Αντιµετώπιση ασικών Πυρκαγιών Εφαρµογή στο Νοµό Κέρκυρας

Transcript

1 Αντιµετώπιση ασικών Πυρκαγιών Εφαρµογή στο Νοµό Κέρκυρας Ν. Κανελλόπουλος Ιόνιο Πανεπιστήµιο, Ερευνητικό Ακαδηµαϊκό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών. 5/5/2008 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το παρουσιαζόµενο Σύστηµα ιαχείρισης Κινδύνου ασικών Πυρκαγιών (Σ Κ Π) - Forest Fire Risk Management Information System (FFRMIS) - είναι ένα ολοκληρωµένο καινοτοµικό σύστηµα, συνιστώµενο από τηλεµατικό, µετεωρολογικό και υπολογιστικό εξοπλισµό και λογισµικό, που στοχεύει στην παροχή πληροφοριών στους αρµόδιους φορείς της Περιφέρειας Ιονίων Νήσων (ΠΙΝ) για τη διαχείριση και το χειρισµό του κινδύνου δασικών πυρκαγιών. Το καινοτοµικό αυτό σύστηµα έχει εγκατασταθεί και είναι ένα βασικό εργαλείο πληροφόρησης και διαχείρισης (Έλεγχος Εντολή Συντονισµός Επικοινωνία) για την Τοπική ιοίκηση Πυροσβεστικών Υπηρεσιών (Τ ΠΥ) των Ιονίων Νήσων, η οποία είναι υπεύθυνη για την αντιµετώπιση των δασικών πυρκαγιών. Οι λειτουργικές Προδιαγραφές του Συστήµατος συντάχθηκαν από τον Επιστηµονικό-Τεχνικό Σύµβουλο του έργου : Τοµέας Εφαρµογών και Υπηρεσιών, Ακαδηµαϊκό Ερευνητικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών (Ε.Α.ΙΤΥ). Οι ανάδοχοι υλοποίησης ήταν οι Έµφασις Τηλεµατική ( και Talent Α.Ε. Πληροφορικής ( Το Σ Κ Π βασίζεται σε τεχνολογίες αιχµής οι οποίες χρησιµοποιούν γεωγραφικά και χωρικά δεδοµένα, εισαγόµενα από το χρήστη, µετεωρολογικά δεδοµένα πραγµατικού χρόνου και δεδοµένα για τη θέση των οχηµάτων και, χρησιµοποιώντας ευφυείς τεχνικές και αλγορίθµους, επεξεργάζεται, χειρίζεται και παρέχει στους χρήστες του µία σειρά από χρήσιµες πληροφορίες για τον βέλτιστο συντονισµό των πυροσβεστικών οχηµάτων πριν και µετά το ξέσπασµα µιας δασικής πυρκαγιάς. Το Σ Κ Π περιλαµβάνει ένα Σύστηµα Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS), το οποίο οπτικοποιεί και χειρίζεται χωρικά δεδοµένα της υπ όψιν περιοχής, ένα Μοντέλο Πρόγνωσης ιασποράς Πυρκαγιών, το οποίο προβλέπει εγκαίρως την εξάπλωση της φωτιάς χρησιµοποιώντας το µοντέλο προσοµοίωσης BehavePlus, και ένα Σύστηµα Παρακολούθησης Οχηµάτων, το οποίο επιτρέπει στους χρήστες του συστήµατος να γνωρίζουν σε πραγµατικό χρόνο την ακριβή γεωγραφική θέση κάθε πυροσβεστικού οχήµατος, χρησιµοποιώντας τεχνολογία γεωγραφικής παρακολούθησης (Global Positioning System GPS). ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το γεωπληροφορικό σύστηµα βασίζεται κυρίως σε τεχνολογίες Συστηµάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών (GIS), χρησιµοποιεί χωρικά δεδοµένα σε συνδυασµό µε ευφυείς τεχνικές και αλγορίθµους και παρέχει στους χρήστες του ένα σύνολο πληροφοριών το οποίο µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την εκτίµηση του κινδύνου δασικών πυρκαγιών και για τον καλύτερο συντονισµό των πυροσβεστικών οχηµάτων, τόσο πριν όσο και µετά το ξέσπασµα µιας δασικής πυρκαγιάς. Ειδικότερα, το σύστηµα παρέχει τη δυνατότητα για: Εποπτεία του στόλου των πυροσβεστικών οχηµάτων σε πραγµατικό χρόνο, µεταδίδοντας πληροφορίες GPS χρησιµοποιώντας ασύρµατα δίκτυα.

