Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при ликвидации последствий наводнений: мониторинг и координация работ

В плане-конспекте рассмотрены следующие вопросы:

1. БПЛА как инструмент реагирования на наводнения.
2. Определение БПЛА. Классификация применяемых БПЛА.
3. Преимущества БПЛА перед традиционными методами и проблемы внедрения.
4. Мониторинг для определения границ затопления, мест прорыва, скорости изменения обстановки.
5. Координация спасательных работ.

План-конспект: Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при ликвидации последствий наводнений: мониторинг и координация работ (21 стр.)

Беспилотные летательные аппараты при ликвидации последствий наводнений способны оперативно предоставлять критически важную информацию, помогают заранее готовить спасательные операции в затопленных районах для эффективно устранять последствия стихийных бедствий. Современные дроны, оснащённые широким набором сенсоров (RGB-камеры, тепловизоры, LiDAR, газоанализаторы и др.), способны в режиме реального времени передавать данные для анализа оперативной обстановки. Это особенно ценно в условиях сложной местности, ограниченного доступа и суровых климатических условий.

Актуальность применение БПЛА обусловлена ростом частоты и интенсивности наводнений, что связано с:

• климатическими изменениями (увеличение объема осадков, выпавших в короткое время, повышение уровня моря);
• антропогенной деятельностью человека (разрушении гидротехнических сооружений, неэффективное управление водохранилищами, сведение лесов, осушение болот, затопление дорог большой протяженности при строительстве которых не учитывались условия стекания поверхностных вод);
• природными факторами (интенсивное таяние снега и льда, заторы льда).

Так по данным МЧС России за период с 2013 по 2020 года количество затоплений различного уровня возросло с 303 до 928 случаев.

Традиционные методы мониторинга (метеорологические радары, спутниковое зондирование, гидрологические посты) часто оказываются недостаточно оперативными и эффективными в условиях масштабных затопления. БПЛА позволяют оперативно собирать сведения с места затопления, сократить время реакции на событие, улучшить координацию действий служб и минимизировать риски для жизни людей. Их применение охватывает широкий спектр задач — от аэрофотосъёмки зон разрушений до доставки грузов в труднодоступные районы.

Определение и классификация применяемых БПЛА

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, или дрон) – это воздушное судно без экипажа на борту, управляемое дистанционно оператором либо функционирующее в автоматическом режиме на основе заранее заданной программы или алгоритмов искусственного интеллекта.

Любой БПЛА состоит из нескольких ключевых элементов.

Платформа – это сам летательный аппарат: его корпус, крылья, двигатели (электрические или бензиновые), аккумуляторы или топливные баки. От платформы зависят дальность полета, скорость и грузоподъемность.

Система управления – «мозг» дрона. Это бортовая электроника, которая принимает сигналы с земли, обрабатывает данные с датчиков и отдает команды моторам и рулям. Сюда же входит система спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС, китайская BeiDou).

На эту тему ▼

Беспилотные летательные аппараты МЧС России

виды и классификация

Полезная нагрузка – то, ради чего дрон поднимается в небо. Это может быть фото- и видеокамера, тепловизор, радар, ретранслятор связи, контейнер с грузом или боевая часть.

Наземная станция управления – пульт оператора, антенны для связи, мониторы для отображения видео и телеметрии. У простых дронов это смартфон или планшет, у сложных – целый фургон с оборудованием.

В ликвидации последствий наводнений БПЛА решают следующие задачи: оперативный мониторинг затопленных территорий, координирование спасательных работ, выявление зон наибольшего риска, оценка состояния инфраструктуры.

Классификация БПЛА для задач мониторинга и координации при наводнениях строится по нескольким параметрам: размеру/весу, конструкции/принципу полёта, дальности действия, типу полезной нагрузки и целевому назначению.

Классифицируются БПЛА:

• по размеру и весу;
• по конструкции и принципу полёта;
• по дальности действия;
• по типу полезной нагрузки.

Применение и выбор БПЛА при ликвидации наводнений зависит от конкретной задачи:

1. Микро‑ и мини‑дроны мультироторного типа – быстрая разведка, осмотр отдельных зданий, поиск пострадавших.
2. Лёгкие и средние БПЛА самолётного типа – картографирование затопленных районов, мониторинг уровня воды, оценка состояния дамб и мостов.
3. Гибридные БПЛА – комплексное обследование территорий с детальным осмотром критических объектов.
4. Аэростатические БПЛА – долгосрочный мониторинг и обеспечение связи в зоне ЧС.
5. Тяжёлые БПЛА с радарами – глобальный мониторинг в сложных метеоусловиях.

Преимущества БПЛА

БПЛА демонстрируют ряд преимуществ перед традиционными методами мониторинга и ликвидации последствий наводнений (авиаразведкой с пилотируемыми самолётами, наземным обследованием, спутниковым мониторингом), но их внедрение сопряжено с определёнными трудностями.

Оперативность. БПЛА могут быть развёрнуты в течение нескольких минут после катастрофы, что критически важно в экстренных ситуациях. Они позволяют быстро получать данные о масштабах затопления, состоянии инфраструктуры и расположении пострадавших. Например, при наводнении в Краснодарском крае в 2023 году БПЛА оперативно выявили участки разрушения дамбы, что позволило своевременно направить туда спасательные бригады.

Безопасность. Управление БПЛА осуществляется дистанционно, что исключает риск для жизни и здоровья персонала. Это, особенно, актуально при работе в опасных зонах: с высокой водой, нестабильными сооружениями, в условиях химического/радиоактивного загрязнения или при угрозе обрушения зданий. БПЛА могут обследовать участки, куда спасатели не могут добраться без риска для жизни.

На эту тему ▼

Дроны (квадрокоптеры)

применение на пожарах

Многообразие и объём данных. Современные БПЛА оснащаются высокоразрешающими камерами, тепловизорами, лидарами, мультиспектральными сенсорами и другими датчиками, которые собирают детальные данные о местности. Это позволяет: создавать точные цифровые модели рельефа (ЦМР) и ортофотопланы затопленных территорий; отслеживать динамику наводнений в режиме реального времени; оценивать ущерб инфраструктуре с привязкой к координатам; планировать спасательные операции на основе актуальных данных; выявлять скрытые угрозы (подмыв фундаментов, трещины в дамбах) с помощью тепловизоров и лидаров.

Экономичность. Эксплуатационные расходы БПЛА ниже, чем у пилотируемых летательных аппаратов.

Гибкость и масштабируемость. БПЛА позволяют адаптировать мониторинг под конкретные задачи: использовать микро‑дроны для детального осмотра отдельных объектов; применять средние и тяжёлые БПЛА для картографирования обширных территорий; формировать «рой» из нескольких дронов для одновременного обследования разных участков.

Интеграция с ИИ и аналитическими системами. Данные с БПЛА могут автоматически обрабатываться алгоритмами искусственного интеллекта для выявления пострадавших по тепловым сигнатурам; обнаружения трещин и протечек в гидротехнических сооружениях; прогнозирования дальнейшего развития наводнения на основе анализа рельефа и гидрологических данных.