Главное

Инновации в мире науки

Высокий темп освоения новых знаний, создание наукоемкой продукции и передовых технологий, а также масштабные исследования обеспечивают эффективное решение комплекса задач. Научно-исследовательский институт пожарной безопасности и проблем чрезвычайных ситуаций Университета гражданской защиты МЧС в рубрике #инновации_в_мире_науки каждую неделю рассказывает о мировых технологических лидерах и инновациях научно-технического развития в области обеспечения безопасности.

Вопросы, которые следует учитывать начальникам пожарных служб: расширение и совершенствование использования дронов для тушения пожаров

Использование дронов в операциях по тушению пожаров значительно возросло за последние несколько лет. Дроны доказали свою эффективность в качестве средства повышения результативности пожарных служб в сельской местности, лесных массивах и городах.

Благодаря использованию различных возможностей дронов и предоставлению ими данных и информации, пожарная безопасность на месте происшествия повысилась, а операции стали более эффективными и результативными. Как начальник, я знаю, насколько скептически могут относиться начальники, сталкиваясь с новейшими инструментами, оборудованием и технологиями, которые осмеливаются заявлять о революционных изменениях в нашей проверенной временем и укоренившейся в традициях профессии. Как скептически настроенный и самопровозглашенный традиционалист, я говорю тем, кто до сих пор рассматривает дроны пожарной службы как мимолетную моду: возможно, пришло время серьезно на них взглянуть.

Согласно отчету Business Research Company Global Market Report 2025, объем мирового рынка дронов для пожаротушения в 2024 году достиг примерно 1,33 млрд долларов США и, как ожидается, вырастет до 1,46 млрд долларов США к 2025 году при среднегодовом темпе роста (CAGR) в 9,8%. Ожидается, что к 2029 году рынок дронов для пожаротушения достигнет 2,04 млрд долларов США при CAGR в 8,8%. Незначительное снижение CAGR с 2025 по 2029 год связано только с опасениями рынка, вызванными недавними тарифными переговорами между Соединенными Штатами и другими странами. Хотя Азия является самым быстрорастущим рынком дронов для пожарной охраны, Северная Америка в настоящее время является крупнейшим рынком дронов для пожаротушения, занимая 37% рынка в 2024 году.

КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТОРЫ РАСШИРЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЖАРНЫХ БЕСПИЛОТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Недавнее и стремительное расширение использования дронов для тушения пожаров в североамериканской пожарной службе связано с несколькими ключевыми факторами рынка, в том числе со следующими:

Увеличение числа лесных пожаров. Рост частоты и интенсивности лесных пожаров на западе США и Канады значительно повысил спрос на передовые решения для тушения пожаров с воздуха. Интеграция беспилотных технологий в различные стратегии борьбы с лесными пожарами сократила время реагирования, повысила безопасность пожарных и способствовала общему росту индустрии беспилотных летательных аппаратов для тушения пожаров.

Наличие производителей дронов. В Северной Америке сосредоточено множество ключевых игроков в индустрии производства дронов, включая такие компании, как Lockheed Martin, Dragonfly Innovations, Skydio, Teledyne FLIR, L3Harris Technologies, Drone Amplified и AeroVironment Inc. Крупнейшие североамериканские компании, работающие в сфере противопожарных дронов, сосредоточены на разработке инновационных решений для решения задач, возникающих на месте пожара. Недавние примеры включают разработку дронов, способных нести большую полезную нагрузку, что позволяет доставлять значительные объемы воды или огнезащитных средств; дронов, предназначенных для доступа к ранее недоступным районам; и дронов, интегрированных с искусственным интеллектом (ИИ) для предоставления информации в режиме реального времени и построения прогностических моделей.

Повышение безопасности пожарных. Еще одним важным фактором расширения использования дронов является стремление повысить безопасность пожарных. В некоторых случаях дроны доказали свою экономическую эффективность в оценке опасностей в таких местах, как горящие высотные здания или труднодоступные зоны, замкнутые пространства, места с опасными материалами и неустойчивые конструкции, без излишнего риска для жизни людей.

Ситуационная осведомленность. Разработка всех стратегий и тактик на месте пожара начинается с ситуационной осведомленности. Полнота ситуационной осведомленности руководителя операции может существенно повлиять на конечный результат инцидента. Пожарные службы все чаще используют дроны для повышения ситуационной осведомленности и получения данных в режиме реального времени во время тушения пожаров, что еще больше увеличивает спрос на дроны для пожаротушения.