2 Λήψη µετρήσεων θερµοκρασίας, σχετικής υγρασίας, ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέµου, σε πραγµατικό χρόνο, από σταθερούς (Αυτόµατους Μετεωρολογικούς Σταθµούς ΑΜΣ) και κινητούς µετεωρολογικούς σταθµούς (προσαρµοσµένους σε πτυσσόµενους ιστούς επάνω στα πυροσβεστικά οχήµατα). Υποστήριξη του έργου του συντονιστή της δασοπυρόσβεσης µε εργαλεία που επιτρέπουν: o Την κατά προσέγγιση γνώση των καιρικών συνθηκών σε οποιοδήποτε σηµείο του νησιού ξεσπάσει πυρκαγιά, ώστε να µπορεί να εκτιµήσει πόσο επικίνδυνη είναι και να κινητοποιήσει τον κατάλληλο αριθµό οχηµάτων. o Την ανάπτυξη των δυνάµεων µε βέλτιστο τρόπο, σύµφωνα µε διάφορους παράγοντες, όπως η πρόοδος της πυρκαγιάς, η προσβασιµότητα της περιοχής, η γεωφυσική της διαµόρφωση, τα εύφλεκτα υλικά της, η διαθεσιµότητα πηγών υδροληψίας στην περιοχή, οι εθελοντές, και άλλα δηµόσια ή ιδιωτικά µέσα πυρόσβεσης που είναι διαθέσιµα κοντά στην περιοχή της φωτιάς. o Την έγκαιρη και ακριβή εκτίµηση της εξάπλωσης της πυρκαγιάς, χρησιµοποιώντας δεδοµένα που λαµβάνονται σε πραγµατικό χρόνο από τα συµµετέχοντα πυροσβεστικά οχήµατα, καθώς και άλλες πληροφορίες σχετικά µε το έδαφος της περιοχής και τα εύφλεκτα υλικά. o Την κατάστρωση του σχεδίου των πυροσβεστικών οχηµάτων και µετάδοσή του σε πραγµατικό χρόνο σε όλες τις συµµετέχουσες δυνάµεις, καθώς και σε άλλες αρχές ή υπηρεσίες. o Τη µετάδοση πληροφοριών για την κατάσταση της πυρκαγιάς, από την περιοχή µπροστά στον συντονιστή (όσο είναι παρών στην περιοχή). Υποστήριξη του έργου των πυροσβεστικών οχηµάτων, τα οποία, µέσω του συστήµατος, είναι σε θέση να γνωρίζουν πληροφορίες για την ακριβή θέση και τα όρια της φωτιάς, το ανάγλυφο του εδάφους, τους δρόµους της περιοχής και τη βέλτιστη προσβασιµότητα, τις θέσεις των άλλων οχηµάτων και τα πλησιέστερα σηµεία ανεφοδιασµού µε νερό. Εκτίµηση του κινδύνου για ξέσπασµα νέας πυρκαγιάς, οπουδήποτε στο νησί, σε πραγµατικό χρόνο, χρησιµοποιώντας µετρήσεις που λαµβάνονται από σταθερούς µετεωρολογικούς σταθµούς ή τους κινητούς µετεωρολογικούς σταθµούς των οχηµάτων. Με την κατάλληλη κατανοµή των οχηµάτων στο νησί, η προσέγγιση των καιρικών συνθηκών και, εποµένως, του κινδύνου για ξέσπασµα νέας πυρκαγιάς, είναι αρκετά καλή σε οποιοδήποτε σηµείο του νησιού. Συνεχή ενηµέρωση των πληροφοριών του συστήµατος, τόσο αυτών που αναφέρονται σε γεωγραφικά στοιχεία όσο και αυτών που αναφέρονται σε στοιχεία της Πυροσβεστικής Υπηρεσίας. Η Πυροσβεστική Υπηρεσία µπορεί εύκολα να ενηµερώσει το χάρτη του νησιού µε νέους δρόµους, νέα σηµεία υδροληψίας, νέα ξενοδοχεία ή εγκαταστάσεις µε υψηλό κίνδυνο ανάφλεξης. Το σύστηµα επιτρέπει την ενηµέρωση του στόλου και του προσωπικού της Πυροσβεστικής Υπηρεσίας, καθώς µεταβάλλονται, καθώς και όλων των µέσων και των δυνάµεων που συµµετέχουν στη δασοπυρόσβεση (π.