Основные требования к программному обеспечению робота-горноспасателя

© Е.В. Пикина, Н.Н. Чибинёв, К.Н. Чибинёв, М.Е. Шматько, 2016

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

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОГРАММНОМУ ОБЕСПЕЧЕНИЮ РОБОТА-ГОРНОСПАСАТЕЛЯ

Представлена статистика аварий в шахтах России и характерная особенность ликвидации экзогенных аварий. Обоснована необходимость использования на авариях в шахтах роботов-горноспасателей и сформулированы основные требования к программному обеспечению данных роботов.

Ключевые слова: программное обеспечение, робот-горноспасатель, основные характеристики и функции роботов-горноспасателей, эффект применения.

Уголь в России добывается на 137 разрезах и 91 шахте.

Аварии (обрушения, взрывы, пожары) на шахтах происходят с завидной регулярностью, причем почти каждая из них сопровождается человеческими жертвами или увечьями. На рис. 1 представлены статистические данные об авариях, ликвидированных подразделениями ВГСЧ МЧС России за период 2009-2014 гг.

2009 2010 2011 2012 2013 2014

Рис. 1. Аварии, ликвидированные подразделениями ВГСЧ МЧС России за период 2009-2014 гг.

Не всегда сразу после аварии горноспасатели могут опуститься в шахту и приступить к аварийно-спасательным работам, так как есть опасность взрыва, поражения высоким напряжением, отравления ядовитыми газами, высокого уровня затопления, обрушения неустойчивых конструкций и т.п.

Горноспасателям после аварии в шахте необходимо время на оценку масштабов аварии, на построение плана спасения пострадавших в соответствии с Планом ликвидации аварий на угольной шахте, а ведь за это время горнорабочие могут погибнуть. Поэтому во всех шахтах России применение роботов-горноспасателей крайне необходимо.

От создания первого пожарного робота в нашей стране прошло уже более 30 лет, однако до настоящего времени специальных акцентов на разработку специализированного робота-горноспасателя не сделано. Хотя в мировой практике исследования и практическое использование роботов-горноспасателей успешно применяется в США, Китае, Турции и Японии.

В настоящее время, когда большинство производств стало автоматизированными, программисты и разработчики робототехники в отрасли пожарного и горноспасательного дела убеждены, что приоритет в этих отраслях должен быть за интеллектуальными саморегулирующими и программируемыми системами.

Каждая авария в шахтах (пожар, взрыв или обрушение) представляет собой единственную в своем роде ситуацию, определяющуюся различными событиями и явлениями, носящими случайный характер. Поэтому точно спрогнозировать развитие ситуации во всех деталях и на этом основании создать алгоритмы для робота-горноспасателя, учитывающие все возможные обстоятельства, не представляется возможным.

Однако во всех моделях роботов-горноспасателей их основополагающие характеристики должны быть: постоянный высокоточный мониторинг газо-воздушной среды в объеме шахты, гибкая реакция на изменяющиеся опасные факторы аварии, взрыво- и влагозащита, наличие ИК-детектора и ТВ-камер, точность обнаружения места нахождения пострадавших и очага аварии, высокая проходимость и надежность радиосвязи, а также возможность транспортирования пищи, воздуха и медикаментов (в т.ч. при необходимости средств пожаротушения) пострадавшим и их эвакуация в безопасное место. С учетом Методических рекомендаций ВНИИПО (2015) по тактике применения наземных робототехнических средств при тушении по-

1. Определение типовых рациональных тактических задач для робота,

2. Анализ обстановки и разработка плана действия робота.

Формирование решающего направления действий

1. Определение концентрации взрывоопасных газов и пылей,

2. Установление устойчивости конструктивных элементов шахты,

3. Фиксация мест нахождения пострадавших.

Реализация решающих направлений действий

1.1. Вывод или транспортировка оставшихся в живых

горноспасателей в безопасное место.

1.2. Доставка пострадавшим воздуха, пищи и медикаментов.

2. Мероприятия по ликвидации последствий аварии,

2.1. Выбор флегмзти зато ров и огнетушащих веществ.

2.2. Доставка и подача расчетного количеств флегматиэаторов

2.3. Разбор завалов, отнзчка воды и укрепление конструкций

Рис. 2. План действия робота-горноспасателя на месте аварии

жаров нами предполагается план действия робота-горноспасателя на месте аварии (рис. 2).

Применение роботов-горноспасателей позволит повысить уровень защиты горнорабочих от опасных факторов аварий, расширить возможности тактического маневрирования подразделений ВГСЧ и их ориентирования в подземных горных выработках в условиях задымления, загазованности, воздействия тепловых потоков и других помех.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Приказ МЧС РФ №766 от 13.12.2012 г. «Об утверждении табеля технического оснащения военизированных горноспасательных частей, находящихся в ведении Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий».

2. Приказ Ростехнадзора №550 от 19.11.2013 г. «Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности в угольных шахтах»».

3. Методические рекомендации по тактике применения наземных робототехнических средств при тушении пожаров. — М.: ВНИИПО, 2015. - 39 с.

4. Горбань Ю, Синельникова Е. Пожарные роботы в современных технологиях автоматического пожаротушения // Алгоритм безопасности. - 2010. - № 3. ЕШ

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Пикина Екатерина Васильевна — студентка,

Чибинёв Николай Николаевич — кандидат технических наук, доцент, Чибинёв Константин Николаевич — магистр, Шматько Максим Евгеньевич — студент, e-mail: maksim.shmatko.94@mail.ru,

Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), 346428, Новочеркасск.

UDC 622.86: 004.896

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

BASIC REQUIREMENTS FOR SOFTWARE OF ROBOT RESCUERS

The article gives the statistics of accident rates in mines in Russia and the feature of the exogenous emergency response. The need of mine rescue robots in case of mine accidents is substantiated and the basic requirements for software for such robots are formulated.

Key words: software, mine rescue robot, basic characteristics and functions of mine rescue robots, usage effect.

AUTHORS

Pikina E.V.1, Student,

Chibinev N.N.1, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, Chibinev K.N.1, Magister,

Shmat'ko M.E.1, Student, e-mail: maksim.shmatko.94@mail.ru, 1 M.I. Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), 346428, Novocherkassk, Russia.

REFERENCES

1. Prikaz MChS RF№766 ot 13.12.2012g. «Ob utverzhdenii tabelya tekhnicheskogo os-nashcheniya voenizirovannykh gornospasatel'nykh chastey, nakhodyashchikhsya v vedenii Ministerstva Rossiyskoy Federatsii po delam grazhdanskoy oborony, chrezvychaynym situat-siyam i likvidatsiiposledstviy stikhiynykh bedstviy» (Order of the Russian Emergencies Ministry on Authorization of List of Technique for Mine Rescue Brigades under the Russian Ministry for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters dated December 13, 2012).

2. Prikaz Rostekhnadzora №550 ot 19.11.2013g. «Ob utverzhdenii Federal'nykh norm i pravil v oblasti promyshlennoy bezopasnosti «Pravila bezopasnosti v ugol'nykh shakhtakh»» (Order of the Federal Service for Ecological, Technological and Nuclear Supervision on Authorization of Federal Codes for Industrial Safety: Safety regulations for coal mines dated November 19, 2013).

3. Metodicheskie rekomendatsiipo taktikeprimeneniya nazemnykh robototekhnicheskikh sredstv pri tushenii pozharov (Instructional guidelines on surface robotic tools tactics in combating fires), Moscow, VNIIPO, 2015, 39 p.

4. Gorban' Yu., Sinel'nikova E. Algoritm bezopasnosti. 2010, no 3.