在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

2019-04-04 13:40:51 来源:网络整理 作者:管理员 阅读次数:

原标题:在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

天下网商记者 王安忆 黄天然

2019年4月4日,四川凉山木里牺牲救火英雄的追悼仪式在西昌火把广场举行。市民们手捧菊花身着黑衣,悼念在这场火灾中逝去的生命。

这几天的我们,一直在被这条令人痛心的消息刷屏:四川木里立尔村的森林火灾中,30名扑火队员不幸殉职,其中27 名为凉山州森林消防支队的兄弟,3名干部群众,2位00后,24位90后和1位80后。

扑救山火中突变的风向引发林火燃爆,窒息的浓烟滚滚而来,瞬间吞噬了在火场中年轻的救援队员们。


在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

而今,消防员在已经成为了“和平年代里牺牲最多的职业”,他们在危急时刻的“最美逆行”令人动容,而在感动之外,我们能否有更好的科技手段,在山火爆燃的时刻保护他们的生命,通过AI、无人机和卫星通信等技术避险与救援,让牺牲的可能性降到最低?

森林火险的“救援之鲲”

世界上森林覆盖率高的国家每年都不可避免山火险情,2018年11月美国加州大火轰动世界,曾造成“85人死亡,249人失踪,1.9万栋房屋被毁,30万人大撤离”的现代历史惨剧。一场山火,是难倒世界的命题。

为扑灭凶残的大火,减少救援人力,世界各国都为研发扑救山火的直升机不遗余力。加拿大政府专门为森林防火开发了一种两栖飞机CL-215/415。其中CL415绰号“超级水瓢子”,被称为“应对森林火灾最有效的工具”。它具有一个四室、四门水箱系统,可容纳6137升水/泡沫混合物。低空掠过任何水面时能迅速将水充满水箱,如果从水源地到火场的距离为11千米,它能在一小时内完成9次投放,向火场投放55吨以上的水。


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加拿大两栖飞机CL-415低空取水


在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

加拿大两栖飞机CL-415喷水

美国《国家利益》网站分析,从灭火而言消防飞机越大、携带水量越多,效果越好。美国目前也保留有由波音747改装的消防飞机,它可以运载80吨水进行作业,曾在2010年扑灭以色列卡梅尔山火发挥过关键作用。

在此次四川凉山的火灾救援中同样投入了直升机。据新京报消息,火场平均海拔4000米,多个火点位于悬崖峭壁上,过火面积达15公顷。南方航空护林总站已有2架卡-32直升机和1架号称“世界最大直升机”的米-26直升机投入凉山火场开展吊桶洒水灭火作业。截至2日15时,共出动5架直升机,执飞14架次,洒水65吨,最终将火情得到控制。


在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

中国研制水陆两栖飞机“鲲龙”AG-600取水画面

目前,中国正在研制全球最大水陆两栖飞机“鲲龙”AG-600,它能携带12吨水在水源地与火场之间往返灭火,如古代神话中的鲲化而为鹏,成为救援火险的利器。

卫星数据和超算AI:发现山火的“天眼”

除了直升机,在山火发现后第一时间采取措施,还有赖于更高端的技术。

山火救援难度在于对于全局火情无法实时预测和掌控,因此早期监测是关键。消防机构大多发现的火灾是通过接到119火警电话才得知,而这场大火到底燃烧了多长时间,如何蔓延的路径趋势却难以把控。

为实现最快速度地发现预报森林火警,美国国家航空航天局(NASA)启用两颗卫星每天扫描全球一次,通过超级计算机处理卫星图像向地球传输数据。


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NASA运用卫星拍摄到的山火画面

NASA计算机工程师詹姆斯·麦金农(James MacKinnon)表示,目前已经将一种算法加载在卫星上运行,并能够几分钟内发现山火。麦金农在超级计算机加入了火情视觉识别的卷积神经网络。他对该系统进行了为期一年的全球卫星图像训练,并创建了一个识别火灾准确率高达98%的系统。

在未来,加载了人工智能系统的小型卫星可以提供与地球建立更频繁数据通信,向地面上的应急人员发送近乎实时的情报。

而在山火扑救的过程中,消防人员近距离侦查火情利用的是消防无人机。消防无人机获取的高清影像数据,数据经过软件处理后,指挥中心可直接通过AI技术三维重建影像,并量算火场和受灾面积等信息。


在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

此外,配备高分辨率红外热成像云台、irgd数字测温的无人机,可穿透火灾现场的浓烟,通过红外热像图迅速定位着火点,为政府和决策机构提供实时监控,协助地面指挥部署提供精准数据信息。

AI分析地图:为火灾预测寻找线索

为了从源头阻止和预防火灾发生,AI分析地图能起到更大的预判能力,同时也需要更多类型的地面数据。加利福尼亚州的两名计算机专业的学生桑贾纳和阿迪亚(Sanjana Shah & Aditya Shah)正在开发一种工具,可以精确定位容易发生野火的干燥森林地区。

通常统计测量落下的树枝和树叶覆盖的生物量,是一项复杂费事的工作,需要对该地区实地考察。而他们使用谷歌TensorFlow传感器和机器学习工具,运用算法建立“智能野火感器”,用照片捕获树枝和树叶量,综合评估一个地区的生物量、水分含量来确定火灾发生的可能性。


在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

Sanjana Shah & Aditya Shah(图片来自YouTube)

与这样的开发思路类似,越来越多的科研机构和创业公司进入到这一领域。旧金山一家科技公司Salo Sciences开发了一款人工智能软件,通过分析树木的生长状况指出山火易发的区域,这款产品已经在加利福尼亚州测试,并计划推广到更多地区。

旧金山的SilviaTerra公司在微软人工智能地球项目的资助下,想用它的地图来对抗野火。SilviaTerra最初的客户是木材公司,因此对美国大陆上的森林组成拥有丰富的数据资源,目前公司已经运用卫星图像,做到对全域树木列表以15×15米的面积精细化分析。联合创始人马克斯·诺瓦(Max Nova)说,在此之前政府并没有很多关于森林和土地构成的数据,就无从发现火灾隐患,地图可以帮助规划人员,找出需要进行干预降低火灾风险的区域。


在山火爆燃的时刻,如何利用高科技保护消防员?

由SilviaTerra公司提供野火风险地图,蓝色意味着较低的野火着火风险,红色意味着较高的风险

除此之外,科学家还在尝试研究开发可以扑救野火的机器人、物联网技术计算火险情况等减少消防员救援危险。人工智能早期预警判断、远程技术和大数据的连接,正在让预防森林大火成为一种更加主动的工作。

随着科技的不断完善,未来消防队员也许真的不用冒着未知风险冲进火场。希望发达的科技,能拯救生命保护财产,为无数消防员和扑救山火兄弟们保驾护航。