Беспилотные авиационные системы на страже России

Что может беспилотник

Задачи применения беспилотных летательных аппаратов в МЧС можно классифицировать по четырем основным группам:

• обнаружение чрезвычайной ситуации;
• участие в ее ликвидации;
• поиск и спасение пострадавших;
• оценка ущерба.

Таким образом, с помощью беспилотной авиации МЧС России выполняет ряд важных задач, в том числе таких, как:

• контроль зон ЧС, поиск объектов заинтересованности;
• мониторинг пожароопасной, паводковой и ледовой обстановки, разведка путей движения;
• обеспечение связи и ретрансляция данных (команд);
• мониторинг районов химических и радиационных аварий;
• аэрофотосъемка заданных районов;
• доставка малогабаритных грузов в назначенные районы.

Использование тепловизора, входящего в комплектацию беспилотных воздушных судов, способствует выявлению скрытых очагов возгорания, прогнозирует обрушение конструкций и сооружений путем определения температуры поверхности, что позволяет эффективно осуществлять меры по профилактике и ликвидации последствий ЧС природного и техногенного характера.

В конструкторском бюро Маслова разработан перспективный многоцелевой российский противопожарный вертолет RUMAS-10. На вертолете установлена струйная система пожаротушения барабанного типа. Кроме того, есть пневматическая баллистическая система (пушка) для высокоточного метания порошковых зарядов (снарядов) пожаротушения на расстояние в 25–30 м, что позволяет вести “стрельбу” по очагам огня в горящих помещениях.

Обоснование применения беспилотных летательных аппаратов

В тех случаях, когда возникает опасность поражения значительной зоны территории катастрофами, вызванными техногенными, террористическими или природными факторами, пилотная авиация не всегда может успешно применяться по ряду причин. Главными проблемами являются высокая стоимость полёта, которая составляет в среднем 25 тысяч рублей в час, метеорологические условия, которые препятствуют полёту и время реагирования до 6 часов.

Временные промежутки, в которые осуществляется тушение пожаров, имеют определённую динамику, поэтому процесс ликвидации источников возгорания привязан к этому фактору. Горение до обнаружения пожара – это начальный промежуток. После установления факта возгорания и выезда оперативной бригады к месту пожара проходит также определённый период.

Разведка пожара и начало тушения входят в следующие временные интервалы, после чего следует тушение непосредственно пламени, локализация беспламенного горения и дотушивание – ликвидация прочих очагов горения на территории, подвергшейся действию огня.

Окончательным этапом работ является окарауливание, во время которого осуществляется тушение скрытых очагов пожара. Поэтому БПЛА исполняют роль разведывающего устройства, контролирующего размеры очагов возгорания, осуществляют оперативную подачу картины пожара и таким образом помогают руководителю тушения пожара правильно координировать действия пожарного расчёта.

Что такое квадрокоптер

Квадрокоптер – это беспилотный управляемый летательный аппарат.

Квадрокоптер — это разновидность  мультикоптера. Его особенность наличие 4 винтов. Устройство и принцип работы всех мультикоптеров практически одинаковы, разница состоит в количестве винтов и подъемной силе, соответственно. Мы остановимся на изучении квадрокоптера.

Управление квадрокоптером производится с помощью радио волн, между дистанционным пультом и приемными антеннами аппарата. Движущим элементом квадрокоптера являются пропеллеры, размещенные в верхней части корпуса аппарата. Последние приводятся в движение высокоскоростными электрическими двигателями. Элементами питания служат литий-ионные или литий-полимерные аккумуляторы.

Перемещение квадрокоптера возможно во всех плоскостях. Изменение направления и положение в воздухе происходит за счет скорости вращения каждого пропеллера. По парно пропеллеры вращаются в разные стороны.

Для управления и ориентации квадрокоптера используется GPS – модуль.  За счет данных спутников позволяет обнаруживать квадрокоптер на местности, возвращать его в точку запуска и т.д.

Высота и дальность полета квадрокоптера зависит от заряда аккумуляторов и дальности действия передатчика радио сигнала. Также особую роль у квадрокоптера занимает характеристика подъемной массы. За счет этого на квадрокоптер возможно устанавливать дополнительное оборудование. Например, несколько камер наблюдения с накопителем, камера для съемки в 360 градусов, тепловизоры и т.д.

