Малогабаритный комплекс разведки и контроля чрезвычайных ситуаций

УДК 614.8

М.А. Шахраманьян, д.т.н., С.В. Крылов, В.М. Резников, к.т.н.

МАЛОГАБАРИТНЫЙ КОМПЛЕКС РАЗВЕДКИ И КОНТРОЛЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ

Рассматривается проблема контроля динамики развития чрезвычайных ситуаций и хода ликвидации их последствий с использованием беспилотного летательного аппарата

М.А. Шахраманьян

С.В. Крылов

В.М. Резников

Задача сокращения риска чрезвычайных ситуаций имеет три основных этапа: предупреждение возможной ЧС, разведка случившейся ЧС и ликвидация ее последствий. В соответствии с этим мониторинг ЧС также имеет три основных составляющих: мониторинг потенциально опасных объектов и территорий, разведка ЧС и контроль их развития и ликвидации последствий.

В целях мониторинга чрезвычайных ситуаций на территориях и потенциально опасных объектах в настоящее время успешно используются космические средства наблюдения и контроля. Эти средства хорошо зарекомендовали себя при мониторинге природных ЧС, но по причине принципиального противоречия между оперативностью данных дистанционного зондирования Земли (далее — ДЗЗ) и качеством (разрешением) получаемых снимков оказываются непригодными для мониторинга техногенных ЧС, если только их последствия не носят глобального характера, распространяясь на значительные территории.

Космические аппараты ДЗЗ, оснащенные оптической аппаратурой высокого разрешения, достигающей 1 м и выше, обеспечивают очень узкую (не более 10 км) полосу обзора, что делает их неприменимыми при решении задач регулярного мониторинга. Малое количество космических аппаратов приводит к большой периодичности их пролета над одним и тем же районом (2—5 недель).

Кроме того, большое количество аппаратуры космического ДЗЗ на платформе спутника и, как следствие этого, высокий поток передачи данных (100 Мбит/сек и более) требуют создания весьма громоздких и дорогих наземных приемных станций.

В этих условиях весьма актуальной является задача получения оперативной, достоверной и обобщенной информации о развитии ЧС с целью определения оптимальной стратегии и принятия конкретных управленческих решений по ее локализации и ликвидации. Такая информация может быть получена с помощью наземных или воздушных средств наблюдения и контроля.

В настоящее время широко используются наземные средства, позволяющие получать достаточно подробную информацию. Однако этот способ для получения общей картины требует разветвленной сети пунктов наблюдения, а ситуация при некоторых видах ЧС не позволяет иметь хотя бы один.

Наиболее приемлемым носителем средств воздушного наблюдения является вертолет, способный зависать над объектом, но его использование сопряжено с рядом организационных ограничений и требует больших затрат как на приобретение (исчисляемые в миллионах долларов), так и на эксплуатацию (сотни долларов за час полета). Это ограничивает возможности применения вертолетов и не позволяет вводить их в штат подразделений, ведущих аварийно-спасательные и восстановительные работы.

Кроме того, для использования вертолетов, как и любого другого воздушного судна необходимо проводить значительные организационно-технические мероприятия, обеспечивающие их эксплуатацию:

переобучение и стажировка летного состава;

подготовка мест стоянки вертолета в подразделениях авиации МЧС России и организациях их эксплуатации;

подготовка технологического оборудования для эксплуатации вертолетов;

Научно-технические разработки

Научно-технические разработки

создание учебной базы для освоения вертолетов; разработка и согласование схемы организации связи и оповещения при дежурстве вертолета;

определение порядка обеспечения технического обслуживания.

Необходимо также заключать договоры на обеспечение летно-технической эксплуатации вертолетов в конкретном городе (субъекте РФ), где следует предусматривать:

охраняемую стоянку в аэропорту и размещение дежурного экипажа в непосредственной близости от стоянки вертолета;

заправку вертолета авиатопливом; обеспечение взлета-посадки; метеообеспечение; управление воздушным движением.

Кроме того, необходимо:

получить разрешение на использование воздушного пространства администрации региона, ФСБ, УВД, штаба объединения ВВС, зонального центра Единой системы управления воздушным движением;

разработать и согласовать инструкцию по производству полетов вертолета в воздушном пространстве региона; разработать и согласовать схемы организации свя-

зи и оповещения при дежурстве вертолета;

определить порядок технического обеспечения работ по выполнению периодических форм технического обслуживания.

