Как военный лес Словакии улучшает обнаружение лесных пожаров с помощью автономных дронов

Словацкое военное лесное управление (VLM) - это государственная компания, отвечающая за управление обширными лесными и сельскохозяйственными угодьями на военных полигонах, владеющая значительными участками площадью 63 000 гектаров в четырех региональных отделениях. Как организация, работающая под эгидой Министерства обороны, VLM сталкивается с уникальными проблемами в управлении лесными ресурсами, соблюдая при этом строгие протоколы безопасности. VLM применило прогрессивный подход, интегрировав автономные беспилотные технологии для усиления мониторинга и безопасности в Загорском военном округе - районе, который с 1950 года является ключевым военным полигоном. Во время одной из сессий NestGen '25 мы поговорили с Михалом Северой, генеральным директором UAVONIC, ведущего поставщика беспилотных технологий из Братиславы, Словакия. UAVONIC специализируется на аэротехнологиях, предоставляя решения на основе дронов для строительства, энергетики и промышленности, обладая опытом в интеграции дронов, автоматизации и сборе данных. Вот что они рассказали о внедрении автоматизированных решений на основе дронов для обнаружения лесных пожаров 👇

"Понимание факторов, характеризующих высокую воспламеняемость сосновых лесов в сочетании с засушливыми условиями и сильными ветрами, имеет важное значение для разработки эффективных стратегий предотвращения и реагирования.» - Михал Севера, генеральный директор UAVONIC

Загорский регион в Западной Словакии представляет значительный риск возникновения лесных пожаров по следующим причинам:

• Горючий ландшафт: территория покрыта обширными сосновыми лесами, которые чрезвычайно легко воспламеняются, особенно в условиях засухи и сильных ветров.
• Исторический ущерб от лесных пожаров: В прошлом подобные инциденты приводили к значительным разрушениям, в том числе пожар 1994 года, уничтоживший 1171 гектар, пожар 2007 года, уничтоживший три гектара, и пожар 2012 года, поглотивший 200 гектаров соснового леса.
• Ограничения в обнаружении: Традиционные методы обнаружения лесных пожаров имеют существенные недостатки. Спутниковые технологии обеспечивают крупномасштабное отслеживание, но ограничены возможностями раннего предупреждения. Наблюдательные вышки ограничены территорией, которую они могут охватывать, а сообщения граждан, хотя и полезны, часто поступают слишком поздно, когда заявитель уже находится в опасности.
• Критически важное значение времени реагирования: быстрое распространение лесных пожаров требует незамедлительной и точной информации для эффективного реагирования пожарных, что создает острую необходимость в более быстрых возможностях обнаружения и оценки ситуации.

Песчаный рельеф региона усугубляет эти проблемы, делая борьбу с пожарами особенно сложной, когда они выходят за рамки начальной стадии. Это создает острую необходимость в системах раннего обнаружения, способных выявлять лесные пожары на самых ранних этапах, чтобы предотвратить масштабные разрушения.

Компания UAVONIC внедрила для VLM автономную систему беспилотных летательных аппаратов, используя технологию стыковки DJI, интегрированную с программным обеспечением FlytBase. Это решение «дрон в коробке» позволяет осуществлять непрерывный автоматизированный мониторинг лесных массивов Захорийского военного округа площадью 27 000 гектаров.

В состав решения входят следующие компоненты:

• Аппаратное обеспечение: Док-станция DJI с дроном Mavic 3T, оснащенным визуальной и тепловизионной камерами.
• Программное обеспечение: FlytBase - локальное решение для безопасной автономной работы.
• Интеграция: Интеграция пользовательских карт с системой управления лесами VLM.
• Коммуникация: Подключение Starlink для передачи данных

Система использует передовые технологии тепловизионной съемки для обнаружения тепловых аномалий, что значительно превосходит традиционные методы обнаружения. Работая автономно, дроны могут проводить регулярное патрулирование по заранее определенным траекториям полета, значительно повышая шансы на раннее обнаружение лесных пожаров.

Док-станция DJI размещает дрон и служит для него станцией зарядки и выгрузки данных.

• Система выполняет автоматизированные миссии через регулярные интервалы, охватывая радиус в 2-3 километра от причала.
• Во время полета дрон снимает как визуальные (4K), так и тепловые изображения (640×512 пикселей).
• Данные передаются обратно на док-станцию ​​с помощью системы передачи DJI в пределах рабочего диапазона.
• Док-станция загружает захваченные данные через Starlink на серверы FlytBase для обработки.
• В случае обнаружения потенциального возгорания система оповещает операторов, которые могут проверить наличие угрозы и скоординировать действия с пожарными командами.
• В будущих версиях системы обнаружения на основе ИИ будет реализована дополнительная автоматизация выявления тепловых аномалий.

Система работает в строгом соответствии с требованиями воздушного пространства и техническими ограничениями, поддерживая максимальную высоту полета 120 метров над уровнем земли и обеспечивая при этом эффективное покрытие. Возможности тепловизионной съемки расширяют эффективную дальность мониторинга до 5 километров, что позволяет точно обнаруживать лесные пожары и повышать осведомленность о ситуации.