Основные виды российских моделей бпла

В число наиболее используемых на территории РФ БПЛА входит дистанционно-пилотируемый аппарат «Искорка», который ретранслирует оператору картину пожара на расстояние нескольких десятков километров. Он представляет собой что-то среднее между ракетной беспилотной техникой и обычной авиацией.

«Пчела-1Т», которая подаёт информацию в режиме рабочего времени, показывая, таким образом, постоянную картину меняющихся условий. Изначально эта модель использовалась в военно-промышленном комплексе.Беспилот«Пчела-1Т», которая подаёт информацию в режиме рабочего времени, показывая, таким образом, постоянную картину меняющихся условий. Изначально эта модель использовалась в военно-промышленном комплексе.БеспилотZALA разработаны для наблюдения за изменением метеорологических условий на подстилающей поверхности. В их задачу входит теле- и тепловизионное изображение местности, накопление и анализ информации, а также ретранслирование, уточнение координат. Особенно ценным является тот факт, что в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций, представляющих угрозу для жизни человека, беспилотные вертолёты успешно выполняют свои функции.

Преимуществами вертолётных БПЛА является возможность посадки на неподготовленных участках, автоматический взлёт и приземление, наличие компьютеризированного контроля, который позволяет изменять дальность и высоту полёта.

Таким образом, технические возможности БПЛА настолько высоки, что они позволяют не ограничиваться физиологическими характеристиками человека, удобны, экономичны, многофункциональны. Это делает отрасль производства БЛА наиболее перспективной ввиду способности локально, перманентно и дистанционно оценивать различные условия и производить ретрансляцию в отдалённые точки на центральные пульты контроля.

2023: создание технологии беспилотного самолета-дрона для поиска потерявшихся людей

В апреле 2023 года стало известно, что в Печатниках на базе технополиса «Москва» была создана технология беспилотного самолета-дрона для поиска потерявшихся людей. Полностью автономный дрон с дополнительной станцией для подзарядки был сконструирован учеными из «Коптер экспресс».

Данная разработка позволит значительно увеличить покрывающую площадь поиска пропавшего человека или группы лиц. Ученые смогли преодолеть трудность, связанную с быстрым выходом из строя дронов и малой площадью покрытия поиска.

Китайская компания DJI, специализирующаяся на производстве гражданских беспилотников, опубликовала[4] в марте 2023 года суммарный отчет о зарегистрированных случаях спасения людей с помощью мультикоптеров.

С распространением гражданских беспилотников многие организации начали их использовать для помощи людям в опасных ситуациях. Дроны могут с помощью обычных и инфракрасных камер искать потерявшихся людей в лесах или не эвакуировавшихся из города при потопе, беспилотники могут обследовать труднодоступные районы, а также способны переносить снаряжение для помощи пострадавшим по воздуху, когда другие пути доставки представляют угрозу для спасателей.

Несмотря на то, что новости о подобных происшествиях время от времени появляются в СМИ, они перемешиваются с сообщениями общего типа «в спасательной операции был задействован беспилотник», поэтому сложно оценить реальное количество людей, которым действительно помогли мультикоптеры в критической ситуации.

Всего в отчет попала информация о 18 разных ситуациях, в которых дроны спасли 59 человек, 38 из которых спасены за последние 10 месяцев, что приблизительно соответствует одному человеку в неделю. При этом треть (20 человек) спасены не поисково-спасательными организациями, а простыми людьми с помощью собственных мультикоптеров.

Отчет DJI не претендует на полноту описания — представители компании отмечают, что в таблицу попали только происшествия с конкретной информацией о том, что использование беспилотника оказалось ключевым фактором. Кроме того, в сообщении о происшествии должна была быть точная информация о количестве спасенных людей, которым действительно находились в ситуации, опасной для жизни.

2023: использование бпла для слежения за безопасностью на пляжах в москве

В течение пляжного сезона 2023 года за безопасностью на пляжах Москвы будут следить беспилотные летательные аппараты. В проекте планируется задействовать более 20 квадрокоптеров «нового поколения», сообщается на официальном сайте мэра Москвы[2].

С помощью дронов будет осуществляться патрулирование в общей сложности 11 пляжей. Это первый случай настолько масштабного использования дронов для наблюдения за водоемами в Москве, сообщает Главное управление МЧС России по Москве.