ФГУ «Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций» (ФЦ) была предложена и реализуется идея использования в качестве носителя средств наблюдения сверхлегкие дистанционно пилотируемые летательные аппараты вертолетного и самолетного типа (рис. 1). Дистанционные пилотируемые летательные аппараты (далее — ДПЛА) самолетного типа следует использовать для контроля территорий, транспортных магистралей, путей подхода техники и аварийно-спасательных подразделений, а ДПЛА вертолетного типа — для непосредственного детального наблюдения в зоне ЧС и управления силами, ведущими аварийно-спасательные работы.

Комплекс разведки и контроля динамики развития ЧС на основе ДПЛА исключает необходимость проведения практически всех перечисленных выше организационных и технических мероприятий, а стоимость его приобретения и эксплуатации минимум

Рис. 1. Сверхлегкие дистанционно пилотируемые летательные аппараты вертолетного и самолетного типа

на порядок ниже стоимости отечественного легкого вертолета при стоимости эксплуатации, исчисляемой в рублях.

Предложенная идея основывается на опыте ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) по разработке, созданию и эксплуатации малогабаритного переносного комплекса приема спутниковой информации «Космос-М1». По существу предложено создать аналог «Космоса-М1» путем замены источника информации.

В настоящее время в ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) совместно с ООО «Альтоника» ведется разработка опытного образца малогабаритного мобильного комплекса в составе двух вариантов ДПЛА (самолетного и вертолетного типов). Готовность комплекса — конец 2004 года.

Состав комплекса:

1. Наземный пункт управления, включающий:

GPS приемник, модуль приема-передатчика; ноутбук MaxSelect сборки фирмы «Атлантик-Компьютерс» с процессором РеМшш, оснащенный портами USB 2.0 и FireWire;

система двусторонней радиосвязи с кодировкой канала радиоуправления и направленной антенной;

пакет программ визуализации принимаемого изображения, наложения его на карту или панорамный снимок тематической обработки.

2. ДПЛА:

силовая установка (электродвигатель для самолета и бензиновый двигатель для вертолета);

исполнительные механизмы (сервоприводы);

система стабилизации и автоматического управления полетом;

навигационная система на основе GPS;

бортовой вычислитель;

видеосистема (телевизионный стандарт PAL — CIF 352 x 288) с возможностью получения отдельных кадров без компрессии с разрешением не хуже 10 см с расстояния 150 м;

система передачи команд управления, кодирования и передачи по радиоканалу видеоряда и бортовой телеметрии.

Основные технические характеристики комплекса:

- радиус действия ДПЛА — до 2 км;

- высота применения ДПЛА — 150 м, ограничивается правилами безопасности полетов воздушного транспорта;

- разрешение бортовой видеоаппаратуры — до 10 см;

- вес комплекса — 11 кг (ДПЛА — 6 кг, аппаратура приема и управления — 3 кг, вспомогательное оборудование — 2 кг).

Комплекс мобилен, может доставляться в требуемый район всеми видами транспорта. Время его развертывания составляет 20—30 минут. Комплекс полностью автономен.

Литература

1. Шахраманьян М.А. Новые информационные технологии в задачах обеспечения национальной безопасности России: Монография: — М.: Информационно-издательский центр ФЦ ВНИИ ГОЧС. Москва, 2003.

2. Епихин А.В., Резников В.М., Шахраманьян М.А. и др. Мониторинг чрезвычайных ситуаций с использованием средств дистанционного зондирования Земли космического базирования // 25 лет от идей до технологий: Сб. Под общей редакцией Шахраманьяна М.А. — М.: Информационно-издательский центр ФЦ ВНИИ ГОЧС. - Москва, 2001.

3. Шахраманьян М., Гершензон В., Дадаева Г., Силкин А. Методика использования малогабаритного приемника спутниковой информации в учебных заведениях. — М.: Информационно-издательский центр ФЦ ВНИИ ГОЧС, 2003.

4. Приемный комплекс «Космос-М1». Краткое руководство поэксплуатации. Геолинк — М.: Электроникс, 2002.

Научно-технические разработки