открытый огонь – разработчики тренируют отдельный алгоритм. Если несколько таких алгоритмов приходят к консенсусу о том, что в конкретной точке занимается огонь, программа автоматически отправляет текстовое сообщение в пожарную службу с точными координатами места.

Результаты оказались многообещающими. За два года тестового использования на август 2021 года система Descartes предотвратила 6 тысяч пожаров с минимальным временем реагирования в 9 минут. В прошлом году системы начали внедрять в Калифорнии.

Суперкомпьютер опережает огонь

Еще одна сложность в тушении природных пожаров заключается в том, что их траекторию и зону распространения сложно прогнозировать. Кажется, что огонь распространяется хаотично, но это не так. Ученые научились с более или менее высокой точностью предсказывать, куда двинется огонь, начавшийся в той или иной точке. Это зависит от наличия растительности и ее состояния, водных преград, подъемов и спусков, направления ветра и т.д.

Можно учесть все эти факторы и попробовать составить модель распространения лесного пожара вручную, но это занимает дни и недели – целая вечность в условиях реального стихийного бедствия. И тут на помощь приходит суперкомпьютер, который думает в миллионы раз быстрее человека.

Лаборатория WIFIRE Lab — подразделение Суперкомпьютерного центра Сан-Диего Университета Калифорнии – разработала платформу FireMap, что дословно переводится как «Карта пожаров». Она может в считанные минуты вычислить примерную карту распространения огня из заданной точки.

Система выстраивает комбинацию из алгоритмов глубокого обучения на основе больших данных – информации о состоянии погоды, топографических сведений, состоянии растительности. Эти данные компьютер получает из разных источников – спутниковых снимков, камер видеонаблюдения, наземных сенсоров, дронов с инфракрасными радарами. Всю эту информацию компьютер сводит воедино и создает наиболее вероятную модель распространения огня.

«Мы собираем эту информацию и “скармливаем” ее алгоритму. На выходе мы получаем предиктивную модель того, в каком направлении будет распространяться огонь, на какое расстояние и с какой скоростью», — рассказал старший дата-аналитик Суперкомпьютерного центра Сан-Диего Илкай Алтинтас.

Система оказалась рабочей. С 2015 года ее успешно применяют пожарные службы Лос-Анжелеса.

Тайга под защитой

Уникальный российский проект был представлен в 2019 году компанией МТС. Оператор цифровых услуг развернул на территории Красноярского края сеть датчиков и камер, установленных на базовых станциях МТС в тайге. Проект был реализован совместно с госучреждением «Красноярская база авиационной и наземной охраны лесов».

Камеры позволили покрыть большую территорию леса круглосуточным наблюдением. Картинку с камер анализирует специальная программа, которая определяет наличие признаков возгорания и автоматически информирует пожарную службу. Поскольку камеры установлены на мачтовых сооружениях базовых станций, они возвышаются над землей и могут контролировать площадь в радиусе до 35 километров вокруг. Учитывая, что базовые станции расположены в 20-25 километрах друг от друга, слепых зон практически не остается.

Впоследствии МТС начала интегрировать в эту сеть «всевидящего ока» датчики, которые передают важные показатели окружающей среды, – температуру, влажность, содержание углекислого газа в воздухе и даже радиоактивность среды. Все это позволяет вести постоянный и всеобъемлющий экомониторинг и предотвращать пожары в тайге.

Узнать и предотвратить

Еще в России в последние годы получили распространение сайты и приложения, позволяющие определить место пожара или сообщить о возгорании в природной местности. Одним из таких проектов стал сайт fires.ru. На нем отображаются все термические точки в России и мире.

Сайт разработан и поддерживается российской компанией «Сканэкс». Разработчик сообщает, что использует спутниковые данные.

«В качестве базовой компоненты сервиса используется технология, основанная на алгоритме автоматического детектирования пожаров по «тепловым» каналам космической съемки с аппаратов дистанционного зондирования Земли. Область мониторинга включает в себя всю Россию и сопредельные территории, где обеспечивается оперативный прием спутниковых данных, необходимых для детектирования пожаров», - говорится в описании проекта.

Помочь может каждый

Благодаря дождливому лету во многих регионах России ситуация с природными пожарами в 2022 году благополучнее, чем прошлым летом. Тем не менее расслабляться рано. Даже несколько дней жары создают благоприятную почву для огня в лесу, говорят эксперты лесоохраны.

Но в борьбе с пожарами может помочь каждый. И тут опять-таки можно использовать современные технологии, а именно то, что есть у каждого, – смартфон. Российские телеком-операторы, в их числе МТС, обеспечивают стабильное покрытие сотовой связью даже отдаленных уголков страны. Поэтому, отправляясь в путешествие, например, по просторам Дона, следует проявлять бдительность. При малейшем подозрении на возгорание необходимо позвонить в экстренные службы по единому номер «112» и сообщить об увиденном. Кто знает, возможно, именно ваш звонок спасет рукотворные леса Ростовской области.