본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측에 따른 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 적은 비용으로 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 시간에 따른 정보로 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향을 분석함으로써 산불에 대한 피해를 줄이고 빠르게 진압할 수 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 산불 발생 시 화재의 확산경로와 속도 예측에 따른 안전 구역 확보를 통해 화재진압에 소요되는 시간을 줄이고 인명, 산림재산 피해를 최소화 하는 방법을 제안한다. 기존 산불 확산경로 예측 방법에서는 지형, 기상, 연료인자, 영상정보 등을 통해 산불 확산 모델 및 속도를 예측한다. 하지만 이 경우 범위가 넓은 산을 관제하기엔 비용도 많이 소요가 되고, 확산 모델 예측 및 경로 파악에만 집중하여 안전 구역 확보에 대한 노력이 부족한 문제점들이 발생한다. 따라서 본 논문에서는 적은 비용으로 산불의 이동방향과 속도를 예측하고 화재 진압을 위한 안전구역을 확보하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 시간에 따른 정보로 온도 변화량 및 연기와 풍향 등의 산불 재난에 따른 속성정보를 분석하여 산불의 이동방향을 예측하고 안전구역을 확보하는 기법이다. 주어진 모의실험 환경에서 산불의 이동 속도 및 이동 방향을 분석함으로써 산불에 대한 피해를 줄이고 빠르게 진압할 수 있을 것으로 기대된다.
In this paper, we propose a method to reduce the fire suppression time. Our suggestions can secure a safe area according to the diffusion path and speed of the fire, forest fire prediction minimize casualties and property damage forests. The existing path prediction method wildfire spread predict th...
In this paper, we propose a method to reduce the fire suppression time. Our suggestions can secure a safe area according to the diffusion path and speed of the fire, forest fire prediction minimize casualties and property damage forests. The existing path prediction method wildfire spread predict the wildfire spread model and speed through topography, weather, fuel factor and the image information. In this case, however, occur to control a large mountain huge costs. Also Focus on the diffusion model predictions and the path identified by the problem arises that insufficient efforts to ensure the safe area. In this paper, we estimate the moving direction and speed of fire at a lower cost, and proposes an algorithm to ensure the safety zone for fire suppression. The proposed algorithm is a technique to analyze the attribute information that temperature, wind, smoke measured over time. According to our algorithm forecast wildfire moving direction and ensure the safety zone. By analyzing the moving speed and the moving direction of the simulated fire in a given environment is expected to be able to quickly reduce the damage to the forest fire fighters.
In this paper, we propose a method to reduce the fire suppression time. Our suggestions can secure a safe area according to the diffusion path and speed of the fire, forest fire prediction minimize casualties and property damage forests. The existing path prediction method wildfire spread predict the wildfire spread model and speed through topography, weather, fuel factor and the image information. In this case, however, occur to control a large mountain huge costs. Also Focus on the diffusion model predictions and the path identified by the problem arises that insufficient efforts to ensure the safe area. In this paper, we estimate the moving direction and speed of fire at a lower cost, and proposes an algorithm to ensure the safety zone for fire suppression. The proposed algorithm is a technique to analyze the attribute information that temperature, wind, smoke measured over time. According to our algorithm forecast wildfire moving direction and ensure the safety zone. By analyzing the moving speed and the moving direction of the simulated fire in a given environment is expected to be able to quickly reduce the damage to the forest fire fighters.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 산불 감지 노드의 좌표를 이용하여 효율적으로 산불의 이동경로 및 이동속도를 예측하는 알고리즘을 제시한다. 예측된 산불 이동경로와 이동속도에 따른 안전구역이 확보되어 신속한 화재 진압과 대피 작업에 도움이 되는 자료 제공할 수 있다.
하지만 최단경로 알고리즘은 단지 대피소로 이동하는 안전한 경로만을 제시해줄 뿐 산불이 어디서 발생됐고, 언제 어느 방향에서 자신의 거주지로 확산되는지 알지 못하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결해 줄 수 있는 산불의 방향과 거주지에 도착하는 시간을 예측하는 알고리즘을 제안한다.
기존 연구에서는 주로 이미 측정된 산불 통계자료를 통해서 산불위험지수를 만들었다. 본 연구에서는 현재 발생한 상황을 좀 더 정확히 통제하기 위해 산불 감지 노드에서 수집된 상황정보와 신호를 보낸 노드의 좌표를 이용하여 산불의 이동경로 및 이동속도를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘을 사용하여 각 노드가 위치한 지역에 단계별 경보를 설정하고 이에 따라 그 지역을 위험구역, 경계구역, 안전구역으로 구분한다.
