​Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами разрабатывают гибридный подход к прогнозированию, мониторингу и оценке лесных пожаров вблизи железных дорог. Проект «Разработка гибридного подхода предиктивного анализа лесопожарных инцидентов вблизи объектов инфраструктуры ОАО «РЖД» с использованием детерминированного математического моделирования, анализа данных и технологий искусственного интеллекта» поддержан совместным грантом РФФИ, ОАО «РЖД», Фонда «Талан и Успех» и НТУ «Сириус» (№ 20-31-51001). 

В ТПУ под руководством доцента Научно-образовательного центра И.Н. Бутакова ТПУ Николая Барановского ведутся фундаментальные и прикладные исследования процессов зажигания горючих материалов. Одно из направлений научной работы — прогнозирование лесных пожаров. В частности, политехники разрабатывают систему прогнозирования, которая будет учитывать множество факторов, например, погодные условия, грозовую активность, деятельность человека и другие. Ученый рассказывает о своих исследованиях в серии подкастов на сервисе «Яндекс. Музыка»

«Наш проект получил поддержку по конкурсу РФФИ, который проводился в интересах РЖД. Мы участвовали в нем потому, что в ТПУ имеются разработки, которые можно было бы использовать в интересах РЖД. Это очень актуальное направление для исследований.
Во-первых, железные дороги имеют длительную протяженность и проходят в том числе по лесным массивам. Они являются источником антропогенной нагрузки на лесопокрытые территории — причиной возникновения пожаров. Во-вторых, лесные пожары, которые возникают вблизи объектов инфраструктуры железных дорог, оказывают влияние на функционирование самой дороги. При этом, допустим, даже если нет прямого воздействия огня, частицы, образующиеся при горении лесных материалов, могут вызвать приступы астмы, обострение кардиореспираторных заболеваний, приступы удушья, вплоть до летального исхода — в зависимости от концентрации загрязнителей в воздухе», — говорит Николай Барановский. 

Основная задача, стоящая перед научным коллективом, относится к фундаментальной науке. Разработчики должны сейчас не создать новую систему, а сам подход, включающий формулы, модели, компоненты, которые потом нашли бы применение при разработке программного обеспечения для информационно-вычислительных систем. 

«Это обширный проект, основная задача которого — создать именно гибридный подход, который позволит использовать в совокупности преимущества всех направлений: детерминированного математического моделирования, анализа данных и технологий искусственного интеллекта. При этом, кроме чисто математических технологий, будут применяться и геоинформационные системы, которые позволят визуализировать на электронной карте исходные и прогнозные данные, характеристики моделируемых процессов. И, помимо этого, будут разработаны некоторые алгоритмы для применения на суперкомпьютерах», — добавляет эксперт. 

В будущем эти фундаментальные результаты могут быть использованы для практического применения, считают участники проекта. Например, при разработке новой информационно-вычислительной системы, доступ к которой пользователи смогут получать по подписке. Кроме того, в России функционирует информационная система дистанционного мониторинга лесных пожаров (ИСДМ «Рослесхоз»), и наработки ученых ТПУ можно будет использовать в данной системе. Также у ОАО «РЖД» существует собственная информационная система, которая может быть дополнена модулями для прогнозирования, оценки и мониторинга лесных пожаров. 

«Важно понимать, что сами факторы лесного пожара, конечно же, изучались и изучаются. Но такого комплексного и детального анализа в интересах железных дорог ранее не проводилось. Для разработки гибридного анализа будут использоваться данных двух видов: синтетические исходные данные и реальные данные спутникового зондирования, метеорологических параметров по некоторым территориям Республики Бурятия, покрытым лесом и находящимся вблизи железнодорожной магистрали», — поясняет политехник. 

В проекте, кроме ученых и магистрантов ТПУ, участвуют аспиранты из Института физического материаловедения СО РАН (Улан-Удэ), аспиранты ТГУ и КНИТУ-КАИ. Фундаментальное исследование, поддержанное грантом, рассчитано на два года. Объем финансирования на 2021 год составляет четыре миллиона рублей. 

«Работы уже ведутся. Сейчас в стадии разработки у нас три группы моделей. Первая — модель антропогенной нагрузки от объектов РЖД на лесопокрытые территории. Вторая — математическая модель, которая позволит оценивать генерацию дымовых частиц от горения лесных горючих материалов. И третья модель, которая тоже в стадии программирования, — по воздействию на подвижной состав РЖД поражающих факторов лесного пожара. Также важно, что наш проект позволил объединить усилия специалистов из разных вузов и институтов, разных регионов РФ, чтобы сообща создать этот гибридный подход», — подытожил Николай Барановский.  


Фото: vk.com/rzd_official

Похожие новости

  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    1210
  • 28/10/2020

    Российские ученые нашли экологически чистую замену углю

    Улучшить свойства доступных видов биотоплива смогли ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам авторов, им удалось получить из торфа и отрубей экологически чистое топливо, не уступающее по эффективности бурому углю.
    1059
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    603
  • 03/03/2021

    Новый материал для лечения сложных ожогов разрабатывают химики ТГУ

    Молодой ученый химического факультета Томского госуниверситета Олеся Лапуть работает над созданием материала, способствующего ускорению регенерации повреждённых кожных покровов. Основным инструментом для достижения этой цели выступает обработка потоками низкотемпературной плазмы, модифицирующей поверхность импланта.
    597
  • 05/10/2019

    Эксперты SecNet: потепление усложняет жизнь населения Сибири и Арктики

    В ТГУ проходит семинар международной сети научных станций SecNet, объединяющей исследователей Сибири и Арктики. Ученые из России, Норвегии, Швеции и Великобритании представляют результаты исследований по лесным пожарам, таянию ледников, вечной мерзлоты и другим темам.
    1880
  • 02/03/2021

    Участники проекта «Палеозой» завершили изучение архивных данных о нефтяных отложениях доюрского комплекса

    Завершен очередной этап проекта «Палеозой», направленного на создание технологий поиска трудноизвлекаемых запасов нефти в отложениях доюрского комплекса. Над его реализацией работают представители Центра индустриальной интеграции «Газпромнефть – Технологические партнерства», «Газпромнефть-Востока», Томского политехнического университета и компаний – партнеров.
    268
  • 22/03/2017

    Алтайский государственный университет – участник Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды

    В начале 2017 года Алтайский государственный университет подписал Соглашение о создании консорциума – Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды (SecNET), среди участников которого – 10 ведущих научных и образовательных центров Сибири: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Югорский государственный университет, Институт водных и экологических систем СО РАН, Институт биологических систем криолитозоны СО РАН (Якутск), Северо-Восточный федеральный университета им.
    2603
  • 04/03/2021

    Томские физики открыли школьникам доступ к научному проекту по антибиотикам

    Старшеклассники из Абакана принимают участие в проекте аспирантки физического факультета ТГУ Влады Чайдоновой по разработке спектрального экспресс-метода определения антибиотиков в пищевых продуктах с использованием флуоресцентного маркера.
    269
  • 29/12/2020

    Дмитрий Седнев: «Наша школа играет роль интегратора»

    ​Директор Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ТПУ Дмитрий Седнев поделился результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказал о целях и задачах на будущий год.
    1022
  • 29/08/2017

    Биологи ТГУ обследуют водоемы в Арктике по заказу нефтяников

    ​Биологический институт ТГУ и компания ООО "Лукойл-Коми" приступили к реализации совместного проекта, нацеленного на обеспечение экологической безопасности водных объектов нефтегазоносных районов Арктики и прилегающих к ней территорий.
    2182