テクノロジーが山火事の消火活動を改善し、人命を守る方法

[編集者注:ビル・シュリアーはワシントン州相互運用性実行委員会の委員長を務めており、緊急対応要員の無線通信の改善を担当しています。]

8月19日、ワシントン州オカノガン郡で山火事の消防士3名が亡くなったことは、痛ましく悲劇的な出来事です。残念ながら、これらの消防士の死は、山火事による消防士の死の一連の事例の最新の例に過ぎません。

2013年6月28日、アリゾナ州ヤーネルヒル火災で風向きが急変し、消防士19人が命を落としました。火災発生当時、難燃剤を積んだ空中給油機が真上を飛行していましたが、無線通信は不安定で過負荷状態でした。

2001年にオカノガン郡で発生したサーティーマイル・ファイアでは、消防士4名が命を落としました。消防士たちは山火事の消火に関するいくつかの規則に違反していただけでなく、無線通信の不具合により、近くのヘリコプターからの支援も届かずにいました。
現代の技術は、これらの火災の消火と消防士の安全確保にどのように役立つのでしょうか？毎年、約20名の消防士が山火事の消火中に様々な原因で命を落としています。

マッピングと位置

トム・ズビシェフスキー、アンドリュー・ザジャック、リチャード・ウィーラーの3人は、8月19日にオカノガン・コンプレックス火災の突然の方向転換で亡くなりました。彼らはトラックで逃走しようとしましたが、土手に乗り上げて衝突し、その後火災に巻き込まれました。少なくとももう1台の消防士を乗せた消防車は、高台に留まって避難しました。

もし消防士たちが堤防を避けるための正確な地形図を持っていたら、この事故は防げたかもしれません。もちろん、火が勢いよく燃え広がる中で、紙の地図を取り出して避難経路を確認する時間など、誰にも残されていません。特に、多くの避難経路が火災で塞がれている可能性があるのですから。

しかし、現代の技術では、車内のヘッドアップディスプレイや、Google Glass などの「仮想現実」グラスに地図を表示することができ、地形だけでなく、火災のリアルタイムの最新の位置も表示できます。

このような技術は、国土安全保障省との契約に基づき、パシフィック・ノースウェスト国立研究所（PNNL）が構想する形で研究されています。このビデオでは、その使用方法を分かりやすく説明しています。

今日の火災のマッピングは比較的時間のかかるプロセスです。地理空間多機関調整グループ（GeoMAC）などのサービスは火災の境界を表示しますが、データは衛星や高架道路から取得されるため、最大24時間前のデータとなる場合があります。後述するように、無人航空機や地上センサーは、より正確で最新の地図を提供します。

マッピングに加え、あらゆる消防設備と消火活動に携わるすべての人員の位置を、事故発生時のあらゆる瞬間にリアルタイムで把握できる可能性があります。誰もがGPS対応デバイスを身に着けることも可能でしょう。これは複雑な専用GPSデバイスでも可能ですが、スマートウォッチやFitBitのようなリストバンドのようにシンプルなものでも構いません。実際、ほとんどの消防士は既にGPS内蔵のスマートフォンを携帯しています（こちらの動画をご覧ください）。しかし、こうしたデバイスの位置を特定できるアプリや連携技術は存在しません。

消防士の位置をリアルタイムで特定できれば、風のパターンや気象状況を監視している消防署長や事故指揮官が危険を即座に察知し、消防士の避難を命じたり、水や消火剤を積んだ空中給油機を迂回させて危険な消防士を保護したりできます。

個人モニタリング

消防士一人ひとりにGPSデバイスを装着すれば、同じデバイスで各自のバイタルサインをモニタリングできます。現場指揮官や医療従事者は、消防士が深刻な脱水症状やその他の症状に陥っていることに気付くだけでなく、制御不能な火災から逃げている兆候として、消防士が突然急激に地形に沿って移動している場合にも警告を受けることができます。

救急隊員の生理学的モニタリングは活発に研究されていますが、多くの研究者は、救急隊員の制服全体に埋め込まれた「ウェアラブル」センサーを構想しています。このようなセンサーは、空気の質、有害な化学物質や生物物質、そして隊員の周囲のその他の危険を監視できる可能性があります。実際、米国国土安全保障省は、「未来の救急隊員」というプログラムを実施しており、救急隊員を支援する可能性のあるあらゆる技術を研究しています。

状況認識 – センサー

カリフォルニア州の消防隊は、火災現場の重要な地点における火災状況や天候・風向を映し出す高性能ビデオカメラの実験を行っています。これらは高価な機器です。もう一つのアプローチは、安価な「使い捨て」センサーとカメラを大量に製造・配備することです。これらのセンサーとカメラは火災の進行とともに消耗しますが、その間はリアルタイムのテレメトリと映像を送信します。

