Możliwości wykorzystania symulatorów w szkoleniu operatorów bezzałogowych statków powietrznych w zakresie działań ratowniczo-gaśniczych

• Autorzy: Wantoch-Rekowski R. , Roguski J. , Błogowski M.

Identyfikatory

DOI

10.12845/bitp.41.1.2016.8

Warianty tytułu

EN

Potential Use of Simulators in the Training of Staff who Operate Unmanned Aerial Vehicle used in Firefighting and Rescue Operations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Cel: W artykule przedstawiono możliwości zastosowania symulacji wirtualnej w zakresie szkolenia operatorów bezzałogowych statków powietrznych (BSP). Wprowadzenie: Określono rolę i przeznaczenie BSP do zadań wykonywanych na potrzeby straży pożarnej oraz przedstawiono zasady użytkowania BSP w oparciu o obowiązujące w Polsce wymagania prawne. Ponadto omówiono zasady szkolenia operatorów BSP wynikające z dotychczasowych doświadczeń w kraju. BSP minimalizują bezpośrednie zagrożenie człowieka oraz pozwalają na szybsze rozpoznanie, stąd rosnące zainteresowanie tego typu konstrukcjami. Na podstawie analizy dostępnej literatury można określić obszary zastosowania BSP: • rozpoznanie i pomiary skażeń w strefie niebezpiecznej np. zagrożenia czynnikami chemicznymi, • monitorowanie obszarów leśnych, sytuacji powodziowej oraz prac inspekcyjnych, • monitorowanie sytuacji w czasie szeroko pojętych wypadków komunikacyjnych, • obserwacje pożarów budynków i ich analiza, • tworzenie sieci dozorowych i łączności przy działaniach R-G. Metodologia: Działania ratowniczo-gaśnicze (R-G) prowadzone przez jednostki Krajowego Systemu Ratowniczo-Gaśniczego (KSRG) charakteryzują się dużą różnorodnością. Niektóre elementy z tych działań mogą być bardziej efektywne dzięki informacjom przekazywanym przez BSP. Ćwiczenia w tym zakresie mogą być prowadzone są podczas szkoleń i działań pozorowanych z wykorzystaniem rzeczywistego sprzętu określonego rodzaju, w tym wypadku BSP przy ograniczonej liczbie szkolonych operatorów oraz ryzyku uszkodzenia drogiego sprzętu. Alternatywnym rozwiązaniem jest wykonywanie ćwiczeń w wirtualnej rzeczywistości, co ogranicza do minimum ryzyko zniszczenia lub uszkodzenia BSP oraz umożliwia wielokrotne realizowanie zadań w warunkach pełnej powtarzalności sytuacji, jaką możemy zastać przy realnych działaniach R-G. Prowadzenie tego rodzaju ćwiczeń umożliwia zapewnienie bezpieczeństwa operatorowi oraz ograniczenie kosztów związanych z prowadzonymi ćwiczeniami. Omówiono również projekt przykładowej BSP w środowisku rzeczywistości wirtualnej z opisem ćwiczeń, które mogą być prowadzone przy jej użyciu. Wdrożenie tego typu działań wpłynie na zwiększenie efektywności szkolenia certyfikowanych operatorów BSP i obniży koszty procesu szkoleniowego. Wnioski: Dostępne na rynku zaawansowane środowiska symulacji wirtualnej takie jak VBS3 umożliwiają budowę różnorodnych stanowisk szkoleniowych. Środowiska symulacji wirtualnej charakteryzują się dużą wiernością symulowanych działań oraz wysoką jakością zobrazowania. Przedstawiony model wirtualny BSP odzwierciedla podstawowe właściwości rzeczywistej platformy BSP i umożliwia interakcję z wirtualnym otoczeniem i innymi obiektami.

