Ocena ryzyka wyładowań atmosferycznych

Poprawa bezpieczeństwa na lotniskach jest najważniejszym elementem, dzięki ocenie ryzyka wyładowań atmosferycznych jest to możliwe.

Wyładowania atmosferyczne to jedno z najbardziej widowiskowych i niebezpiecznych zjawisk natury, stwarzające znaczne ryzyko dla osób pracujących w otwartym środowisku. W miejscach jak lotniska, operacje na świeżym powietrzu mają kluczowe znaczenie, zagrożenie piorunem może doprowadzić do całkowitego zatrzymania działalności.

Wyłączenia systemów, choć niezbędne dla bezpieczeństwa, często skutkują kosztownymi opóźnieniami. Przełomowa inicjatywa naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Grazu (TU Graz) ma na celu zrewolucjonizowanie sposobu zarządzania ryzykiem wyładowań atmosferycznych w czasie rzeczywistym, skracając czas przestojów bez narażania bezpieczeństwa.

Projekt Real-Time Lightning Risk Assessment (RTLRA) to inicjatywa mająca na celu dynamiczne przewidywanie i ocenę ryzyka związanego z wyładowaniami atmosferycznymi. Integrując zaawansowaną technologię wykrywania z algorytmami predykcyjnymi, projekt koncentruje się na zwiększeniu środków bezpieczeństwa przy jednoczesnej optymalizacji wydajności operacyjnej. Badania oferują cenne narzędzia dla meteorologów, personelu bezpieczeństwa i branż narażonych na częste burze z piorunami.

Sercem projektu RTLRA jest sieć sześciu mierników pola elektrycznego (FM) strategicznie zainstalowanych w promieniu 10 kilometrów wokół lotniska w Grazu. Lokalizacja została wybrana ze względu na wysoką częstotliwość występowania burz i wyładowań atmosferycznych, co czyni ją idealnym miejscem do testowania technologii wykrywania wyładowań atmosferycznych.

Mierniki pola elektrycznego stale mierzą natężenie pola elektrostatycznego w ich pobliżu, które zmienia się pod wpływem gromadzenia się ładunków w chmurach burzowych. Dane w czasie rzeczywistym są następnie łączone z dwoma dodatkowymi krytycznymi źródłami. ALDIS (Austrian Lightning Detection and Information System) – siecią, która śledzi wyładowania atmosferyczne w całej Austrii. Danymi radarowymi z Austro Control GmbH, oferujące wgląd w ruchy chmur burzowych.

Analizując rozwinięty zbiór danych, naukowcy opracowali parametry do prognozowania aktywności piorunów. Co imponujące, system z powodzeniem przewidział pierwsze wyładowanie atmosferyczne w pobliżu lotniska w ponad 75% przypadków. Prognoza została uznana za dokładną, jeśli wysłała ostrzeżenie o wyłączeniu sieci pomiędzy dwiema, a 30 minutami przed pierwszym uderzeniem w ziemię, zapewniając odpowiedni czas na przygotowanie.

Tradycyjne metody prognozowania zostały rozszerzone o uczenie maszynowe w celu zwiększenia dokładności przewidywania. Sztuczna sieć neuronowa została przeszkolona przy użyciu historycznych obrazów radarów pogodowych i danych z systemów wykrywania wyładowań atmosferycznych. Nauczanie oparte na sztucznej inteligencji wykazało 85% dokładność w przewidywaniu, czy piorun wystąpi na badanym obszarze oraz w danym okresie.

Integracja uczenia maszynowego umożliwia głębszą analizę danych radarowych, identyfikując wzorce związane z nadchodzącymi wyładowaniami atmosferycznymi. Chociaż początkowo projekt RTLRA koncentruje się na operacjach na lotniskach, jego implikacje wykraczają daleko poza nie. Opracowane technologie można zastosować do otwartych przestrzeni takich jak imprezy plenerowe, place budowy, czy koncerty.

Dostarczając szczegółowych i praktycznych prognoz, system umożliwia decydentom zrównoważenie bezpieczeństwa z ciągłością operacyjną. Technologie oparte o sztuczną inteligencję coraz częściej usprawniają aspekt bezpieczeństwa w wielu branżach. Powinniśmy jak najwięcej tego typu projektów wprowadzać, aby sztuczna inteligencja, którą wszyscy obecnie się zachwycają pomagała nam w aspektach bezpieczeństwa.

Szymon Ślubowski