نوآوری در تشخیص زود هنگام آتش سوزی در حیات وحش

روبات هایی که 24 ساعت و 7 روز هفته جنگل را مانیتور می کنند!

با تغییر تمرکز سازمان ها و آتش نشانان از اطفای حریق به سمت محافظت و جلوگیری از آتش سوزی، استفاده از تکنولوژی ای که بتواند کار نظارت را انجام دهد می تواند تفاوت را ایجاد کند.
هزینه های اجتماعی، انسانی و اقتصادی حیات وحش روز به روز در حال افزایش است. به طور مثال در آمریکا، هزینه سالانه اطفای حریق در سه سال از 15 سال گذشته حدود 1 میلیارد دلار بوده است، برخی می گویند این عدد در 15 سال آینده دو برابر می شود. با در نظر گرفتن هزینه اموال از دست رفته و حیات وحش، این رقم افزایش نیز خواهد داشت.
تعداد آتش سوزی های اتفاق افتاده به سبب تغییرات آب و هوایی رو به افزایش است. در صدر همه این آتش سوزی ها، حوادث مربوط به نواحی شهری چسبیده به جنگل (WUI) قرار دارد، جایی که جنگل ها به سازه های شهری برخورد می کنند.
با افزایش روز افزون هزینه های مربوط به اطفای حریق در آتش سوزی های حیات وحش، دولت ها بیش از میزان مورد نیاز بودجه خود را صرف جلوگیری و پیش گیری از وقوع آتش سوزی می کنند. متد های محافظت و جلوگیری شامل آموزش عمومی، مدیریت بهتر اراضی به خصوص در نواحی WUI است. تحقیقات نشان می دهد که هر دلار صرف شده در محافظت در برابر آتش سوزی می تواند چندین دلار در حیات وحش صرفه جویی کند.
گام میانی بین اطفای حریق و پیش گیری تشخیص است. تشخیص زود هنگام برای خاموش کردن آتش بسیار موثر است. هر چه وسعت آتش سوزی قبل از تشخیص بیشتر باشد، هزینه لازم برای خاموش کردن ان آتش سوزی نیز بیشتر خواهد بود به طوری که در برخی از موارد این وسعت به قدری زیاد است که کار خاموش کردن آن عملا غیر ممکن خواهد شد.

شکل:‌ با وقوع آتش سوزی، تعیین و تشخیص اولیه و زودهنگام می تواند زمان و سختی کار اطفای حریق را کاهش دهد.

متد های تشخیص آتش سوزی در حیات وحش

بیشتر بخش های کره زمین که در معرض خطر آتش سوزی حیات وحش هستند، متد هایی را برای تشخیص در نظر گرفته اند. متد قدیمی استفاده از برج دیده بانی است. افراد داخل برج ناحیه ای به شعاع 30 کیلومتر را می توانند توسط ستون های دود ایجاد شده رصد نمایند. در فاصله 13 کیلومتری، یک فرد می تواند آتش سوزی با وسعت 22 متر مربع را تشخیص دهد، به این ترتیب این متد برای آب و هوایی نامساعد، مانند مه، ابری، تابش خورشید و وجود مانع و موقع روز، بسیار محدود خواهد بود. برج های دیده بانی انسانی همچنین می توانند گران قیمت نیز باشند، مخصوصا در نواحی ای که نیروی انسانی گران است.
تکنولوژی هایی وجود دارد که نیاز به انسان را برای تشخیص آتش سوزی به حد اقل می رساند:
• CCTV می تواند تعداد افراد مورد نیاز برای تحت نظر گرفتن ناحیه را کاهش دهد. اما هزینه کابل کشی می تواند زیاد باشد و همچنین کار نظارت بر دوربین ها نیز می تواند باعث خستگی فرد شود.
• تصاویر ماهواره ای می تواند برای تشخیص آتش سوزی مورد استفاده قرار گیرد، اما برای این کار ابر ها می توانند مانع کار شوند. سایز آتش سوزی ای که می توان از طریق تصاویر ماهواره ای آن را تشخیص داد حدود 100 متر مربع است، و زمان اسکن حد اقل سه ساعت است. در حال حاضر استفاده از ماهواره بیشتر برای مونیتور کردن آتش سوزی مناطق دورافتاده مناسب می باشد.
• الگوریتم های تشخیص دود خودکار بر اساس تصاویر CCTV و مجموعه ای از عکس ها می توانند برای تشخیص آتش سوزی مورد استفاده قرار بگیرند. این الگوریتم ها با تحلیل فریم های مختلف عکس آتش سوزی را تشخیص دهند. تشخیص دهنده های خودکار آتش سوزی می توانند آتش سوزی از ابعاد 100 متر مربع را از فاصله 10 کیلومتری تشخیص دهند مانند افراد حاضر در برج دیده بانی.اما آخرین تکنولوژی در این زمینه در 15 سال قبل معرفی شده بود، و از آن موقع تا حالا پیشرفت قابل ملاحظه ای در این زمینه انجام نشده بود.

