Configuración y programación de drones de extinción de incendios para incendios forestales basada en la estimación y minimización de pérdidas
Autores: Wu, Rong-Yu; Xie, Xi-Cheng; Zheng, Yu-Jun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Configuración y programación de drones de extinción de incendios para incendios forestales basada en la estimación y minimización de pérdidas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Drones
Lucha contra incendios
Predicción de la propagación de incendios forestales
Pérdidas económicas
Programación
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los drones se han utilizado cada vez más en la lucha contra incendios para mejorar la velocidad de respuesta y reducir los peligros para los bomberos humanos. Sin embargo, pocos estudios consideran simultáneamente la predicción de la propagación del fuego, la programación de drones y la configuración del personal y suministros de apoyo. Este artículo presenta un modelo matemático que estima simultáneamente la propagación de incendios forestales y las pérdidas económicas. El modelo también puede ayudarnos a determinar el número mínimo de drones de extinción de incendios en preparación para un incendio forestal en un área silvestre determinada. A continuación, dado un número limitado de drones de extinción de incendios, proponemos un método para programar los drones en respuesta a la ocurrencia de incendios forestales para minimizar la pérdida esperada utilizando optimización metaheurística. Demostramos las ventajas de rendimiento de la optimización de ondas de agua sobre un conjunto de otros algoritmos de optimización metaheurística en 72 instancias de prueba simuladas en áreas suburbanas seleccionadas de Hangzhou, China. Basándonos en los resultados de la optimización, podemos predefinir un plan integral de programación de drones de extinción de incendios y configuración del personal de apoyo en respuesta a un conjunto de escenarios de ocurrencias de incendios forestales, mejorando significativamente la eficiencia de respuesta de emergencia y reduciendo las pérdidas potenciales.
Descripción
Los drones se han utilizado cada vez más en la lucha contra incendios para mejorar la velocidad de respuesta y reducir los peligros para los bomberos humanos. Sin embargo, pocos estudios consideran simultáneamente la predicción de la propagación del fuego, la programación de drones y la configuración del personal y suministros de apoyo. Este artículo presenta un modelo matemático que estima simultáneamente la propagación de incendios forestales y las pérdidas económicas. El modelo también puede ayudarnos a determinar el número mínimo de drones de extinción de incendios en preparación para un incendio forestal en un área silvestre determinada. A continuación, dado un número limitado de drones de extinción de incendios, proponemos un método para programar los drones en respuesta a la ocurrencia de incendios forestales para minimizar la pérdida esperada utilizando optimización metaheurística. Demostramos las ventajas de rendimiento de la optimización de ondas de agua sobre un conjunto de otros algoritmos de optimización metaheurística en 72 instancias de prueba simuladas en áreas suburbanas seleccionadas de Hangzhou, China. Basándonos en los resultados de la optimización, podemos predefinir un plan integral de programación de drones de extinción de incendios y configuración del personal de apoyo en respuesta a un conjunto de escenarios de ocurrencias de incendios forestales, mejorando significativamente la eficiencia de respuesta de emergencia y reduciendo las pérdidas potenciales.