VILLAR GARCÍA, D. 1, MORENO ESTEBAN, C. 2, DAVILA FERNÁNDEZ, J. 2 CARRILLO PATIÑO, Á. 3 (

Transcripción

1 6CFE01-321

2 2/7 Herramienta para el Cálculo de Rutas en la gestión de incendios forestales sobre Inventarios de Viales en el marco de Planes Municipales de Prevención de Incendios VILLAR GARCÍA, D. 1, MORENO ESTEBAN, C. 2, DAVILA FERNÁNDEZ, J. 2 CARRILLO PATIÑO, Á. 3 ( y 1 Tragsatec, Grupo Tragsa. Delegación Asturias, Francisco Bances Candamo 12, bajo. 2 Tragsatec, Grupo Tragsa. Julián Camarillo 6-B, Madrid. 3 Grupo Tragsa. Madrid. Cristobal Bordiú.19, Madrid. Resumen El tiempo de llegada de los medios de extinción a cualquier punto del territorio es un parámetro importante a tener en cuenta para evaluar la gravedad potencial de los incendios forestales. Así, la planificación de las medidas de extinción debe ir dirigida, a la optimización de la organización de los medios y recursos disponibles, estableciendo tanto el número como la disposición más adecuada de éstos de forma que sus tiempos de llegada a cualquier punto del territorio, no supere los minutos. La existencia de un completo Inventario de Viales desarrollados en el marco de los Planes de Defensa de Incendios Forestales de Asturias, promovidos el Gobierno del Principado de Asturias, han permitido el desarrollo de una herramienta infocartográfica para el cálculo de rutas óptimas considerando diferentes tipos de medios móviles (vehículos todoterreno, autobombas, etc..), y las características de la red viaria (anchos, firmes, giros prohibidos, altura de puentes). La herramienta, que ha sido desarrollada en el marco del proyecto de cooperación territorial SATFOR (Interreg IVB SUDOE), permite calcular el menor tiempo de llegada del medio de extinción al punto requerido, seleccionar la ruta óptima y exportar dicho recorrido a otra plataforma para su visualización y gestión de la emergencia. Palabras clave Planes de Defensa, inventarios de viales, SIG, isocronas, análisis de redes 1. Introducción Los sistemas de predicción y cálculo de rutas óptimas, muy extendidos en nuestra vida cotidiana a través de diversas aplicaciones vía web, precisan de la creación de algoritmos específicos para las características del terreno, tipo de vía y tipo de vehículo. Sin embargo, la complejidad propia de la gestión de una emergencia asociada a un incendio forestal, requiere además la integración de parámetros concretos como el radio de giro, las pendientes del terreno, la existencia de barreras y otros datos que suponen una ingente cantidad de información que debe de ser tomada en campo. En el presente proyecto, se ha llevado a cabo una experiencia piloto en un municipio asturiano que posee un completo inventario de viales, provenientes de un Plan de Defensa Municipal contra Incendios Forestales, al que se ha dotado de la geometría y modelo de datos específico para el cálculo de rutas óptimas. Estas rutas óptimas se han configurado, mediante el software ARCGIS de la firma ESRI, para tres vehículos tipo utilizados en la extinción de incendios, lo que permite obtener la ruta óptima desde cada uno de los parques de bomberos circundantes hasta la ubicación más cercana al punto del incendio. Las rutas obtenidas poseen información georreferenciada, por lo que es posible su exportación a otros formatos de archivo, en este caso kml de Google Earth y la generación de un archivo de texto con los datos de distancia, tiempo y nombre de la vía. Esta

3 3/7 funcionalidad se ha implementado en la plataforma de gestión integral de emergencias EMERCARTO, propia del Grupo Tragsa. 2. Objetivos Los objetivos del proyecto eran dos y ambos se han conseguido: la generación de un modelo de datos funcional para el cálculo de rutas óptimas y su integración en la plataforma EMERCARTO, anteriormente citada. 3. Metodología Los antecedentes del proyecto surgen del trabajo realizado dentro de los Planes de Defensa Municipal contra Incendios Forestales desarrollados en once municipios de alto riesgo de incendio forestal del Principado de Asturias, encargado por la Consejería de Agroganadería del Principado de Asturias a Tragsatec. Dentro de dicho trabajo, se realizó un exhaustivo inventario de campo sobre viales susceptibles de formar parte de una red de defensa contra incendios. En dicho inventario, se recorrieron tan sólo en el municipio de Valdés, un total de 2.392,44 km. Sobre cada uno de los viales, se recopiló la siguiente información: - Anchura del vial - Tipo y estado actual del firme - Señalización adecuada o insuficiente - Sistemas de evacuación del agua: presencia y estado - Existencia de puntos negros para góndolas - Existencia de viales ciegos - Presencia de obstáculos - Presencia de vallados - Presencia de volvederos Se describen a continuación los trabajos realizados en el marco del presente proyecto y la metodología de su desarrollo. PARQUES DE BOMBEROS. Se ha considerado que ante un hipotético incendio declarado en el término municipal de Valdés los Parques de Bomberos implicados serían: Parque de Valdés, tipo de parque Fijo 24 horas, ubicado en el propio término municipal. Parque de Castropol, tipo de parque Disponible, a 43 kilómetros al oeste del parque de Valdés. Parque de Grandas de Salime, tipo de parque Auxiliar, a 86 kilómetros al suroeste del parque de Valdés Parque de Tineo, tipo de parque Disponible, a 49 kilómetros al sureste del parque de Valdés Parque de Pravia, tipo de parque Disponible, a 51 kilómetros al oeste del parque de Valdés Parque de Cangas del Narcea, tipo de parque Fijo 24 horas, a 70 kilómetros al sur del parque de Valdés

