Νάνσυ Αλωνιστιώτη
Καθηγήτρια τμήματος Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών ΕΚΠΑ, Δντρια εργαστηρίου SCANlab
Το βραβευένο σύστημα CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ, βασίζεται σε σύνθετους αλγόριθμους και μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης για να κάνει πρόληψη, εντοπισμό φωτιάς, πρόβλεψη για την επέκταση της φωτιάς (όταν αυτή ανιχνευτεί) και τέλος διαμορφώνει σε πραγματικό χρόνο πλάνα εκκένωσης των πολιτών από την πληττόμενη περιοχή, με παράλληλη δυνατότητα αποστολής των ασφαλέστερων διαδρομών διαφυγής στα κινητά των πολιτών.
Το σύστημα CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ μπορεί να ανιχνεύει ανθρωπογενείς κινδύνους (όπως συγκεντρώσεις απορριμμάτων και καύσιμης ύλης σε δάση), ειδοποιώντας τους αρμόδιους φορείς, συμβάλλοντας σημαντικά στην πρόληψη πυρκαγιών.
Εχει επίσης τη δυνατότητα να διαλειτουργεί με διαφορετικές υποδομές αισθητήρων, καμερών, drones κλπ, ώστε συνδυάζοντας τα δεδομένα να ανιχνεύει έγκαιρα εστίες φωτιάς και στη συνέχεια, αφού λάβει υπόψη μετεωρολογικά στοιχεία και γεωμορφολογικά στοιχεία της περιοχής να προβλέψει με ακρίβεια την πορεία της, την απόσταση που θα διανύσει και τον χρόνο που θα χρειαστεί για να φτάσει σε κατοικημένες περιοχές αξιοποιώντας αλγορίθμους μηχανικής μάθησης. Με βάση την εκτίμηση κινδύνου που κάνει το σύστημα για το ποιες περιοχές θα κινδυνεύσουν από το φαινόμενο, έχει τη δυνατότητά του να παράγει σε πραγματικό χρόνο πλάνα εκκένωσης και να παρέχει ειδοποιήσεις για τις διαθέσιμες διαδρομές διαφυγής προς τους πολίτες.
Η συγκεκριμένη λύση μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό εργαλείο υποστήριξης των υπηρεσιών πολιτικής προστασίας στη λήψη αποφάσεων για τη διαχείριση των κρίσεων και ενίσχυσης της περιβαλλοντική ανθεκτικότητας και της προστασίας των πολιτών.
Το Σύστημα CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ
Το σύστημα αυτό με τη χρήση πολύπλοκων αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης έχει τη δυνατότητα της ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο δεδομένων από αισθητήρες (καπνού, φωτιάς, χημικών, κίνησης, φωτός, επιπέδου υδάτων, κίνησης υδάτων σε ποταμό κ.ά.) αλλά και από οποιουδήποτε τύπου κάμερα (θερμική, οπτική, σταθερή, από drone, από κινητό τηλέφωνο, κ.λπ) ώστε να εντοπίζεται εγκαίρως ένα ιδιαίτερο καιρικό φαινόμενο (πλημμύρα) ή ένα έκτακτο συμβάν (πυρκαγιά, δασική ή αστική).
Στη συνέχεια, συνδυάζοντας τα δεδομένα των αισθητήρων και των καμερών με τα μετεωρολογικά δεδομένα για την περιοχή του συμβάντος το CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ προβλέπει την εξέλιξη του φαινομένου. Ενδεικτικά, προβλέπει την πορεία που θα ακολουθήσει μία πυρκαγιά, την απόσταση που θα διανύσει, τον χρόνο που θα χρειαστεί για να διανύσει αυτή την απόσταση, ποιες κατοικημένες περιοχές κινδυνεύουν και σε πόση ώρα κ.λπ. Αυτά είναι σημαντικά στοιχεία για τις υπηρεσίες πολιτικής προστασίας, οι υπεύθυνοι των οποίων μπορούν να λάβουν με μεγαλύτερη σιγουριά κρίσιμες αποφάσεις όπως εκκένωση περιοχών, οργάνωση των δυνάμεων πυρόσβεσης κ.λπ.
