Основные элементы блок-схемы программного обеспечения робота- горноспасателя

Костюкова Анна Владимировна; Пикина Екатерина Васильевна; Чибинев Константин Николаевич; Шматько Максим Евгеньевич

А.В. Костюкова, Е.В. Пикина, К.Н. Чибинёв, М.Е. Шматько

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ БЛОК-СХЕМЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РОБОТА-ГОРНОСПАСАТЕЛЯ

Представлен анализ внедрения и применения роботов-пожарных в России. Описаны основные законы робототехники при разработке робота-горноспасателя. Предложены программное обеспечение и функциональная схема интеллектуального робота-горноспасателя.

Ключевые слова: робот-пожарный, технические требования, план ликвидации аварий, робот-горноспасатель, законы робототехники, аппаратные и программные подсистемы, программное обеспечение, функциональная схема.

Пожарные роботы в России серийно выпускаются уже около 20 лет. Они сертифицированы в системах международного стандарта качества, стандартов пожарной безопасности и ГОСТ, соответствуют требования морского регистра и взрывозащиты по условиям объектов применения, однако специальных роботов-горноспасателей в нашей стране нет.

Технические требования на пожарные работы представлены в ГОСТ Р 53326-2009, в соответствии с которым, пожарный робот — это автоматическое устройство, манипулирующее пожарным стволом в сферической системе координат, выполняемое на базе лафетного стационарного ствола с дистанционным управлением с фиксированной или подвижной установкой. В этой связи пожарные роботы относят к автоматическим установкам пожаротушения (АУП), которые приводятся в действие по объективным показателям и обеспечивают оперативное тушение очага пожара на начальной стадии, без участия человека.

Следует отметить, что перечень объектов, подлежащих защите АУП, регламентирован СП 5.13130.2009, НПБ 110-03 и отраслевыми нормативными документами, кроме этого нали-

УДК 004.413: 004.896: 007.52

чие АУП в системах пожарной безопасности объектов является обязательным требованием страховых компаний по снижению степени риска.

Функции и задачи робота-горноспасателя существенно отличаются от функций и задач роботов-пожарных, в связи с присутствием в шахте во время аварии множества вредных и опасных факторов, препятствующих боевой работе спасателей.

В соответствии с Инструкцией по составлению планов ликвидации аварий на угольных шахтах, утвержденной приказом Ростехнадзора от 01.12.11 г. № 681 (в ред. от 02.04.15 г.) первоочередными мероприятиями по спасению людей застигнутых аварией в шахте являются:

• действия, направленные на определение мест нахождения людей, их спасение и уменьшение числа возможныш жертв;

• действия по организации контроля газовоздушной среды и температуры в шахте;

• действия по локализации и ликвидации опасных факторов аварии.

Поэтому создаваемый робот-горноспасатель на наш взгляд должен соответствовать основным законам робототехники, которые сформулировал американский ученый биохимик, писатель-фантаст Айзек Азимов:

• робот не должен вредить человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред;

• робот должен выполнять приказы человека, кроме приказов, противоречащих первому закону;

• робот должен заботиться о своей безопасности, если это не противоречит первому и второму законам.

И состоять из следующих аппаратных и программных подсистем:

• движения: перемещение (грунт, вода, воздух), питание всех систем управления;

• управление движением: принятие и исполнение команд движения;

• техническое зрение: распознание объектов на пути следования робота;

• анализаторов (сенсоров): концентраций газов и пылей, уровней воды и температурной среды в шахте;

• дальномеров: определение расстояний до заданных объектов;

• дистанционного управления : оператор управляет робо-томгорноспасателем с клавиатуры на бортовой ЭВМ;

Функциональная схема интеллектуального робота-горноспасателя

• планирования движения: планирование и отслеживание точности выполнения команд движения механизмов робота-горноспасателя;

• сигнализации (оповещение): о наличии опасных факторов для жизни горнорабочих или возможности взрыва.

Структурно робот-горноспасатель можно разделить на физические и программные компоненты, датчики анализаторов параметров окружающей среды и положения механизмов робота, исполнительные механизмы, информационные и управляющие микроконтроллеры и бортовой компьютер. Для связи между ними применимы механические, электрические и информационные каналы.

Программное обеспечение робота-горноспасателя должно включать следующие основные программы:

• управление радиотелесвязью;

• управление комбинированным движением (по грунту, воде и воздуху);

• дистанционного управления;

• технического зрения (ориентации в пространстве горных выработок шахты);

• обработки данных анализаторов (сенсоров);

• оперативного планирования маршрута движения в соответствии со складывающейся обстановкой в шахте.

Общая функциональная схема интеллектуального робота-горноспасателя нами представляется рисунком.

