2018’den bu yana dünya çapında orman yangınlarının sayısı keskin bir şekilde arttı. Yalnızca Almanya’da son üç yılda 1.500’den fazla orman yangını meydana geldi. 2020’de Avustralya ve Kaliforniya’da çıkan yıkıcı yangınlar, bu tür yangınların alabileceği boyutları gösterdi. Böylesine dinamik bir durumda bir genel bakışı sürdürmek, acil servisler için büyük zorluklar doğurur. Süper bilgi işlem tarafından oluşturulan güncel ve etkileşimli durum resimleri, gelecekte operasyon merkezlerinde karar vermeyi kolaylaştırmayı ve en acil ihtiyaç duyulan yerde yardım sağlamaya yardımcı olmayı amaçlamaktadır.
Çok sayıda AB ülkesinden araştırma kurumları ve şirketler, “VESTEC – Acil durumlarda hızlı kararlar için Etkileşimli Süper Hesaplama” projesine bilgi birikimiyle katkıda bulunuyor. Büyük ölçekli proje, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) Yazılım Teknolojisi Enstitüsü tarafından koordine ediliyor.
Yazılım Teknolojisi Enstitüsü, proje ortaklarıyla birlikte, zengin bilgilere rağmen hızlı kararların gerekli olduğu birçok alan için bir yazılım çözümü olan VESTEC’i geliştiriyor. Bu, gerçek zamanlı olarak toplanan ve değerlendirilen veri kayıtları temelinde yapılır. VESTEC, birden fazla veri kaynağını birleştirmeyi ve temel işlevleri verimli bir şekilde çıkarmayı mümkün kılar. Etkileşimli süper bilgi işlem sayesinde, esnek ve konuma bağlı planlama her zaman mümkündür. Zaman açısından kritik olaylar, değerlendirilen verilerin 3D görselleştirmeleri şeklinde doğru bir şekilde tasvir edilebilir.
Yazılım, çok çeşitli kriz ve acil durumlar için kullanılabilir olmalıdır. Esnek ve kapsamlı bir aracın geliştirilmesi için üç farklı test senaryosu seçildi:
gerçeğe yakın
Proje 2018’de başladı. 2020 sonbaharında teknoloji uygulandı ve ilk test senaryosu (pilot kullanım durumu) “Orman yangını izleme ve tahmin”de gösterildi. Bu amaçla, İspanya’da La Jonquera yakınlarında Temmuz 2020’de meydana gelen bir orman yangınından elde edilen gerçek bilgiler entegre edilmiştir.
Bu kullanım durumuna bağlı olarak, orman yangınlarının davranışı analiz edilir ve değerlendirilir: küçük yerel sıcak noktalarda ortaya çıkma, orman yangınlarına yayılma ve hava koşullarının yangının seyri üzerindeki etkisi.
Güncel ölçüm verilerine göre süper bilgisayarlar yardımıyla olası tüm yayılım senaryoları hızlı bir şekilde hesaplanarak operasyon merkezlerindeki kriz yöneticilerinin kullanımına sunulmaktadır. Bir kerelik hesaplama ile bitmiyor. Bunun yerine, giriş verileri değişir değişmez hesaplamalar her zaman hemen ayarlanır. Krizin olası yayılımının varyantlarını hesaplamanın yanı sıra, yüksek performanslı bilgisayarlarla çok daha iyi tahminler de yapılabiliyor. Örneğin, oldukça hassas bir hava tahmini için oldukça karmaşık algoritmalar kullanılır. Yangının nereye yayıldığını bilmek, diğer şeylerin yanı sıra, tehlike altındaki insanların tahliyesi ve aynı zamanda yangın bariyerlerinin zamanında oluşturulması için önemlidir.
bilgilerin görselleştirilmesi
Göz ardı edilmemesi gereken bir diğer nokta ise hesaplanan verilerin görselleştirilmesidir. Bunun için büyük miktarda bilgi hazırlanır ve kolayca anlaşılır bir şekilde sunulur. Bununla, dinamik durum gelişmeleri sırasında kriz tepki güçlerini kontrol ederken ölümcül yanlış kararlardan kaçınmak için farklı değişkenler hızlı ve sezgisel olarak analiz edilebilir.
