CC BY
62
- М.: Изд. дом «Вильямс», 2005. - 912 с.
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ РАСПОЗНАВАНИЯ ПЛАМЕНИ С НЕСКОЛЬКИХ БЕСПИЛОТНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Ю.М. Лебедев, доцент, Колледж пожарной безопасности и гражданской обороны,
Рига, Латвия, С.Ю. Разиньков, курсант, А.В. Вытовтов, преподаватель, В.В. Шумилин, начальник кафедры, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
В данной статье будет рассматриваться проект COMETS как пример зарубежного использования комплекса из нескольких воздушных для обнаружения огня [1]. Основная цель проекта COMETS является разработка и внедрение распределенной системы управления для совместной деятельности с использованием разнородных беспилотных летательных аппаратов [2]. В его состав входят два вертолета и дирижабль. Технологии, участвующие в проекте COMETS: пространственный анализ и методы для координации в реальном времени [3, 4], вертолет и дирижабль автономное управление, совместное восприятие окружающей среды, обнаружение и мониторинг, инструменты восприятия, кооперативное отображение местности. Ключевым аспектом в этом проекте является демонстрация возможностей нескольких БПЛА.
В системе COMETS, миссия обнаружения пожара делится на задачи для каждого БПЛА с возможностями обнаружения. Helix был оснащен недорогой микрокамерой в инфракрасном диапазоне 7-14 мкм и визуальной видеокамерой. Марвин оснащен пожарным датчиком, у которого основным компонентом является фотодиод настроенный на ограничение чувствительность к полосе 185260 нм, как правило, связанные с пожарами.
Кроме того, для восприятия целей транспортные средства несут инфракрасные и визуальные камеры и некоторые из них, панорамные с возможностью наклона. Рисунок 1 показывает некоторые примеры, как может выглядеть, один из БПЛА несущий недорогую инфракрасную микрокамеру BAND в инфракрасном диапазоне (7 до 14 мкм), кроме визуальной камеры [5].
Рис. 1. БПЛА несут в основном IMUs и GPS для навигации. Кроме того, камеры с наклонным корпусом для восприятия
Все камеры в системе откалиброваны перед полетами с помощью специальных программ. Кроме того, БПЛА несут на устройствах бортовую связь, чтобы иметь возможность получить команды от наземной станции, и направить информацию обратно к ней. Аппараты имеют выделенные каналы связи для сообщения с наземной станцией и возможностью передачи ретранслированных сигналов в случае потери связи с базой.
Принятие решений системой. Разница между БПЛА и пилотируемыми аппаратами является их способность выполнять автономно определенные задачи (рис. 2). Системы, представленные здесь, требуют, чтобы БПЛА были способны автономно перемещаться между точками [6]. Тем не менее, миссия по наблюдению по обнаружению пожара задача высокого уровня, которая требует принятие решений системой по координации и контролю беспилотников. Эти решения реализуются через четыре основных механизма:
1. Распределение задач возникает в системе с несколькими БПЛА, где каждый из БПЛА способен выполнять задачу в ответ на запрос. Задача должна решать, какие БПЛА должны выполнять поставленные цели, чтобы они были выполнены (например, БПЛА которые должны перемещаться в различных точках зрения, чтобы наблюдать пожар) [7]. Это требует возможность оценивать интерес присвоения определенного БПЛА к данной задаче.
2. Планирование задач является центральной проблемой принятие компонентов решения. Данные решения направлены на создание последовательности основных задач для выполнения, чтобы достичь заданного высокого уровня поставленной цели (например, задача мониторинга очага пожара) [8].
3. Координация представляет собой процесс, который возникает в системе, если даны ресурсы (либо внутренний или внешний) одновременно требует нескольких компонентов этой системы. В случае системы с несколькими БПЛА, классический вопрос координации в целях борьбы со столкновением является обмен пространства между различными БПЛА, чтобы убедиться, что каждый БПЛА будет в состоянии выполнить свой план безопасно и последовательно в отношении планов других БПЛА. Координация обмена информацией должна быть выполнена либо непрерывно, либо многократно во время выполнения миссии, так случайные события могут потребовать, чтобы пересматривать и обновлять планы в любое время. Кроме того, обновление координации информацией может в конечном итоге также необходимо для улучшения глобального плана группы БПЛА, который с течением времени может меняться для улучшения решения задач [9].