Εκκένωση περιοχών και διαδρομές διαφυγής
Το CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ όμως, εκτός από τον εντοπισμό του συμβάντος και την πρόβλεψη της εξέλιξής του, έχει καίρια συνεισφορά και στην εκκένωση της παθούσας περιοχής.
Οι πολίτες οι οποίοι έχουν εγκατεστημένη την εφαρμογή του συστήματος, θα λαμβάνουν μήνυμα με εναλλακτικές διαδρομές διαφυγής, διαβαθμισμένες ανάλογα με την επικινδυνότητα κάθε μίας ώστε να διασφαλίζεται κατά το δυνατόν:
- η μικρότερη δυνατή παρεμβολή στις πυροσβεστικές, αστυνομικές ή άλλες δυνάμεις που θα βρίσκονται ή θα κατευθύνονται στο σημείο
- η συντομότερη δυνατή διαδρομή διαφυγής προς τα προκαθορισμένα σημεία καταφυγής ανά περιοχή
- η διαβάθμιση των εναλλακτικών διαδρομών διαφυγής με βάση την επικινδυνότητα σε σχέση με το εξελισσόμενο συμβάν
Η εφαρμογή φυσικά είναι αμφίδρομης επικοινωνίας καθώς οι πολίτες, μέσα από ένα εύχρηστο γραφικό περιβάλλον, μπορούν να ενημερώσουν τις υπηρεσίες για ένα συμβάν που υπέπεσε στην αντίληψή τους, με εικόνα, βίντεο και, φυσικά, ακρίβεια τοποθεσίας μέσω GPS.
Όλα τα παραπάνω, είναι υπό τον έλεγχο και την έγκριση των υπευθύνων της πολιτικής προστασίας οι οποίοι έχουν πλήρη εικόνα του συμβάντος επί του πεδίου, τόσο μέσα από το σύστημα, όσο και από τα υπόλοιπα κανάλια ενημέρωσης που διαθέτει ο κρατικός μηχανισμός.
Οι υπεύθυνοι μπορούν είτε να χρησιμοποιήσουν την δυνατότητα του συστήματος για ενημέρωση των πολιτών με τις εναλλακτικές διαδρομές διαφυγής είτε, αξιοποιώντας πληροφόρηση που δεν μπορεί να ενσωματωθεί στο CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ, να ενημερώσουν τους πολίτες μέσω της πλατφόρμας με στοχευμένες ειδοποιήσεις (μηνύματα).
Πρόληψη: Ανίχνευση ανθρωπογενών κινδύνων για εκδήλωση πυρκαγιάς στο δάσος
Το πεδίο ενδιαφέροντος και χρηματοδότησης του #ICLEIActionFund της Google προς την ερευνητική ομάδα του ΕΚΠΑ είναι κυρίως στον εντοπισμό και στην αναγνώριση ανθρωπογενών κινδύνων και πιθανών εστιών υψηλής περιβαλλοντικής επικινδυνότητας για δασικές εκτάσεις και αστικές ή περιαστικές περιοχές.
Η αναγνώριση των απορριμμάτων, των γνωστών μας «παράνομων χωματερών», όπως και των υπολειμμάτων από τον καθαρισμό οικοπέδων (ξερά κλαδιά και λοιπή καύσιμη ύλη συγκεντρωμένη σε σημεία κοντά σε δάση), είναι εκ των βασικότερων κινδύνων εκδήλωσης πυρκαγιάς στα δάση. Το σύστημα πολιτικής προστασίας CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ εντοπίζει τα απόβλητα στις παράνομες χωματερές μέσα στο δάσος καθώς και τα υπολείμματα του καθαρισμού (με τη χρήση drones και άλλων καμερών) ή με τη χρήση ειδικών αισθητήρων και δίνει αυτοματοποιημένες ειδοποιήσεις προς τους υπεύθυνους της τοπικής αυτοδιοίκησης και πολιτικής προστασίας.
