Αξιοποίηση των Drones στην ανίχνευση και διαχείριση δασικών πυρκαγιών

Posted On 29 Σεπ 2023

Η κλιματική αλλαγή έχει επηρεάσει σημαντικά τα χαρακτηριστικά των δασικών πυρκαγιών οι οποίες ξεσπούν πιο συχνά, επιμένουν για μεγάλες περιόδους και διατηρούνται με μεγαλύτερη ένταση. Από τη Βόρεια και τη Νότια Αμερική, σε όλη σχεδόν την Ευρώπη, μέχρι και την Αυστραλία η περίοδος των πυρκαγιών γίνεται μεγαλύτερη και σε ορισμένα μέρη δημιουργεί ανησυχία όλο το χρόνο. Για την αντιμετώπιση της παραπάνω κατάστασης τα διατιθέμενα μέσα πρόληψης, ανίχνευσης, διαχείρισης και αντιμετώπισης των δασικών πυρκαγιών φαίνεται ότι δεν επαρκούν με αποτέλεσμα να εξετάζονται οικονομικότερα και ασφαλέστερα μέσα.

Παναγιώτης Αποσπόρης

Ταξίαρχος Ιπτάμενος ε.α.

Υποψήφιος Διδάκτορας ΕΜΠ/ΣΗΜΜΥ.

Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη ή Drones όπως είναι ευρέως γνωστά, ενσωματώνοντας τις σύγχρονες δυνατότητες που προσφέρει η εξέλιξη της τεχνολογίας, μπορούν με μειωμένο κόστος να αξιοποιηθούν από τους φορείς πολιτικής προστασίας σε ένα μεγάλο εύρος των επιχειρήσεων τους. Στις περισσότερες χώρες, σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό, τα Drones ήδη αξιοποιούνται ή σχεδιάζεται να αξιοποιηθούν σε ένα εύρος αποστολών οι οποίες παρουσιάζονται στην συνέχεια.

Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και αυτόματη ανίχνευση

Τα Drones μπορούν να εξοπλιστούν με κάμερες υψηλής ευκρίνειας οι οποίες παρέχουν στο κέντρο επιχειρήσεων εναέρια εικόνα σε πραγματικό χρόνο, της περιοχής ενδιαφέροντος, με αποτέλεσμα τον άμεσο εντοπισμό της εστίας της πυρκαγιάς. Η εξέλιξη των αλγορίθμων Μηχανικής Μάθησης και της Τεχνητής Νοημοσύνης επιτρέπει τον αυτόματο εντοπισμό της εστίας της πυρκαγιάς από το Drone που επιτηρεί μία ευρεία περιοχή και την αυτόματη αλλαγή της πορείας του προς το σημείο εντοπισμού. Με αυτή την αυτοματοποιημένη δυνατότητα ενεργοποιείται άμεσα το κέντρο επιχειρήσεων το οποίο λαμβάνει σε σχεδόν μηδενικό χρόνο από την έναρξη της πυρκαγιάς, οπτική εικόνα του σημείου της εστίας και ακριβείς πληροφορίες θέσης αλλά και έντασης της πυρκαγιάς.

Μη επανδρωμένα αεροσκάφη εξοπλισμένα με προηγμένες θερμικές κάμερες, έχουν φέρει επανάσταση στις φάσεις ανίχνευσης και αξιολόγησης της πυρκαγιάς. Αυτές οι κάμερες ανιχνεύουν τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, αποκαλύπτοντας σημεία με πάρα πολύ υψηλό κίνδυνο εκδήλωσης πυρκαγιάς ή κρυμμένες εστίες που σιγοκαίνε περνώντας απαρατήρητες όσο οι συνθήκες ανέμου δεν τις ευνοούν ενώ με την ενίσχυση των ανέμων αναζωπυρώνονται προκαλώντας νέα πυρκαγιά. Με τη βοήθεια αυτής της τεχνολογίας, οι πυροσβέστες καθοδηγούνται και επικεντρώνουν αποτελεσματικότερα τις προσπάθειές τους στις υψηλού κινδύνου περιοχές ή σε κρυμμένες εστίες αποτρέποντας πιθανές εξάρσεις.