MITをはじめとする研究チームは、自律的に移動するセンサーロボットの「群れ」の実験を行っています。これらのロボットは火災現場に展開または投下され、重要な場所を監視し、映像やテレメトリデータを送信する可能性があります。また、エリアマップの作成や大気質モニタリングが可能なセンサーを搭載した「小型航空機」（SAV）の研究も進行中です。

ロボット

アメリカ陸軍と国防総省は、困難な地形で重量物を運搬するためのロボットの開発に積極的に取り組んでいます。こうしたロボットは、地震後の捜索救助のための瓦礫撤去といった災害現場でも活用できる可能性があります。また、地上攻撃ドローンとも言えるロボットは、火災の封じ込め線を整備し、人間を危険から守るといった困難な作業にも活用できるでしょう。

この夏の国防高等研究計画局（DARPA）によるロボットコンテストの結果を見る限り、この技術の実現はまだ何年も先のようです。エリック・ソフゲ氏がポピュラーサイエンス誌に書いたように、「…最大のニュースは…ロボットが落下する（映像の）連続のようです。あるロボットは激しく落下し、頭が吹き飛んでしまいました。」しかも、これはカスケード山脈の険しい地形ではなく、スタジアムの閉鎖されたコースで起きたのです。

今後何年にもわたり、人間の消防士が必要になるでしょう。

無人航空機（「ドローン」）

無人航空機（UAV）は、農業やAmazonの荷物配送など、多くの分野で大きな期待が寄せられています。消防現場でのUAVの初登場は、残念ながら今年、カリフォルニア州で空中給油機が不正ドローンとの空中衝突の恐れから着陸停止となったことでした。サンバーナーディーノ郡は、操縦者の発見と訴追に7万5000ドルの報奨金を出しました。

ドローンが正式に使用されれば、特に遠隔地や険しい地形において公共の安全が大幅に向上します。

8月下旬、国立公園局は、ワシントン州ビンゲンに本社を置くボーイングの子会社インシチュ社のスキャンイーグル・ドローンを、オリンピック国立公園で長期間燃え続けるパラダイス火災で試験運用した。パラダイス火災チームの情報担当官、セレスト・プレスコット氏によると、このドローンは「空の目」として使用され、散水経路の指示や火災発生箇所の地図作成、火災範囲の特定に役立ったという。

しかし、無人航空機（UAV）の可能性ははるかに大きい。大型ドローンであれば、人間の操縦士へのリスクを最小限に抑えながら、地表近くを飛行しながら、火災現場に水や消火剤を散布することができる。また、多くの命を奪ってきた火災の急激な方向転換を早期に警告することもできる。

民間人

これらの機能の多くは、火災発生地域の住民や、地域社会を率いる郡政委員、市長、その他の選出公職者を支援するためにも活用される可能性があります。ほとんどの人は自分のGPS位置情報や健康状態を常に公開したくないでしょうが、レベル1および2の避難指示が出されている間は、許可を得た上で、その地域にいるすべての市民を監視する可能性があります。

当局は、火災シーズン中にキャンプ、釣り、狩猟、ハイキングのために地域に入るすべての人に、緊急時の双方向通信を可能にする、あるいは少なくとも位置情報を報告できる何らかの機器の携帯を義務付ける可能性があります。個人用ロケータービーコンは2003年から存在しており、約100メートル以内の個人の位置を特定できます。衛星を利用したSPOTグローバルフォンも利用可能ですが、高価です。

しかし、今日ではほとんどの人が市販の携帯電話やスマートフォンを携帯しています。火災シーズン中の通信手段として理想的なのは、誰もがポケットに持っているこれらのデバイスを活用することです。

無線通信

こうしたテクノロジーの共通点は無線通信です。シアトルやスポケーンのような都市部では、デバイスのおかげで常に通信できることに慣れています。携帯電話基地局、ほぼどこにでもあるWi-Fi、そして今では建物内に設置されたアンテナや小型基地局のおかげで、少なくとも「1本か2本の電波」が途切れることは稀です（不可能ではありませんが）。4Gワイヤレス（Long Term Evolution、LTEセルテクノロジー）では、このようなネットワークは非常に高速で、双方向ビデオや様々な高解像度アプリの利用が可能です。

しかし、山火事の起伏の多い地形には携帯電話の基地局はほとんどなく、たとえあったとしても、多くの場合、1つの基地局がその地域のあらゆる通信事業者からの携帯電話通信をすべて支えています。その基地局が失われると、今夏パテロス近郊で起きたように、地域全体が通信不能に陥ります。

理想的には、火災が発生した地域にセルシステムを迅速に展開できるはずです。民間企業は、災害時に展開するための「移動式セル」（COW）や「小型トラック搭載セル」（COLT）などの設置場所を保有しています。しかし、これらのソリューションには道路が必要であり、通常はセルサイトに電力を供給するための大量の燃料も必要です。

