National Security and Strategic Planning National Security and Strategic Planning Национальная безопасность и стратегическое планирование 2307-1400 71418 10.37468/2307-1400-2023-2-76-90 Управление социально-экономическими системами Management of socio-economic systems Управление социально-экономическими системами Decision-making during fires in mountainous areas: a comparative analysis of monitoring methods Принятие решений при пожарах в горной местности: сравнительный анализ методов мониторинга https://orcid.org/0000-0002-0778-3218 Матвеев Александр Владимирович Matveev Aleksandr V. fcvega_10@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 https://orcid.org/0009-0009-9699-986X Матиев Руслан Тимурович Matiev Ruslan T. hamhi@mail.ru Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Saint Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России Россия Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia Russian Federation 04 11 2023 04 11 2023 2023 2 76 90 05 09 2023 19 09 2023 https://futurepubl.ru/en/nauka/article/71418/view

Одним из основных факторов, обеспечивающих снижение риска возникновения природных пожаров или их оперативную ликвидации на начальной стадии пожара, является создание эффективной системы мониторинга. Получение достоверных и оперативных данных о природных пожарах позволяет повысить адекватность принимаемых управленческих решений, направленных на реагирование и минимизацию возможного ущерба от пожаров. В статье рассматриваются различные методы мониторинга возможных природных пожаров в горной местности: космический, авиационный, наземный и с использованием беспилотных летательных аппаратов. Проведен анализ преимуществ и недостатков каждого из методов. Показано, что традиционные методы имеют ограничения, связанные с периодичностью получения данных, точностью измерений, безопасностью, стоимостью и другими факторами. Особенно это проявляется при мониторинге в горной местности. Применение беспилотных летательных аппаратов рассматривается как перспективное направление, поскольку позволяет получать оперативную информацию с высокой детализацией. Отмечаются преимущества беспилотных летательных аппаратов в скорости реагирования, маневренности, экономической эффективности и отсутствии риска для непосредственных исполнителей. Рассмотрен пример природного пожара в горной местности, возникший на особо охраняемой природной территории в одном из субъектов Российской Федерации, демонстрирующий недостатки традиционных методов. Показана целесообразность комбинированного подхода для повышения оперативности и точности мониторинга.

One of the main factors ensuring a reduction in the risk of wild fires or their prompt elimination at the initial stage of a fire is the creation of an effective monitoring system. Obtaining reliable and timely data on natural fires makes it possible to increase the adequacy of management decisions aimed at responding to and minimizing possible damage from fires. The article discusses various methods of monitoring active wildfires in mountainous areas: space, aviation, ground and using unmanned aerial vehicles. An analysis of the advantages and disadvantages of each method was carried out. It has been shown that traditional methods have limitations related to the frequency of data acquisition, measurement accuracy, safety, cost and other factors. This is especially true when monitoring in mountainous areas. The use of unmanned aerial vehicles is considered a promising direction, as it allows one to obtain operational information with high detail. The advantages of unmanned aerial vehicles are noted in speed of response, maneuverability, economic efficiency and the absence of risk for direct performers. An example of a natural fire in a mountainous area that occurred in a specially protected natural area in one of the constituent entities of the Russian Federation, demonstrating the shortcomings of traditional methods, is considered. The feasibility of a combined approach for increasing the efficiency and accuracy of monitoring is shown.

