Wanneer een natuurbrand uitbreekt en een gemeenschap nadert, hoe beslissen calamiteitenbeheerders wanneer bewoners moeten evacueren?

"Het nemen van beslissingen over de evacuatie van natuurbranden is een uitdaging omdat de bevelhebbers van het incident rekening moeten houden met de voortgang van de brand, bevolkingsverdeling en evacuatieverkeer, " legde Dapeng Li uit, een assistent-professor bij de afdeling Geografie van de South Dakota State University.

Li's onderzoek maakt gebruik van op gegevens gebaseerde modellen om noodhulpmanagers te helpen bij het nemen van die beslissingen. specifiek, hij gebruikt branduitbreidingsmodellering om te voorspellen hoe snel het vuur zal reizen en gebruikt een verkeerssimulatiemodel om in te schatten hoeveel tijd de mensen nodig hebben om naar veilige plaatsen te evacueren.

"Het is de koppeling van de twee modellen die ons helpt een beter begrip te krijgen van de dynamiek en mechanismen achter het evacuatieproces. Het is complexer dan we dachten, " zei Li. Het onderzoek naar het modelleren van bosbrandevacuatie maakte deel uit van Li's doctoraatswerk aan de Universiteit van Utah. Zijn resultaten zijn gepubliceerd in een speciale uitgave over modellering van brandevacuatie in Brandtechnologie .

Nu het aantal bosbranden toeneemt en steeds meer mensen huizen bouwen in beboste gebieden, recente bosbranden hebben geleid tot aanzienlijke verliezen aan mensenlevens en eigendommen, legde Li uit. Bijvoorbeeld, de Tubbs Fire in Noord-Californië vernietigde meer dan 5, 000 structuren en veroorzaakte 22 doden in oktober 2017. In juli 2018, meer dan 1, 600 structuren gingen verloren en zeven mensen stierven in de Carr Fire in Californië.

Waarschuwingstriggers bij gevaren voor het milieu houden rekening met de natuurlijke, menselijke en gebouwde omgevingen en kan worden beschouwd als een waarschuwings- en timingmechanisme voor evacuatie, legde Li uit. Om dit te verantwoorden, Li koppelt wildvuurverspreiding en verkeerssimulatiemodellen om triggers voor natuurbrandevacuatie in te stellen.

"De eerste stap is het modelleren van het verloop van de brand in het landschap", hij legde uit, "We moeten rekening houden met factoren als topografie, brandstoftype, brandstof vocht, windrichting en snelheid. We kunnen branduitbreidingsmodellering gebruiken om branduitbreidingssnelheden op verschillende locaties in het landschap af te leiden en brandreistijden te berekenen."

Om het verkeerssimulatiemodel uit te voeren, Li gebruikte huislocaties van de geografische informatiesysteemafdeling van de stad San Diego en de voertuigbezettingsgegevens van de American Community Survey. "We moeten inschatten hoeveel auto's zich tijdens de evacuatie op het wegennet zullen bevinden, "zei hij. "Als het te druk is, de evacués kunnen onderweg bekneld raken door het vuur en sterven in hun auto's."

Li gebruikte Julian, een woonwijk ten oosten van San Diego in de case study. Het gebied heeft drie gemeenschappen en drie snelwegen, met ongeveer 1, Er wonen 500 mensen. Echter, hij merkte, het geïntegreerde model kan worden toegepast op elk geografisch gebied in de Verenigde Staten omdat het gekoppelde model is gebaseerd op open source software en open data.

Het koppelen van branduitbreidings- en verkeerssimulatiemodellen helpt bij het beantwoorden van vragen over de timing van waarschuwingen tijdens evacuatie, legde Li uit. Door het gekoppelde model, bevelvoerders kunnen in de evacuatiesimulatie voor elke minuut gelijktijdig de ruimtelijke patronen van brandperimeters en evacuatieverkeer onderzoeken. Dit zou hen kunnen helpen hun situationeel bewustzijn te verbeteren en effectievere aanbevelingen voor beschermende actie te doen.

"Mijn werk is direct gerelateerd aan de openbare veiligheid - het gaat over overleven. zeer weinig wetenschappers doen dit soort onderzoek in de Verenigde Staten vanwege het interdisciplinaire karakter, " legde Li uit, "Er zijn nog veel problemen die moeten worden opgelost op dit gebied."

In de toekomst, Li wil graag verder onderzoeken hoe meer menselijk evacuatiegedrag kan worden geïntegreerd in evacuatiemodellering voor natuurbranden en de modellen in één softwaresysteem kan integreren. "Dit maakt het voor incidentcommandanten en hun technische ondersteuningsteam gemakkelijker om te gebruiken, " hij voegde toe.