Исследование возможностей беспилотных летательных аппаратов в решении проблем утечек газа и нефти

Россия – одна из немногих стран мира, которая имеет мощный авиаконструктор-ской и авиапромпромышленный потенциал. Развитие авиапромышленных отраслей позволяет преодолеть отставание в строительстве беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и занять конкурентоспособное место в их производстве и эксплуатации [1]. Научный, технический и технологический потенциал актуален для государственного финансирования авиастроения и является привлекательным для инвестирования. Одним из направлений, позволяющих реализовывать новые идеи и профессиональный опыт в виде конечных изделий, является создание беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [2].

Разработка каждой из этих составляющих при создании БПЛА требует высокого развития самолетостроения, электроники, информационных и других технологий. Поэтому немногие страны мира обладают полным циклом такого уникального производства – от БПЛА до его целевого сна- ряжения с наземных пунктов управления. Одновременно с разработкой, производством и применением БПЛА в мире формируется нормативно-правовая база совместного использования совместного пространства БПЛА и пространства, пилотируемого воздушными судами.

Весьма актуальным и востребованным направлением использования БПЛА является учёт проблем утечек газа и нефти [3]. В аспекте учета проблем надежности работы нефтегазового транспортного обору-довани весьма актуальным является реализации технологии БПЛА в программе подсчета численности утечек газа и нефти.

Цель данной статьи – исследование возможностей беспилотных летательных аппаратов в решении проблем утечек газа и нефти.

В структуре российского рынка на долю гражданских БЛА приходится более 70% рынка, в которых основную долю занимают потребительские дроны – рисунок 1 [4].

Рис. 1. Сфера прикладного использования БПЛА в России

Беспилотную авиацию сегодня интенсивно применяют в гражданской сфере для выполнения следующих функций [4-5]:

• -    охраны границ;

• -    поддержание правопорядка;

• -    борьбы с последствиями стихийных бедствий или техногенных катастроф;

• -    мониторинга экологического состояния природной среды.

Проблемы беспилотной авиационной техники касаются не только БПЛА, которые являются составной частью беспилотного авиационного комплекса (БАК), в состав которого относятся:

• -    летательный аппарат (ЛА)

• -    современное специальное бортовое снаряжения;

• -    наземные системы управления, пуска и посадки.

Беспилотный авиационный комплекс является      сложной      авиационно технической системой, которая включает [6]:

• -    один или несколько БПЛА;

• -    пункт управления;

• -    средства связи;

• -    средства запуска, спасения и обслуживания;

• -    средства транспортировки.

Современные БПЛА типа Raybird 3 может осуществлять мониторинг целей на больших площадях с радиусом в тысячи гектаров / км и передавать видео в корот- кие сроки (в течение небольшого периода времени, а также транслировать видео в реальном времени). Использование беспилотных воздушных систем является очень дешевым. БПЛА типа Raybird 3 может включать большие места с радиусом на тысячи гектаров / км и связывать видео в короткие сроки - в течение небольшого периода времени, и может демонстрировать картинку в прямом эфире. Гиростабилизирующие подвесы, в которые встроены инфракрасные тепловые датчики, в настоящее время широко используются в ночное время [7]. Современные БПЛА для диагностики надежной работы нефтегазового транспортного оборудования могут легко удовлетворить требования для контроля утечек газа и нефти в таких основных применениях:

• -    оценка территорий и периметра;

• -    автоматизированная идентификация видов утечек;

• -    наблюдение за ходом утечек газа и нефти;

• -    оценка размера утечек газа и нефти;

• -    управления окружающей средой.

Акцентируя внимание на процессах разработки и реализации технологии БПЛА в направлении мониторинга надежности работы нефтегазового транспортного оборудования выделим основные перспективные аспекты ее использования в сравнении с другими технологическими методами: возможность облета большой территории, ее недоступность, ее закрытость в определенные периоды времени, ее закрытость по логистическим возможностям для наземных средств [8].

В данной работе исследуются особенности применения малого БПЛА «Тахион» в решении проблем надежности работы нефтегазового транспортного оборудовании – рисунок 2 [9].

Рис. 2. Внешний вид БПЛА «Тахион»

Предложена схема преобразования размеров объекта обнаружения утечек газа и нефти в каналах телевизора в виде блока

БПЛА с матричным преобразователем которая показана на рисунке 3 [10].

Рис. 3. Схема получения видеоизображения утечек газа и нефти в телевизоре с матричным преобразователем, как элемента БПЛА «Тахион»

Далее, с точки зрения разработки компьютерного приложения для БПЛА «Тахион» для мониторинга надежности работы нефтегазового транспортного оборудования, необходимо объединить в одно целое следующие программные алгоритмы, как MASK R-CNN, Slic superpixels, Treshlding histograms и OpenCV+ FFmpeg.

Данная статья посвящена проблематике изучения возможностей беспилотных летательных аппаратов в решении проблем утечек газа и нефти. В ней исследуются особенности применения беспилотных летательных аппаратов в мониторинге надежности работы нефтегазового транспортного оборудования. В рамках исследования в качестве состава комплекса БПЛА «Тахион» используют комплект сменных модулей полезной нагрузки (фотокамера, телекамера, инфракрасная камера, тепловизор), наземная станция управ- ления и катапульта. Представлена интегральная алгоритмическая разработка предполагаемого компьютерного приложения для БПЛА «Тахион» для контроля утечек газа и нефти в режиме реального времени с использованием программных алгоритмов MASK R-CNN, Slic superpixels, Treshlding histograms и OpenCV+ FFmpeg.