КОМПЛЕКС ДИСТАНЦИОННОЙ АУДИО- И ВИДЕОСВЯЗИ ДЛЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ (СООРУЖЕНИЙ)
COMPLEX OF REMOTE AUDIO AND VIDEO COMMUNICATION FOR OPERATIONAL ASSESSMENT OF THE TECHNICAL CONDITION OF BUILDINGS (STRUCTURES)

Изобретение относится к области телевизионных систем и связи и может быть использовано для создания комплексов для оперативной оценки состояния зданий и сооружений, поврежденных в результате чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера.
Раннее обнаружение ЧС и мониторинг обстановки в реальном масштабе времени считаются необходимым условием для своевременного принятия адекватных мер по ликвидации ее последствий.
Проблема мониторинга устойчивости и остаточного ресурса зданий и сооружений особенно актуальна в связи с возможными последствиями аварий таких конструкций, масштабы которых могут выражаться сотнями и тысячами пострадавших.
Как известно, при решении задач по предупреждению и ликвидации подобных ЧС широко используются различные мобильные диагностические комплексы для экспериментального определения основных динамических характеристик строительных объектов.
Одним из перспективных направлений развития подобных диагностических систем является внедрение комплексов видеоконференцсвязи для дистанционной экспертно-аналитической поддержки (контроля) оперативного принятия решения о возможности дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений, пострадавших в ЧС, определение степени опасности возможного обрушения конструкции, индивидуального риска для людей и спасателей.
К настоящему моменту времени предложен ряд технических решений, предназначенных для организации беспроводной передачи аудио- и видеоинформации (RU 101608, RU 100350, RU 11375, RU 95209, RU 2342787, RU 2438539 и другие).
Несмотря на возможность работы указанных аналогов в отсутствии стационарных цепей питания и функционирования в темное время суток, они требуют значительных временных затрат при развертывании и имеют узкие функциональные возможности, обусловленные ограничением их применения в труднодоступных и удаленных местах, в условиях разрушенной городской инфраструктуры, а также при воздействии сложных метеорологических факторов.
Известно многофункциональное оконечное устройство аудио/видеосвязи в полевых условиях (RU 101608 U1, H04N 7/15, 20.01.2011), содержащее, по меньшей мере, оборудование спутниковой связи, к которому подключены оборудование для организации видеоконференц связи, оборудование для организации телефонной связи по каналам спутниковой связи, оборудование для организации связи по радиоканалу, оборудование для организации репортажа, оборудование для приема сигнала видеокамеры на расстояние по радиоканалу а также комплект аккумуляторных батарей, подключенных посредством кабелей к видеокамере.
Указанное устройство представляет собой полнофункциональное устройство аудио- и видеосвязи, предназначенное для применения в полевых условиях, обеспечивающее кодирование/декодирование информации, а также использующее для управления личным составом громкую связь и выносной монитор для демонстрации ситуаций.
Недостатком устройства является ограниченная область его применения, связанная с тем, что в предложенном техническом решении не реализовано его оснащение средствами аудио- и видеосвязи, интегрированными в защитную экипировку сотрудника, позволяющими обеспечить передачу информации из более удаленных труднодоступных мест проведения работ, а также невозможность его эксплуатации в сложных метеорологических условиях.
Это сужает функциональные возможности устройства и оперативность оценки обстановки и задержку в принятии решений.
Наиболее близким по сущности к предлагаемому техническому решению, по числу и содержанию функциональных сходных признаков, является автономное устройство дистанционной аудио- и видеосвязи (RU 100350 U1, МПК H04N 7/14, 10.12.2010), содержащее мобильную телекамеру, динамики, микрофон, портативный компьютер с приемопередатчиком и блок навигации, шлем, жилет-разгрузка, экран-очки и блок автономного электропитания, предназначенный для питания элементов устройства, причем мобильная телекамера, выполненная с подсветкой, динамики, микрофон, блок навигации, снабженный антенной, и экран-очки, выполненные в виде поворотного складывающегося микродисплея, размещены на шлеме, а блок автономного питания и портативный компьютер, выполненный в виде портативного компьютера с встроенными или разнесенными пространственно и размещенными на жилете-разгрузке каналами приема и передачи данных, размещены в жилете-разгрузке и соединены сигнальными цепями и цепями питания со шлемом.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая защищенность от помех, сложность его использования в экстремальных условиях, относительно низкая безопасность применения, обусловленная отсутствием в его составе автономного выносного модуля, позволяющего получить информацию о состоянии исследуемого объекта без риска для жизни личного состава.