χ., ιατρικές υπηρεσίες, δηµόσιες υπηρεσίες, µονάδες πυρασφαλείας, κλπ.). Ακριβή καταγραφή και αρχειοθέτηση των ορίων τής κατεστραµµένης περιοχής µετά από την πυρκαγιά. Εικόνα 1. Τρισδιάστατη πλοήγηση πάνω από την Κέρκυρα και επιλεκτική εµφάνιση πληροφοριών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Η αρχιτεκτονική και τα βασικά µέρη που απαρτίζουν το Σ Κ Π εµφανίζονται στην Εικόνα 2. Η αρχική

3 ιδέα για ένα Σύστηµα ιαχείρισης ασικών Πυρκαγιών περιγράφτηκε από τον Τοµέα Εφαρµογών και Υπηρεσιών του Ακαδηµαϊκού Ερευνητικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας Υπολογιστών (Ε.Α.ΙΤΥ). Στην συνέχεια, το Ε.Α.ΙΤΥ συµµετείχε σε όλες τις φάσεις του έργου ως επιστηµονικός Τεχνικός Σύµβουλος της Περιφέρειας Ιονίων Νήσων (σχεδιασµό έργου, σύνταξη λειτουργικών προδιαγραφών του συστήµατος, σύνταξη προκήρυξης διεθνούς διαγωνισµού, αξιολόγηση προσφορών, δοκιµές παραλαβής και αποδοχή συστήµατος). Σηµειώνεται ότι στην φάση της σύνταξης των λειτουργικών προδιαγραφών συµµετείχαν και στελέχη της Τοπικής ιοίκησης Πυροσβεστικών Υπηρεσιών (Τ ΠΥ) των Ιονίων Νήσων. Το έργο χρηµατοδοτήθηκε στα πλαίσια του έργου ΚΑΙΝΟΤΟΜΕΣ ΡΑΣΕΙΣ ΕΤΠΑ (Πρόταση 148). Η υλοποίηση και η εγκατάσταση του τηλεπικοινωνιακού/τηλεµατικού εξοπλισµού σε σταθερούς και κινητούς σταθµούς, του δικτύου καθώς και του λογισµικού της εφαρµογής έγιναν από τους αναδόχους Έµφασις Τηλεµατική ( και Talent Α.Ε. Πληροφορικής ( 1.1 Τηλεπικοινωνιακός / Τηλεµατικός εξοπλισµός ίκτυο Ένας ειδικός τύπος υπολογιστικού (Υ) εξοπλισµού (rugged tablet-pc) και τηλεπικοινωνιακού / τηλεµατικού και δικτυακού ( ) εξοπλισµού (e-track GPRS, WiFi), που επιτρέπει στους χρήστες του να χρησιµοποιήσει τις διαθέσιµες πληροφορίες που παρέχονται από το Σ Κ Π (όπως θέσεις οχηµάτων, εστίες της πυρκαγιάς, πρόγνωση εξάπλωσης της πυρκαγιάς) έχει εγκατασταθεί σε 20 πυροσβεστικά οχήµατα (ΠΟ) διαφόρων τύπων. Όλες οι αναφερθείσες πληροφορίες εµφανίζονται σε ένα δισδιάστατο (2D) ή τρισδιάστατο (3D) χάρτη της Κέρκυρας (Εικόνα 1). Επιπλέον, 10 από τα ανωτέρω ΠΟ έχουν και Μετεωρολογικό (Μ) εξοπλισµό επάνω σε ένα ειδικό πτυσσόµενο ιστό. Αυτός ο ειδικός µετεωρολογικός εξοπλισµός αποτελείται από αισθητήρες ταχύτητας και κατεύθυνσης ανέµου και θερµοκρασίας και σχετικής υγρασίας, οι οποίοι παρέχουν σηµαντικά δεδοµένα για την πρόγνωση και τη φωτιά στο Σ Κ Π. Τα ΠΟ είναι επίσης εξοπλισµένα µε ένα σύστηµα δορυφορικής παρακολούθησης (GPS) το οποίο επιτρέπει σ αυτά και στο Σ Κ Π να γνωρίζουν την ακριβή τους θέση. Εξειδικευµένοι αυτόµατοι µετεωρολογικοί σταθµοί (ΑΜΣ) έχουν εγκατασταθεί σε 6 σηµεία στην Κέρκυρα. Οι ΑΜΣ συλλέγουν µετεωρολογικά δεδοµένα σε πραγµατικό χρόνο (ταχύτητα και κατεύθυνση ανέµου, θερµοκρασία και σχετική υγρασία), τα οποία αποστέλλουν, µέσου ασύρµατης