Квадрокоптеры будут летать над водой и транслировать видео со своих камер на планшеты дежурных спасателей. Видеонаблюдение даст спасателям возможность вовремя заметить утопающего или ребенка, оставшегося без присмотра взрослых, а также попытку развести огонь в не предназначенном для этого месте.

Как сообщает МЧС, тестирование беспилотников над акваторией Москвы-реки началось в 2023 г., и эксперимент оказался успешным. Помимо наблюдения за водоемами министерство использует дроны для наблюдения за лесами в течение лета, чтобы отследить случаи возгорания. Также беспилотники используются для розыска потерявшихся в лесу грибников и в других случаях.

2020: использование машинного обучения в разработке метода для повышения эффективности поиска людей

Трое научных сотрудников, работающих в Университете Иоганна Кеплера (Линц, Австрия) — Дэвид Шедл (David Schedl), Индраджит Курми (Indrajit Kurmi) и Оливер Бимбер (Oliver Bimber) — разработали в 2020 году метод на основе технологий машинного обучения, который должен радикально повысить эффективность поиска людей, заблудившихся в зонах с плотной растительностью[1].

Сегодня, если необходимо экстренно разыскать людей, заблудившихся в лесу, поисково-спасательные бригады обычно используют вертолеты или дроны. Спасатели летают над районом, где вероятнее всего можно обнаружить пропавших. Проблема в том, что в условиях густой растительности рассмотреть человеческие фигуры в зарослях почти невозможно.

Немного помогают в данной ситуации тепловизоры, позволяющие «видеть» сквозь кроны деревьев. Но и здесь есть существенные ограничения. К сожалению, в некоторых случаях тепловидение также оказывается не особенно эффективным, например, когда солнце нагревает деревья до температуры, близкой к температуре тела человека.

Тем не менее, как доказали исследователи, используя технологии искусственного интеллекта можно отчасти решить эту проблему. Специальный алгоритм машинного обучения, разработанный командой, собирает группу изображений определенной области, полученную в результате съемки с вертолета или дрона, и затем объединяет их таким образом, что они формируют тепловизионную картинку, обладающую гораздо большим разрешением, чем у единичного тепловизора.

Беспилотная авиация мчс россии за год выполняет более 7,7 тыс. полетов – новости – мчс россии

Беспилотники – авиация – мчс россии

Беспилотные системы dji помогают волонтерам-поисковикам из lizaalert

Сегодня в России существуют десятки некоммерческих поисково-спасательных отрядов на добровольной основе. Большинство из них действуют по территориальному принципу и являются региональными организациями. Однако самой известной и общероссийской можно считать организацию LizaAlert, возникшую в сентябре 2023 года и названную в честь девочки Лизы Фомкиной, которую добровольческие отряды искали на протяжении 10 дней, но не смогли найти живой.

За 10 прошедших лет организация разрослась до общероссийских масштабов и стала реальной силой. Модернизируется и ее оснащение техническими средствами. Так, вот уже несколько лет волонтеры из LizaAlert пользуются беспилотными летательными аппаратами для поиска пропавших.

И основу беспилотного парка отрядов составляют дроны DJI. На своей официальной странице в социальных сетях специалисты беспилотного подразделения LizaAlert перечисляют следующие модели дронов, с которыми они работают и владельцев которых рады видеть среди добровольцев своей организации:

• DJI Phantom 3 Pro;
• DJI Phantom 4/ Pro/ Advanced;
• DJI Phantom 4 Multispectral;
• DJI Mavic 2 Pro/ Zoom/ Enterprise;
• DJI Inspire 1/ 2.

Чтобы понять, почему именно эти модели дронов DJI являются наиболее предпочтительными для спасателей-поисковиков, необходимо разобраться в алгоритме проведения поисковой операции с привлечением беспилотников.

Бпла мчс

– поиск потерявшихся людей с беспилотника МЧС. Для этого можно применять беспилотники с камерой и тепловизором, основным здесь являеться тепловизор, так как человека под кронами деревьев в особенности если он в темно-монотонной одежде – практически не реально найти с помощью обычной камеры.