Αξιολόγηση της κατάστασης

Το κέντρο επιχειρήσεων διαθέτοντας ακριβή εικόνα της θέσης και του μεγέθους της πυρκαγιάς μπορεί σε συνδυασμό με τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες να εκτιμήσει την κλίμακα, την κατεύθυνση και την ένταση της πυρκαγιάς. Αυτή η άμεση πληροφόρηση μπορεί να βοηθήσει τα κέντρα επιχειρήσεων να λάβουν σωστότερες αποφάσεις σχετικά με το είδος (εναέρια, επίγεια κλπ) και την θέση των συστημάτων και του προσωπικού που θα αναπτύξουν. Υποστήριξη στη λήψη αποφάσεων μπορούν να παρέχουν και πάλι οι αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης αφού μπορούν να προβλέψουν την κατεύθυνση και την ένταση της πυρκαγιάς συνδυάζοντας πολύ γρήγορα ένα μεγάλο πλήθος πληροφοριών που καταγράφουν οι αισθητήρες των Drones όπως το υφιστάμενο θερμικό φορτίο, το είδος των υλικών που καίγονται αλλά και τις τρέχουσες μετεωρολογικές συνθήκες.

Σε μια δασική πυρκαγιά που βρίσκεται σε εξέλιξη λόγω υψηλής θερμοκρασίας και ισχυρών ανέμων, οι δυνάμεις πυρόσβεσης εργάζονται ενάντια στο χρόνο για να σώσουν τις ανθρώπινες ζωές και την ακεραιότητα του φυσικού περιβάλλοντος. Γι’ αυτό είναι σημαντικό να κατευθύνουν τις προσπάθειές τους προς την πηγή μιας πυρκαγιάς. Τα Drones εξοπλισμένα με κάμερες θερμικής απεικόνισης μπορούν να αξιολογήσουν τις εστίες που δεν είναι ορατές με γυμνό μάτι, ακόμη και μέσα από πυκνό καπνό ή σε συνθήκες χαμηλού φωτισμού.

Συντονισμός δυνάμεων

Η εναέρια εικόνα που παρέχει το Drone σε πραγματικό χρόνο μπορεί επίσης να βοηθήσει στην σχεδίαση της βέλτιστης διαδρομής που πρέπει να ακολουθήσουν οι επίγειες δυνάμεις πυρόσβεσης προκειμένου να φτάσουν γρηγορότερα στο σημείο της πυρκαγιάς. Η εικόνα που παρέχει το μη επανδρωμένο όχημα μπορεί να προφυλάξει τις επίγειες δυνάμεις από δυνητικά επικίνδυνα σημεία, όπως περιοχές με υψηλές συγκεντρώσεις εύφλεκτων υλικών ή γέφυρες και δύσβατους αγροτικούς δρόμους που επηρεάζονται άμεσα από την φωτιά ή αναμένεται να αποκλειστούν λόγω της κατεύθυνσης της πυρκαγιάς. Η εναέρια συγκεντρωτική εικόνα μπορεί επίσης να βοηθήσει στον βέλτιστο συντονισμό των επίγειων μονάδων της πυροσβεστικής, της αστυνομίας, της τοπικής αυτοδιοίκησης αλλά και των ενόπλων δυνάμεων που μπορεί να συμμετέχουν σε πυρκαγιές μεγάλης κλίμακας, που απειλούν κατοικημένες περιοχές.

Επικοινωνίες και αναμετάδοση πληροφοριών

Στις περιπτώσεις πυρκαγιών σε ορεινές ή απομακρυσμένες περιοχές τα Drones μπορούν να λειτουργήσουν ως αναμεταδότες επικοινωνίας, ειδικά σε περιβάλλον όπου οι παραδοσιακές συσκευές επικοινωνίας ενδέχεται να μην λειτουργούν λόγω παρεμβολών από τη φωτιά ή άλλα φυσικά εμπόδια. Πετώντας σε σχετικά μεγάλο ύψος ώστε αφενός να μην επηρεάζουν τα εναέρια μέσα πυρόσβεσης αλλά και αφετέρου να προσφέρουν απρόσκοπτη σύνδεση σε όλους τους χρήστες, έχουν τη δυνατότητα αναμετάδοσης υψηλής ταχύτητας και εύρους δεδομένων υποστηρίζοντας ακόμα και εικόνα υψηλής ευκρίνειας.