4 4/7 Este último parque, el de Cangas de Narcea, se ha considerado únicamente por su flota automovilística ya que es el único de la zona que dispone de vehículos pesados. En cualquier aviso de incendio con origen en Valdés se llegaría antes desde el parque de Tineo que desde el de Cangas del Narcea. RECURSOS TÉCNICOS. A través de la página Web del Cuerpo de Bomberos de Asturias se accede a los tipos de vehículos de cada Parque y a sus características técnicas. Estas características condicionan la velocidad y el paso o restricción por determinados tipos de vías. El parque automovilístico de los bomberos de Asturias consta de los siguientes tipos de vehículos: Tabla 1. Tipologías de vehículos de extinción de incendios y datos característicos. Fuente: Bomberos de Asturias ALTURA(m NOMBRE VEHÍCULO ANCHURA (m) VELOCIDAD (km/h) ) Patrullaje 1,8 2 Transporte personal 1,8 1,8 Autopista: 120 Nacional: 100 Mando 1,8 1,8 Comarcal: 70 Local: 60 BRIPA 1,8 1,8 Pistas: 10 Intervención rápida 1,8 2 Autobomba Forestal 2,3 3,5 Autopista: 90 Nacional: 80 Comarcal: 70 Local: 60 Pistas: 10 Nodriza 2,5 3,5 Puesto de mando avanzado 2,5 4 Autopista: 90 Nacional: 80 Comarcal: 70 Local: 60 Pistas: NO Apoyo logístico 2,5 4

5 5/7 ACTUALIZACIÓN DE LA INFORMACIÓN: CONEXIÓN DE LOS PARQUES DE BOMBEROS Excepto el Parque de bomberos de Valdés todos se encuentran fuera del término municipal de Valdés y por consiguiente fuera del alcance de la red viaria disponible. Para conectarlos, de forma manual, se han consultado dos Web Map Services (WMS): 1) Mapa Topográfico Nacional 1: ( Raster) 2) CartoCiudad ( Ambos servicios son accesibles desde el Geoportal de la Infraestructura de Datos Espaciales de España (IDEE). Estos servicios son gestionados y mantenidos por el Instituto Geográfico Nacional (IGN). Digitalización a escala 1: REVISIÓN EN CAMPO. A pesar de que el inventario viario inicial disponible es muy detallado, éste no se había realizado con el objetivo de un análisis de desplazamiento como el planteado, por lo que fue necesario registrar datos en campo que son imprescindibles para este tipo de análisis. Los elementos registrados en campo han sido: 1. Puentes. Ubicación y altura en metros 2. Túneles. Ubicación y altura en metros 3. Vías de dirección única. Excluidas aquellas situadas dentro de centros urbanos 4. Giros prohibidos. Ubicación y anotación del sentido de giro prohibido CORRECCIÓN TOPOLÓGICA. En el tipo de análisis utilizado en el cálculo de rutas óptimas, es imprescindible que exista entre los datos cierta coherencia topológica. Se ha creado una topología que implementa las siguientes reglas entre los distintos elementos que conforman la red viaria: 1. No debe superponerse 2. No debe tener arcos colgantes 3. No debe tener pseudonodos 4. No debe superponerse a sí mismo 5. No debe intersecarse a sí mismo 6. Debe ser parte simple DESARROLLO. La primera fase ha consistido en cohesionar todos los datos disponibles en un modelo de datos adecuado para la realización de análisis de redes. Como modelo de datos se ha tomado como base la estructura de la geodatabase de ESRI, en concreto en el modelo de datos necesario para la construcción de un Dataset de red bajo la extensión Network Analyst. Se han incluido en la base de datos los campos que recogen e interpretan los datos actualizados o provenientes del trabajo tanto de campo como de gabinete: 1) CONECTIVIDAD: Existe conectividad entre vías que se encuentren en el mismo plano. El cruce entre puentes y túneles se producirá pero no habrá conexión entre ambos.