İlk olarak, VESTEC yazılımı gerçek zamanlı olarak önceden tanımlanmış bir alan için uydu verilerini çağırır. Görüntüler değerlendirilerek küçük yerel yangınlar tespit edilir. Bu bilgi, NASA’nın küresel hava durumu verileriyle birleştirilir. Bölgenin rüzgar yönü gibi yerel bilgilerle daha iyi bir çözünürlüğü, Fransız hava durumu hizmetinden alınan verilere dayanarak Toulouse Üniversitesi tarafından sağlanmaktadır. Bu mevcut veriler birlikte akar ve Edinburgh Üniversitesi’nin süper bilgisayarı ARCHER’da bir orman yangını simülasyonunda işlenir. Çok kısa sürede farklı senaryolar hesaplanabilir. Son olarak, tüm veriler bir görselleştirmeye akar. Anlaşılır bir görsel temsilin yardımıyla, karar vericiler gerçek zamanlı verilere dayanarak hızlı bir şekilde hareket edebilir ve önlemleri başlatabilir. Gösterilen örnekte, bir orman yangınının yıkıcı sonuçlarını önlemek için itfaiye hızla ve hedefli bir şekilde konuşlandırılabilir.
VESTEC projesinde görev dağılımı
Projede DLR Yazılım Teknolojisi Enstitüsü’nün iki bölümü yer alıyor. Performans izleme, “Yüksek Performanslı Bilgi İşlem” bölümünde gerçekleştirilir. Bir kriz durumunda başarılı bir kullanım sağlamak için, kullanılan yazılımın mümkün olan en kısa sürede analiz edilebilir sonuçlar vermesi gerekir. Küresel hava durumu verileri gibi veri alma ve uygun bir süper bilgisayara veri iletimi gibi süreçlerin verimliliği kontrol edilir ve süreçlerdeki kritik noktalar belirlenir.
“Uzay sistemleri için yazılım ve etkileşimli görselleştirme” bölümünde, gelecekteki VESTEC uygulamaları için görselleştirme aracı oluşturulmaktadır. Aynı zamanda proje yönetiminden de sorumludur. Araç, paralel senaryoların hesaplanabilmesi ve görselleştirilebilmesi için DLR’nin kendi CosmoScout VR yazılımı temelinde daha da geliştirilmektedir.
Ayrıca, DLR Veri Uzaktan Algılama Merkezi (DFD), gerçek kullanım için Uydu Tabanlı Kriz Bilgi Merkezi’ndeki (ZKI) etkileşimli kriz yönetimini değerlendirmeyi amaçlayan projenin bir parçasıdır.
Çok sayıda AB ülkesinden araştırma kurumları ve şirketler, “VESTEC – Acil durumlarda hızlı kararlar için Etkileşimli Süper Hesaplama” projesine bilgi birikimiyle katkıda bulunuyor. Büyük ölçekli proje, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) Yazılım Teknolojisi Enstitüsü tarafından koordine ediliyor.
Yazılım Teknolojisi Enstitüsü, proje ortaklarıyla birlikte, zengin bilgilere rağmen hızlı kararların gerekli olduğu birçok alan için bir yazılım çözümü olan VESTEC’i geliştiriyor. Bu, gerçek zamanlı olarak toplanan ve değerlendirilen veri kayıtları temelinde yapılır. VESTEC, birden fazla veri kaynağını birleştirmeyi ve temel işlevleri verimli bir şekilde çıkarmayı mümkün kılar. Etkileşimli süper bilgi işlem sayesinde, esnek ve konuma bağlı planlama her zaman mümkündür. Zaman açısından kritik olaylar, değerlendirilen verilerin 3D görselleştirmeleri şeklinde doğru bir şekilde tasvir edilebilir.
Yazılım, çok çeşitli kriz ve acil durumlar için kullanılabilir olmalıdır. Esnek ve kapsamlı bir aracın geliştirilmesi için üç farklı test senaryosu seçildi:
- Orman yangınlarının izlenmesi ve tahmin edilmesi
- Sivrisinek kaynaklı hastalıkların risk analizi
- Uzay havasının Dünya üzerindeki etkileri (teknik tedarik zincirleri dahil)
gerçeğe yakın
Proje 2018’de başladı. 2020 sonbaharında teknoloji uygulandı ve ilk test senaryosu (pilot kullanım durumu) “Orman yangını izleme ve tahmin”de gösterildi. Bu amaçla, İspanya’da La Jonquera yakınlarında Temmuz 2020’de meydana gelen bir orman yangınından elde edilen gerçek bilgiler entegre edilmiştir.