Έρευνα και διάσωση

Σε δασικές πυρκαγιές που εξελίσσονται σε κατοικημένες περιοχές υπάρχουν περιπτώσεις ανθρώπων που παγιδεύονται ή χάνονται λόγω του πανικού που δημιουργείται και του καπνού που δυσχεραίνει την κυκλοφορία. Τα drones μπορούν να υποστηρίξουν επιχειρήσεις έρευνας και διάσωσης, ειδικά σε δύσκολα εδάφη ή συνθήκες όπου η ορατότητα είναι κακή λόγω του καπνού ή του χαμηλού φωτισμού. Μπορούν να καλύψουν τεράστιες περιοχές σε μικρό χρονικό διάστημα και με τη βοήθεια της Τεχνητής Νοημοσύνης να εντοπίσουν αυτόματα ανθρώπους σε περιβάλλον χαμηλής ορατότητας που θα ήταν δύσκολο ή αδύνατο να εντοπιστούν με ανθρώπινο μάτι. Υπάρχει δυνατότητα επίσης να εξοπλιστούν με ηχεία προκειμένου να επικοινωνούν με άτομα που έχουν αποκλειστεί παρέχοντας καθοδήγηση και ασφαλή διαφυγή.

Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων

Μόλις ολοκληρωθεί η κατάσβεση, τα Drones βοηθούν στην καταγραφή των αποτελεσμάτων συλλέγοντας φωτογραφίες υψηλής ευκρίνειας που αφού επεξεργαστούν συμβάλλουν στην αξιολόγηση των συνεπειών για το περιβάλλον. Το υλικό που έχει καταγραφεί θα βοηθήσει στην κατανόηση της έκτασης της καταστροφής ενώ τεχνικές που χρησιμοποιούνται στην γεωργία ακριβείας μπορούν να διευκολύνουν τις ενέργειες αποκατάστασης και αναγέννησης του δάσους. Η εναέρια αποτύπωση της εξέλιξης και των αποτελεσμάτων μίας δασικής πυρκαγιάς μπορεί επίσης να παρέχει πολύτιμα δεδομένα για την έρευνα και τις μελλοντικές στρατηγικές πρόληψης πυρκαγιών.

Κατάσβεση

Η αξιοποίηση των Drones στην κατάσβεση πυρκαγιάς έχει μελετηθεί και έχουν ήδη παρουσιαστεί κάποιες πρωτοβουλίες και μικρός αριθμός πρωτότυπων συστημάτων τα οποία συμμετέχουν ενεργά στην κατάσβεση. Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη που έχουν παρουσιαστεί μπορούν να μεταφέρουν το στόμιο του σωλήνα πυρόσβεσης ενός επίγειου πυροσβεστικού οχήματος σε μία δύσβατη ή επικίνδυνη περιοχή προκειμένου να αντιμετωπιστεί μία μικρή εστία ή αναζωπύρωση. Μία σχετική ερευνητική πρωτοβουλία παρουσιάστηκε από το Εργαστήριο Δασικών Πυρκαγιών του Πανεπιστήμιου της Coimbra στην Πορτογαλία σε συνεργασία με ιδιωτικές εταιρείες. Σε επίδειξη που πραγματοποιήθηκε ύστερα από 4 χρόνια έρευνας και δοκιμών, το πρωτότυπο μη επανδρωμένο όχημα πέταξε σε ύψος περίπου 50μέτρων πάνω από την φωτιά, εκτοξεύοντας νερό από δύο ακροφύσια αντίθετα τοποθετημένα προκειμένου να μην επηρεάζεται η ευστάθεια του.

Μία άλλη σχετική ερευνητική πρωτοβουλία, από ερευνητές του Πανεπιστήμιου της Γένοβας στην Ιταλία, πρότεινε την αξιοποίηση σμήνους μη επανδρωμένων αεροσκαφών (drone swarm) για την κατάσβεση πυρκαγιάς. Η πρόταση περιλαμβάνει ένα σμήνος από 100 περίπου drones με δυνατότητα μεταφοράς 50 λίτρων νερού που θα μεταφέρονται και θα αναπτύσσονται από ένα φορτηγό.