제안 방법
처음 단계는 산불이 이동하여 산불의 범위에 있지 않던 노드가 산불 범위내로 들어오게 되는 시간을 측정한다. 그 다음 또 다른 노드가 범위내로 들어오는 시간차와 노드간의 거리를 이용하여 산불의 이동속도를 계산한다. 마지막으로 계산한 값이 시뮬레이션 프로그램에서 나온 값과 같은지 비교한다.
화재지역 주변 노드들은 생성된 좌표를 이용하여 온도 데이터를 수집 한다. 또한, 수집한 온도데이터를 이용하여 화재지역을 분석하고, 주어진 임계온도와 비교하여 화재 지역을 예측한다. 임계온도의 초과 시점과 시간차를 분석하여 산불의 이동속도를 계산한다.
본 논문에서 제안하는 알고리즘은 산불의 이동속도와 이동방향으로 구성된다. 기존 연구들은 인근 거주자들이 최단거리를 통해 대피소로 대피할 수 있는 알고리즘을 제시하였다.
산불의 이동방향과 이동속도를 예측할 수 있다면, 인근 거주자들이 대피에 대한 유무, 대피를 완료해야 하는 시간 등을 알 수 있다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 온도감지노드를 통해 추출된 데이터와 온도 변화량, 시간차를 이용하여 기존 알고리즘의 문제점을 해결한다.
본 논문에서 제안하는 알고리즘의 효율성을 증명하기 위하여 시뮬레이션 프로그램을 제작하였다. 그림 5, 6, 7에서 원형은 산불의 영향력이 미치는 범위를 나타내고, 작은 점들은 각각의 노드들을 나타낸다.
또한, 수집한 온도데이터를 이용하여 화재지역을 분석하고, 주어진 임계온도와 비교하여 화재 지역을 예측한다. 임계온도의 초과 시점과 시간차를 분석하여 산불의 이동속도를 계산한다.
본 연구에서는 현재 발생한 상황을 좀 더 정확히 통제하기 위해 산불 감지 노드에서 수집된 상황정보와 신호를 보낸 노드의 좌표를 이용하여 산불의 이동경로 및 이동속도를 예측하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘을 사용하여 각 노드가 위치한 지역에 단계별 경보를 설정하고 이에 따라 그 지역을 위험구역, 경계구역, 안전구역으로 구분한다. 구분된 지역에 따라 화재 진압의 자료로 활용 및 인명 피해도 최소화 할 수 있다.
산불 이동방향 알고리즘은 산불의 영향력을 노드의 온도변화량으로 가정하고 산불과 노드사이의 거리 비율을 이용해 이동방향을 예측하는 알고리즘이다. 제안하는 알고리즘은 화재진압을 위한 안전구역을 확보하기 위해 산불의 이동방향과 속도를 이용하여 인근 마을이나 사람이 거주하고 있는 지역에 화재가 접근하는 것을 예측한다.
대상 데이터
최초의 산불 감지 노드는 화재 발생 시 화재 지역 위치를 생성한다. 화재지역 주변 노드들은 생성된 좌표를 이용하여 온도 데이터를 수집 한다. 또한, 수집한 온도데이터를 이용하여 화재지역을 분석하고, 주어진 임계온도와 비교하여 화재 지역을 예측한다.
이론/모형
기존 연구는 산불이 발생했을 경우 발생 장소와 인접하게 거주하고 있는 재해 약자들이 쉽게 대피소를 찾아 갈 수 있도록 알려준다[7]. 최단거리 경로를 구하는 알고리즘은 방향성이 없는 출발지점과 도착지점 사이의 최단경로를 계산할 수 있는 dijkstra Algorithm을 적용했다. 하지만 최단경로 알고리즘은 단지 대피소로 이동하는 안전한 경로만을 제시해줄 뿐 산불이 어디서 발생됐고, 언제 어느 방향에서 자신의 거주지로 확산되는지 알지 못하는 문제점이 있다.
후속연구
본 알고리즘에서 이동방향을 구하는 알고리즘이 100% 정확한 값을 내지는 못한다. 다른 데이터나 다른 방법을 이용하여 100%에 가까운 예측결과를 만들어내는 것이 앞으로의 해결 과제이며, 온도 데이터뿐 아니라 습도, 이산화탄소 등의 데이터까지 활용하여 좀 더 정확한 예측결과를 도출해 낼 수 있도록 연구할 필요가 있다.
따라서 본 논문에서는 산불 감지 노드의 좌표를 이용하여 효율적으로 산불의 이동경로 및 이동속도를 예측하는 알고리즘을 제시한다. 예측된 산불 이동경로와 이동속도에 따른 안전구역이 확보되어 신속한 화재 진압과 대피 작업에 도움이 되는 자료 제공할 수 있다.
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