Сценарий поиска, выявления и тушения пожара в лесном массиве

В данной статье исследуется и описывается процесс построения алгоритма действий – сценария поиска, выявления и тушения очага пожара в лесном массиве беспилотными летательными аппаратами, разрабатываемый на первоначальном этапе при проектировании эксплуатации гетерогенных беспилотных авиационных систем в автоматическом режиме в целях оптимизации решения актуальной задачи, направленной на сохранение флоры и фауны, силами и средствами Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. Разработанный сценарий в случае реализации силами и средствами беспилотной авиации позволит достичь решения задачи силами гетерогенной беспилотной авиационной системы. На основе опыта подразделений, имеющих на вооружении и активно эксплуатирующих беспилотные летательные аппараты, разработаны и описаны ограничения для рассматриваемого упрощенного сценария. Также кратко рассматривается необходимая материально-техническая база, необходимая для обслуживания и эксплуатации беспилотной авиационной системы, выполняющей рассматриваемую задачу. Данный сценарий исследован с помощью математического аппарата, а именно построена многокритериальная задача оптимизации, позволяющая вычислить оптимальное число используемых беспилотных летательных аппаратов, общее время обследования и тушения пожара, стоимостные затраты, связанные с деревьями на участках возгораний, которые не были потушены.

1. Cai G., Chen B.M., Lee T.H. Unmanned Rotorcraft Systems. Springer, 2011 Available from: https://www.springer.com/gp/book/9780857296344 [Accessed 10th October 2020].

2. Chueshev A.V., Melekhova O.N., Мещеряков Р.В. Сloud robotic platform on basis of fog computing approach. Lecture Notes in Computer Science. 2018. 11097 LNAI.

3. Hadad, Meirav; Kraus, Sarit et al. Group planning with time constraints Annals of mathematics and artificial intelligence, 2013;69(1):243-291.

4. Hu G., Tay W.P., Wen Y. Cloud robotics: architecture, challenges and applications IEEE Netw. IEEE, 2012;26(3):21–28.

5. Zhang, K., Niroui, F., Ficocelli, M., & Nejat, G. Robot Navigation of Environments with Unknown Rough Terrain Using deep Reinforcement Learning. 2018 IEEE International Symposium on Safety, Security, and Rescue Robotics (SSRR). Available from:https://www.semanticscholar.org/paper/Robot-Navigation-of-Environments-with-Unknown-Rough-Zhang-Niroui/22a7179569d9a1cbc9ce5339002dc5ed451ab29c [Accessed 8th October 2020].

6. Брушлинский Н.Н, Соколов С.В. Международная пожарная статистика международной ассоциации пожарно-спасательных служб. Современные проблемы гражданской защиты. 2016;1(18):71-103.

7. Васильев В.П., Мельник А.О. Решение многокритериальных задач принятия решения посредством смешанной свертки критериев. Материалы XI международной научно-практической конференции “Современные инновационные технологии и проблемы устойчивого развития общества”. 2018;1:163-168.

8. Галин Р.Р., Мещеряков Р.В. Human-Robot Interaction Efficiency and Human-Robot Collaboration. Studies in Systems, Decision and Control. 2020;272:55-63.

9. Мещеряков Р.В., Трефилов П.М., Чехов А.В., Диане С.А., Русаков К.Д., Лесив Е.А. An application of swarm of quadcopters for searching operations IFAC-PapersOnLine. Sozopol, Bulgaria: Elsevier. 2019;52(25):14-18.

10. Моисеев В.С. Групповое применение беспилотных летательных аппаратов: монография. Казань. Редакционно-издательский центр «Школа». 2017.

11. Исхакова А.О., Исхаков А.Ю., Мещеряков Р.В., Жарко Е.Ф. Method of Verification of Robotic Group Agents in the Conditions of Communication Facility Suppression IFAC-PapersOnLine. Amsterdam: Elsevier. 2019;52(13):1397-1402.

12. Каляев И.А., Гайдук А.Р., Капустян С.Г. Самоорганизация в мультиагентных системах Известия Южного федерального университета. Технические науки. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет". 2010;104(3).

13. Каримов А.Х. Цели и задачи, решаемые беспилотными авиационными комплексами нового поколения. Электронный журнал «Труды МАИ». 47. Available from:http://trudymai.ru/published.php?ID=26767 [Accessed 9th October 2020].

14. Кутахов В.П., Пляскота С.И. Информационное взаимодействие в крупномасштабных робототехнических авиационных системах Материалы Десятой международной конференции: в 2-х томах Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова. Российская академия наук. 2017;1:93-96.

15. Пантелей Е. Разработка программно-аппаратного комплекса управления группой беспилотных летательных аппаратов для решения задач предприятий растениеводства. Проблемы управления и моделирования в сложных системах Труды XX Международной конференции (3-6 сентября 2018 г., Самара, Россия). 2018;1:548–553.

16. Соловьев В.В., Финаев В.И., Белоглазов Д.А. Навигация для обеспечения коммуникаций в группе подвижных объектов. Телекоммуникации. Общество с ограниченной ответственностью "Наука и технологии". 2017;9:21–27.

17. 17. Трефилов П.М., Мамченко М.В., Романова М.А., Ищук И.Н. Improving Methods of Objects Detection Using Infrared Sensors Onboard the UAV. Proceedings of 15th International Conference on Electromechanics and Robotics "Zavalishin's Readings". Singapore: Springer, 2020;187:105-114. Available from: https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-981-15-5580-0 [Accessed 10th October 2020].