Bu kullanım durumuna bağlı olarak, orman yangınlarının davranışı analiz edilir ve değerlendirilir: küçük yerel sıcak noktalarda ortaya çıkma, orman yangınlarına yayılma ve hava koşullarının yangının seyri üzerindeki etkisi.
Güncel ölçüm verilerine göre süper bilgisayarlar yardımıyla olası tüm yayılım senaryoları hızlı bir şekilde hesaplanarak operasyon merkezlerindeki kriz yöneticilerinin kullanımına sunulmaktadır. Bir kerelik hesaplama ile bitmiyor. Bunun yerine, giriş verileri değişir değişmez hesaplamalar her zaman hemen ayarlanır. Krizin olası yayılımının varyantlarını hesaplamanın yanı sıra, yüksek performanslı bilgisayarlarla çok daha iyi tahminler de yapılabiliyor. Örneğin, oldukça hassas bir hava tahmini için oldukça karmaşık algoritmalar kullanılır. Yangının nereye yayıldığını bilmek, diğer şeylerin yanı sıra, tehlike altındaki insanların tahliyesi ve aynı zamanda yangın bariyerlerinin zamanında oluşturulması için önemlidir.
bilgilerin görselleştirilmesi
Göz ardı edilmemesi gereken bir diğer nokta ise hesaplanan verilerin görselleştirilmesidir. Bunun için büyük miktarda bilgi hazırlanır ve kolayca anlaşılır bir şekilde sunulur. Bununla, dinamik durum gelişmeleri sırasında kriz tepki güçlerini kontrol ederken ölümcül yanlış kararlardan kaçınmak için farklı değişkenler hızlı ve sezgisel olarak analiz edilebilir.
İlk olarak, VESTEC yazılımı gerçek zamanlı olarak önceden tanımlanmış bir alan için uydu verilerini çağırır. Görüntüler değerlendirilerek küçük yerel yangınlar tespit edilir. Bu bilgi, NASA’nın küresel hava durumu verileriyle birleştirilir. Bölgenin rüzgar yönü gibi yerel bilgilerle daha iyi bir çözünürlüğü, Fransız hava durumu hizmetinden alınan verilere dayanarak Toulouse Üniversitesi tarafından sağlanmaktadır. Bu mevcut veriler birlikte akar ve Edinburgh Üniversitesi’nin süper bilgisayarı ARCHER’da bir orman yangını simülasyonunda işlenir. Çok kısa sürede farklı senaryolar hesaplanabilir. Son olarak, tüm veriler bir görselleştirmeye akar. Anlaşılır bir görsel temsilin yardımıyla, karar vericiler gerçek zamanlı verilere dayanarak hızlı bir şekilde hareket edebilir ve önlemleri başlatabilir. Gösterilen örnekte, bir orman yangınının yıkıcı sonuçlarını önlemek için itfaiye hızla ve hedefli bir şekilde konuşlandırılabilir.
VESTEC projesinde görev dağılımı
Projede DLR Yazılım Teknolojisi Enstitüsü’nün iki bölümü yer alıyor. Performans izleme, “Yüksek Performanslı Bilgi İşlem” bölümünde gerçekleştirilir. Bir kriz durumunda başarılı bir kullanım sağlamak için, kullanılan yazılımın mümkün olan en kısa sürede analiz edilebilir sonuçlar vermesi gerekir. Küresel hava durumu verileri gibi veri alma ve uygun bir süper bilgisayara veri iletimi gibi süreçlerin verimliliği kontrol edilir ve süreçlerdeki kritik noktalar belirlenir.
“Uzay sistemleri için yazılım ve etkileşimli görselleştirme” bölümünde, gelecekteki VESTEC uygulamaları için görselleştirme aracı oluşturulmaktadır. Aynı zamanda proje yönetiminden de sorumludur. Araç, paralel senaryoların hesaplanabilmesi ve görselleştirilebilmesi için DLR’nin kendi CosmoScout VR yazılımı temelinde daha da geliştirilmektedir.
Ayrıca, DLR Veri Uzaktan Algılama Merkezi (DFD), gerçek kullanım için Uydu Tabanlı Kriz Bilgi Merkezi’ndeki (ZKI) etkileşimli kriz yönetimini değerlendirmeyi amaçlayan projenin bir parçasıdır.