背景
澳大利亚 2019-2020 年火灾季节，各州都发生了毁灭性的野火，新南威尔士州和维多利亚州东部的野火影响最为严重。野火发生在严重干旱和持续热浪期间，气候变化加剧了这一 情况。图 1 显示了该地区 2019 年 10 月 1 日至 2020 年 1 月 7 日的野火热点，黄色表示 10 月 1 日至 1 月 6 日的火灾，红色表示 2020 年 1 月 7 日的活跃火灾。
消防员使用无人机进行监视和态势感知（SSA）已有数年；SSA 无人机携带高清和热成像 摄像机以及遥测传感器，用于监测和报告前线人员可穿戴设备的数据。 可穿戴设备可以用作个人定位信标或更复杂的环境监视器。SSA 无人机帮助监控不断变化的形势，使紧急行动中心（EOC）能够最佳地指导现役机组人员，以实现最佳效果和最大安全性。
图 1. 澳大利亚东南部的野火热点，2019 年 10 月 1 日至 2020 年 1 月 7 日。 资料来源：澳大利亚政府气象局，美国国家航空航天局资源管理系统火灾信息
双向无线电通信允许“地面部队”的前锋队向紧急行动中心提供状态报告，并允许紧急行动中心直接向前锋队发出命令。部署人员携带在 VHF/UHF 波段工作的手持式双向无线电。 手持无线电的射程受到发射功率低的限制，通常最大功率为 5 瓦，主要由农村地区的距离和物理地形或城市地区的“建筑地形”决定；天气对对 VHF/UHF 信号影响不大。 一台 5 瓦的无线电在平坦、无障碍的地面上的标称射程为 5 公里，但在市区则下降到 2 公 里。中继器，自动重播高功率信号的收发机，可以扩大无线电范围。位于前线和 EOC 之 间的中继器可以将无线电信号从前线中继到 EOC，也可以从 EOC 中继到前线。中继器的射程也由距离和地形决定，但远大于功率较低的手持无线电。
最近，搭载中继器的悬停无人机被用来大幅扩大前线低功率无线电的射程。一个 10 瓦的中继器，重 1.3 公斤，由一架悬停在远高于地面的无人机携带，可以达到 20 公里的射程。 Akme 公司的原型机 WileE–15.2X 混合动力无人机在配备无线电中继器或视频和遥测功能 时，预计成本约为 10000 美元（澳元）。测试表明这种无人机具有表 1 所列的能力。 
要求：您的顾问团队已被聘用：
1.创建一个模型，以确定 SSA 无人机和无线电中继无人机的最佳数量和组合，以便为 维多利亚州国家消防局（CFA）拟议的新部门“快速丛林火反应”购买。您的模型应该平衡能力和安全性与经济性，并考虑观测和通信任务的需求和地形。您的模型还应将火灾事 件的大小和频率作为参数。
2.说明您的模型如何适应未来十年极端火灾事件不断变化的可能性。假设无人机系统的成本保持不变，预计设备成本会增加多少。
3.确定一个模型，用于优化悬停 VHF/UHF 无线电中继无人机在不同地形上不同大小火力的位置（如图 2：维多利亚州东部地形图所示）。请注意，海拔范围从海岸的海平面到维多利亚州的博公山 1986 米4.准备一份由您的模型支持的一到两页并带注释的预算申请，以便 CFA 提交给维多利亚州政府。
您的PDF解决方案（总共不超过25页）应包括：
- 一页的摘要表。
- 目录。
- 您的完整解决方案。
- 一页到两页带注释的预算请求。
- 参考文献清单。
注意：MCM竞赛现在限制为25页。您提交的所有内容均计入25页的限制（摘要表，目录，参考列表和任何附录）。
词汇表
“地面部队”前锋队：成语“地面部队”指的是在行动地点的人员。在消防工作中，这些团队处于控制火灾事件的第一线；他们对迅速变化的形势有直接的、关键的了解。
预算请求：预算申请是为组织内的项目或部门寻求成本、费用和/或运营管理费用资金的商业信函。附加说明的预算请求为每个请求的项目提供理由或理由。
国家消防局（CFA）：澳大利亚维多利亚州大部分地区负责灭火、救援和应对其他事故和危险的志愿消防队
应急运行中心（EOC）：应急相关行动和活动的中央指挥和控制点，以及启动和部署资源（人员或设备）的请求。移动 EOC 可以部署在紧急情况现场附近。
中继器：一种无人值守的无线电收发机，在附近频率（±600kHz（0.6MHz）的甚高频和 ±5MHz 的超高频）或相邻信道上以高功率自动重播接收到的信号。
态势感知：对事件的当前元素的感知，理解它们的意义，并将它们的状态推断到不久的将来；换句话说，就是对您周围发生的事情的认识和理解。
监控：系统地收集和分析数据，并将这些数据分享给能够根据这些信息采取行动的其他人。
收发器：既能发射又能接收的收音机。
超高频：超高频，无线电频率从 300 兆赫到 3000 兆赫。