Раннее внедрение интеграции с ИИ. Производители дронов в Северной Америке активно внедряют и интегрируют системы визуализации, тепловизионной съемки и датчиков на основе ИИ, а также системы автономной навигации, повышающие эффективность работы. Индустрия дронов в Северной Америке сосредоточена на интеграции ИИ в сочетании с технологиями дронов, обеспечивающими вывод данных в режиме реального времени для систем управления и контроля, улучшение картирования и мониторинга пожаров, повышение эффективности автономной работы и значительное повышение надежности собираемых данных.

НОВЕЙШИЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ТЕХНОЛОГИИ БЕСПИЛОТНЫХ АВТОНОМНЫХ СУДОВ

За последние несколько лет технологии беспилотных летательных аппаратов развивались с поразительной скоростью. Последние достижения были сосредоточены на повышении автономности, сборе и анализе данных, а также на разработке различных специализированных возможностей. Они меняют подход пожарных служб к подготовке к чрезвычайным ситуациям и их ликвидации. К числу дальнейших достижений, которые окажут глубокое влияние на пожарную службу, относятся следующие:

Усовершенствованные сенсорные технологии. Хотя беспилотники пожарной службы уже давно обладают возможностью интеграции тепловизионной техники, сенсорные технологии продолжают развиваться. Интеграция дополнительных технологий, таких как гиперспектральные датчики, позволяет обнаруживать наличие опасных газов, предоставляя важные данные для реагирования на чрезвычайные ситуации с опасными материалами. Кроме того, интеграция технологии лазерного сканирования (LiDAR) в беспилотники теперь позволяет пожарным службам создавать трехмерные карты сложных городских сред в режиме реального времени, что часто имеет решающее значение для навигации в условиях плохой видимости.

Увеличение полезной нагрузки. Производители продолжают совершенствовать возможности дронов по доставке полезных грузов. Примерами являются увеличение вместимости резервуаров с огнезащитным составом, возможность развертывания дефибрилляторов, а в последнее время даже испытания дронов, способных поднимать пожарные рукава на вершины высотных зданий. Новые конструкции и усовершенствования в дизайне дронов появляются практически ежедневно.

ИНТЕГРАЦИЯ С ИСКУССТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ

Все чаще дроны интегрируются с искусственным интеллектом (ИИ) и машинным обучением (МО). Разрабатываются алгоритмы для анализа тепловых и визуальных данных в режиме реального времени с целью выявления закономерностей распространения огня, прогнозирования потенциальных мест обрушения конструкций и обнаружения пострадавших. В ходе недавних испытаний дронов даже изучалась возможность сбора данных с места происшествия для мониторинга действий пожарных, таких как продвижение пожарных рукавов, подъем по лестницам, подключение к водопроводным стоякам и обеспечение водоснабжения — вся эта информация может быть использована руководителем операции для обеспечения безопасности пожарных.

Интеграция ИИ с беспилотными технологиями также используется при разработке автономных траекторий полета, что особенно важно в районах, где отсутствует сигнал GPS, будь то из-за географических особенностей или внутри зданий, окутанных дымом. Кроме того, повышение автономности полета дронов снижает нагрузку на оператора, который может сосредоточиться на предоставляемой информации и данных. К дополнительным преимуществам интеграции дронов с ИИ относятся следующие:

Объединение данных в реальном времени. Искусственный интеллект может комбинировать данные, полученные с помощью дронов, с данными в режиме реального времени из других источников. Такие данные, как погодные условия, скорость ветра, температура, топография, влажность, интенсивность пожара, строительные материалы, рельеф местности и тип топлива, а также информация, полученная из отчетов о предыдущих пожарах, могут обеспечить гораздо более полную картину ситуации.

Выявление очагов возгорания. Анализ тепловизионных данных с помощью ИИ позволяет быстро обнаруживать скрытые тепловые сигнатуры или аномалии, невидимые невооруженному глазу из-за сильного задымления или препятствий, таких как стены или груды обломков. Использование технологии тепловизионных датчиков дронов с интегрированным ИИ позволяет сократить время, затрачиваемое на работу на месте происшествия, за счет сосредоточения усилий на целевых участках для предотвращения распространения огня или его повторного возникновения.

Осведомленность командного центра и оперативного центра. Прямые трансляции с дронов в сочетании с аналитическими данными, полученными с помощью ИИ, могут передаваться напрямую в командные центры или центры оперативного реагирования на чрезвычайные ситуации. Такой обмен информацией в режиме реального времени обеспечивает этим центрам четкое понимание хода инцидента, что приводит к улучшению связи и координации с вспомогательными службами.