 методы мониторинга беспилотные летательные аппараты мониторинг беспилотные летательные системы природные пожары горная местность управление моделирование взаимодействие unmanned aerial vehicles monitoring unmanned aerial systems wildfires mountainous terrain management modeling interaction

Матвеева А.Г. Динамика лесных пожаров на Дальнем Востоке России // Сибирский лесной журнал. - 2021. - № 6. - С. 30-38. - DOI 10.15372/SJFS20210603. - EDN HYXBFC. Matveeva A.G. Dynamics of forest fires in the Russian Far East // Siberian Forest Journal. - 2021. - No. 6. - P. 30-38. - DOI 10.15372/SJFS20210603. - EDN HYXBFC. Крот А.А. К проблеме определения экономического ущерба от лесного пожара: пути решения // Пожарная и техносферная безопасность: проблемы и пути совершенствования. - 2021. - № 1(8). - С. 229-237. - EDN PTFFZE. Krot A.A. To the problem of determining economic damage from a forest fire: solutions // Fire and technosphere safety: problems and ways of improvement. - 2021. - No. 1(8). - pp. 229-237. - EDN PTFFZE. Эколого-экономический ущерб от лесных пожаров на примере Ивановской области / О. Г. Зейнетдинова, П. В. Данилов, К. В. Жиганов, М. А. Разводов // Пожарная и аварийная безопасность. - 2020. - № 1(16). - С. 83-87. - EDN GDUGWM. Ecological and economic damage from forest fires on the example of the Ivanovo region / O. G. Zeinetdinova, P. V. Danilov, K. V. Zhiganov, M. A. Razvodov // Fire and emergency safety. - 2020. - No. 1(16). - pp. 83-87. - EDN GDUGWM. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Приказ от 23 июня 2014 года N 276 "Об утверждении Порядка осуществления мониторинга пожарной опасности в лесах и лесных пожаров". Ministry of Natural Resources and Ecology of the Russian Federation. Order of June 23, 2014 N 276 “On approval of the Procedure for monitoring fire danger in forests and forest fires.” Pham H.X., La H.M., Feil-Seifer D., Deans M., A distributed control framework for a team of unmanned aerial vehicles for dynamic wildfire tracking // International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). - Vancouver, BC, Canada, 2017. - pp. 6648-6653. DOI: 10.1109/IROS.2017.8206579. Pham H.X., La H.M., Feil-Seifer D., Deans M., A distributed control framework for a team of unmanned aerial vehicles for dynamic wildfire tracking // International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). - Vancouver, BC, Canada, 2017. - pp. 6648-6653. DOI: 10.1109/IROS.2017.8206579. Матвеев А.В., Бурлов В.Г., Матвеев В.В. Основы теории анализа и управления риском в чрезвычайных ситуациях. - СПб: Информационный издательский учебно-научный центр "Стратегия будущего", 2003. - 407 с. - EDN ZBTTWN. Matveev A.V., Burlov V.G., Matveev V.V. Fundamentals of the theory of analysis and risk management in emergency situations. - St. Petersburg: Information Publishing Educational and Scientific Center “Strategy of the Future”, 2003. - 407 p. - EDN ZBTTWN. Матиев Р.Т. Особенности тушения лесных пожаров в труднодоступной скалистой местности при аномальных погодных условиях и отсутствии водоисточников // Социально-экономические аспекты принятия управленческих решений: Материалы четвертого межвузовского научного семинара, Москва, 19 февраля 2020 года. - М.: Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, 2020. - С. 156-161. - EDN LZLCTY. Matiev R.T. Features of extinguishing forest fires in hard-to-reach rocky areas under abnormal weather conditions and the absence of water sources // Socio-economic aspects of management decision making: Materials of the fourth interuniversity scientific seminar, Moscow, February 19, 2020 of the year. - Moscow: Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Disaster Relief, 2020. - P. 156-161. - EDN LZLCTY. Масягин М.