Все это сужает функциональные возможности устройства и снижает оперативность оценки состояния зданий (сооружений) и принимаемых решений.
В целом это приводит к сужению арсенала технических средств, которые могут быть использованы для оперативной оценки состояния зданий (сооружений) в чрезвычайных ситуациях и принимаемых на их основе решений с обеспечением снижения риска для жизни личного состава.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании комплекса, обеспечивающего более высокую оперативность оценки состояния зданий (сооружений) в чрезвычайных ситуациях и принимаемых на их основе решений с обеспечением снижения риска для жизни личного состава.
Требуемый технический результат заключается в повышении оперативности оценки состояния зданий (сооружений) в чрезвычайных ситуациях и принимаемых на их основе решений с обеспечением снижения риска для жизни личного состава.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в комплекс, включающий мобильный модуль, содержащий жилет-разгрузку и головной комплект оператора А, согласно изобретению, введен стационарный модуль, выполненный в виде автоматизированного рабочего места в удаленном экспертном центре для проведения удаленного визуального анализа геометрии и дефектов исследуемого здания, а мобильный модуль оснащен станцией коммутации и управления, которая размещена в защищенном кейсе оператора Б, включает портативный компьютер промышленного исполнения, тачскрин-монитор, оборудование для приема и передачи аудио- и видеосигналов, средства кодирования/декодирования, средства энергообеспечения и контроля климатики и средства архивирования и которая через вычислительно-коммутационное устройство, размещенное в жилете-разгрузке оператора А, соединена со стационарным модулем с возможностью обратной связи, а также по крайней мере, один выносной модуль аудио- и видеофиксации, предназначенный для применения в условиях невозможности доступа оператора к поврежденному зданию и включающий видеокамеру, блок автономного электропитания, штатив с уровнем пузырькового типа, трехосевой гироскопический стабилизатор, оборудование для приема и передачи аудио- и видеосигналов.
На чертеже представлена функциональная схема комплекса дистанционной аудио- и видеосвязи для оперативной оценки технического состояния зданий.
На чертеже обозначены:
1 - стационарный модуль, выполненный в виде автоматизированного рабочего места в удаленном экспертном центре для проведения удаленного визуального анализа геометрии и дефектов исследуемого здания;
2 - мобильный модуль;
3 - жилет-разгрузка;
4 - головной комплект;
5 - станция коммутации и управления;
6 - выносной модуль аудио- и видеофиксации;
7 - вычислительно-коммутационное устройство;
8 - видеокамера
9 - блок автономного электропитания;
10 - устройство определения географических координат ГЛОНАСС/GPS;
11 - лазерный целеуказатель;
12 - фонарь съемного исполнения;
13 - оборудование для приема и передачи аудио- и видеосигналов;
14 - защищенный кейс;
15 - портативный компьютер промышленного исполнения;
16 - тачскрин-монитор;
17 - средства кодирования/декодирования;
18 - средства энергообеспечения и контроля климатики;
19 - средства архивирования;
20 - штатив с уровнем пузырькового типа;
21- трехосевой гироскопический стабилизатор.
Используется комплекс дистанционной аудио- и видеосвязи для оперативной оценки технического состояния зданий следующим образом.
Новизна предлагаемого технического решения заключается в создании современного комплекса дистанционной аудио- и видеосвязи для оперативной оценки технического состояния зданий (сооружений), который способен обеспечить дистанционную экспертно-аналитическую поддержку (контроль) оперативного принятия решения о возможности дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений при одновременной работе нескольких операторов в условиях разрушенной городской инфраструктуры, отсутствия прямой видимости, а также при воздействии сложных метеорологических факторов.