EN

Aim: The paper advocates the potential use of virtual simulation during training of unmanned aerial vehicle (UAV) operators. Introduction: The article identified the role and function of UAV in context of tasks performed by the Fire Service and revealed principles associated with the utilization of UAV in accordance with national legal requirements. A discussion identified current approaches used in the training of UAV operators, which is based on experience gained to date. The use of UAV craft minimizes dangers to human life as well as facilitates faster diagnosis, hence, the growing interest in this type of machine. Based on the analysis of available literature, it is possible to identify the range of applications for unmanned aerial vehicle (UAV): • conduct of reconnaissance and contamination measurements in the danger zone, e.g. the threat from chemical agents, • monitoring of woodland areas, flood developments and inspection work, • monitoring of developments involving major scale road traffic accidents, • observations and analysis of building fires, • developing a communication and surveillance network during firefighting operations. Methodology: Firefighting and rescue operations performed by units of the National Firefighting and Rescue System (KSRG) are characterized by large diversity. However, it is possible to identify component parts, performance of which can be improved on the basis of information provided by the UAV. Practice drills for such elements, conducted during training and simulations, can be performed using specialized equipment, in this case ULBP, with a limited number of operators undergoing training and reduced risk of damage to relatively expensive equipment. An alternative is to perform virtual reality exercises, which would minimize the risk of destruction or damage to UAV equipment and allow for the repetitive accomplishment of tasks in replicated conditions, encountered during actual firefighting and rescue operations. This approach would ensure the safety of operators and minimize training costs. The paper articulates principles associated with the use of UAV for the range of tasks encapsulated by the KSRG framework. The article contains details of a proposed virtual reality environment project, including a description of potential applications to run during simulation exercises, which is intended to increase the effectiveness of training for UAV certified operators and significantly reduce training costs. Conclusions: Commercially available advanced virtual simulation environments such as VBS3 allow for the construction of a wide range of training scenarios. The virtual simulation environment is characterized by a high fidelity level of simulated activities and high quality of imaging. The proposed UAV simulation model reflects basic properties of an actual UAV platform and allows for interaction with the virtual environment and others.

Słowa kluczowe

PL

BSP; szkolenie; symulator; symulacja wirtualna

EN

UAV; training; simulator; virtual simulation

• Wydawca: Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej im. Józefa Tuliszkowskiego - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 41, nr 1
• Strony: 75--83
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Wantoch-Rekowski R.

• Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Roguski J.

• Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy, Józefów

autor

Błogowski M.

• Centrum Naukowo-Badawcze Ochrony Przeciwpożarowej – Państwowy Instytut Badawczy, Józefów