– информирование людей с беспилотника МЧС. При наводнениях, пожарах или других стихийных  бедствиях оповещения с беспилотника с помощью рупора (громкоговорителя) установленного на аппарате, евляеться весьма эффективным в условиях остутствия других способов оповещения. Использование громкоговорителя на мультикоптерах в МЧС зарекомендовало себя и для поиска потерявшихся людей.

– мониторинг потенциально опасных объектов с БПЛА МЧС. В первую очередь это объекты энергетики – нефте-газопроводы, ЛЭП, заводы, подстанции – и использвование разной целевой нагрузки на мальтироторных БПЛА для получения более полной информации о ситуацих просто необходимо, таких как:

1) аэрофото-аэровидео камеры

2) тепловизионные датчики

3) мультиспектрометры

4) разные датчики экологического мониторинга (счетчик гейгера и т.д.)

Однако для таких задач гораздо продуктивней будет использовать БПЛА с длительным временем полета самолетного типа:Trimble UX5 , Суперкам S350-f,  Геоскан 201,  Птеро-СМ,  ДЕЛЬТА-М,  Геоскан 101,  Птеро–Е5.

– слежение за развитием ЧС с БПЛА МЧС. Используя целевую нагрузку изпредыдущего пункта, можно также успешно проводить наблюдения и за оюъектами где происходит ЧС. При пожарах объект очень часто находиться за плотной пелиной дыма и чтобы была возможность “заглянуть”за нее и понять где и что именно горит применения тогоже тепловизора становиться необходимостью.

Виды беспилотных летательных аппаратов

Существует несколько критериев классификации беспилотников. Первый из них – назначение. По этому признаку аппараты делятся на следующие категории:

1. Военные. Для наблюдения за территорией и ведения боевых действий.
2. Поисковые. Помогают найти пострадавших в районах, пораженных катастрофами или стихийными бедствиями.
3. Коммерческие. Служат для доставки грузов и посылок, иногда – для выполнения сельскохозяйственных задач.
4. Гражданские. Используются для слежки за территорией.
5. Специализированного действия. К ним относятся как дроны-пожарники, так и портативные метеорологические установки.

По техническим характеристикам выделяют два вида устройств:

1. Самолетные. Оснащены крыльями и предназначены для продолжительного полета широкого радиуса. Чаще всего используются в военной авиации.
2. Вертолетные, или коптерные. Оснащены винтами, летают более плавно, чем самолетные устройства. Основным параметром в таких аппаратах считается количество винтов. Так, выделяют трикоптеры (3 винта), квадрокоптеры (4), гексакоптеры (6) и октокоптеры (8).

Еще один важный параметр классификации – размер и «выносливость» аппаратов. По этому признаку выделяют категории:

1. Микро. Вес аппарата не превышает 10 кг, длительность полета не более 60 минут, а расстояние не превышает 1 000 метров.
2. Мини. Вес устройства доходит до 50 кг, высота полета достигает 5 км, а продолжительность полета – 5 часов.
3. Миди. Масса «середнячка» может доходить до 1 000 кг. Расстояние полета определяется в 10 км, а время полета – в 15 часов.
4. Макси. Речь идет о полноценных самолетах и вертолетах, управляемых дистанционно. Масса аппарата превышает тонну, расстояние полета около 20 км. Длительность полета более суток.

Дополнительное специализированное оборудование беспилотных аппаратов

БПЛА часто оснащаются лидарными комплексами, проводящими зондирование в спектральном диапазоне. Аэрозольный лидар применяется для оценки, характеристики и изучения перемещения аэрозольных частиц. Жидкость и кристаллические частицы в атмосфере изучают поляризационные лидары.

При авариях на АЭС применяются лидары DIAL, осуществляющие измерение изотопов йода в атмосфере. Направление и скорость ветра, уровень содержания высокомолекулярных примесей определяет СО2-гетероидный лидар, а характеристику турбулентности в атмосфере можно сделать по показаниям турбулентного лидара.

В том случае, когда необходимо обнаружить взрыв, выбросы раскалённых газов, применяется радиометр с инфракрасным излучением. Компактность и многофункциональность лидарного комплекса, установленного на БПЛА, позволяет использовать его в самых разных ситуациях при мониторинге параметров внешней среды.

/p>

GPS-приёмник ГЛОНАС представляет общую картину по результатам зондирования в спциальной картографической системе, когда результаты измерения накладываются на зоны изучаемой территории, показывая места изменения концентрации веществ и локализации очагов пожара.

