Удосконалення алгоритмів підвищення ефективності моніторингу пожежної обстановки

Рудаков Сергій Валерійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-8263-0476

Миргород Оксана Володимирівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5989-3435

Пирогов Олександр Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-0958-0801

Перегін Аліна Вадимівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2062-5537

Мележик Роман Сергійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-6425-4147

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2026-43-19

Ключові слова: пожежна безпека, безпілотні літальні апарати, моніторинг пожеж, оптимальна висота польоту

Анотація

Розглянуто процес моніторингу пожежної обстановки із застосуванням малорозмірних безпілотних літальних апаратів (далі – БПЛА). Об’єктом дослідження є процес дистанційного спостереження за осередками пожежі, а предметом – залежність ефективності виявлення об’єктів інтересу та безпеки польоту від висоти польоту БПЛА. Проблемою дослідження є суперечність між необхідністю підвищення достовірності виявлення об’єктів інтересу та забезпеченням безпеки польоту БПЛА в умовах впливу небезпечних факторів пожежі, зокрема задимлення, теплового випромінювання та турбулентності повітря. Метою роботи є підвищення ефективності моніторингу пожежної обстановки шляхом визначення оптимальної висоти польоту БПЛА. У роботі розроблено критерій ефективності моніторингу, що базується на мінімізації сумарних втрат, які враховують як втрати, пов’язані з помилками виявлення об’єктів, так і втрати, обумовлені ризиком втрати БПЛА. Запропоновано математичні моделі спостережуваності об’єктів інтересу та безпеки польоту, що враховують змінні параметри пожежної обстановки, зокрема інтенсивність диму, характеристики підстильної поверхні та тепловий вплив. На основі цих моделей розроблено алгоритм визначення оптимальної висоти польоту БПЛА для окремих осередків пожежі з урахуванням локальних умов. Особливістю отриманих результатів є комплексне врахування взаємного впливу умов спостереження та факторів небезпеки польоту, а також адаптивний характер запропонованого підходу, що дозволяє визначати оптимальні параметри польоту в реальному часі для різних ділянок місцевості. За результатами моделювання встановлено, що використання запропонованого підходу дозволяє підвищити ефективність моніторингу в середньому на 15 %, а в окремих випадках: до 40–80 % порівняно з польотом на фіксованій висоті. Отримані результати можуть бути використані в системах підтримки прийняття рішень під час ліквідації пожеж.

Посилання

1. Merino L., Caballero F., Martínez-de-Dios J. R., Ollero A. Cooperative fire detection using UAVs. Robotics and Autonomous Systems. 2005. doi: 10.1109/ROBOT.2005.1570388
2. Restas A. Drone applications in disaster management. Natural Hazards. 2015. doi: 10.4236/wjet.2015.33c047
3. Merino L., Caballero F., Martínez-de-Dios J. R., Ollero A. An unmanned aircraft system for automatic forest fire monitoring and measurement. Journal of Intelligent & Robotic Systems. 2012. Р. 533–548. doi: 10.1007/s10846-011-9560-x
4. Yuan C., Zhang Y. UAV-based forest fire detection and tracking. ISPRS Journal. 2017. doi: 10.1109/ICUAS.2015.7152345
5. Мосов С. П., Станкевич С. А., Чумаченко С. М. Обґрунтування вимог до технічних характеристик засобів ведення розвідки пожеж із застосуванням безпілотних літальних апаратів. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2017. № 1(3). С. 57–65.
6. Мосов С. П. Ера безпілотної авіації в сфері цивільного захисту. Пожежна та техногенна безпека. 2020. № 11(86). С. 14–16.
7. Merz B. Impact forecasting to support emergency management of natural hazards. Reviews of Geophysics. 2020. Р. 1–52. doi: 10.1029/2020RG000704
8. Коломійцев О. В., Рудаков І. С., Дмітрієв О. М., Кібальник В. М., Слободенюк Ю. В., Соловйов А. А., Пальчиков В. В., Дзюба І. В., Жуйков В. В., Чекунов В. В., Фесенко К. В. Удосконалений метод планування траєкторій польоту БПЛА. Грааль науки. 2025. № С. 382–397. doi: 10.36074/grail-of-science.19.09.2025.044
9. Коломійцев О. В., Рудаков І. С., Дмітрієв О. М. Методологія дослідження безпеки польотів груп БПЛА. Грааль науки. 2025. № 60. С. 602–614. doi: 10.36074/grail-of-science.26.12.2025.06
10. Рудаков С. В., Попов Д. О., Кулеба О. М. Моделювання польотів безпілотних авіаційних систем під час аналізу місця пожеж. Problems of Emergency Situations: матеріали міжнар. наук.-практ. конф. Черкаси: НУЦЗУ. 2025. С. 127–128.
11. Квєтний Р. Н., Богач І. В., Бойко О. Р., Софіна О. Ю., Шушура О. М. Комп’ютерне моделювання систем і процесів. Методи обробки. Частина 2. URL: https://web.posibnyky.vntu.edu.ua/fksa/2kvetnyj_komp%27yuterne_modelyuvannya_system_procesiv/t2/zm2.htm

Надійшла до редколегії: 10.03.2026

Прийнята до друку: 13.04.2026

Дата публікації (оприлюднення): 31.05.2026