Сибирский федеральный университет

Перевод названия: DESCRIBING THE PROCESSES OF PROPAGATION AND ELIMINATING WILDFIRES WITH THE USE OF AGENT MODELS

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2017

Идентификатор DOI: 10.15372/SJFS20170510

Ключевые слова: природный пожар, агентное моделирование процессов борьбы с природными пожарами, геоинформационная система, обучение персонала, wildfire, agent-basic modeling of wildfire fighting, geographic information system, personnel training

Аннотация: Предложен новый метод описания процессов распространения и ликвидации природных пожаров на основе агентного моделирования. Основными структурными единицами при создании таких моделей являются классы активных объектов (агентов). Использование агентов в сочетании с геоинформационными системами (ГИС) позволяет эффективно описывать процесс распространения природного пожара и действие противопожарных сил, в том числе команд пожарных, наземных средств механизации, авиационных и других средств. Модель, рассматриваемая в данной работе в качестве иллюстрации предлагаемого метода, позволяет прогнозировать распространение кромки низового пожара и имитировать его тушение немеханизированными средствами. Использованы два класса агентов, обозначаемые A и B. Кромка пожара представляется как цепочка агентов класса А, каждый из которых моделирует горение элементарного участка растительного горючего с определенной интенсивностью. Движение фронта пожара (перемещение А-агентов) описывается уравнением Гамильтона-Якоби с использованием индикатрис нормальной скорости фронта (фигуротрис). Конфигурация фронта рассчитывается на основе алгоритма подвижных сеток. Агенты типа B имитируют процесс тушения пожара. Они сближаются с агентами типа А и воздействуют на них, снижая интенсивность горения до полного потухания. Система моделирования представлена в виде двухуровневой вложенной сети Петри, описывающей семантику взаимодействия агентов. Разработана ГИС-ориентированная сетевая информационная система, которая реализует алгоритмы агентного моделирования, в том числе для различных классов действующих агентов и их функций. Система может оказаться полезной как при принятии решений по борьбе с природными пожарами, так и при обучении оперативного персонала. Приведены примеры моделирования результатов принятых решений по тушению низовых лесных пожаров. A new method of describing the processes of propagation and elimination of wildfires on the basis of agent-based modeling is proposed. The main structural units of the creation of such models are the classes of active objects (agents). Agent approach, combined with Geographic Information Systems (GIS) can effectively describe the interaction of a large number of participants in the process to combat wildfires: fire spreading, fire crews, mechanization, aerial means and other. In this paper we propose a multi-agent model to predict the spread of wildfire edge and simulate the direct method of extinguishing a ground fire with non-mechanized crews. The model consist with two classes of agents, designated A and B. The burning fire edge is represented as a chain of A-agents, each of which simulates the burning of an elementary portion of vegetation fuel. Fire front movement (moving the A-agent) described by the Hamilton-Jacobi equation with using the indicatrises of normal front rate of spread (figurotris). The configuration of the front calculated on basis the algorithm of mobile grids. Agents other type, B-agents, described extinguishing process; they move to the agents of A type and act on them, reducing the combustion intensity to zero. Modeling system presented as two-level coloured nested Petri Net, which describes the agents’ interaction semantics. This model is implemented as a GIS-oriented software system that can be useful both in the fire fighting management as well as in staff training tactics to fighting wildfires. Some examples of modeling decision making on а ground fire extinguishing are presented.

Журнал: Сибирский лесной журнал

Выпуск журнала: № 5

Номера страниц: 105-113

ISSN журнала: 23111410

Место издания: Новосибирск

Издатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Издательство Сибирского отделения Российской академии наук

• Доррер Георгий Алексеевич (Сибирский государственный университет науки и технологий им. М. Ф. Решетнева)
• Яровой Сергей Викторович (Сибирский государственный университет науки и технологий им. М. Ф. Решетнева)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК