Численный анализ эколого-экономической модели борьбы с лесными пожарами в Байкальском регионе
- Авторы: Суходолов А.П.1, Сорокина П.Г.1, Федотов А.П.2
-
Учреждения:
- Байкальский государственный университет
- Лимнологический институт СО РАН
- Выпуск: Том 27, № 2 (2019)
- Страницы: 154-164
- Раздел: Математическое моделирование
- URL: https://journals.rudn.ru/miph/article/view/22206
- DOI: https://doi.org/10.22363/2658-4670-2019-27-2-154-164
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Лесные пожары наносят серьезный ущерб экологическому состоянию и народному хозяйству страны. Эта проблема особенно актуальна для сибиряков. По данным Гринпис, лесные пожары в Сибири в 2019 году достигли рекордных за всю историю наблюдений уровней с точки зрения площади горения и количества выбросов углекислого газа в атмосферу. Это приводит не только к ухудшению здоровья сибиряков, но и к экологическим проблемам региона. Обратите внимание, что широкомасштабные противопожарные меры влекут за собой огромные финансовые затраты. Поэтому актуальным становится экономическое, экологическое и математическое моделирование ситуаций, возникших при противодействии лесным пожарам. Статья посвящена проблеме оптимального управления тушением лесных пожаров. Его прототипом является знаменитая модель Parks. Для исследования модели мы применяем современный язык программирования Julia, который предназначен для математических расчетов и численных исследований. Мы провели обширный вычислительный эксперимент в этой модели и численный анализ соответствующих задач оптимального управления. Полученные результаты были исследованы как на адекватность модели, так и на возможность использования языка Julia и включенных в нее решателей математических задач.
Об авторах
Александр Петрович Суходолов
Байкальский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: 3952_2015@mail.ru
Doctor of Sciences (Economics), Professor, First Vice Rector - Vice Rector for Science
11, Lenin str., Irkutsk, 664003, Russian Federation; 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033, Russian FederationПолина Геннадьевна Сорокина
Байкальский государственный университет
Email: ermolaeva_polina@mail.ru
Senior Lecturer of Department of Mathematics and Computer Science
11, Lenin str., Irkutsk, 664003, Russian Federation; 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033, Russian FederationАндрей Петрович Федотов
Лимнологический институт СО РАН
Email: info@lin.irk.ru
Doctor of Sciences (Geology and Mineralogy), Director of Limnological Institute SB RAS
3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033, Russian FederationСписок литературы
- A. P. Sukhodolov, A. A. Izmestiev, Economic accessibility of forest resources as rent-forming factor and assessment basis for forest raw material potential [Ekonomicheskaya dostupnost’ lesnykh resursov kak rentoobrazuyushchiy faktor i osnova otsenki lesosyr’yevogo potentsiala], Bulletin of Baikal State University (6 (86)) (2012) 32-35, in Russian.
- A. V. Panov, A. S. Prokushkin, A. V. Bryukhanov, M. A. Korets, E. I. Ponomarev, N. V. Sidenko, G. K. Zrazhevskaya, A. V. Timokhina, M. O. Andreae, A complex approach for the estimation of carbonaceous emissions from wildfires in Siberia, Russian Meteorology and Hydrology 43 (5) (2018) 295-301.
- I. V. Tikhonova, N. V. Efimova, Prevalence of the chronic respiratory tract pathology in teenagers: role of some factors [Chastota khronicheskoy patologii verkhnikh dykhatel’nykh putey u podrostkov: rol’ nekotorykh faktorov], Hygiene and Sanitation (6) (2012) 51-53, in Russian.
- G. Dorrer, I. Buslov, S. Yarovoy, Conception of managing system for wild fire struggle [Kontseptsiya sistemy upravleniya bor’boy s prirodnymi pozharami], Siberian Fire and Rescue Bulletin (1 (1)) (2016) 38-44, in Russian.
- A. V. Kolyada, Optimization of the process of extinguishing a forest fire using simulation [Optimizatsiya protsessa tusheniya lesnogo pozhara s ispol’zovaniyem imitatsionnogo modelirovaniya], Scientific Notes of the RSSU (8) (2010) 89-94, in Russian.