تشخیص حرارتی

Robotic سال قبل یک تکنولوژی تشخیص جدید ابداع نمود که استفاده از سنسور ها در فاصله زیاد را ممکن می ساخت. این اختراع، که جایزه IBM سال 2014 را از آن خود کرد، اولین سیستم در جهان است که می تواند آتش سوزی در وسعت 2 متر مربع را از فاصله به شعاع 5 کیلومتر تشخیص دهد.
مشکل اصلی در رابطه با این سنسور، برد محدود این دستگاه است. یک سنسور حرارتی می تواند به همراه نرم افزار مخصوص هنگامی که شدت حرارت در نقطه ای از میزان معینی بیشتر شد آلارم هشدار را ارسال کند. سیگنال گرمای ارسال شده از آتش سوزی در فاصله 5 کیلومتری تا به سنسور برسد می تواند به طور قابل ملاحظه ای کاهش داشته باشد. به این منظور می توان حداقل میزان قابل اندازه گیری توسط دستگاه را کاهش داد: اما، اشیای نزدیک که داغ هستند و لزوما در حال سوختن نیستند (مانند سنگ ها و برگ هایی که در معرض تابش خورشیدند) می توانند باعث ایجاد الارم اشتباه شوند.
آخرین نو آوری در زمینه تشخیص آتش سوزی در حیات وحش رباتی است که با سیستم GIS و ترکیبی از الگوریتم های ثبت شده آتش سوزی را تشخیص دهد. می تواند آتش سوزی با ابعاد 2 متر مربع را در فاصله شعاعی 5 کیلومتر و 20 متر مربع در فاصله شعاعی 8 کیلومتر تشخیص دهد. این ربات می تواند فاصله آتش سوزی را نیز تعیین کند چون با GIS کار می کند.
محدودیت تشخیص حرارتی این است که سنسور باید خط دید نسبت به آتش داشته باشد. دتکتورهای دود امکان تشخیص آتش سوزی از پشت مانع را دارند اما ربات نمی تواند این کار را انجام دهد.
بر خلاف تشخیص دود، تشخیص گرما با شرایط آب و هوایی یا زمان روز محدود نمی شود. این ربات ها حیات وحش را 24 ساعته و در طول 7 روز هفته مونیتور می کنند و آتش سوزی را حتی هنگامی که وسعتشان بسیار کم است تشخیص می دهند. Insight Robotics یبش از 60 ربات دارد که با میزان تاثیر 100 در صد در چین در حال کار کردن هستند. در شهر جینان چین در سال 2014، 173 تشخیص درست از 173 حریق داشته اند، که هیچکدام از این آتش سوزی ها وسعتشان از 20 متر مربع بیشتر نشده بود.

پیش گیری، تشخیص، خاموش کردن

به حداقل رساندن آسیب های آتش سوزی مستلزم استراتژی “پیش گیری، تشخیص و خاموش کردن” آتش سوزی به شکل بهینه است. افزایش هزینه های مربوط به خاموش کردن آتش سوزی می تواند با استفاده از مکانیزم های تشخیص و پیش گیری مناسب به شدت کاهش داشته باشد.
با افزایش سرمایه گذاری در تشخیص و پیش گیری، هزینه های لازم برای خاموش کردن می تواند به شدت کاهش یابد و این هزینه صرفه جویی شده را می توان در بقیه حوزه ها صرف نمود. مدیران آتش نشانی ها نمی توانند مانع ساخت شهر ها و WUI ها شوند، اما می توانند به شکل بهتر از وقوع فجایع جلوگیری نمایند.
برای اطلاعات بیشتر به سایت insightrobotics.com مراجعه فرمایید.