Прогностическое картирование и моделирование. Использование алгоритмов искусственного интеллекта в сочетании с беспилотными технологиями позволило пожарным службам получить доступ к мощному потоку данных с различных полезных нагрузок дронов (тепловизионные, визуальные, лидарные, газовые датчики) в сочетании с другими источниками данных, такими как исторические данные об инцидентах, данные об окружающей среде, данные о зданиях, демографические данные и данные в реальном времени, для выявления корреляций и закономерностей, которые могут привести к будущим пожарам. В зависимости от входных данных, прогностическое моделирование может дополнительно выявлять потенциальные точки возгорания, прогнозировать реакцию различных строений на пожар, предсказывать скорость и вероятное направление распространения огня, а также прогнозировать потери. Цифровые модели могут быть созданы для тестирования различных сценариев, предоставляя руководителям пожарных служб информацию о существенных угрозах жизни и имуществу.

Целенаправленное развертывание. Технология дронов также может использоваться в сочетании с алгоритмами искусственного интеллекта для предоставления руководителям подразделений прогнозов, основанных на ИИ, относительно размещения или развертывания пожарных бригад, техники и оборудования в тех местах, где, по прогнозам, они окажут наиболее значительное воздействие. Например, алгоритмы ИИ могут дать рекомендацию по размещению аэрофотосъемки на основе данных тепловизионной съемки или определить необходимость перемещения пожарных и оборудования подальше от потенциальной зоны обрушения, которая может быть не видна в поле зрения руководителя подразделения. Пожарные бригады использовали эти технологии для определения наилучшего места для принятия конкретных мер по снижению или предотвращению распространения огня.

Перераспределение ресурсов. Использование дронов и интегрированного ИИ позволяет оперативно предоставлять разведывательному центру непрерывную информацию на протяжении всего инцидента. По мере развития ситуации дроны с интегрированным ИИ постоянно анализируют данные с места происшествия и предоставляют прогнозы относительно того, какие ресурсы могут потребоваться и где они будут наиболее эффективны. Эти прогнозы могут предоставить ценную информацию разведывательному центру при принятии решений о привлечении дополнительных ресурсов или перераспределении существующих ресурсов для обеспечения максимального эффекта.

Анализ инцидентов после их завершения. После инцидента данные, полученные с помощью беспилотных летательных аппаратов и проанализированные с использованием моделей искусственного интеллекта, могут быть использованы для оценки последствий операций; оценки ущерба; анализа поведения пожара; и создания реалистичных симуляций для обучения пожарных и офицеров пожарной охраны, что приводит к улучшению будущих стратегий пожарной службы.

Хотя использование дронов для тушения пожаров в последние годы неуклонно растет, интеграция с искусственным интеллектом может рассматриваться как прорыв в этой технологии, который окажет глубокое влияние на пожарную службу. Дроны для тушения пожаров всегда были полезны для предоставления визуальных данных о чрезвычайных ситуациях, но теперь они могут предоставлять гораздо больше информации, которую руководители операций могут использовать в процессе принятия решений. Дроны с интегрированным ИИ продолжают повышать безопасность пожарных, улучшать ситуационную осведомленность и предоставлять ценные оценки пожаров в режиме реального времени, оптимизируя распределение ресурсов. Прогностическое моделирование, картографирование и аналитика помогают перейти от реактивного подхода к более проактивному. Использование технологии дронов, интегрированной с ИИ, приводит к лучшему планированию, более быстрому тушению пожаров и, что наиболее важно, к снижению потенциального риска и повышению безопасности наших пожарных на месте происшествия.

Джозеф Мюррей, доктор философии, является начальником и координатором по управлению чрезвычайными ситуациями пожарной службы города Дирборн (штат Мичиган).

В двух аэропортах модернизировали пожарно-спасательные установки

Компания Oshkosh изготовила для пожарной службы Канзас-Сити (Миссури) два пожарных автомобиля Striker ARFF с зенитными установками Snozzle HRET (показаны здесь) и один пожарный автомобиль Striker ARFF с установленной на крыше поворотной башней. (Фотографии 1-5 предоставлены компанией Oshkosh Airport Products)

Пожарная служба Канзас-Сити (Миссури) в рамках модернизации своего парка пожарно-спасательных машин для воздушных судов (ARFF) ввела в эксплуатацию три пожарных автомобиля Oshkosh Striker 6×6: два в международном аэропорту Канзас-Сити (MCI) и один в аэропорту Канзас-Сити Даунтаун (MKC).

Винсент Либерто, начальник батальона пожарной охраны Канзас-Сити, сообщил, что в MCI работают 30 штатных пожарных, а также начальник батальона и инструктор по подготовке, в то время как станция в Канзас-Сити не укомплектована персоналом до возникновения чрезвычайной ситуации, и тогда 58 пожарных, работающих в три смены, могут отреагировать по мере необходимости. Он отметил, что MCI расположен в 15 милях к северо-западу от Канзас-Сити в округе Плейт, штат Миссури, и занимает территорию более 10 000 акров.

