Časopis 112 ROČNÍK XXIV ČÍSLO 9/2025

Zásah při mimořádné události v Poličských strojírnách, a. s., v okresu Svitavy trval v celkovém součtu osm dní. Jednalo se o technickou závadu a zkrat na vytavovací peci munice v jednom z výrobních objektů. Mezi systémy včasné detekce lesních požárů jsou zastoupeny čtyři základní principy, a to satelitní systémy, bezpilotní letecké prostředky, bezdrátové senzorové sítě a kamerové systémy. Odborným seminářem ve Křtinách byla završena první etapa projektu WEDS. Ochrana obyvatelstva ve finském pojetí zahrnuje oblast záchranářství (boj s požáry, záchrana a pomoc při řešení mimořádných událostí nevojenského charakteru) a civilní obranu – ochranu v případě ozbrojeného konfliktu. Civilní obrana je pak společně s vojenskou obranou, obranou ekonomiky, informační obranou aj. součástí tzv. totální obrany (celospolečenské obrany) státu. V úterý 6. května 2025 se ve středočeských Neratovicích a zdejší zóně havarijního plánování stanovené v okolí chemických provozů SPOLANA a ORLEN Unipetrol Doprava 

V červencovém čísle jsme informovali čtenáře 112 o odborném semináři k projektu Systém včasné detekce lesních požárů v České republice, který je spolufinancován Evropskou unií a jenž se konal koncem června 2025 v moravských Křtinách. Cílem projektu je posílení schopnosti České republiky (ČR) odhalovat v zárodku lesní požáry, zejména v odlehlejších lokalitách, a včas na ně reagovat. Tento seminář ukončil první část projektu, proto v zářijovém čísle zaměříme pozornost na konkrétní systémy včasné detekce lesních požárů, mezi kterými jsou zastoupeny čtyři základní principy, a to satelitní systémy, bezpilotní letecké prostředky, bezdrátové senzorové sítě a kamerové systémy.

Satelitní systémy

Pro detekci lesních požárů bylo rešerší nalezeno pět satelitních systémů:

• německý ORORA TECH – vyhodnocuje data z 26 satelitů a systém se průběžně doplňuje o další družice,
• americký NASA FIRMS – byl vyvinut v roce 2007 v NASA a je určen pro globální monitorování požárů,
• britský EOCIS UK RAPID FIRE ALERT SYSTEM – prototyp zařízení, které má na základě geostacionárního satelitního snímání rychle detekovat požáry,
• kanadský WILDFIRESAT – ve zkušebním provozu, první byl vypuštěn letos,
• systém EU EFFIS – Evropský informační systém o lesních požárech, který je od roku 2015 součástí programu EU Copernicus v rámci služby pro řízení mimořádných událostí EU.

Většina satelitních systémů určených pro globální monitorování požárů využívá technologii termální multispektrální analýzy satelitních snímků a detekuje zejména termální anomálie s rozlišením několika set metrů. Úspěšnost detekce závisí na počtu průletů satelitu za den. Informace o aktivních požárech se obvykle aktualizují několikrát denně. Data jsou zpřístupněna maximálně do tří hodin od průletu a pořízení snímků a zpracovávají se většinou na palubě.
Záměrem nových satelitních systémů je vytvořit síť zajišťující průlet družice každých 20 minut (důležitá je časová rovnoměrnost snímkování během dne bez dlouhých časových mezer bez průletu), zmenšit rozlišení detekce alespoň na 10 × 10 metrů, minimalizovat detekovatelný tepelný výkon (nyní se pohybuje okolo 1,8 MW), a tím snížit detekční limit, a pro vyhodnocení využívat umělou inteligenci (AI).
Výhodou satelitních systémů je neustálé zvyšování počtu satelitů na oběžné dráze a nízké náklady na vybudování infrastruktury. Zákazník si zaplatí licenci a pak systém využívá. Některé systémy jsou schopny identifikovat spálenou a zasaženou plochu, radiační výkon požáru, zaznamenávat průlety satelitů, aktuální meteosituaci a šíření požáru. Nevýhodou satelitní detekce je fakt, že data putují nějakou dobu na Zem a že v současnosti zachytí jen rozvinuté požáry. Vzhledem k prudkému vývoji technologií za poslední roky lze předpokládat, že se postupně hladina tepelné energie, kterou jsou satelity schopny zachytit, bude postupně snižovat.

