Щороку мільйони гектарів лісів опиняються під загрозою знищення через лісові пожежі, спричинені природними або людськими факторами. Для запобігання масштабним пожежам компанія Bosch у співпраці з Dryad Networks розробила інноваційну систему ультрараннього виявлення лісових пожеж Silvanet. Ця система використовує передові технології газових сенсорів і штучного інтелекту для виявлення пожеж ще на стадії тління, значно раніше, ніж це можливо за допомогою традиційних методів.

Основні компоненти системи Silvanet

Система раннього виявлення лісових пожеж DRYAD складається з декількох ключових компонентів, які працюють разом для ефективного моніторингу лісових масивів:

Газовий сенсор Bosch BME688

В основі всієї системи лежить інноваційний газовий сенсор Bosch BME688 - перший у світі газовий сенсор з вбудованим штучним інтелектом. Цей мініатюрний сенсор розміром всього 3 x 3 x 0,93 мм має унікальні характеристики:

  • Виявляє гази, що виділяються на ранній стадії лісової пожежі, включаючи чадний газ (CO), водень (H₂) та леткі органічні сполуки (VOC)
  • Містить інтегровані високоточні датчики тиску, вологості та температури
  • Має функцію "газового сканера", яка може бути налаштована на певні характеристики чутливості та селективності
  • Аналізує зібрані дані безпосередньо на місці за допомогою штучного інтелекту

Цей мініатюрний "ніс" працює як цифровий орган нюху, що здатний виявляти мінімальні зміни в складі повітря, які відбуваються на початкових етапах загоряння.

Датчики Silvanet Wildfire Sensor

Газовий сенсор Bosch BME688 інтегровано в спеціальні пристрої Silvanet Wildfire Sensor, які розробила компанія Dryad Networks. Ці датчики встановлюються безпосередньо на деревах і мають такі технічні характеристики:

  • Сонячна панель розміром 6 x 6 см для автономного живлення;
  • Зберігання енергії у суперконденсаторах (безбатарейна технологія) для обслуговування протягом 10-15 років;
  • Захист від зовнішніх впливів зі ступенем захисту IP67;
  • Робочий температурний діапазон від -40°C до +85°C;
  • Розміри пристрою: 19 x 9,2 x 1,2 см при вазі 136 г;
  • Матеріал корпусу: пластик, стійкий до погодних умов та ультрафіолетового випромінювання.

Датчики рекомендується встановлювати на висоті близько 3 метрів від землі, вони кріпляться до дерев за допомогою спеціальних цвяхів для постійного кріплення або садового дроту для тимчасового використання.

Mesh-мережа для передачі даних

Для передачі даних система Silvanet використовує спеціальну бездротову mesh-мережу, що дозволяє датчикам комунікувати між собою та передавати дані до хмарної платформи:

  • Використовує технологію LoRaWAN для бездротової передачі даних;
  • Працює в різних діапазонах ISM (залежно від регіону): NA902-928, AU915, EU868, AS923;
  • Потужність передачі: 14 dBm;
  • На 100 датчиків зазвичай використовується один шлюз (Gateway), залежно від топології місцевості;
  • Радіус дії одного датчика: до 100 метрів для виявлення пожежі розміром 2 x 2 метри протягом 60 хвилин.

Принцип роботи системи виявлення пожеж

Система раннього виявлення працює за наступним принципом:

  1. Датчики Silvanet, розміщені на деревах, постійно моніторять якість повітря, вимірюючи концентрацію різних газів (CO, H₂, летких органічних сполук), а також температуру, вологість та атмосферний тиск.
  2. Вбудований газовий сенсор BME688 аналізує склад повітря та виявляє зміни, характерні для початкової стадії горіння, ще до появи видимого диму або полум'я.
  3. Зібрані дані аналізуються за допомогою моделей штучного інтелекту, навчених на даних, зібраних у лісах по всьому світу.
  4. При виявленні аномалій, характерних для початку пожежі, система негайно надсилає повідомлення про необхідність вжиття заходів до екстрених служб.
  5. Дані від усіх встановлених датчиків також використовуються для постійного навчання та вдосконалення алгоритмів штучного інтелекту, підвищуючи точність виявлення пожеж.

Переваги системи DRYAD порівняно з традиційними методами

Система DRYAD з сенсорами Bosch має суттєві переваги порівняно з традиційними методами виявлення лісових пожеж:

Швидкість виявлення

Традиційно лісові пожежі виявляються "на око" спостерігачами на оглядових вежах, які шукають ознаки димових шлейфів. Проте в більшості випадків пожежу помічають лише тоді, коли вона вже почала поширюватися. Аналогічно, камери та супутникові системи можуть виявити пожежу лише після того, як утворюється достатньо диму або тепла, що може зайняти години або навіть дні.

На відміну від цих методів, датчики DRYAD з сенсорами Bosch:

  • Виявляють пожежу ще на стадії тління, до появи відкритого вогню;
  • Забезпечують виявлення пожежі менш ніж за 60 хвилин;
  • Працюють як "нюх", виявляючи хімічні речовини, що виділяються в повітря внаслідок тління.

Точність позиціонування

Система DRYAD не тільки швидко виявляє пожежу, але й забезпечує точне визначення її місця виникнення, що дозволяє пожежникам швидко локалізувати джерело загоряння:

  • Датчики встановлюються у стратегічно важливих місцях з підвищеним ризиком виникнення пожеж;
  • Оскільки близько 85% лісових пожеж спричинені людиною, датчики розміщують переважно вздовж ліній електропередач, пішохідних стежок, автомобільних доріг та залізниць;
  • Пожежники отримують чітке уявлення про те, де саме потрібно боротися з вогнем.

Практичне впровадження та міжнародний досвід

Система DRYAD з сенсорами Bosch вже проходить впровадження в різних країнах світу:

  • На Сардинії (Італія) в лісі Санту-Луссургіу встановлено 20 датчиків виявлення пожеж у рамках пілотної програми моніторингу лісів, яка розпочалася у 2022 році;
  • Dryad Networks працює над десятьма пілотними проектами з власниками лісів у США, Європі, Австралії, Індонезії та Африці;
  • Масове виробництво датчиків та шлюзів має розпочатися в Німеччині.
Посилання скопійовано!