IoTを活用した早期山火事検知と予防

Dryad Networksなどのスタートアップが提供する、新種のIoTベースの山火事早期警告システムが市場に登場しています。山火事がますます一般的になる世界で、これらのテクノロジーは測定可能な違いをもたらすのでしょうか。

地平線に炎が揺らめき、制御不能に谷底へ広がる。炎は納屋の群れを焼き尽くし、さらに一群の民家を襲い、その跡には燃えカスの家々、焦げた持ち物、台無しになった人生が残されます。

この光景は、2021年夏、米国西部全域であまりにも身近なものになりました。その結果生じた煙はシカゴやニューヨークまで漂い、深刻な大気質問題を引き起こしました。火災を完全に防ぐことはテクノロジーの及ばない領域かもしれませんが、その深刻度を緩和することは達成可能です。増え続けるIoT企業がこの点を証明しています。

オレゴン州ブライ近郊で現在燃えているブートレグ山火事。火災は非常に激しく、落雷を含む独自の気象を生み出しています。

激しい山火事は米国に限定されません。アマゾンとオーストラリアも近年、壊滅的な火災に見舞われています。

この急増の原因については、気候変動から、コロラド州の5Gタワー火災やネバダ州の標的射撃事件などのローカル要因まで、議論が分かれています。

原因が何であれ、山火事の影響は壊滅的で、頻度は上昇しています。米国機関間消火センターによると、7月20日時点で米国全土で83件の大規模火災が発生し、合計258万5492エーカー以上が焼失。専門家は、山火事が世界の年間CO₂排出量の約20%を占めると推定しています。

ブートレグ火災は現在、米国で最大の野火で、オレゴン州で40万エーカー以上を焼失。一方、カリフォルニア州のディキシー火災は3郡にわたり19万7000エーカー以上を焼失し、7月26日時点でわずか22%しか鎮圧されていません。

Climate Centralの報告によると、平均して山火事の焼失面積は過去40年間で倍増しています。

では、どうすれば山火事を防げるのでしょうか？

早期検知が鍵です。火災が早く特定されるほど、拡大を食い止めやすくなります。航空機と衛星監視が普及する前は、火災多発地域は気象レポート、季節ごとの見張り塔、そして運に頼っていました。

IoTソリューション

Dryad Networks、LADsensors、Seidorなどのスタートアップが、山火事活動のリアルタイム早期警告を提供するワイヤレスセンサーネットワークを開発しています。

EE Timesは、Dryad Networksの共同創業者兼CEOであるCarsten Brinkschulte氏に、同社の太陽光発電LoRaWANベースのセンサーシステムについて語りました。「当社の革新はLoRaWANにメッシュネットワークを追加し、ベースステーション同士がインターネット接続ゲートウェイに到達するまでメッセージをリレーできるようにしました」とBrinkschulte氏は説明します。「このアーキテクチャにより、各ベースステーションに直接のインターネットリンクを必要とせず、数千平方キロメートルをカバーできます。」

センサーはボーダーゲートウェイに接続し、LTE-M、Ethernet、またはStarlink衛星アンテナでデータを送信します。すべてのゲートウェイはスワーム対応で、協調的なデータ共有を可能にします。

電池不要のセンサーは単に木にぶら下げるだけで設計されており、メンテナンスフリーです。Dryadはこの概念をマーケティングで「インターネット・オブ・ツリー」として宣伝しています。

各センサーは、水素、二酸化炭素、一酸化炭素を監視するBosch BME688ガス検知チップを統合しています。エッジ処理と機械学習アルゴリズムを使用して、センサーは初期火災特有のガスシグネチャを識別し、高精度と低誤報率を実現します。

早期火災検知

Dryadは山火事活動の1時間未満での検知を目指しています。「火災を早期に、理想的にはすすぶり段階で捕捉できれば、対応がより効果的になります」とBrinkschulte氏は言います。この機能により、消防機関は火災が拡大する前に介入できます。

道路と森林の両方がある野地都市境界ゾーンでは、10平方マイルのカバレッジに約500個のセンサーが必要です。密林では、密度は10平方マイルあたり約250個に低下します。

センサーの基本価格は現在約50ドルで、10マイル界面の設置コストは約2万5000ドルです。量産割引が見込まれ、Brinkschulte氏はDryadが生産を拡大すれば単価が20ドルまで下がると予測しています。

ハードウェアに加えて、同社はハードウェアコストの10〜15%を占める年間サブスクリプション料金を請求します。このソリューションは、個人消費者ではなく、政府、公益事業、大規模林業企業向けに調整されています。

Dryadはまた、土壌水分や樹木成長モニターなどの他のセンサータイプをネットワークに統合する計画で、これは伐採会社にとって特に価値があるかもしれません。

これらのIoTベースの早期警告システムはまだ初期段階にあり、活動中の火災での本格的なフィールド試験はまだ行われていません。それでも、衛星やカメラベースの監視を補完する、有望な新たな保護層を表しています。

万能薬ではありませんが、Brinkschulte氏は、この技術がより広範な山火事管理ツールキットにうまく適合する、重要な超早期検知能力を提供すると述べています。

>> この記事はもともと姉妹サイトEE Timesで公開されました。