Bezpilotní letecké prostředky

V rámci rešerše bylo nalezeno pět systémů, které lze označit jako bezpilotní letecké prostředky určené pro detekci lesních požárů; dva z USA a po jednom z EU, Nizozemska a Slovenska. Tyto systémy se od sebe značně liší vybavením senzory, komunikační sítí, přenosem dat, mírou autonomie provozu, rozsahem pokrytí, integrační kapacitou s jinými monitorovacími systémy a zapojením AI. Pro detekci lesních požárů byl na semináři představen integrovaný mobilní obrazový systém detekce a monitoringu HZS ČR DESMOND. Systém je složen ze stacionární kamery a senzorů (viz kamerové systémy níže), mobilního monitorovacího pracoviště a dronových jednotek (obr. 1). Základními funkcemi systému je dálkový vizuální a termovizní monitoring, detekce dýmu a teplotních změn v krajině, automatická analýza obrazu (detekce anomálií), přenos obrazu v reálném čase do mobilního monitorovacího pracoviště. Systém disponuje solárním napájením a LTE přenosem (technologie pro vysokorychlostní bezdrátový přenos dat v mobilních sítích, 4G).
Důvodem pro nasazení systému DESMOND je ostraha chráněného území v době vysokého rizika, vytvoření dočasného předsunutého pracoviště v mobilním štábu, monitoring požáru v nepřístupných oblastech, kam nelze vyslat dron, a sledování rekreačních oblastí během letní sezony. Z hlediska detekce lesních požárů lze systém DESMOND využít pro prevenci a včasné varování, monitoring během požáru a zabezpečení kritických zón.
V rámci prevence a včasného varování se systém umístí na rizikové lokality. Kamera sleduje krajinu ve vysokém rozlišení a automaticky vyhledává dým nebo tepelné anomálie. V případě detekce požáru je vyslán alarm a snímek na operační a informační středisko. Při monitoringu běžného požáru se systém umístí na hranici požářiště nebo v místě, odkud hrozí šíření, přičemž umožňuje vizuální i termální přehled o vývoji situace bez nutnosti vysílání osob do nebezpečné oblasti. Obraz slouží pro rozhodovací proces velitele zásahu (pohyb ohně, vývoj kouřového mraku). Během zabezpečení kritických zón slouží systém pro hlídání evakuačních cest, obytných oblastí nebo cenných lesních porostů a pro detekci podezřelého chování.
Mobilní monitorovací pracoviště je speciální velitelský a operační prostředek, který slouží k monitorování, analýze a řízení zásahů jednotek PO v terénu. Mobilní jednotka je vybavena pokročilými komunikačními, zobrazovacími a analytickými technologiemi, které umožňují získávat a vyhodnocovat klíčové informace v reálném čase. Technické zázemí pro koordinační činnost zahrnuje společný komunikační kanál, např. LTE síť s prioritou přenosu dat z dronů i vrtulníku, vizualizační SW, například GIS mapa, do které se propisují aktuální pozice a záběry, datové úložiště nebo cloud, kde jsou videa a termomapové výstupy archivovány. Mobilní monitorovací pracoviště je bodem integrace živých vstupů, rozhodování a navádění.

Obr.1 Integrovaný mobilní obrazový systém detekce a monitoringu HZS ČR DESMOND.JPG

