Научная статья на тему 'Анализ системы передачи видеоданных при ликвидации пожаров'

Анализ системы передачи видеоданных при ликвидации пожаров Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
47
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
лесные пожары / автоматизация / зондирование / wildfires / automation / sounding

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Н. В. Сухачев, Н. А. Сердюкова

Рассмотрены варианты и условия качественной передачи фотои видеосъемки местности на большие расстояния с применением беспилотных летательных аппаратов при мониторинга лесных пожаров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Н. В. Сухачев, Н. А. Сердюкова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF TRANSMISSION SYSTEM OF VIDEO DATA ON FIRES

The variants and conditions of high-quality transmission of photo and video shooting of the area over long distances with the use of unmanned aerial vehicles for monitoring forest fires are considered.

Текст научной работы на тему «Анализ системы передачи видеоданных при ликвидации пожаров»

мониторинг объектов временного размещения населения; мониторинг движения общественного автомобильного транспорта; нахождение оптимального пути от зоны чрезвычайной ситуации до мест размещения пострадавшего населения;

определение количества транспортных средств для удовлетворения потребности эвакуации;

составление наикратчайших маршрутов;

создание локальной информационно-аналитической системы.

Целями создания системы являются:

сокращение временных затрат и эффективная выработка решений на эвакуацию населения;

выбор наиболее безопасного и оптимального маршрута следования из зоны ЧС в пункты временного размещения (безопасные районы);

автоматизация задач при организации мероприятий экстренной эвакуации; автоматизация задач при планировании эвакуационных мероприятий; обеспечение поддержки принятия решений при оперативном реагировании в ЧС; внедрение в деятельность органов исполнительной власти, территориальных органов МЧС России эффективной информационно-аналитической системы, обеспечивающей поддержку принятия решений на эвакуацию населения.

В сущности, возможности ГИС бесконечны, поскольку она представляет собой универсальную технологию для работы с пространственными данными. Ведь при принятии управленческих решений на организацию эвакуации имеются свои специфические задачи, которые могут эффективнее решаться с помощью ГИС.

Таким образом, разработка и внедрение ГИС для обеспечения работы органов управления, позволит существенно сократить время на принятие экстренных решений, оптимизировать и выбирать наиболее безопасные маршруты следования из зон ЧС, определять потребности в транспорте и жизнеобеспечении населения, вести управление объектами в режиме реального времени.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Смирнов C.B., Тюкавши Д.В. Геоинформационная система для принятия решений в органах управления социально-образовательной сферой. г. Москва, «Control sciences, №3», 2003 г.

2. Болбаков Р.Г. Принятие решений в геоинформационных системах. г. Москва. «Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка». 2003 г., № 1., с. 115124.

3. Андрианов В.Ю. Геоинформационные системы для транспорта и коммуникаций. г. Москва, T-COMM - Телекоммуникации и транспорт. Июнь 2006 г.

УДК 614.842

Н.В.Сухачев, Н.А.Сердюкова

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж

АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ВИДЕОДАННЫХ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПОЖАРОВ

Рассмотрены варианты и условия качественной передачи фото- и видеосъемки местности на большие расстояния с применением беспилотных летательных аппаратов при мониторинга лесных пожаров.

Ключевые слова: лесные пожары, автоматизация, зондирование. N. V. Sukhachev, N.A. Serdyukova

ANALYSIS OF TRANSMISSION SYSTEM OF VIDEO DATA ON FIRES

The variants and conditions of high-quality transmission of photo and video shooting of the area over long distances with the use of unmanned aerial vehicles for monitoring forest fires are considered.

Keywords: wildfires, automation, sounding.

В настоящее время беспилотные летательные аппараты (БПЛА) представляют большой интерес при воздушном наблюдении и мониторинге окружающей среды. Самые распространенные задачи БПЛА на сегодняшний день это фото- и видеосъёмка местности камерами видимого диапазона. БПЛА высокомобильны и способны преодолевать большие расстояния по воздуху на низких высотах, не мешая пилотируемым летательным аппаратам. Также для управления БПЛА определенной массы нет необходимости его регистрации и обучения на его пилотирование.

БПЛА способны передавать растровые изображения не только с камер видимого диапазона, но и с камер инфракрасного диапазона (тепловизоры). Волны этого диапазона излучают все нагретые тела и с ростом температуры, возрастает это излучение. Тепловизор способен не просто определять температуру в определённой точке, но и строить из этих точек полноценные изображения. По анализу предоставленных изображений оператор БПЛА способен анализировать обстановку. Изображение в инфракрасном диапазоне наглядно показывает температуру на местности, при помощи его легко определить не только крупный пожар, но и даже мелкий костер [2].

БПЛА способен быстро переместится на большое расстояние даже в самые труднодоступные места, где движение колесного транспорта невозможно или затруднено. Передача с камер инфракрасного и видимого диапазона растровых изображений в наземный пункт управления (НПУ) и не только для их анализа возможно в режиме реального времени. Изображение передается на экран оператора с минимальной задержкой, что дает возможность своевременно принимать решения и оптимизировать действия противопожарных сил.