Внедрение решения «дрон в коробке» в воздушном пространстве, контролируемом военными, представляло собой множество трудностей. В августе компания UAVONIC провела первоначальные испытания в течение нескольких дней, чтобы оценить фактическую дальность действия радиосигнала и собрать видео- и фотоматериалы для проверки оптимальных параметров полета. Испытания в реальных условиях (температура выше 35°C) были необходимы для подтверждения технических характеристик и параметров эксплуатации.

В процессе внедрения пришлось преодолеть ряд ключевых трудностей:

• Интеграция ИТ-безопасности: Будучи государственной компанией, подчиняющейся Министерству обороны, VLM придерживается строгих военных стандартов в области информационной безопасности. Создание сетевой архитектуры, удовлетворяющей как требованиям безопасности VLM, так и оперативным потребностям FlytBase, стало серьезной задачей, потребовавшей тщательной координации между ИТ-командой VLM и разработчиками FlytBase.
• Координация воздушного пространства: Для выполнения полетов в ограниченном воздушном пространстве (LZR 314) требовалось установить процедуры для непрерывной связи с диспетчерской службой управления воздушным движением имени Малацкого и координировать действия с мероприятиями по военной подготовке на полигоне Зузана, расположенном в той же высотной зоне.
• Технические ограничения: Хотя теоретически максимальная дальность действия системы составляет 15 километров (8 километров по европейским стандартам CE), на практике она ограничена радиусом 2-2,5 километра из-за расположения на уровне земли и препятствий для сигнала, создаваемых деревьями. Это потребовало стратегического размещения док-станции для оптимизации зоны покрытия при обеспечении надежной работы.

Внедрение системы автономных дронов принесло значительные преимущества для возможностей VLM по борьбе с лесными пожарами:

Расширенное покрытие мониторинга‍

Система обеспечивает регулярный аэромониторинг лесного массива в радиусе 2-3 километров от причала, а возможности тепловизионного обнаружения позволяют расширить зону покрытия до 5 километров.

Улучшенная ранняя диагностика‍

Регулярные автономные полеты повышают вероятность обнаружения лесных пожаров на начальных стадиях, когда их легче всего контролировать.

Круглосуточная готовность

‍Система «дрон в коробке» обеспечивает непрерывную готовность к немедленному развертыванию при обнаружении риска возникновения пожара, сокращая время реагирования.

Сокращение потребности в человеческих ресурсах‍

Автономный характер системы сводит к минимуму необходимость в операторах-людях, что позволяет VLM перенаправить персонал на другие важные задачи.

Улучшенная ситуационная осведомленность

Система предоставляет аэрофотосъемку в режиме реального времени, которая помогает спасателям понять размер, направление и интенсивность пожара, улучшая принятие тактических решений.

«Только на основе реальных испытаний можно проверить то, что написано в технических характеристиках. Мы были рады, что VLM попросила нас провести эти тесты, и мы выполнили их, чтобы показать, что док-станция DJI и FlytBase действительно являются правильным решением для внедрения в повседневную эксплуатацию». сказал Михал Севера, генеральный директор UAVONIC.

UAVONIC и VLM работают над рядом усовершенствований для дальнейшего расширения возможностей системы:

• Интеграция ИИ: Внедрение машинного обучения для автоматического обнаружения пожара и задымления с целью снижения зависимости от человеческого контроля, что делает обнаружение более быстрым и эффективным.
• Внедрение многодоковой системы: Планируется расширение системы путем установки дополнительных доковых станций в четырех операционных зонах VLM, что позволит создать комплексную сеть мониторинга.
• Централизованный центр управления: Разработка центрального операционного центра, который будет управлять всеми станциями управления беспилотными летательными аппаратами на территории Словакии, где работает компания VLM.
• Нормативно-правовая база: Продолжение сотрудничества с национальными органами власти для разработки эффективных правил использования воздушного пространства в зонах, находящихся за пределами прямой видимости.
• Внедрение DJI RTK: Изучение возможности использования технологии DJI RTK в качестве ретрансляционных станций для увеличения дальности действия системы.

Дальнейшее развитие системы будет сосредоточено на достижении большей автоматизации и расширении зоны охвата при сохранении высоких стандартов безопасности, необходимых для применения в военных целях.

Внедрение автономной системы дронов для обнаружения лесных пожаров представляет собой значительный шаг вперед в возможностях VLM по управлению лесами. Используя технологию «дрон в коробке» в сочетании с тепловизионной съемкой и безопасными автономными операциями, VLM расширила свои возможности по обнаружению лесных пожаров и реагированию на них на критически важных ранних стадиях.

«Связь DJI с дроном M3T оказалась ценной для непрерывного наблюдения за территорией. Мы все еще ищем основу для успешного регулирования воздушного пространства, но видим большой потенциал в автоматизации и интеграции ИИ в этот проект». сказал Михал Севера, генеральный директор UAVONIC.