Создание и оснащение военизированных горноспасательных частей роботами-горноспасателями является актуальной задачей и действительно эффективным инструментом в решении столь ответственного дела как спасение людей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р 53326-2009. Техника пожарная. Установки пожаротушения роботизированные. Общие технические требования. Методы испытаний.

2. Приказ Ростехнадзора от 19.11.2013 г. № 550 «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах» (зарегистр. в Минюсте России 31.12.13 г. № 30961).

3. Приказ МЧС России от 13.12.12 г. № 766 «Об утверждении табеля технического оснащения военизированных спасательных частей, находящихся в ведении Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий».

4. Методические рекомендации по тактике применения наземных робототехнических средств при тушении пожаров. М54. — М.: ВНИ-ИПО, 2015. - 39 с.

5. СП 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования. 1»тш

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Костюкова Анна Владимировна — магистр, Пикина Екатерина Васильевна — студентка, Чибинев Константин Николаевич — магистр, Шматько Максим Евгеньевич — студент,

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) имени М.И.Платова, e-mail: [email protected].

A.V. Kostyukova, E.V. Pikina, K.N. Chibinev, M.E. Shmat'ko

BASIC ELEMENTS OF THE FLOWCHART OF THE SOFTWARE MINE RESCUE ROBOT

The analysis of the implementation and application of robotic fire in Russia. The basic laws of robotics in the development of the mine rescue robot. Proposed software and functional scheme of intellectual mine rescue robot.

UDC 004.413: 004.896: 007.52

Key words: robot firefighter, technical requirements, emergency response plan, mine rescue robot, the laws of robotics, hardware and software subsystems, software, functional scheme.

AUTHORS

KostyukovaA.V}, Magister, Pikina E.V.1, Student, Chibinev K.N.1, Magister, Shmat'ko M.E.1, Student,

1 M.I. Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), 346428, Novocherkassk, Russia, e-mail: [email protected].

REFERENCES

1. Tekhnika pozharnaya. Ustanovki pozharotusheniya robotizirovannye. Obshchie tekh-nicheskie trebovaniya. Metody ispytaniy. GOST R 53326-2009 (Fire engineering. Robotic fire extinguishing installations. General specifications. Test methods. State Standart R 53326-2009).

2. Prikaz Rostekhnadzora ot 19.11.2013 no 550 «Ob utverzhdenii Federal'nykh norm i pravil v oblasti promyshlennoy bezopasnosti «Pravila bezopasnosti v ugol'nykh shakhtakh» (Approval of Federal Norms and Regulations in the Field of Industrial Safety: Safety Regulations for Coal Mines, Order of the Russian Federal Service for Environmental, Technological and Nuclear Supervision, no. 550 as of November 19, 2003).

3. Prikaz, MChS Rossii ot 13.12.12 no 766 «Ob utverzhdenii tabelya tekhnicheskogo os-nashcheniya voenizirovannykh spasatel'nykh chastey, nakhodyashchikhsya v vedenii Minis-terstva Rossiyskoy Federatsii po delam grazhdanskoy oborony, chrezvychaynym situatsiyam i likvidatsii posledstviy stikhiynykh bedstviy» (Approval of Technique Authorization List for Mine Rescue Brigades under Authority of the RF Ministry of Civil Defence, Emergencies and Disaster Relief, Order of the Ministry of Civil Defence, Emergencies and Disaster Relief of the Russian Federation, no. 766 as of December 13, 2012).

4. Metodicheskie rekomendatsiipo taktikeprimeneniya nazemnykh robototekhnicheskikh sredstv pri tushenii pozharov. M54 (Instructional guidelines on tactics of using ground surface robotic systems in fire extinguishing. M54), Moscow, VNIIPO, 2015, 39 p.

5. Sistemy protivopozharnoy zashchity. Ustanovkipozharnoy signaliz,atsii i pozharotusheniya avtomaticheskie. Normy i pravila proektirovaniya. SP 5.13130.2009 (Fire protection systems. Automatic fire alarm and extinguishing plants. Design norms and regulations. SP 5.13130.2009).

| НАУКА ВМЕНЯЕМАЯ И НЕВМЕНЯЕМАЯ ТВОРЧЕСКИЙ ИНЖЕНЕР НЕПОБЕДИМ

Профессор-изобретатель Степан Огурец жаловался, что система загубила его талант. Не верю я в это, ведь талантливого инженера невозможно погубить, интеллект неуязвим. Его можно только физически уничтожить, а общество должно обеспечить его защиту.

BASIC ELEMENTS OF THE FLOWCHART OF THE SOFTWARE MINE RESCUE ROBOT

Текст научной работы на тему «Основные элементы блок-схемы программного обеспечения робота- горноспасателя»