Но все преимущества конструкции и концепции всегда ограничиваются характеристиками радиоэлектронного оборудования. Как правило, на борту БПЛА устанавливаются не менее двух систем радиосвязи: двусторонняя для передачи командно-телеметрических данных и односторонняя система передачи информации полезной нагрузки, а качество и частота обновления передаваемого изображения не может превышать характеристик передающего радиооборудования.

Существует множество реализуемых вариантов систем передачи информации. Командно-телеметрическая информация имеет приоритет больший, чем у данных полезной нагрузки (в данном случае растровое изображение с тепловизора). Так как в случае потери изображения на наземном пункте управления БПЛА продолжит функционировать. В случае потери командно-телеметрической связи оператор не сможет принимать полетные данные от него (координаты, заряд аккумуляторов, углы тангажа, рысканья, крена и так далее) и отдавать команды на него, потеря управления в большинстве случаев означает утрату беспилотного аппарата.

Передача изображения с камер видимого диапазона достаточного качества картинки осуществляется при разрешении 1280*720 точек. При качестве цветопередачи в 16 бит на пиксель и частоте обновления кадров 30 кадров в секунду поток несжатых данных составляет 430 Мбит/с. При должной аппаратуре и алгоритмов сжатия и кодировки его

можно уменьшить до 15 Мбит/с. Передача изображения с камер ИК диапазона более легкая и составляет 3 Мбит/с. В сумме в нашем случае необходима радиоканал с частотой передачи информации 18 Мбит/с. С этой задачей полностью справляется диапазон сверх высоких частот, а точнее технология Wi-Fi с частотой несущего колебания 2.4 ГГц и теоретическим пределом частоты передачи информации 100 Мбит/с и реальной 30 Мбит/с.

Одним из ограничивающих факторов радиопередачи является дальность радиовидимости между БПЛА и наземным пунктом управления. Без учета влияния рефракции в атмосфере и при отсутствии крупных препятствий между ними радиус радиогоризонта для высоких частот высчитывается по формуле [1]:

R = 3574.3(.Д^ + ^h2) где h1 -высота подъёма наземной антенны, м; h2 -высота подъёма наземной антенны, м.

Зона видимости

Зона

3: -jтени

X

Рис. 1. Зоны видимости, полутени, тени

400 км 350 км 300 км 250 км 200 км 150 км 100 км 50 км 0 км

м м м м м м м % м м

1 0 0 0 0 0 0 о 0 0

0 0 0 0 0 0 о 0 0

0 0 0 0 0 0 о 0 0

1 2 3 4 5 ю r-v 00 ai

м 10 м 20

Рис. 2. График зависимости дальности прямой видимости (вертикальная ось) от высота подъёма БПЛА (горизонтальная ось) при различных высотах подъема антенны НПУ

Проанализировав график зависимости дальности прямой видимости от высоты подъёма БПЛА при различных высотах подъема антенны наземного пункта управления, можно сделать вывод, что высота подъема антенны НПУ не имеет решающего влияния на величину радиуса прямой радиовидимости, поэтому использование высоких мачт для антенны НПУ является нецелесообразным из-за слабого выигрыша при его применении.

1

м

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грек А.А. Гибкий подход / А.А. Грек // Популярная механика. 2016. №10 -С.82-86.

2. Сердюкова Н.А. Сканирование лесных площадей на наличие пожаров с использованием беспилотных летательных аппаратов [Текст] / Н.А. Сердюкова, Н.В. Сухачев // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2018. №1(9) - С. 390-392.

УДК 614.846.6

М.Р. Сытдыков, А.Г. Шилов

ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России

ПОЖАРНЫХ НАДСТРОЕК ОСНОВНЫХ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

В работе представлен возможный перечень и структура комплексных показателей эффективности пожарных надстроек, а также, возможные подходы к комплексной оценке эффективности надстроек пожарных автомобилей с учетом всех влияющих на эту оценку параметров.

Ключевые слова: пожарные автомобили, надстройки, оценка технических показателей, пи-теорема, анализ размерности, показатели эффективности.

M.R. Sytdykov, A.G. Shilov

FIRE ADD-ONS TO THE MAIN FIRE VEHICLES AND ESTIMATION OF THEIR EFFICIENCY

The paper presents a list and structure of complex performance indicators of fire superstructures, as well as approaches to the integrated assessment of the effectiveness of fire truck superstructures, taking into account all the parameters affecting this assessment.

Keywords: fire trucks, superstructures, evaluation of technical indicators, pi-theorem, dimension analysis, performance indicators.

Основные пожарные автомобили (ОПА) в зависимости от преимущественного использования и направлений оперативной деятельности подразделяются на пожарные автомобили общего и целевого применения [1].

Тушение пожаров на объектах транспорта, нефтегазового комплекса, лесоперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности обеспечивают именно ОПА целевого применения [2], которые характеризуются рядом параметров.

Согласно [3] все пожарные автомобили (ПА) должны состоять из следующих основных частей:

- базового шасси с кабиной водителя или специальной кабиной для размещения водителя и боевого расчета;

- отсеков кузова для размещения насосной установки и пожарно-технического вооружения;

- сосудов для огнетушащих веществ;

- насосной установки с коммуникациями;

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.