- G. M. Parks, Development and application of a model for suppression of forest fires, Management Science 10 (4) (1964) 760-766. doi: 10.1287/mnsc.10.4.760.
- M. Parlar, R. G. Vicson, Optimal forest fire control: an extension of Park’s model, Forest Science 28 (2) (1982) 345-355. doi: 10.1093/forestscience/28.2.345.
- M. Parlar, Optimal forest fire control with limited reinforcements, Optimal Control Applications Methods 4 (1983) 185-191. doi: 10.1002/oca.4660040208.
- J. Rodriguez-Veiga, M. J. Ginzo-Villamayor, B. Casas-Mendez, An integer linear programming model to select and temporally allocate resources for fighting forest fires, Forests 9 (583) (2018) 2-18. doi: 10.3390/f9100583.
- C. Artigues, E. Hébrard, Y. Pencolé, A. Schutt, P. J. Stuckey, A study of evacuation planning for wildfires, in: The Seventeenth International Workshop on Constraint Modelling and Reformulation (ModRef 2018), Lille, France, 2018. URL https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01814083
- J. Rodriguez-Veiga, I. Gomez-Costa, M. J. Ginzo-Villamayor, B. CasasMendez, J. L. Saiz-Diaz, Assignment problems in wildfire suppression: models for optimization of aerial resource logistics, Forest Science 64 (5) (2018) 504-514. doi: 10.1093/forsci/fxy012.
- E. V. Bogdanova, G. V. Davydova, Methodical approaches for forecasting forest fire in the Irkutsk region [Metodicheskiye podkhody k prognozirovaniyu lesnykh pozharov v Irkutskoy oblasti], in: S. V. Chuprova, N. N. Danilenko (Eds.), Revitalization of the Intellectual and Resource Potential of the Regions: New Challenges for the Management of Companies Materials of the 3rd All-Russian Conference, Irkutsk, 18 May 2017, BGU, Irkutsk, 2017, pp. 45-51, in Russian. URL http://vseup.ru/static/files/IRKUTSK_-_2017.pdf
- E. A. Pyanova, A. A. Faleychik, L. M. Faleychik, Forest fires in Transbaikalia: numerical simulation [Lesnyye pozhary v Zabaykal’ye: chislennoye modelirovaniye], in: Kulagin readings: technology and technology of production processes XV International Scientific and Practical Conference: a collection of articles in 3 parts. Part 2, 2015, pp. 125-129, in Russian.
- O. A. Belykh, G. D. Rusetskaya, Instruments effectiveness assessment to implement sustainable management principles of forest systems in Eastern Siberia [Otsenka effektivnosti instrumentov realizatsii printsipov ustoychivogo upravleniya lesnymi sistemami v vostochnoy Sibiri], Forestry Bulletin 23 (1) (2019) 5-13, in Russian.
- J. B. Ditsevich, O. A. Belykh, G. D. Rusetskaya, Counteracting crimes in the sphere of forest resources’ use: problems and perspectives [Protivodeystviye prestupnosti v sfere lesopol’zovaniya: problemy i perspektivy], Russian Journal of Criminology 11 (2) (2017) 308-317, in Russian. doi: 10.17150/2500-4255.2017.11(2).308-317.
- I. Y. Kulagina, Problems of reforestation in Russia [Problemy vosstanovleniya lesov v Rossii], in: The economic development of society in modern crisis conditions. Collection of articles of the International Scientific and Practical Conference. In 3 parts. Samara, May 13, 2017, 2017, pp. 128-131 [in Russian].
- M. Sherrington, Learn the language of Julia, Packt Publishing, 2016.
- L. S. Pontryagin, V. G. Boltyanskii, R. V. Gamkrilidze, E. F. Mishenko, Mathematical theory of optimal processes [Matematicheskaya teoriya optimal’nykh protsessov], Fizmatlit, Moscow, 1961, in Russian.
- V. I. Gurman, Turnpike solutions in the procedures seeking optimal controls, Automation and Remote Control 64 (3) (2003) 399-408. doi: 10.1023/A:1023209524049.