Заявленное решение характеризуется высокой помехозащищенностью радиоканалов связи и управления с возможностью сбора и передачи информации в условиях ЧС, связанных с мониторингом устойчивости и остаточного ресурса поврежденных зданий и сооружений.
Предлагаемое решение реализуется на основе модульного принципа построения и размещается в транспортировочных кейсах защитного исполнения, удобных к переноске расчетами из двух человек, что обеспечивает его надежность, автономность, снижает затраты времени на его развертывание.
Комплекс дистанционной аудио- и видеосвязи для оперативной оценки технического состояния зданий (сооружений) состоит из стационарного 1 и мобильного 2 модулей.
Стационарный модуль представляет собой автоматизированное рабочее место, расположенное в удаленном экспертном центре и позволяет, с помощью специального программного обеспечения, проводить удаленный визуальный анализ геометрии и дефектов исследуемого объекта, принимать и обрабатывать потоки аудио- и видеоинформации, хранить архивы аудио- и видеоданных в целях оперативного принятия решений по вопросам оценки пригодности зданий и сооружений, поврежденных в результате ЧС. Принцип применения мобильного модуля:
Непосредственно на месте ведения работ по обследованию зданий и сооружений находится оператор А, экипированный жилетом-разгрузкой 3 и защитным головным комплектом 4.
В реальном масштабе времени, по беспроводному каналу связи осуществляется передача фото и видеоинформации на рабочее место эксперта 1 посредством вычислительно-коммутационного устройства 7, размещенного в жилете-разгрузке, и оборудования для приема и передачи аудио- и видеосигналов 13 станции коммутации и управления 5, с возможностью обратной связи.
Точность определения характеристик поврежденного объекта, фиксация их мест расположения обеспечивается оператором с помощью лазерного целеуказателя 11 и видеокамер 8, размещенных на его экипировке.
При проведении работ в условиях разрушенной городской инфраструктуры и недостаточной видимости мобильный модуль комплектуется фонарем съемного исполнения 12, устройством определения географических координат ГЛОНАСС/GPS 10 и блоками автономного электропитания 9.
Кроме того, расширение области применения комплекса в условиях невозможности доступа оператора к поврежденному объекту достигается путем использования одного или нескольких выносных модулей аудио- и видеофиксации 6, включающим в себя: видеокамеру, блок автономного электропитания, штатив с уровнем пузырькового типа 20, трехосевой гироскопический стабилизатор 21, оборудование для приема и передачи аудио- и видеосигналов.
Оператор Б с помощью станции коммутации и управления в ходе проведения обследования строительных конструкций осуществляет координацию работ с одним или несколькими операторами А и экспертом.
Станция коммутации и управления представляет собой комплекс оборудования для приема и передачи аудио и видеоинформации, размещенного в едином неразборном конструктиве на базе защищенного кейса 14 и включает: портативный компьютер промышленного исполнения 15, тачскрин-монитор 16, оборудование для приема и передачи аудио- и видеосигналов, средства кодирования/декодирования 17, средства энергообеспечения и контроля климатики 18, средства архивирования 19.
Таким образом, предлагаемый комплекс дистанционной аудио- и видеосвязи по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения позволит достичь требуемого технического результата, заключающегося в повышении оперативности оценки состояния зданий (сооружений) в чрезвычайных ситуациях и принимаемых на их основе решений с обеспечением снижения риска для жизни личного состава.
Это достигается путем дистанционной экспертно-аналитической поддержки (контроля) оперативного принятия решения о возможности дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений в условиях разрушенной городской инфраструктуры, ограниченной видимости, а также при воздействии сложных метеорологических факторов.
Предложенный комплекс расширяет арсенал технических средств, которые используются для оперативной оценки состояния зданий и сооружений, поврежденных в результате чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера.