Опасность лесных пожаров в горах Гарц: как ИИ может спасти жизни

Чем раньше обнаруживаются лесные пожары, подобные этому в горах Гарц, тем успешнее борьба с ними. Поэтому зоны повышенного риска тщательно контролируются, а технологии наблюдения постоянно совершенствуются.

Лесные пожары учащаются, но современные технологии и искусственный интеллект помогают обнаруживать их на ранней стадии. В Нижней Саксонии сложная система датчиков контролирует около миллиона гектаров земли. Узнайте, почему горы Гарц внезапно становятся зоной повышенного риска, несмотря на влажность, и как дроны будут спасать там жизни в будущем, в интервью с Кнутом Зирком, главой Центра по контролю за лесными пожарами.

Редактор: Лесные пожары в Германии начались с марта. В международном масштабе сезон лесных пожаров также давно начался. Вы являетесь экспертом по предотвращению лесных пожаров в Государственной лесной службе Нижней Саксонии, а также руководителем Центра по борьбе с лесными пожарами в Люнебурге. Пожалуйста, объясните нам роль раннего обнаружения и какие системы используются в Нижней Саксонии.

Сирк: Раннее обнаружение действительно является ключом к борьбе с лесными пожарами. Спасатели могут потушить небольшой пожар лопатами и совками. Но как только пожар распространился по лесу, становится очень сложно взять его под контроль. Поэтому дальнейшее развитие систем раннего обнаружения, в том числе с помощью ИИ, имеет первостепенное значение, и это становится все более важным в условиях изменения климата и учащения случаев экстремальных погодных явлений.

Для раннего обнаружения наша «Автоматическая система мониторинга лесных пожаров» или сокращенно AWFS в Нижней Саксонии использует оптические датчики: двадцать камер наблюдения с панорамным обзором на 360 градусов установлены на высоких мачтах в 17 местах. Эти датчики должны надежно обнаруживать каждый пожар в радиусе от 20 до 25 км. При ясной видимости мы можем обнаруживать пожары на расстоянии до 100 км. В общей сложности мы используем эту технологию для мониторинга около 1 миллиона гектаров земли и около 400 000 гектаров леса. Все датчики расположены в зоне повышенного риска Люнебургской пустоши.

| Сирк/NLFОдна из 20 камер видеонаблюдения в зоне повышенного риска Люнебургской пустоши: наверху расположен чувствительный датчик, который обнаруживает появление дыма в радиусе нескольких километров.

Редакция: Неужели в Гарце нет таких камер?

Sierk: Нет, горы Гарц ранее не были классифицированы как зона высокого риска из-за их климатических условий. С высокой пожарной нагрузкой, вызванной мертвыми елями и пышной лесной флорой, которая умирает в конце лета/осени и является легковоспламеняющейся, условия, очевидно, резко изменились. Мы болезненно усвоили это в прошлом году. Поэтому нам нужно пересмотреть наш подход и работать над разработкой подходящих систем мониторинга. Что было очень полезно для раннего обнаружения до сих пор, так это тот факт, что эта область сильно развита для туризма, поэтому посетители и туристы часто используют свои мобильные телефоны, чтобы обнаруживать и сообщать о лесных пожарах на ранней стадии.

Можно ли использовать оптические датчики в горах Гарц?

Да, но мониторинг с помощью наземных систем, таких как те, что используются в пустошах, несколько сложнее и значительно сложнее из-за рельефа местности. Оптические датчики срабатывают только тогда, когда дым поднимается над верхушками деревьев. Если в долинах пожар, датчики обнаружат его только со значительной задержкой. Или нам придется оборудовать большое количество мест, что будет очень дорого. Мы заказали технико-экономическое обоснование для изучения использования наземного мониторинга лесных пожаров с использованием оптических датчиков.

Существуют ли альтернативы, более подходящие для использования в горной местности?

В настоящее время мы тестируем дроны, оснащенные оптическими датчиками. Несмотря на включение искусственного интеллекта, полученные изображения все еще должны оцениваться человеческим глазом. Датчики сами по себе не способны надежно определить, является ли изображение дымом или, например, просто пылью или турбулентностью воздуха от ветряных турбин.

Две компании в настоящее время разрабатывают мониторинг лесных пожаров с использованием беспилотников. Государственные леса Нижней Саксонии подписали меморандум о взаимопонимании с обеими компаниями, пообещав взаимную поддержку. Среди прочего, это включает определение возможностей, которые должны предоставлять беспилотники для быстрого, раннего и надежного обнаружения пожаров. Однако при всего лишь одном или двух пролетах в день пожары будут слишком долго развиваться; в этом случае технология будет бесполезной. Это означает, что масштаб развертывания и финансовые затраты будут относительно большими.

В качестве еще одного варианта воздушного мониторинга лесных пожаров Ассоциация пожарных бригад Нижней Саксонии управляет службой полетов пожарной службы. Эта служба задействуется, когда опасность лесных пожаров высока или очень высока. У нас есть два самолета, размещенных в Нижней Саксонии, один в Люнебурге и один в Хильдесхайме. Самолеты Хильдесхайма также в течение нескольких лет фокусируются на всем регионе Гарц. В зависимости от необходимости самолеты поддерживают и дополняют друг друга, таким образом, всегда выполняя миссии там, где опасность пожара самая высокая.

Как можно сравнить самолеты и беспилотники?