Bezdrátové senzorové sítě

Pro detekci lesních požárů bylo nalezeno pět systémů, které lze označit jako bezdrátové senzorové sítě (WSN – Wireless Sensor Nets). Dva jsou z USA a ostatní z Kanady, Portugalska a Německa. Systémy se liší typy senzorů, platformou přenosu dat, rozlohou pokrytí, požadavky na infrastrukturu, rychlostí odezvy, odolností a spolehlivostí, autonomií provozu a falešnými alarmy.
V monitorovaných oblastech detekují bezdrátové senzory (Wildfire Sensors) zplodiny hoření, a to H₂, CO, CO₂ a některé těkavé organické sloučeniny, dále teplotu, vlhkost a tlak vzduchu. Identifikace trvá několik minut. Senzory registrují oheň již ve fázi doutnání, což umožňuje ho uhasit dříve, než se výrazněji rozšíří. Z bezdrátových senzorových sítí jsou nejvíce rozšířené takzvané meshové sítě, označující topologii zařízení zprostředkovávající připojení k síti a propojení mezi jednotlivými zařízeními (až 100 najednou). Pro včasnou detekci lesních požárů využívají systémy bezdrátové senzory s podporou IoT (internetu věcí), efektivní přenos dat a AI. Přenos dat pracuje na platformě LoRaWAN (nízkonákladová bezdrátová radiová technologie s přenosem dat až na vzdálenost několika kilometrů s minimální spotřebou energie), IoT a meshových sítí. Systém se skládá ze čtyř částí: bezdrátových senzorů, síťových bran (meshových bran, Mesh Gateways), hraničních brán (Border Gateways) a cloudové platformy. Senzory a meshové brány se instalují na stromy do výšky minimálně tří metrů, hraniční brány na sloupy nebo lesní domky. Senzory propojené do meshové sítě umožňují efektivní přenos dat i v odlehlých oblastech bez mobilního signálu. Data jsou přenášena na centrální servery prostřednictvím LoRaWAN (viz obr. 2).


Obr. 2 Schéma přenosu dat bezdrátové senzorové sítě (meshová síť). Zdroj Dryad Networks GmbH (https://www.dryad.net/silvanet)

Velká instalace (územní pokrytí větší než 10 000 ha) pro včasnou detekci lesních požárů vyžaduje několik tisíc senzorů, desítky síťových bran a jednotky hraničních bran. Mezi největší výhody meshových sítí patří rychlá detekce požáru (detekují požár ještě před vznikem viditelného kouře), odezva systému, která se pohybuje v řádu 10 minut, což umožňuje rychlou reakci na vznikající požár, bezdrátová komunikace, škálovost (možnost plošně rozšiřovat síť počtem senzorů), nízká spotřeba energie, nezávislost na mobilních sítích, rychlé varování záchranných složek pomoci SMS, mobilních aplikací nebo e-mailem. Mezi nevýhody systému patří zranitelnost systému vzhledem k vandalismu (umístění na stromech), vysoké pořizovací náklady pro rozsáhlá pokrytí, nevhodnost pro velké otevřené oblasti, závislost na radiovém signálu a připojení – v některých odlehlých oblastech může být nutná satelitní komunikace. Zdrojem energie jsou superkondenzátory, kam se ukládá energie ze solárních panelů, které jsou vestavěné do jednotlivých součástí systému. Reference o existujících instalacích či testování tohoto systému jsou například z Německa, Španělska, Portugalska, Řecka, USA, Kanady, Brazílie, Indonésie, Austrálie a Afriky.