М. Сравнительный анализ видов и методов мониторинга лесных пожаров на территории Российской Федерации // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. - 2018. - Т. 1, № 9. - С. 585-588. - EDN YQIHIT. Masyagin M.M. Comparative analysis of types and methods of monitoring forest fires on the territory of the Russian Federation // Fire safety: problems and prospects. - 2018. - T. 1, No. 9. - P. 585-588. - EDN YQIHIT. Лобанов А.А. Геоинформационный мониторинг пожаров // Образовательные ресурсы и технологии. - 2015. - № 2(10). - С. 119-126. - EDN TXNBAD. Lobanov A.A. Geoinformation monitoring of fires // Educational resources and technologies. - 2015. - No. 2(10). - P. 119-126. - EDN TXNBAD. Кобыжакова С.В. Сравнение результатов мониторинга природных пожаров в Красноярском крае системами ИСДМ-Рослесхоз и КАСКАД // Сибирский пожарно-спасательный вестник. - 2016. - № 1(1). - С. 45-48. - EDN XBEDPX. Kobyzhakova S.V. Comparison of the results of monitoring natural fires in the Krasnoyarsk Territory with the ISDM-Rosleskhoz and CASCADE systems // Siberian Fire and Rescue Bulletin. - 2016. - No. 1(1). - pp. 45-48. - EDN XBEDPX. Космический мониторинг лесных пожаров: история создания и развития ИСДМ-Рослесхоз / Р. В. Котельников, Е. А. Лупян, С. А. Барталев, Д. В. Ершов // Лесоведение. - 2019. - № 5. - С. 399-409. - DOI 10.1134/S0024114819050048. - EDN FHHQYM. Space monitoring of forest fires: history of the creation and development of ISDM-Rosleskhoz / R.V. Kotelnikov, E.A. Lupyan, S.A. Bartalev, D.V. Ershov // Forestry. - 2019. - No. 5. - P. 399-409. - DOI 10.1134/S0024114819050048. - EDN FHHQYM. Анализ технологий мониторинга природных пожаров в России. Обзор / А. О. Семенов, В. А. Смирнов, А. В. Суровегин, А. В. Маслов // Научный форум: Инновационная наука : сборник статей по материалам VI международной научно-практической конференции, Москва, 28 августа - 04 2017 года. Том № 5 (6). - Москва: Общество с ограниченной ответственностью "Международный центр науки и образования", 2017. - С. 34-38. - EDN ZEFFKP. Analysis of technologies for monitoring natural fires in Russia. Review / A. O. Semenov, V. A. Smirnov, A. V. Surovegin, A. V. Maslov // Scientific forum: Innovative science: collection of articles based on the materials of the VI international scientific and practical conference, Moscow, August 28 - 04 2017. Volume No. 5 (6). - Moscow: Limited Liability Company “International Center for Science and Education”, 2017. - P. 34-38. - EDN ZEFFKP. Thangavel K., Spiller D., Sabatini R., Amici S., Sasidharan S.T., Fayek H., Marzocca P. Autonomous Satellite Wildfire Detection Using Hyperspectral Imagery and Neural Networks: A Case Study on Australian Wildfire // Remote Sens. - 2023. - Vol. 15. - P. 720. DOI: https://doi.org/10.3390/rs15030720/ Thangavel K., Spiller D., Sabatini R., Amici S., Sasidharan S.T., Fayek H., Marzocca P. Autonomous Satellite Wildfire Detection Using Hyperspectral Imagery and Neural Networks: A Case Study on Australian Wildfire // Remote Sens. - 2023. - Vol. 15. - P. 720. DOI: https://doi.org/10.3390/rs15030720/ Bouguettaya A. et al. A review on early wildfire detection from unmanned aerial vehicles using deep learning-based computer vision algorithms // Signal Processing. - 2022. - Vol. 190. - P. 108309. Bouguettaya A. et al. A review on early wildfire detection from unmanned aerial vehicles using deep learning-based computer vision algorithms // Signal Processing. - 2022. - Vol. 190. - P. 108309. Масленникова Г.Е., Тажетдинов Р.