Использование дронов, вероятно, дешевле, но они также имеют ограниченное время полета и дальность полета. Все еще есть некоторые технические проблемы, которые необходимо решить. Поэтому развитие событий в этом отношении еще предстоит увидеть.

Может ли более интенсивное использование ИИ оказаться полезным в этом отношении в будущем?

Да, как уже упоминалось, ИИ уже используется, и это уже сократило количество сообщений, но во многих случаях пожар пока нельзя полностью исключить. Это то, над чем нам нужно работать и над чем мы работаем. Это самообучающаяся система, которая учится с каждым входящим сообщением. В этом отношении ИИ сможет все лучше проверять релевантность изображений, полученных центром мониторинга лесных пожаров в Люнебурге, независимо от того, были ли они сняты нашими камерами наблюдения или дроном.

Используются ли также так называемые датчики-анализаторы и спутниковые технологии для раннего обнаружения в Нижней Саксонии?

У нас нет так называемых датчиков-нюхачей, которые измеряют дымовые газы, такие как окись углерода, в воздухе, а затем активируют сигнал тревоги. Они используются, например, вдоль железнодорожной линии в горах Гарц в Саксонии-Анхальт. Однако эти датчики не подходят для крупномасштабного мониторинга. По моему мнению, они больше подходят для небольших участков в лесу с высоким риском лесных пожаров, таких как зоны барбекю или вдоль железнодорожных путей.

Использование спутников — один из вариантов, который мы рассматривали. Однако облеты спутников слишком редки для раннего обнаружения, как и беспилотники. Кроме того, не каждый спутник оснащен необходимой сенсорной технологией. Раннее обнаружение лесных пожаров основано на обнаружении даже самых маленьких пожаров на очень ранней стадии. Наша система подает сигнал тревоги даже при небольшом костре, как только дым поднимается над верхушками деревьев. Спутниковая технология не может этого сделать. Спутниковые снимки полезны позже при анализе пожаров, но эта технология пока недостаточно точна для раннего обнаружения. Но мы по-прежнему очень заинтересованы в ней, потому что спутниковая технология, безусловно, будет быстро развиваться; это только вопрос времени.

До сих пор Гарц не был классифицирован как зона высокого риска. Почему?

Предыдущая классификация основывалась на геологических и климатических причинах. От Люнебургской пустоши через Бранденбург до польской границы простирается область преимущественно сухих песчаных почв. В среднем там мало осадков. Водоудерживающая способность почвы тоже низкая. Следовательно, там преимущественно высаживались сосны. Эти условия представляют очень высокий риск лесных пожаров. Хотя в горах Гарц в основном растут хвойные деревья, на склонах выпадает много осадков, а их  среднегодовое количество  составляет более 1000 мм. Кроме того, средняя относительная влажность воздуха  здесь высокая. Эти факторы до сих пор гарантировали, что пожары не вспыхивают так легко, и мы не уделяли так много внимания Гарцу.

Однако это не значит, что мы не знаем о значительно возросшем риске лесных пожаров и не готовимся к нему. Хотя геология, возможно, осталась прежней, климат существенно изменился. Поэтому карту рисков, возможно, также придется скорректировать. Однако в первую очередь крайне важно, чтобы лесные пожары обнаруживались на ранней стадии, чтобы их можно было быстро потушить. Для этого важно поддерживать тесный контакт с пожарными службами.

В этом контексте я хотел бы отметить прекрасное сотрудничество между многими различными группами, занимающимися противопожарной защитой в «Группе по борьбе с лесными пожарами в Гарце». Представители пожарных частей, спасательных служб, муниципалитетов, поставщиков воды и лесного хозяйства, среди прочих, координируют здесь свои усилия. Потому что технологии пожаротушения также должны развиваться, чтобы быть эффективными в полевых условиях. В то же время лесное хозяйство должно обеспечить, среди прочего, систему доступных троп.

Коммуникация между пожарной частью и лесным хозяйством принципиально важна. Для этого район назначает лесных пожарных, лесников, работающих в регионе, которые поддерживают тесную связь с пожарными частями и предоставляют им экспертные консультации в случае пожара. Таким образом, существующая система коммуникации уже очень хороша; важно, чтобы она была реализована.

Фото. В центре по борьбе с лесными пожарами в Люнебурге Рошан Петер Брандт (слева), Петер Ландиг и их коллеги ежедневно проверяют до 1500 входящих сообщений о пожарах.

Пожалуйста, объясните нам, как работает центр по борьбе с лесными пожарами в Люнебурге?

В центре по борьбе с лесными пожарами у нас есть команда из как минимум трех сотрудников в каждый рабочий день, которые проверяют все сообщения о пожарах, полученные от датчиков, определяя, есть ли действительно пожар или датчик сработал по другой причине. Мы получаем до 1500 сообщений о пожарах от нашей «Автоматической системы мониторинга лесных пожаров» каждый рабочий день. Все они должны быть проверены. В конечном итоге, от трех до пяти пожаров надежно обнаруживаются ежедневно и передаются в пожарные части, после чего начинается операция.

Не вызывает сомнений то, что большинство из этих рано обнаруженных пожаров остаются незамеченными общественностью, поскольку они были вовремя локализованы. Представьте себе, если бы все сообщения датчико приводили к вызову пожарных служб. Тогда , для тушения настоящих пожаров, не было бы достаточного количества возможностей.

Кнут Зирк, руководитель отдела по профилактике лесных пожаров государственных лесов Нижней Саксонии, является контактным лицом по вопросам, касающимся профилактики лесных пожаров.