6 6/7 2) ALTURA: en metros de los puentes y túneles visitados en campo. 3) ONEWAY: establece si una vía es de doble dirección o si es de dirección única, indicando en este caso el sentido de la marcha basado en el sentido de digitalización de la vía. 4) VELOCIDAD: en kilómetros/hora de cada vía basadas en las velocidades normalizadas por la Dirección General de Tráfico. 5) ANCHURA: en metros de las vías. Este dato se comparará con el ancho de los vehículos para permitir o prohibir el paso de los mismos. 6) MINveh, MINaut y MINcam: son los tiempos en minutos que los diferentes tipos de vehículos tardan en recorrer cada vía. Se ha simplificado el parque automovilístico agrupando en 3 categorías (vehículos ligeros, autobomba y vehículos pesados) la totalidad de vehículos disponibles. Esta agrupación se ha llevado a cabo a partir de las características técnicas de los vehículos. Esta agrupación permite a sí mismo simplificar las velocidades permitidas para cada tipo de vehículo y sus dimensiones. La segunda fase ha consistido en crear un DATASET de red, la entidad que maneja ArcGis para gestionar las redes de transporte. Un Dataset de red es una colección de elementos de red interconectados (ejes, cruces y giros) que modelan un flujo no dirigido. Un giro modela un movimiento de un elemento de un borde a otro dentro de un segmento o arco. Con frecuencia los giros se utilizan para aumentar el tiempo invertido en realizar un giro o para prohibirlo por completo, como en el caso del proyecto,en el que se ha ralentizado la velocidad de tránsito al acometer dichos giros, para obtener datos reales sobre el tiempo invertido en cada trayecto. La elevación se ha fijado a través de los campos de elevación que condicionan la conectividad en los extremos de los bordes. Los atributos son propiedades de los elementos de la red que controlan la transitabilidad en la misma. Se han utilizado tres tipos de atributos: coste, descriptores y restricciones. Los descriptores son atributos que describen características de la red o de sus elementos. A diferencia de los atributos de coste su valor no depende de la longitud de los elementos. Los atributos de coste se utilizan para medir y modelar impedancias. Son atribuibles a lo largo de un eje, es decir, se dividen proporcionalmente a lo largo de la longitud del eje. Los costes más usuales son los relacionados con tiempo o distancia. El análisis de red implica a menudo la minimización de un coste; encontrar la ruta más corta o la más rápida. En este análisis se han considerado cuatro costes; uno de distancia y tres de tiempo, uno asociado a cada tipo de vehículo (ligero, autobomba y pesado). Las restricciones identifican elementos de la red de tal forma que no puedan ser recorridos durante un análisis. En este análisis se han definido cuatro restricciones: altura, anchura, giro y sentido único. El resultado de todos estos atributos, parámetros y evaluadores es un dataset de red, con las siguientes características; cruces, ejes y 91 giros. 4. Resultados

7 7/7 Este trabajo se ha implementado en un modelo de ArcGis (ESRI) a fin de conseguir una herramienta que de manera interactiva, proporcionándole un supuesto incendio, calcule de manera automática la ruta más rápida desde los Parques de Bomberos considerados. Para lograr este objetivo se ha implementado el dataset de red por triplicado, uno por cada tipo de vehículo, adaptando en cada caso parámetros y evaluadores. De esta manera se obtienen tres rutas por Parque: La primera, adaptada a las dimensiones de los vehículos ligeros que circulan por las vías a más velocidad que el resto de vehículos. La segunda, adaptada a las dimensiones de las autobombas, razón por la que circulan a menor velocidad que los vehículos ligeros. La tercera, adaptada a los vehículos pesados cuyas dimensiones son la razón principal por la que no pueden circular por pistas y caminos. Los resultados gráficos de las rutas generadas son susceptibles de exportación a formato kml de Google Earth y también en su forma alfanumérica, en formato txt, en el que se incorporan distancias, denominaciones de vías, giros y tiempos. Por último, se ha implementado la funcionalidad desarrollada en la plataforma de gestión integral de emergencias EMERCARTO, propia del Grupo Tragsa. 5. Discusión Se ha comprobado, tanto en gabinete como en campo que el modelo de datos y el algoritmo de cálculo funcionan adecuadamente y permiten obtener la ruta más óptima para cada incendio desde cada parque de bomberos. La extensión de los resultados al resto del territorio se considera de gran utilidad, si bien requiere de la existencia previa de una cartografía de viales completa, así como establecer los mecanismos (o en su caso, aprovechar los existentes) para su actualización. La presencia de personal de campo y las oportunidades que actualmente ofrecen las tecnologías de comunicaciones pueden resultar de utilidad en este sentido. 6. Conclusiones Se ha desarrollado un complejo modelo de datos a partir de una cartografía de viales preexistente en un municipio asturiano como experiencia piloto para el cálculo de la ruta óptima dentro de la gestión de emergencias asociadas a la extinción de incendios forestales. Se han obtenido resultados coherentes en la generación de las rutas óptimas desde cada parque de bomberos hasta la incidencia, generando además un archivo georreferenciado y otro de tipo texto que permite su exportación a otras plataformas, encontrándose actualmente implementado en su totalidad, como utilidad de la plataforma EMERCARTO. La metodología se puede extender a otros sectores del territorio si se cuenta con los datos adecuados. 7. Agradecimientos A la Consejería de Agroganadería del Principado de Asturias, a través de su Servicio de Montes por los datos incluidos dentro de los Planes de Defensa Municipales contra Incendios Forestales. 8. Bibliografía ESRI. ArcGIS Network Analyst Tutorial for ArcGis