На башнях Striker установлены мониторы и форсунки HRET, а на бамперных башнях — мониторы и форсунки Elkhart Brass Scorpion.

Либерто говорит: «Компания Oshkosh выиграла тендер на закупку двух пожарных машин ARFF 6×6 с выдвижными башнями большой дальности (HRET), которые Федеральное управление гражданской авиации (FAA) теперь называет башнями, установленными на стреле (BMT), и одной пожарной машины ARFF 6×6 со стандартной башней на крыше».

Брайан Снодграсс, региональный менеджер по продажам компании Oshkosh Airport Products, говорит, что эти машины оснащены двигателями Scania DC16/V8 мощностью 670 лошадиных сил (л.с.), соответствующими стандарту Tier 4 Final, и независимой подвеской TAK-4® для маневренности на бездорожье и управляемости.

В распоряжении команды "Страйкерс" имеются насосы Waterous CRQB производительностью 2000 галлонов в минуту, резервуары для воды объемом 3000 галлонов, резервуары для пены объемом 440 галлонов и 550 фунтов сухого химического реагента Purple K.

Снодграсс говорит, что в машинах установлены насосы Waterous CRQB производительностью 2000 галлонов в минуту (галлонов в минуту), резервуары для воды объемом 3000 галлонов, резервуары для пены объемом 440 галлонов и 550 фунтов сухого химического вещества Purple K. «Они также оснащены системами измерения пены Eco-EPF™ для повышения эффективности тушения пожаров и электронными системами дозирования пены для минимизации воздействия на окружающую среду», — добавляет он.

Энди Липари, инструктор по обучению пожарной службы Канзас-Сити, говорит, что два пожарных автомобиля HRET ARFF также оснащены бамперными турелями для малоинтенсивного тушения, в то время как автомобиль без HRET имеет турель на крыше и бамперную турель для малоинтенсивного тушения. «Средство Purple K, которое используют пожарные автомобили ARFF, может быть залито водой или смесью воды и пены из любой из турелей, чтобы обеспечить большую дальность действия сухого химического вещества», — отмечает Липари. «Эти турели могут подавать любую выбранную вами воду, пену, смесь воды и пены или смесь воды, пены и сухого химического вещества». Он добавляет, что пожарная служба Канзас-Сити использует бесфтористую пену BioEX F3 в новом парке пожарных автомобилей ARFF.

Джойстик управляет турелями HRET и бамперными турелями на одном из истребителей HRET Striker. По словам Снодграсса, установки также оснащены двумя предварительно подключенными 200-футовыми рукавами диаметром 1¾ дюйма, которые могут работать с водой, пеной или смесью воды и пены, и одним 100-футовым рукавом-бустером диаметром 1 дюйм, который может работать с двумя агентами. Он отмечает, что поворотные платформы HRET оснащены мониторами и форсунками Akron HydroChem, а бамперные платформы — мониторами и форсунками Elkhart Brass Scorpion.

Липари отмечает, что пожарным Канзас-Сити особенно нравятся системы кругового обзора Teledyne FLIR с четырьмя камерами на машинах, которые можно использовать как по отдельности, так и в режиме группового обзора, а также инфракрасные камеры переднего обзора (FLIR) на концах пожарных расчетов HRET.

«Эти машины оснащены всем возможным оборудованием для пожаротушения на аэродромах, что дает нашим пожарным наилучшие возможности для борьбы с пожарами, вызванными самолетами, на наших аэродромах», — говорит Липари.

Буровые установки оснащены двигателями Scania DC16/V8 мощностью 670 л.с., соответствующими стандарту Tier 4 Final, и независимой подвеской TAK-4.

Снодграсс добавляет, что три пожарных автомобиля Striker оснащены генераторами Harrison HydraGen мощностью 10 кВт, 26-футовыми лестницами Little Giant с левой стороны автомобилей, системами видеорегистрации и системами контроля давления в шинах. Освещение на пожарных автомобилях ARFF включает в себя 10 сигнальных огней Whelen серии 700 по нижнему периметру каждого автомобиля (по три с каждой стороны, два спереди и два сзади), четыре светодиодных прожектора FRC Spectra и два рабочих светодиодных прожектора FRC Spectra сзади.

Три новых пожарных автомобиля Striker 6×6 ARFF перед пожарной станцией Канзас-Сити в международном аэропорту Канзас-Сити. (Фото 6 предоставлено пожарной службой Канзас-Сити)

Алан М. Петрилло — журналист из Тусона, штат Аризона, работавший репортером в газете, редактором и автором статей для журналов, а также член Консультативного совета по пожарной технике и аварийно-спасательному оборудованию. Он проработал 22 года в пожарной службе Вердоя (штат Нью-Йорк), в том числе на должности начальника.

Ко всем новостям Версия для печати Назад