より軽量なソリューションも開発中です。モトローラ社をはじめとする企業は、ティッシュペーパーの箱ほどの大きさのパッケージに携帯電話システム全体を収めた製品を開発しています。このデバイスには、中央交換機（「進化型パケットコア」）に加え、LTEセルサイトの電子機器と関連ソフトウェアがすべて含まれています。このデバイスには、無線機とアンテナに加えて、ある程度の電力も必要ですが、セルサイト全体はバックパックに収まり、山頂まで持ち運ぶことができます。

このようなスモールセルシステムは、山火事の上空を旋回する係留気球やドローンにも設置できます。ボーイング社は最近、長時間空中に留まるように設計された係留ドローンの特許を取得しました。ドローンや気球に搭載されたセルサイトには、もちろん、火災によって発生する猛烈な風や、水投下を行う飛行機やヘリコプターとの空中干渉の可能性など、いくつかの課題があります。

こうした技術への資金提供も課題です。民間通信事業者は、こうした投資から大きな利益を得られないためです。議会は2012年にこの問題を認識し、公共安全に特化した全国的なLTEネットワークの構築のため、ファースト・レスポンダー・ネットワーク・オーソリティ（FirstNet）に70億ドルの資金を提供しました。FirstNet計画では、遠隔地向けに多様なセルサイトを設置できると想定されています。これらの技術の一部は現在、ニュージャージー州とコロラド州ボルダーで試験運用されています。ワシントン州のプログラムであるWashington OneNetは、ワシントン州のレスポンダーのニーズ、特に山火事への対応に特化してFirstNetを設計するにあたり、消防機関や警察機関と積極的に連携しています。

数年後には、火災やその他の事故が発生した場所の上空に無線接続の「バブル」を現場指揮官が迅速に配置することが一般的になるだろう。

「そのためのアプリがある」

こうした潜在的な技術はすべて役立つでしょうが、有効に活用するには、すべての消防隊員が共通のアプリを使用する必要があります。各消防隊が連携を図る際に、異なる地図アプリやGPSアプリを使用することは、潜在的に危険です。

アプリの標準化には前例があります。1999年のコロンバイン高校銃乱射事件の後、ワシントン州議会は2003年に、校舎の図面と地図を作成するための共通アプリケーションの導入を承認しました。この「Rapid Responder」というアプリは、カークランドに拠点を置くPrepared Response社によって開発され、現在ワシントン州の2,000校以上の学校で使用されています。ワシントン州保安官・警察署長協会（WASPC）は、法執行機関に対し、このWebベースのインターフェースの使用方法に関する訓練を行っています。

事実上広く使用されているアプリもいくつかあります。オレゴン州フィロマスの企業が開発した「Active 911」は、ボランティア消防隊や捜索救助隊がボランティア救助隊員の呼び出しや支援に利用しています。

しかし、地図作成、位置情報、ページング、そして緊急対応で使用されるほぼすべてのアプリには標準規格がありません。そのため、山火事やその他の事故（例えばシーホークスの優勝パレードなど）の現場に救助隊員が集結した際に、対応を調整し、事故を管理するために使用する共通アプリが存在しないのです。

世界中の911センター運営者を代表する団体で、25,000人の会員を擁する公衆安全通信担当者協会（APCO）は、救急隊員や一般市民が緊急通信に使用している200以上のアプリをカタログに掲載しています。APCOはカタログに掲載されているアプリについて厳格なガイドラインを設けているため、ダウンロード可能なアプリはおそらく数百、数千にも上るでしょう。これらのアプリの使い勝手やサイバーセキュリティに関するレビューは、実際には行われていません。

対応者が使用するアプリを評価し、標準化するためのプログラムまたはセンターが緊急に必要です。

結論

パーソナルコミュニケーション技術は、2007年のApple iPhoneの登場とApp Storeの登場を契機に、過去10年間で急速に発展しました。しかし、公共安全機関や、日常的な事件や大規模災害に対応するその他の機関は、この技術を効果的に活用するための技術や標準を未だ十分に確立できていません。

「ワイヤレス技術の列車」が轟音を立てて線路を駆け下りています。山火事が猛威を振るい続け、自然災害やテロリズムといった脅威に直面する中、個人用モニタリング、センサー、ドローン、そしてワイヤレスの「バブル」が、消防士やその他の救助隊員、そして一般市民の安全向上に貢献しています。

結局のところ、人命と財産を実際に守るのは、現場の消防隊員、個々の消防士、警察官、救急隊員といった「現場の兵士」の経験と訓練にかかっています。彼らもまた、自らの安全を守るために、利用可能な最善かつ最新の技術を必要としています。