問題B:撲滅野火
背景
澳大利亞的2019-2020火災季節在每個州都造成了毀滅性的野火,對新南威爾士州和維多利亞州東部的影響最大, 野火發生在嚴重干旱和持續的熱浪中,氣候變化加劇了這種情況, 圖1顯示了該地區從2019年10月1日到2020年1月7日的野火熱點,黃色表示從10月1日到1月6日的大火,紅色表示2020年1月7日的活躍大火,

消防員使用無人機進行監視和態勢感知(SSA)已有數年; SSA無人機攜帶高清和熱成像攝像機以及遙測傳感器,以監視和報告來自前線人員的可穿戴設備的資料,可穿戴設備可用作個人定位信標或更復雜的環境監控器, SSA無人機可幫助監視不斷變化的情況,使緊急行動中心(EOC)能夠最佳地指導現役機組人員,以實作最佳效果和最大安全性,
雙向無線電通信允許“地面啟動”前鋒團隊向EOC提供狀態報告,并允許EOC直接向前鋒團隊下達命令,部署的人員攜帶在VHF / UHF頻段運行的手持式雙向無線電,手持無線電的范圍受其低發射功率(通常最大為5瓦)的限制,并且主要取決于農村地區或“建筑物”的距離和物理地形城市地區的“地形”;天氣對VHF / UHF信號影響很小, 5瓦無線電在平坦,無障礙的地面上的標稱范圍為5公里,但在市區范圍內降至2公里,中繼器是自動以較高功率重新廣播信號的收發器,可以擴展無線電范圍,位于前線和EOC之間的中繼器可以將無線電信號從前線中繼到EOC,也可以從EOC中繼到前線,中繼器的范圍也由距離和地形決定,但遠大于低功率手持無線電,
最近,攜帶中繼器的懸停無人機已被用來極大地擴展前線低功率無線電的范圍,一個10瓦重發器,重達1.3千克,重懸在遠高于地面的無人機上,可以達到20公里的射程, Akme Corporation的原型WileE-15.2X混合動力無人機配備無線電中繼器或視頻和遙測功能時,預計成本約為10,000美元,測驗表明該無人機具有表1中列出的功能,
表1. WileE–15.2X混合無人機功能

飛行范圍:30公里 最高速度:20 m / s 最長飛行時間:2.50小時
內置電池的充電時間為1.75小時,
注意:收音機或視頻/遙測輔助電池可以互換,而內置電池充電,
要求:您的顧問團隊已被保留以:
1.創建一個模型,以確定為維多利亞州國家消防局(CFA)的擬議新部門“快速叢林大火回應”購買的SSA無人機和無線電直放站無人機的最佳數量和混合,您的模型應該在能力和安全性與經濟性之間取得平衡,并考慮觀察和通信任務的需求和地形,您的模型還應將火災事件的大小和頻率作為引數,
2.說明您的模型如何適應未來十年內極端火災事件不斷變化的可能性,假設無人機系統的成本保持不變,則預計將發生什么設備成本增加,
3.確定一個模型,以優化用于在不同地形上發生不同大小火災的VHF / UHF無線電中繼無人機的位置,如圖2所示:東維多利亞州地形圖,請注意,海拔范圍從海岸的海平面到Mt的1,986米,維多利亞Bogong,
4.在模型的支持下,準備一份一頁到兩頁帶注釋的預算請求,以供CFA提交給維多利亞州政府,

詞匯表
“地面上的靴子”轉發團隊:“地面上的靴子”這個成語表示實際在行動地點的人員,在消防中,這些團隊是控制火勢的第一手力量;他們對瞬息萬變的情況有直接而重要的了解,
預算請求:預算請求是一封商業信函,旨在為組織中專案或部門的成本,費用和/或運營開銷尋求資金,帶注釋的預算請求為每個請求的專案提供了理由或理由,
國家消防局(CFA):自愿消防服務,負責澳大利亞維多利亞州大部分州的滅火,救援以及對其他事故和危險的回應
緊急行動中心(EOC):中央指揮和控制點,用于與緊急情況有關的操作和活動,以及對資源(人員或設備)的激活和部署的請求,可將移動EOC部署在緊急情況附近,
直放站:無人值守的無線電收發器,它會以高功率自動在附近的頻率(VHF為600MHz(0.6MHz),UHF為5MHz)上或相鄰信道上以高功率轉發廣播信號,
情境意識:感知事件的當前要素,了解其重要性,并將其狀況推斷到不久的將來;換句話說,您對周圍事物的了解和理解,
監視:系統地收集和分析資料,以及共享可以根據該資訊采取行動的資料牙膠,
收發器:可以同時發送和接收的無線電,
UHF:超高頻,射頻從300兆赫至3,000兆赫VHF:非常高頻,射頻從30兆赫至300兆赫
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