Bibliografia

• [1] Portal internetowy bezzałogowce.pl, http://bezzalogowce.pl [dostęp: 28.03.2015].
• [2] Carichenko S.G., Ekstramalnaya robototekhnika v mchs rossiii – zadachi i perspektivy, BiTP Vol. 28 Issue 4, 2012, pp. 97-105.
• [3] Bezzałogowe statki powietrzne w Polsce. Raport o aktualnym stanie prawnym odnoszącym się do bezzałogowych statków powietrznych (Raport otwarcia), Urząd Lotnictwa Cywilnego, Zespół do spraw bezzałogowych statków powietrznych, Warszawa 2013.
• [4] Eksperyment – dron dla Straży Pożarnej [dok. eletr.] http://bezzalogowce.pl/eksperyment-dron-dla-strazy-pozarnej/[dostęp: 28.03.2015].
• [5] Tuśnio N., Krzysztofik I., Tuśnio J., Zastosowanie bezzałogowych statków powietrznych jako elementów mobilnego systemu monitorowania zagrożeń pożarowych, „Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa” Vol. 5 Issue 2 (16), 2014, 101-114.
• [6] Strona główna Państwowej Straży Pożarnej, http://www.straz.gov [dostęp: 18.12.2014].
• [7] Kaczmarczyk A., Kacprzak M., Masłowski A., Wielopoziomowy trening symulacyjny w szkoleniu operatorów urządzeń. Zastosowanie do szkolenia operatorów robotów mobilnych, „Elektronika: konstrukcje, technologie, zastosowania” Vol. 50 Issue 11, 92-96.
• [8] Roguski J., Wantoch-Rekowski R., Szumiec K., Zastosowanie symulacji wirtualnej w zakresie szkolenia operatorów bezzałogowych platform lądowych wykorzystywanych do działań ratowniczo-gaśniczych, BiTP Vol. 36 Issue 4, 2014, pp. 113-123.
• [9] Wantoch-Rekowski R. (red.), Programowalne środowisko symulacji wirtualnej VBS2, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013.
• [10] Roguski J., Wantoch-Rekowski R., Koszela J., Majka A., Koncepcja symulatora do szkolenia kierowców wozów bojowych PSP w zakresie zadań realizowanych w ramach krajowego systemu ratowniczo-gaśniczego, BiTP Vol. 28 Issue 4 2012, pp. 71-81.
• [11] Wantoch-Rekowski R., Koszela J., Zastosowania symulatorów do szkolenia w zakresie sytuacji kryzysowych, BiTP Vol. 29 Issue 1, 2013, pp. 113-120.
• [12] Koszela J., Drozdowski T., Wantoch-Rekowski R., Przygotowanie danych terenowych na potrzeby symulacji wielorozdzielczej, „Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe” Vol. 31 Issue 3, 2012, 109-118.
• [13] Stopniak M., Wantoch-Rekowski R., Rozwój środowiska symulacji wirtualnej VBS3, „Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe” Vol. 34 Issue 1, 2014, 149-154.
• [14] Koszela J., Wróblewski P., Szymańska A., Wantoch-Rekowski R., Projekt i implementacja mechanizmów sztucznej inteligencji w środowisku symulacyjnym VBS2, „Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe”, Vol. 31 Issue 3, 2012, 119-132.
• [15] Serwis internetowy http://www.vbs3.com.
• [16] Raport końcowy projektu rozwojowego Nr O ROB 000/ID 1/3 pt. „Opracowanie nowoczesnych stanowisk szkoleniowych zwiększających skuteczność działań ratowników KSRG” finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, 2011-2013.
• [17] Koszela J., Szymczyk M., Wantoch-Rekowski R., Raport okresowy zadania VI.9 Opracowanie modeli zachowań osób, jednostek oraz sprzętu Straży Granicznej na potrzeby środowiska symulacji wysokiej rozdzielczości. Projekt rozwojowy nr umowy DOBR/0023/R/ ID3/2013/03 pt. „Wirtualny system doskonalenia taktyki ochrony Granicy Państwowej oraz kontroli ruchu granicznego” finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, 2012-2015.
• [18] Wantoch-Rekowski R., Koszela J., Wstępne wymagania dotyczące oprogramowania symulacyjnego poszczególnych stanowisk do demonstratora symulatora pojazdu szynowego, opracowanie w ramach programu DEMONSTRATOR+ nr umowy UOD-DEM-1-501/001 pt. „Nowoczesny demonstrator symulatora dla operatorów pojazdów szynowych zwiększający efektywność i bezpieczeństwo ich działania” finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, 2014-2016.
• [19] Wantoch-Rekowski R. Koszela J., Analiza dostępnych technologii i rozwiązań systemowych w obszarze symulacji wirtualnej zdarzeń katastrofy budowlanej, opracowanie w ramach projektu rozwojowego nr umowy DOB-BIO6/03/48/2014 pt. „Innowacyjne rozwiązania metod stabilizacji konstrukcji budowlanych i technologicznych w warunkach działań ratowniczych podczas likwidacji skutków katastrofy budowlanej” finansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, 2014-2017.
• [20] Wantoch-Rekowski R. (red.), Technologie projektowania trenażerów i symulatorów w programowalnym środowisku symulacji wirtualnej VBS3, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2016.