τηλεπικοινωνίας, στο κεντρικό σύστηµα, χρησιµοποιώντας την Υπηρεσία Κινητών εδοµένων (General Packet Radio Service GPRS). Οι ΑΜΣ έχουν αυτονοµία ηλεκτρικής τροφοδοσίας, καθώς χρησιµοποιούν ηλιακές κυψέλες και µπαταρίες. Ο πυρήνας του τηλεπικοινωνιακού/τηλεµατικού εξοπλισµού κάθε πυροσβεστικού οχήµατος και αυτόµατου µετεωρολογικού σταθµού είναι η τηλεπικοινωνιακή πλατφόρµα e-track, η οποία αναπτύχθηκε εξ ολοκλήρου από την Έµφασις Τηλεµατική (

4 Figure 2. FFRMIS Architecture Diagram Η πλατφόρµα συστήµατος e-track είναι ένα µοναδικό σύστηµα παρακολούθησης, το οποίο ανταποκρίνεται στις ανάγκες παρακολούθησης και επιτήρησης που εµφανίζονται στη βιοµηχανία πολλών και διαφορετικών αγορών. Το σύστηµα συνδυάζει αισθητήρες, υλικό, σταθερό λογισµικό σε ROM και λογισµικό υπολογιστών, και αποτελείται από τα εξής στοιχεία: Τη Μονάδα Οχήµατος, µια ηλεκτρονική συσκευή που καταγράφει συνεχώς τη θέση του ΠΟ και άλλα δεδοµένα. Ένα δορυφορικό σύστηµα παρακολούθησης GPS (Global Positioning System) προσδιορίζει τη θέση κάθε οχήµατος, όσο βρίσκεται στο δρόµο. Τηλεπικοινωνίες που χρησιµοποιούν το δίκτυο GPRS, µέσω των οποίων επιτυγχάνεται σε πραγµατικό χρόνο η ενηµέρωση των οχηµάτων της πυροσβεστικής υπηρεσίας και των αντιστοίχων θέσεών τους. Τον Κεντρικό Σταθµό, ο οποίος αποτελεί το διοικητικό κέντρο του στόλου. Όλες οι απαραίτητες πληροφορίες λαµβάνονται στον Κεντρικό Σταθµό είτε µέσω απ ευθείας επικοινωνίας µε τα οχήµατα είτε µέσω του ιαδικτύου, µε σύνδεση µέσω τού e-track Server. Το Σ Κ Π χρησιµοποιεί για τη λειτουργία του κυρίως ασύρµατη τηλεπικοινωνία (Υπηρεσία Κινητών εδοµένων GPRS), καθώς και Ασύρµατο Τοπικό ίκτυο WLAN (Wireless Fidelity WiFi) για τη διασύνδεση των επιχειρηµατικών µονάδων του (Κεντρικός Σταθµός, Πυροσβεστικά Οχήµατα και Αυτόµατοι Μετεωρολογικοί Σταθµοί). Οι συνύπαρξη των δύο τεχνολογιών εξασφαλίζει την καλύτερη δυνατή ικανότητα διασύνδεσης των τοπικών µονάδων, προσφέροντας στο σύστηµα τη µεγαλύτερη δυνατή επιχειρηµατική ευκινησία και αποτελεσµατικότητα. 1.2 Λογισµικό Εφαρµογής Το λογισµικό εφαρµογής του συστήµατος βασίζεται στην πλατφόρµα Talent Cruiser ( για την ανάπτυξη γεωπληροφορικών εφαρµογών αι για τη διανοµή καινοτοµικών διαδικτυακών εφαρµογών χρησιµοποιώντας χάρτες, παρέχοντας µηχανισµούς για το streaming γεωγραφικών δεδοµένων και τη διαχείριση γεωκοδικοποιηµένου πολυµεσικού περιεχοµένου. Οι εφαρµογές χρησιµοποιούνται µέσα από εφαρµογές-πελάτες του Cruiser, οι οποίες έχουν πρόσβαση, µέσω ασυρµάτου δικτύου GPRS, στον κεντρικό εξυπηρετητή, ο οποίος φιλοξενεί τον εξυπηρετητή του Cruiser και την Κεντρική Βάση εδοµένων του συστήµατος. Οι χρήστες µπορούν να είναι κατανεµηµένοι είτε σε σταθµούς εργασίας είτε σε tablet-pc (Εικόνα 3). Οι εφαρµογές παρέχουν εργαλεία και διευκολύνσεις για: Πλοήγηση, απεικόνιση και αναζήτηση πληροφοριών: άµεσο περιδιάβασµα του χάρτη και τρισδιάστατη πλοήγηση σε οποιοδήποτε σηµείο του νησιού, µε τη δυνατότητα για εστίαση σε σηµεία ενδιαφέροντος, αναζήτηση και εντοπισµό αντικειµένων, µέτρηση αποστάσεων, διενέργεια

