МОНИТОРИНГ ЛЕСНЫХ ПОЖАРОВ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ

Ежегодная трагедия наших лесов – это стихийное бедствие под названием лесной пожар. При этом из года в год растет как площадь, пройденная пожаром, так и потери леса в расчете на один пожар. Прямым последствием лесных пожаров является повреждение или уничтожение ценной древесины и отрицательная динамика в возобновлении данного ресурса. В среднем для восстановления лесного массива требуется от 30 до 50 лет. Но главная опасность лесных пожаров – это прямая угроза для жизни и здоровья людей, материальных и культурных ценностей, а так же угроза задымления и  уничтожения населенных пунктов, расположенных в непосредственной близости от лесного массива.

То, что площадь пожаров ежегодно растет, подтверждают данные статистики. Так по состоянию на 15 мая 2022 года общая площадь пожаров на территории Сибири составляла около 20 тысяч гектаров. А с начала 2022 года была зафиксирована площадь уже более 100 тысяч гектаров. Возможными причинами указаны неосторожное обращение с огнем в период майских праздников, замыкания линий электропередач и трансформаторных подстанций, возгорание сухой растительности и умышленные поджоги [8].

Ключевым инструментом в обеспечении пожарной безопасности в лесу является мониторинг. Он включает в себя контроль за обстановкой в лесных массивах и лесными пожарами, организацию системы обнаружения и учета природных пожаров, наблюдение за их развитием с помощью наземных авиационных и космических средств, организацию патрулирования лесов, прием и учет сообщений о загораниях, оповещение населения, диспетчерских и противопожарных служб [6].

Самым современным и активно развивающимся направлением мониторинга, связанным с контролем лесопожарной обстановки, является космический мониторинг, он же дистанционный или спутниковый [5,7]. Но, конечно, только комплексный подход в вопросах мониторинга природных пожаров может обеспечить наиболее точные данные.     

В данной статье мы рассмотрим две системы программно-аппаратных комплексов, часто используемых в настоящее время в России в целях мониторинга лесопожарной обстановки.

Первый программно-аппаратный комплекс для раннего обнаружения лесных пожаров - «Лесной дозор». Он представляет собой совокупность программ и технических средств. Аппаратная часть состоит из устройств для сбора и обработки информации – это сеть датчиков (видеокамеры, тепловизионные датчики, инфракрасные камеры).  Программная часть обеспечивает доступ к полученным материалам в режиме реального времени с возможностью определения местоположения и координат предполагаемого возгорания. Данная система актуальна для применения не только на небольших территориях, но и на более масштабных площадях.

Проблемным вопросом при установке «Лесного дозора» являются места с чрезвычайно малой скоростью Интернета, что затрудняет передачу видеоданных. Для решения данной проблемы разработана концепция  «умной точки мониторинга». Она состоит в том, что основная часть данных с видеокамер обрабатывается ещё до передачи в сеть и контрольный центр. Э то обеспечивается наличием мини-серверов, установленных на каждой точке видеомониторинга. Такие мини-сервера осуществляют предварительный анализ полученных видеоданных и отсеивают «информационный шум».

Вторым примером высокоэффективного мониторинга  пожарной  обстановки является система дистанционного мониторинга «Лесохранитель». Это система автоматизированного дистанционного мониторинга природных пожаров, в программное обеспечение которой заложена возможность расчета риска дальнейшего развития зафиксированного загорания. Система осуществляет видеомониторинг на основе встроенной картографии и сама определяет координаты точки пожара. Видеокамеры системы наблюдения установлены на вышках сотовой связи и имеют радиус обзора 360 градусов с дальностью визуального мониторинга не менее 20 км, так что при большом количестве установленных камер существует возможность осуществлять дистанционный мониторинг загорания с нескольких точек, что позволяет высокоэффективно оценивать потенциальные риски и создающиеся угрозы. В «Лесохранитель» так же встроена  система регистрации обращений граждан и учет противопожарных мероприятий.

Особенность «Лесохранителя» состоит в том, что данная система способна обнаружить лесной пожар на самой ранней стадии – на стадии начинающегося задымления. При обнаружении первых признаков дыма искусственный интеллект создает «дым-точку» и оповещает об этом диспетчерскую службу контроля с указанием координат потенциального возгорания.

Актуальность программно-аппаратного комплекса «Лесохранитель» обусловлена наличием разработанного мобильного приложения, предназначенного в том числе и для наземного патрулирования, а также включает в себя возможность управления работой беспилотных летательных аппаратов, при этом мобильное приложение не привязано к наличию доступа в Интернет и доступно для работы в труднодоступных местах без электричества и связи.

Комплекс управления беспилотным летательным аппаратом для разведки лесопожарной обстановки работает по следующей схеме: дым или огонь обнаруживается беспилотником в автоматическом режиме, после чего рассчитывается местоположение очага возгорания, наносится на карту и данные в онлайн режиме передаются  в диспетчерский центр и во все заинтересованные службы.

Размещение подобных систем мониторинга на высотных объектах дало возможность повысить безопасность лесов, а использование беспилотных летательных аппаратов существенно ускоряет определение конкретных координат дыма/огня, а также обследование пожаров – площадь, скорость  распространения, пути подъезда техники для ликвидации и т.д.

«Лесной дозор» и «Лесохранитель» — российские системы мониторинга леса для раннего обнаружения лесных пожаров и определения их координат, функционирущие на базе IP-видеонаблюдения, мобильных приложений, географических информационных систем (ГИС), Интернет-приложений и «компьютерного зрения».

Возможности подобных систем обеспечивают проведение видеомониторинга лесов вблизи населённых пунктов в режиме реального времени, что  является основой предупреждения чрезвычайных ситуаций природного характера.