Профилактика лесных пожаров с использованием информационных технологий

PREVENTION OF FOREST FIRES WITH THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGY

Александров Илья Андреевич - магистрант II курса, направление подготовки «Информатика и вычислительная техника», ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

Аннотация: В статье рассматривается проблематика лесного законодательства и профилактики лесных пожаров. А также использование математических моделей в лесных пожарах.

Ключевые слова: лесные пожары, законодательство, модели, статистика, алгоритм.

Abstract: the article discusses the problems of forest legislation and forest fire prevention. As well as the use of mathematical models in forest fires.

Key words: forest fires, legislation, models, statistics, algorithm.

Согласно ст.1 Лесного кодекса РФ лесное законодательство и иные регулирующие лесные отношения нормативные правовые акты основываются на принципах сохранение биологического разнообразия лесов; сохранения полезных функций лесов; использование лесов с учетом их экологического значения; обеспечение рационального использования лесов; воспроизводство лесов, улучшение их качества; обеспечение охраны и защиты лесов; использование лесов теми способами, которые не наносят вред окружающей среде и здоровью человека; установление категорий защитных лесов в зависимости от выполняемых ими полезных функций. [1]

Также российское законодательство предусматривает ответственность за повреждение и уничтожение лесных насаждений в результате неосторожного обращения с огнем или иными источниками повышенной опасности, а также за повреждение и уничтожение лесных насаждений путем поджога, иным общеопасным способом, либо в результате загрязнения или иного негативного воздействия, в т.ч., если они причинили крупный ущерб (ст. 261 УК РФ). [2]

Задача данной статьи состоит в разработке систем профилактики борьбы с лесными пожарами с использованием новейших информационных разработок и технологий.

Основные причины возникновения лесных пожаров – неосторожное обращение населения с огнем в лесу и переходы в лес огня с сопредельных территорий. Однако в 2017 году по сравнению с аналогичным периодом 2016 года в 1,3 раза увеличилось количество «грозовых» лесных пожаров. Это связано с увеличением в 2017 году возникновений сухих гроз, при которых не происходит выпадение осадков. Большая часть лесных пожаров грозового происхождения возникла на труднодоступных и удаленных территориях Сибирского и Дальневосточного федеральных округов, где в 2017 году, как и в прошлые годы, отмечалась наиболее сложная лесопожарная обстановка.

В целях предотвращения развития сложной лесопожарной обстановки в пожароопасном сезоне 2017 годана территории регионов России вводились ограничивающие противопожарные режимы, в т.ч.: в 7 регионах России 9 раз вводился режим чрезвычайной ситуации в лесах регионального характера, возникшей вследствие лесных пожаров; в 16 регионах России 55 раз вводился режим чрезвычайной ситуации в лесах муниципального характера , возникшей вследствие лесных пожаров, в 50 регионах России 83 раза вводился особый противопожарный режим регионального характера. [3]

В настоящее время происходит быстрое развитие вычислительных технологий, основанных на использовании многозадачных систем кластерного типа, что делает проблему применения этих систем для решения важных прикладных задач особенно актуальной. К одной из таких задач относят создание программно-информационных комплексов для управления с очагами возгорания лесных пожаров, оказывающими отрицательное влияние на окружающую среду. В лесном фонде ежегодно регистрируются тысячи пожаров. Возможность моделирования и прогнозирования развития лесных пожаров может улучшить противопожарные средства, создать условия для профилактики лесовозгорания и, следовательно, снизить наносимый ущерб.

В связи с этим, необходимо разработать алгоритм вычисления, который бы позволял производить объёмные вычисления, с минимальным временем расчёта, высокой точностью и наименьшим использованием ресурсов.

Перспективным направлением в изучении лесных пожаров являются методы математического моделирования данного явления. Математические модели лесных пожаров строятся на основе знаний о лесе, законов механики реагирующих сред и имеющихся экспериментальных данных.

В зависимости от целей моделирования уровни моделирования такие как: оперативные, тактические и стратегические.

Описание процесса горения, можно привести используя модель А.М. Гришина включающая в себя систему трехмерных дифференциальных уравнений в частных производных с множеством граничных и начальных условий. Данные уравнения решаются с помощью мощных компьютеров, и при этом необходимы знания большого числа трудно определяемых параметров, что в итоге делает применение такой модели очень трудным.

В связи с этим, необходимо использовать либо упрощенные модели, в значительной мере основанные на спутниковых данных, либо приводим рассматриваемую модель к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, используем один из методов: дифференциально-разностный метод. Основная суть его заключается в том, что в исходной задаче производится дискретизация только по независимым переменным, т. е. исходное уравнение в частных производных аппроксимируется системой обыкновенных дифференциальных уравнений, методы решения которых хорошо разработаны. [4]

В завершении данной статьи хотелось бы отметить, что на основе математической модели и полученных результатов эксперимента, становится возможным прогнозирование динамики распространения лесных пожаров, тем самым мы можем свести к минимуму риск возникновения пожаров, защищая окружающую среду и население.

Список литературы

1. Лесной кодексРоссийской Федерации: [Принят Гос. Думой 4 декабря 2006 года, в ред. от 29.12.2017 № 200-ФЗ, по состоянию на 10 января 2018 г.] // Собрание законодательства РФ. - 2006. – Ст. 1.

2. Уголовный кодексРоссийской Федерации: [Принят Гос. Думой 13 июня 1996 года, в ред. от 31.12.2017 № 63-ФЗ, по состоянию на 10 января 2018 г.] // Собрание законодательства РФ. - 1996. – Ст. 261.

3. Предварительные итоги пожароопасного сезона 2017 года [Электронный ресурс] // ФБУ “Авиалесоохрана”, 2017.

4. Гришин А.М. Физика лесных пожаров. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1994.

Научное издание

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ГРАЖДАНСКОГО

ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА И ПРАВОПРИМЕНЕНИЯ

Сборник статей по итогам

Всероссийской научно-практической конференции

Отпечатано с авторских оригиналов

Подписано в печать 12.01.2018. Формат 60x84 ¹/₁₆.

Усл. печ. л. 12.81. Тираж 200. Заказ № 19.

Редакционно-издательское управление