5 αναζητήσεων βάσει κριτηρίων (τόσο για γεωµετρικά όσο και για γεωγραφικά χαρακτηριστικά). ιαχείριση πυρκαγιών: ορισµός ξεσπάσµατος πυρκαγιά; (όρια και χαρακτηριστικά µετώπου πυρκαγιάς), εποπτεία της πρόγνωσης της προόδου της, καθώς υπολογίζεται από το σύστηµα, βάσει µετεωρολογικών δεδοµένων, αποθήκευση όλης της πορείας της προόδου του έργου της δασοπυρόσβεσης για κατοπινή ανάκληση, απεικόνιση και µελέτη. Εικόνα 3 Χρήση του συστήµατος από ruggerized tablet PC εγκατεστηµένο σε Π.Ο. ιαχείριση στόλου οχηµάτων: απεικόνιση της κίνησης των οχηµάτων του στόλου, σε πραγµατικό χρόνο, στους χάρτες ή στα τρισδιάστατα τοπία, µαζί µε περιγραφικές πληροφορίες (δεδοµένα οχηµάτων, ενδείξεις αισθητήρων οχηµάτων, κλπ.), γραφική απεικόνιση των εποµένων θέσεων των οχηµάτων που έχουν ανατεθεί. Ενηµέρωση των γεωγραφικών πληροφοριών υποβάθρου: on-line ή off-line διαµόρφωση των γεωγραφικών χαρακτηριστικών των χαρτών, δηµιουργία νέων γεωγραφικών χαρακτηριστικών (σηµεία, γραµµές, πολύγωνα), εισαγωγή δεδοµένων GPS. Εικόνα 4 Ενηµέρωση γεωγραφικών δεδοµένων και διαδικασία ενσωµάτωσης περιεχοµένου του χρήστη ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Το σύστηµα βρίσκεται σε συνεχή λειτουργία από το Μάιο του 2007 έχοντας αντιµετωπίσει µερικές εκατοντάδες περιστατικά. Υπάρχουν ήδη σχέδια για την επέκτασή του στα υπόλοιπα (έξι) νησιά του Ιονίου. ΑΝΑΦΟΡΕΣ Andrews, Patricia L.; Bevins, Collin D.; Seli, Robert C BehavePlus fire modeling system, version 3.0: User's Guide Gen. Tech. Rep. RMRS-GTR-106WWW Revised. Ogden, UT: Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. 132p.. Finney, Mark A FARSITE: Fire Area Simulator-model development and evaluation Res. Pap. RMRS-RP- 4, Ogden, UT: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. 47 p.. Finney, Mark A An Overview of FlamMap Fire Modeling Capabilities In: Andrews, Patricia L.; Butler, Bret W., comps Fuels Management-How to Measure Success: Conference Proceedings March

6 2006; Portland, OR. Proceedings RMRS-P-41. Fort Collins, CO: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. p Mees, Romain An algorithm to help design fire simulation and other data base work Gen. Tech. Rep. PSW- 9. Berkeley, Calif.: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Southwest Forest and Range Exp. Stn. 4 p. Reinhardt, Elizabeth; Crookston, Nicholas L The Fire and Fuels Extension to the Forest Vegetation Simulator Gen. Tech. Rep. RMRS-GTR-116. Ogden, UT: U.S. Department of Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station. 209 p..