Р. Обобщение результатов оценки основных летных характеристик вертолетов Ми-8Т и Ми-8МТВ в процедуре сертификации экземпляра воздушного судна // Научный вестник ГосНИИ ГА. - 2018. - № 23. - С. 20-30. - EDN YSUPNB. Maslennikova G.E., Tazhetdinov R.R. Generalization of the results of assessing the main flight characteristics of Mi-8T and Mi-8MTV helicopters in the procedure for certification of an aircraft copy // Scientific Bulletin of the State Research Institute of Civil Aviation. - 2018. - No. 23. - P. 20-30. - EDN YSUPNB. Руководство по летной эксплуатации вертолета Ка-32. - М.: МГА, 1987. Flight manual for the Ka-32 helicopter. - M.: MGA, 1987. Приказ Минприроды РФ от 05.05.2016 N 277"Об утверждении методических указаний по измерению площади, пройденной огнем при лесном пожаре"(Зарегистрировано в Минюсте РФ 16.09.2016 N 43679). Order of the Ministry of Natural Resources of the Russian Federation dated May 5, 2016 N 277 “On approval of guidelines for measuring the area covered by fire during a forest fire” (Registered with the Ministry of Justice of the Russian Federation on September 16, 2016 N 43679). Кудрин А. Ю., Запорожец А. И., Подрезов Ю. В. Современные методы обнаружения и мониторинга лесных пожаров // Технологии гражданской безопасности. - 2006. - Т. 3, № 4(12). - С. 66-67. - EDN JUIIOC. Kudrin A. Yu., Zaporozhets A. I., Podrezov Yu. V. Modern methods of detection and monitoring of forest fires // Civil security technologies. - 2006. - Vol. 3, No. 4(12). - P. 66-67. - EDN JUIIOC. Aral R. A., Zalluhoğlu C., Sezer E. A. Wildfire Classification Using Infrared Unmanned Aerial Vehicle Data with Convolutional Neural Networks // 2023 International Conference on Smart Applications, Communications and Networking (SmartNets). - IEEE, 2023. - P. 1-6. Aral R. A., Zalluhoğlu C., Sezer E. A. Wildfire Classification Using Infrared Unmanned Aerial Vehicle Data with Convolutional Neural Networks // 2023 International Conference on Smart Applications, Communications and Networking (SmartNets). - IEEE, 2023. - pp. 1-6. Нугуманов Р.Ф., Мельникова А.С. Мониторинг лесных пожаров с использованием БПЛА // Мавлютовские чтения: Материалы XVI Всероссийской молодежной научной конференции. В 6-ти томах, Уфа, 25-27 октября 2022 года. Том 4. - Уфа: Уфимский государственный авиационный технический университет, 2022. - С. 303-306. - EDN ZFUFHD. Nugumanov R.F., Melnikova A.S. Monitoring forest fires using UAVs // Mavlyutov readings: Materials of the XVI All-Russian Youth Scientific Conference. In 6 volumes, Ufa, October 25-27, 2022. Volume 4. - Ufa: Ufa State Aviation Technical University, 2022. - P. 303-306. - EDN ZFUFHD. Осипов В.Ю. Современные методы прогнозирования, мониторинга и профилактики лесных пожаров // Молодой ученый. - 2022. - № 51(446). - С. 626-629. - EDN DHXIOL. Osipov V.Yu. Modern methods of forecasting, monitoring and prevention of forest fires // Young scientist. - 2022. - No. 51(446). - pp. 626-629. - EDN DHXIOL. Akhloufi M.A., Couturier A., Castro N.A. Unmanned Aerial Vehicles for Wildland Fires: Sensing, Perception, Cooperation and Assistance // Drones. - 2021. - Vol. 5. - P. 15. - DOI: https://doi.org/10.3390/drones5010015 Akhloufi M.A., Couturier A., Castro N.A. Unmanned Aerial Vehicles for Wildland Fires: Sensing, Perception, Cooperation and Assistance // Drones. - 2021. - Vol. 5. - P. 15. - DOI: https://doi.org/10.3390/drones5010015 Fernández-Guisuraga J. M. et al. Using unmanned aerial vehicles in postfire vegetation survey campaigns through large and heterogeneous areas: Opportunities and challenges //sensors. - 2018. - Vol. 18. - No. 2. - P. 586. Fernández-Guisuraga J. M. et al. Using unmanned aerial vehicles in postfire vegetation survey campaigns through large and heterogeneous areas: Opportunities and challenges //sensors. - 2018. - Vol. 18. - No. 2. - P. 586. Мокрова М.И. Исследование влияния сложных условий пожарной обстановки на качество наблюдения и безопасность полёта БЛА // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2021. - № 1(218). - С. 112-124. - DOI 10.18522/2311-3103-2021-1-112-124. - EDN DWNZLL. Mokrova M.I. Study of the influence of difficult fire conditions on the quality of observation and safety of UAV flight // Izvestia of the Southern Federal University. Technical science. - 2021. - No. 1(218). - pp. 112-124. - DOI 10.18522/2311-3103-2021-1-112-124. - EDN DWNZLL.