Χρήση για κάθε είδους φυσική καταστροφή
Αν και η αρχική ανάπτυξη του συστήματος πολιτικής προστασίας CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ πραγματοποιήθηκε για την αντιμετώπιση δασικών πυρκαγιών, οι αλγόριθμοί του εφαρμόζονται με επιτυχία τόσο στην αντιμετώπιση πλημμυρών αλλά και στην φύλαξη κάθε είδους εγκατάστασης.
Το σύστημα μπορεί να αναλύει τα δεδομένα από αισθητήρες έντασης βροχόπτωσης, μέτρησης στάθμης ποταμών καθώς και εισερχόμενα μετεωρολογικά και άλλα δεδομένα από την εξέλιξη μίας ακραίας βροχόπτωσης, και να πραγματοποιεί πρόβλεψη για την εξέλιξη του φαινομένου.
Χρήση για τη φύλαξη εγκαταστάσεων
Οι αλγόριθμοι και η πλατφόρμα του συστήματος CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ χρησιμοποιούνται επίσης για την επιτήρηση κρίσιμων υποδομών και φύλαξη εγκαταστάσεων.
Με εισερχόμενα δεδομένα από αισθητήρες (κίνησης, ενεργοποίησης θυρών, παραβίασης θυρών και παραθύρων κ.λπ) και κάμερες (wide και θερμικές, σταθερές ή από drones) το σύστημα μπορεί να αναγνωρίζει την παρουσία ατόμων, οχημάτων, καπνού και φωτιάς και να ενημερώνει ανάλογα τα κατάλληλα πρόσωπα ή υπηρεσίες.
Αρθρωτή (Module–based) αρχιτεκτονική
Το CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ αποτελείται από τα ακόλουθα υποσυστήματα (modules):
- Σύστημα ανίχνευσης καπνού-φωτιάς
- Σύστημα ανίχνευσης αποβλήτων και καύσιμης ύλης
- Σύστημα ανίχνευσης χημικών-αερίων
- Σύστημα ανίχνευσης παραβιάσεων (intruders)
- Σύστημα ανίχνευσης πλημμυρικών φαινομένων
- Σύστημα εισερχόμενων οπτικών σημάτων και αισθητήρων
- Σύστημα ανάλυσης- πρόβλεψης εξέλιξης συμβάντος
- Σύστημα εκκένωσης περιοχής και ενημέρωσης πολιτών
- Σύστημα κέντρου διαχείρισης κρίσεων και υποστήριξης αποφάσεων
Κάθε τμήμα του συστήματος πολιτικής προστασίας ΔΡΥΑΔΕΣ μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να λειτουργήσει ανεξάρτητα από τα υπόλοιπα, συνεργαζόμενο με άλλες εφαρμογές μέσω API και συστημάτων διεπαφής.
Παρουσίαση του Συστήματος
Κατά την παρουσίαση του συστήματος σε εκδήλωση στις 30 Ιουλίου στο ΕΚΠΑ έγινε επίδειξη σε ρεαλιστικές συνθήκες, πραγματοποιήθηκε πτήση drone και προσομοίωση καπνού-φωτιάς. Με αυτόν τον τρόπο, αναδείχθηκαν στην πράξη οι εντυπωσιακές δυνατότητες του συστήματος, το οποίο ανίχνευσε την εκδήλωση της φωτιάς, προέβλεψε με ακρίβεια την πορεία της φωτιάς, την απόσταση που θα διανύσει και τον χρόνο που θα χρειαστεί για να φτάσει σε κατοικημένες περιοχές. Επιπλέον, το σύστημα επισήμανε ποιες περιοχές κινδυνεύουν και χρειάζονται εκκένωση, ενώ παρείχε και ειδοποιήσεις για τις διαθέσιμες διαδρομές διαφυγής.