Компьютерные системы, которыми оснащены БПЛА, наличие нескольких ретрансляторов позволяет оценивать тушение пожара на расстоянии нескольких тысяч километров, оперативно регулируя действия пожарно-спасательных бригад.

Использование квадрокоптеров для профилактики пожаров

Квадрокоптеры достаточно дорогостоящие аппараты, требующие определенных навыков управления и мастерства.

В связи с этим использование коптеров в пожарной безопасности не так обширно, как хотелось бы.

Для профилактики пожаров и раннему выявлению возгораний, квадрокоптеры используются в качестве аппаратов наблюдения и разведки. Данные квадрокоптеры обеспечиваются специальными видео камерами и тепловизорами.

Квадрокоптеры применяются для мониторинга больших площадей, трудно доступных и мало проходимых мест.

К таким локациям относятся леса, торфяники, болота, горы, степи, мусорные свалки и другое. Также коптеры используются для проверки термоточек со спутниковых снимков.

Существуют факты использования квадрокоптеров для патрулирования и мониторинга противопожарного состояния больших по площади предприятий и объектов складирования. Раньше эту функцию выполняли многочисленные сотрудники охраны и пожарных дружин, при постоянном патрулировании и обходах территории.

Впоследствии их работу выполняют несколько подготовленных сотрудников, которые с определенной периодичностью осуществляют облет территории. Наиболее эффективными действиями которых отмечаются в ночное время, при патрулировании территории объекта с использованием тепловизора.

Широкое применение квадрокоптеров в профилактике возникновения пожара и раннем выявлении – будущее пожарной безопасности.

Какими должны быть дроны для поиска людей

В условиях нехватки людей огромное подспорье специалисты-поисковики видят в беспилотных летательных аппаратах. Развитие полетных параметров дронов, улучшение качества камер и универсальность использования беспилотников при различных погодных условиях делает их незаменимыми помощниками для спасения и поиска людей.

Сегодня основными требованиями к коптерам, стоящим на вооружении поисковых отрядов, опытные специалисты считают следующие характеристики:

• хорошие полетные данные, позволяющие беспилотнику работать практически в любых погодных условиях;
• достаточный диапазон и высота полета (особенно при поисках с лесистой местности);
• возможность летать без подзарядки достаточное количество времени;
• хорошие характеристики камеры дрона (высокое разрешение фото);
• наличие ряда датчиков (тепловизионного и т.д.) на борту коптера.

Все эти требования вполне обоснованы. Поисковикам не приходится выбирать, в какой местности и при каких погодных условиях им предстоит выполнять поисково-спасательную операцию. Есть запрос – надо действовать. Именно поэтому важно иметь на вооружении надежный беспилотный аппарат, который может выполнять съемку на высоте, достаточной для обхождения препятствий в виде крон деревьев, заряда которого хватает для полноценной съемки обозначенного квадрата поиска и который сможет выполнять миссии и при минусовых температурах.

Направления развития беспилотной авиации в россии

С учетом положений Концепции, а также опыта, приобретенного подразделениями МЧС России при ликвидации аварий и тушении пожаров, определены основные направления развития беспилотной авиации в системе МЧС России:

• организация работы по подготовке нормативных правовых актов, регулирующих процессы внедрения, унификации, стандартизации и применения БАС (в том числе в условиях ЧС);
• повышение готовности штатных подразделений, использующих беспилотные летательные аппараты, сокращение времени реагирования на ЧС различного уровня;
• обеспечение развития и повышение эффективности применения БАС при выполнении функциональных задач;
• организация подготовки и повышения квалификации специалистов, эксплуатирующих БАС, в реагирующих подразделениях МЧС России;
• изучение передового международного опыта в сфере применения беспилотной авиации.

В мае 2023 г. произошло наводнение на Балканах. Выпало самое крупное количество осадков за последние 120 лет, что привело к тому, что большие территории оказались затопленными и сотни тысяч людей были вынуждены покинуть свои дома. Использование дрона (беспилотного летательного аппарата) в такой ситуации позволяет в короткое время обследовать сравнительно большую территорию, получить фото- и видеоматериалы с воздуха, которые помогут оценить ситуацию на реках и их берегах, а также проанализировать риски угрозы наводнения

Применение беспилотных летательных аппаратов в интересах мчс россии

Применение квадрокоптеров на пожаре.