4. Надзор имеет дело с управлением (контролем) выполнения задач в ряде способов:
- первым делом просто, чтобы поддерживать систему в курсе обработки задач эволюции во время их поступления;
- вторая проблема заключается в выявлении возможных неудач и (если возможно) реагировать на такие события таким образом, чтобы препятствовать системе на провал [10].
Рис. 2. Система оценивает две вероятностные сетки (наличие огня и горючей нагрузки
на каждой клетке)
Описание восприятия системы. Система учитывает всю информацию, собранную различными БПЛА для оценки эволюции пожара. В системе, каждый БПЛА будет обрабатывать свои снимки и предоставлять возможность, связывать их с фронтом пожара. Вся эта информация поступает на центральную станцию, в которой происходит оценка, принимая во внимание все данные из флота.
Использование нескольких беспилотных аппаратов дает значительное увеличение эффективности обнаружения пламени и значительно уменьшает вероятность ошибок при распознавании. Также значительно усложняют работу системы и требуют значительное увеличение научных ресурсов.
Список использованной литературы
1. Mart'mez-de Dios, J., Merino, L., Ollero, A. Fire detection using autonomous aerial vehicles with infrared and visual cameras. In: Proc. of the 16th IFAC World Congress. Prague, Czech Republic, 2005.
2. Вытовтов А.В., Калач А.В., Сазанова А.А., Лебедев Ю.М. К вопросу о создании беспилотных летательных аппаратов / А.В. Вытовтов, А.В. Калач, А.А. Сазанова, Ю.М. Лебедев // Вестник Белгородского гос. технолог. ун-та им. В.Г. Шухова. 2016. - № 2. - С. 87-91.
3. Вытовтов А.В., Шумилин В.В., Сазанова А.А. Возможности использования БПЛА для обеспечения мониторинга линейных объектов нефтегазовой отрасли / А.В. Вытовтов, В.В. Шумилин, А.А. Сазанова // В сб.: Школа молодых ученых и специалистов МЧС России - 2015. Сб. ст. по матер.
науч.-практ. конф. 2015. - С. 67-70.
4. Вытовтов А.В., Калач А.В., Разиньков С.Ю. Современные беспилотные летательные аппараты / А.В. Вытовтов, А.В. Калач, С.Ю. Разиньков // Вестник Белгородского гос. технолог. ун-та им. В.Г. Шухова. 2015. - № 4. - С. 70-74.
5. Вытовтов А.В., Шумилин В.В., Калач А.В. Применение беспилотных летательных аппаратов при проведении культурно массовых мероприятий / А.В. Вытовтов, В.В. Шумилин, А.В. Калач // Computational nanotechnology. - 2015. -№ 4. - С. 69-73.
6. Вытовтов А.В., Разиньков С.Ю. Перспективы использования БПЛА для обеспечения пожарной безопасности линейных объектов нефтегазовой отрасли /
A.В. Вытовтов, С.Ю. Разиньков // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2015. -Т.1. - № 1 (6). - С. 19-21.
7. Лебедев Ю.М., Разиньков С.Ю., Вытовтов А.В., Шумилин В.В. Зарубежный опыт использования микрокамер в инфракрасном диапазоне на БПЛА для обнаружения огня / Ю.М. Лебедев, С.Ю. Разиньков, А.В. Вытовтов,
B.В. Шумилин // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2015. - Т.1. - С. 28-33.
8. Калач А.В., Чудаков А.А., Калач Е.В., Арифуллин Е.З.: Математическая модель движения поверхностных вод местного стока// Технологии гражданской безопасности. 2013. - Т. 10. - № 3. - С. 90-94.
9. Однолько А.А. Определение величины пожарного риска в производственном помещении с выделением горючих жидкостей и газов / А.А. Однолько, И.В. Ситников // Научный вестник ВГАСУ: Строительство и архитектура. 2011. - № 3. - С. 125-133.
10. Шумилин В.В. Особенности математического моделирования распространения опасных факторов пожара / В.В. Шумилин // Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2014. - С. 332-334.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ
С.А. Вамболь, заведующий кафедрой, д.т.н., профессор,
Национальный университет гражданской защиты Украины, г. Харьков
В.В. Вамболь, доцент, к.т.н., доцент, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», г. Харьков
Проблема отходов актуальна не только для Украины, но и для всего мира. В настоящее время ситуация с отходами является угрожающей для экологической безопасности, а вопросы уменьшения их количества и защиты объектов окружающей природной среды - наиболее острыми. Процесс накопления отходов