Αναλυτικότερα, στην παρουσίαση έγινε επίδειξη των δυνατοτήτων των συστημάτων CIVICS/DRYAS για την επίτευξη προστιθέμενης αξίας στην αξιοποίησή τους για την κοινωνία και την ασφάλεια των πολιτών.
Η παρουσίαση εστίασε στις εξής λειτουργίες:
- Πρόληψη, με τον εντοπισμό ανθρωπογενών κινδύνων και την αξιολόγηση επικινδυνότητας για εκδήλωση φωτιάς
- Εντοπισμό καπνού/φωτιάς
- Πρόβλεψη για την επέκτασης της φωτιάς, με αξιολόγηση του χρόνου και τις περιοχές που θα επηρεαστούν
- Σχεδιασμό εκκενώσεων πληθυσμού και αποστολή προσωποποιημένων ενημερώσεων με βάση τη θέση των ομάδων του πληθυσμού και των ασφαλέστερων διαδρομών διαφυγής σε πραγματικό χρόνο
Η λειτουργικότητα αυτή αποδεικνύει την αποτελεσματικότητα των λύσεων με στόχο την άμβλυνση των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής μέσω του έγκαιρου εντοπισμού και της αντιμετώπισης ασυνήθιστων καιρικών φαινομένων ή έκτακτων συμβάντων, που μαστίζουν όχι μόνο τη χώρα μας αλλά ολόκληρο τον πλανήτη.
Για τη μέχρι τώρα ανάπτυξη του συστήματος έγιναν συνέργιες με Ευρωπαϊκούς φορείς για την πολιτική προστασία, όπως το Public safety Communication Europe. Τέτοιες λύσεις είναι ιδιαίτερα χρήσιμες σε έκτακτες περιπτώσεις καθώς υποστηρίζουν τις υπηρεσίες πολιτικής προστασίας στη λήψη αποφάσεων για τη διαχείριση των κρίσεων και συμβάλλουν σημαντικά στην πρόληψη. Κάθε σύστημα όπως το DRYADES/CIVICS είναι πλήρως ανθρωποκεντρικό, ανεξάρτητα από το γεγονός ότι χρησιμοποιεί την τεχνητή νοημοσύνη.Είναι ανθρωποκεντρικό ως προς τον αντικειμενικό του στόχο: την προστασία της ανθρώπινης ζωής, πρωτίστως, του φυσικού περιβάλλοντος και της περιουσίας.
Είναι όμως ακόμα περισσότερο ανθρωποκεντρικό ως προς τη χρήση του τόσο από τις κρατικές υπηρεσίες και το πυροσβεστικό σώμα, όσο και απο τους υπεύθυνους πολιτικής προστασίας των περιφερειών και των Δήμων της Χώρας. Αναφορικά με τη χρήση του λοιπόν, ο σχεδιασμός έχει πραγματοποιηθεί για να υποστηρίζει τη λήψη κρίσιμων αποφάσεων από τους υπεύθυνους των ανωτέρω φορέων. Τα στελέχη της Πυροσβεστικής και της πολιτικής προστασίας σε τοπικό ή εθνικό επίπεδο, τα οποία έχουν την πλήρη εικόνα κάθε συμβάντος από όλα τα κανάλια πληροφόρησης του κρατικού μηχανισμού, είναι αυτά τα οποία θα δίνουν πάντα το τελικό «GO» ή «NO GO».
Η υπεύθυνη Καθηγήτρια κ Αλωνιστιώτη παρομοίασε το CIVICS/ΔΡΥΑΔΕΣ με τον ελβετικό σουγιά που επάνω σε ένα ράφι είναι άχρηστος αλλά στα χέρια των κατάλληλων ανθρώπων μπορεί να είναι πολυεργαλείο!
Σχετικοί σύνδεσμοι:
Τμήμα πληροφορικής Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών
ScanLab