Με τις σημερινές δυνατότητες ακόμη και με μεγαλύτερο κινητήρα και άλλες βελτιώσεις, η πιθανότερη χρήση των drones στην κατάσβεση πυρκαγιάς θα είναι μόνο για μικρές εστίες ή αναζωπυρώσεις σε δασικές πυρκαγιές ή σε κτίρια με υψηλό βαθμό επικινδυνότητας. Δεν φαίνεται ότι υπάρχει η δυνατότητα να αντικαταστήσουν τον συμβατικό εναέριο εξοπλισμό πυρόσβεσης, όπως τα επανδρωμένα ελικόπτερα και αεροσκάφη αφού το μέγεθος τους είναι συνήθως δυσανάλογο με το μέγεθος μίας δασικής πυρκαγιάς.

Προκλήσεις

Η αξιοποίηση των drones δημιουργεί και ένα αριθμό προκλήσεων, που ακόμα δεν έχουν αντιμετωπιστεί επαρκώς, με κυριότερη την ασφάλεια πτήσεων των επανδρωμένων και μη επανδρωμένων αεροσκαφών. Τα Drones που δεν ανήκουν στις δυνάμεις πολιτικής προστασίας, δεν επιτρέπεται να πετούν κοντά σε μια πυρκαγιά που βρίσκεται σε εξέλιξη, αφού μπορούν να θέσουν σε κίνδυνο τα εναέρια μέσα πυρόσβεσης και να κοστίσουν ζωές.

Για την αποφυγή συγκρούσεων τα εναέρια μέσα πυρόσβεσης απομακρύνονται εάν διαπιστώσουν μη επανδρωμένα αεροσκάφη με αποτέλεσμα να επιδεινώνεται η φωτιά και έτσι να αυξάνονται οι κίνδυνοι για τους πυροσβέστες στο έδαφος, τους κατοίκους και τις περιουσίες τους αλλά και το περιβάλλον. Δυστυχώς, τέτοιου είδους περιστατικά έχουν καταγραφεί σε πολλές περιπτώσεις παρότι η απαγόρευση είναι ρητή στους ευρωπαϊκούς και διεθνείς κανόνες πτήσεις των μη επανδρωμένων αεροσκαφών.
Τέλος, σημαντικές προκλήσεις που επηρεάζουν την αξιοποίηση των Drones είναι ο έλεγχος και η διαχείριση της κυκλοφορίας τους ειδικότερα κοντά σε κατοικημένες περιοχές ή όταν απαιτείται να πετάξουν σε απόσταση εκτός οπτικής επαφής (Visual Line of Sight (BVLOS) αλλά και ο αποκλεισμός της πτήσης τους (γεωπερίφραξη) σε απαγορευμένες ή κρίσιμες περιοχές. Η αυτονομία σε συνδυασμό με την ισχύ του κινητήρα ώστε να βελτιωθεί η επιχειρησιακή εμβέλεια των ηλεκτρικών Drones μικρού ή μεσαίου μεγέθους είναι επίσης ένας τομέας στον οποίο εστιάζεται σημαντικό μέρος της έρευνας.

Πηγές φωτογραφικού υλικού:

Το παρακάτω μαζί με φωτο 6

*O Παναγιώτης Αποσπόρης είναι συγγραφέας του βιβλίου : ΤΟ ΒΙΒΛΙΟ των DRONES που εκδόθηκε το 2020 από τις Εκδόσεις ΠΑΠΑΖΗΣΗ. Το «Βιβλίο των Drones» περιέχει σε 398 σελίδες όλες τις απαραίτητες γνώσεις για τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται στα Drones, εξειδικευμένες πληροφορίες για τα συστήματα με τα οποία είναι εξοπλισμένα καθώς και στοιχεία για τις εφαρμογές τους σε διαφορετικούς τομείς της σύγχρονης κοινωνίας. Για περισσότερες πληροφορίες ή αγορά του βιβλίου εδώ https://papazissi.gr/product/to-vivlio-ton-drones/ ή τηλεφωνικά στο 210 3838020.

Αξιοποίηση των Drones στην ανίχνευση και διαχείριση δασικών πυρκαγιών