Во время возникновения пожара, ключевым моментом тушения является выбор решающего направления тушения пожара. Для принятия такого решения необходимо иметь как можно больше информации о пожаре и объекте пожара. Но в связи с большими площадями объектов, сложности и размещения, человеку приехав на пожар сложно оценить масштабы происшествия и принять как можно быстрее правильное решение.

На данный момент главной задачей квадрокоптеров на пожаре является разведка с воздуха. По прибытию на пожар, специалист в кротчайшие сроки запускает квадрокоптер и начинает собирать информацию о пожаре, а именно:

• нахождение пострадавших на территории объекта пожара;
• места нахождения людей, которым грозит опасность от огня и вторичных факторов;
• определение очагов возгорания;
• угроза распространения пожара на другие здания и сооружения;
• удобные места подхода и подъезда к местам горения и эвакуации.

Существуют задачи пожарно-спасательных служб, которые без квадрокоптера сложно выполнимы. К ним относятся:

• разведка труднодоступной территории во время чрезвычайных ситуации;
• осуществление поиска и обнаружение потерявшихся в горно-лесистой местности туристов;
• использование квадрокоптеров в качестве ретрансляторов связи на пожарах с большой площадью;
• при установке специальных осветительных приборов на квадрокоптер, осуществлять освещение места роботы пожарных подразделений;
• мониторинг рек, озер и прибрежных морских вод, на предмет нахождения утопающих и терпящих бедствие судов.

Дополнительно, возможно применение квадрокоптеров для доставки небольших грузов в трудно доступные места при чрезвычайных ситуациях. Примером, такого применения квадрокоптера, было на пожаре нефтеперерабатывающего завода. Квадрокоптер был применен для доставки средств связи пожарным отсеченным огнем, у которых уже разрядились аккумуляторы на переносных радиостанциях.

В будущей перспективе, квадрокоптером будет обеспеченно каждое пожарно-спасательное подразделение, что поможет спасти больше людей и убережет жизни пожарных от лишнего риска.

Топ-5 популярных моделей

На рынке представлены сотни вариантов беспилотников разной целевой направленности. Пожарных дронов не так много и среди них выделяются несколько фаворитов:

1. Predator-100. Относительно небольшое устройство, способное поднимать до 100 кг тушащего вещества, повсеместно используется в Китае с 2023 года.
2. JC260. Последняя разработка китайских ученых. Аппарат компактных размеров (длина до 3 метров) оснащен огнетушащими снарядами, каждый из которых покрывает участок в 50 кубических метров.
3. Flyox Mark. Все модификации самолетов предназначены для забора воды из местных источников и тушения лесных пожаров при дистанционном управлении.
4. K-MAX. Представляет собой грузоподъемный аппарат класса макси, способный поднять в воздух примерно 15 000 литров огнегасящего вещества.
5. Matrice модификации 200 и 600. Используются для эффективного мониторинга территории с помощью камер и тепловизоров.

Функциональные характеристики бпла

БПЛА оперативно предоставляет информацию о виде пожара, участках его локализации, скорости огня, возможных направлениях распространения, в том числе в направлении населённых пунктов, производственных объектов и мест с повышенными характеристиками пожароопасности (торфяники, лесозаготовочные и деревообрабатывающие пункты).

Это позволяет руководителю тушения пожара направлять в наиболее опасные места возгорания технические средства, пожарную технику и боевой расчёт. Оценивая финансовые аспекты использования БПЛА, можно отметить, что цена часа эксплуатации в пять раз ниже в сравнении с традиционными средствами авиационной охраны лесов (вертолёты и самолёты).

Инновационными способами воздушной разведки является оснащение БПЛА специальными датчиками, работающими в микроволновом и инфракрасном режимах. Дополнительно к ним необходимо монтировать теплолокатор, который позволит определить границы горящей площади и размеры зоны активного действия пламени.

При возникновении ситуаций, когда разведка проводится в особо опасных для человека условиях, отличающихся повышенной радиоактивной и химической опасностью, обычно применяются вертолётные БПЛА, которые передвигаются с относительно невысокой скоростью и могут чётко фиксировать все изменения на изучаемой площади.