Kamerové systémy

Kamerové systémy pro včasnou detekci lesních požárů využívají kamerové senzory, analýzu obrazu s využitím AI a různé komunikační technologie. Systém detekuje kouř  multispektrálním senzorem, který obsahuje optické a infračervené senzorové jednotky. Automatický kamerový systém detekuje kouř i malých požárů na základě vizuální (optické) analýzy, přičemž používá AI pro analýzu a odhalení kouře. AI a algoritmy strojového učení analyzují obraz v reálném čase a hledají „kouřové vzory“. Kamery jsou umístěny na věžích nebo stožárech s dobrým výhledem na rozsáhlé oblasti (výška 10–50 metrů). Lze využít existující věže telekomunikačních operátorů, stožáry nebo vysoké budovy, takže není potřeba budovat novou infrastrukturu. Kamery využívají optický zoom a rotaci, což umožňuje pokrytí velkých oblastí.
Přenos dat online mezi kamerou a operačním nebo dohledovým centrem se realizuje mikrovlnným spojením, mobilními sítěmi (4G/5G), optickými vlákny nebo satelitní komunikací. Kombinace těchto technologií umožňuje rychlý a spolehlivý přenos i ve vzdálených lokalitách. Operační centrum přijímá data a porovnává je s historickými informacemi. Je-li požár potvrzen, systém okamžitě informuje hasiče.
Podle meteopodmínek je schopna jedna kamera detekovat vznikající požár na vzdálenost několika desítek kilometrů. Pokrytí jednou kamerovou věží je až 700 km². Při použití většího počtu kamerových věží lze pokrýt oblast několika tisíc kilometrů čtverečních. Odezva systému probíhá v těchto krocích: detekce kouře kamerou probíhá okamžitě v reálném čase, AI analýza obrazu řádově v desítkách sekund, přenos dat do operačního centra do minuty, analýza a potvrzení operačního střediska v jednotkách minut, alarm jednotek PO okamžitě po potvrzení požáru. Celková doba odezvy, tzn. čas od detekce po povel jednotce k výjezdu, je do 10 minut. Věžové systémy mohou být napájeny elektrickou sítí, solárními panely nebo bateriovými zálohami.
Detekce může být omezena mlhou, deštěm či kouřem z jiných zdrojů. Systémy vybavené termovizními senzory dokážou detekovat tepelné anomálie a žhavá místa i v úplné tmě. Výhodou kamerových systémů je automatická detekce požárů 24/7, autonomie systému, velké územní pokrytí, rychlá odezva, díky AI systém rozlišuje kouř od mlhy nebo oblačnosti. Použitím více senzorů systém kombinuje výhody optické detekce kouře s výhodami tepelné detekce. Systém je vhodný pro velké otevřené oblasti.
Rešerší bylo nalezeno 11 systémů, které můžeme označit jako kamerové systémy. Tři jsou z USA, dva z Německa a Jihoafrické republiky a jeden z Chorvatska, Hongkongu, Itálie a Řecka. Reference o existujících instalacích kamerových systémů jsou například z Německa, Slovenska, USA, Kanady, Španělska, Austrálie, Portugalska, Kolumbie nebo Chile. Velmi cenné informace přinesla studijní cesta na Slovensko. Kamerové systémy (automatizovaný stacionární detekční systém) mají nainstalované na třech lokalitách, a to ve Vysokých Tatrách, Nízkých Tatrách a Záhoří. Celkově pokrývají území o rozloze 7 593 km². Podle jejich zkušeností odezva systému trvá 15–20 min, tj. doba od vzniku požáru po výjezd hasičů. Každá lokalita má vlastní řídicí centrum a je monitorována šesti kamerovými systémy. GIS je pro každou oblast samostatný. V řídicím centru pracuje pět zaměstnanců, provoz je nepřetržitý 24/7/365.

Závěr

Prioritní otázkou projektu je definovat území, které chceme detekčním systémem chránit, a způsob dosažení toho cíle. Další fází je určit, které detekční systémy jsou nejvhodnější a co nám jejich využití poskytne. Každý detekční systém má výhody a nevýhody a je optimální pro různý charakter terénu. Pro návrh na pořízení optimálního detekčního systému bude nutné mít nástroj hodnocení. Projektový tým definoval technická kritéria, podle kterých se budou systémy hodnotit, jako například spolehlivost (plané poplachy / reálné poplachy), rychlost odezvy, efektivní pokrytí, autonomie systému, potřeba nové infrastruktury, reference, věrohodnost výrobce, schopnost vytvářet hybridní řešení, odolnost, životní cyklus a náklady na něj, spolehlivost přenosu dat, identifikace a lokace požáru nebo způsob verifikace výsledků.
Projekt WEDS se vyvíjí úspěšně a projektový tým postupně naplňuje cíle projektu. Odborným seminářem ve Křtinách byla završena první etapa s názvem Analýza dostupných systémových řešení a technických prostředků využitelných pro včasnou detekci požárů v přírodním prostředí a analýza morfologie terénu a vybraných parametrů lesa v ČR. Projekt bude pokračovat ještě rok a bude ukončen 30. června 2026. V nadcházejícím půlroce bude úkolem projektového týmu zpracovat akční plán pro implementaci systému včasné detekce lesních požárů v ČR a nakonec v posledním půlroce bude realizována pilotní studie pro systém včasné detekce lesních požárů.

Ing. Jiří MATĚJKA, MV-generální ředitelství HZS ČR, foto archiv MV-generální ředitelství HZS ČR

vytisknout  e-mailem  X Corp.   Facebook