name: Система мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности с использованием анализа видеоданных с беспилотных летательных аппаратов
keyword_list: Спектр Уолша-Адамара Решающие правила Сегментация видеоданных Факторы риска Гетерогенный блок данных Математическая модель Анализ видеоданных Автономная территориальная единица Система мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности Беспилотный летательный аппарат
abstract: Цель работы - повышение эффективности мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности посредством оптимизации сбора видеоданных и автоматизации их классификации.
  Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: 
  - выполнен системный анализ методов мониторинга и прогнозирования пожарной и медико-экологической безопасности в выделенных территориальных единицах; 
  - разработан метод синтеза математических моделей оценки пожарной обстановки и состояния людей, находящихся в зоне пожара; 
  - разработана концептуальная модель системы мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности с использованием анализа видеоданных с беспилотных летательных аппаратов; 
  - разработан метод оптимизации функционирования модуля воздушного наблюдения пожарной и медико-экологической безопасности; 
  - разработан метод сегментации видеоданных, поступающих с беспилотного летательного аппарата при мониторинге пожарной обстановки;
  - разработан метод классификации сегментов на аэроснимках, полученных при мониторинге пожарной и медико-экологической безопасности
  - проведены экспериментальные исследования эффективности предложенных методов, алгоритмов и моделей в системе мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности в выделенных территориальных единицах.
  Объект исследования – система мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности с использованием данных, получаемых с беспилотных летательных аппаратов.
  Предмет исследования – методы и алгоритмы управления мониторингом и классификации данных, получаемых с беспилотных летательных аппаратов.
  В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной: 
  - метод синтеза математических моделей оценки пожарной обстановки и состояния людей, находящихся в зоне пожара;
   - концептуальная модель автоматизированной система мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности с использованием анализа видеоданных с беспилотных летательных аппаратов; 
  - метод оптимизации функционирования модуля воздушного наблюдения, включающий алгоритм планирования траектории мониторинга пожарной обстановки посредством БПЛА, и алгоритм оптимизации числа БПЛА в зоне мониторинга, позволяющий определить необходимый ресурс БПЛА для мониторинга пожарной обстановки в выделенной территориальной единице, и минимизировать состав группировки БПЛА, осуществляющий мониторинг; 
  - метод сегментации видеоданных, заключающийся в сегментации снимка видеоряда на прямоугольные сегменты, селекцию сегментов на ROI и НЕ ROI, с последующим формированием из сегментов ROI трех цветовых каналов;
  - метод классификации сегментов на аэроснимках, полученных при мониторинге посредством БПЛА.
  Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что изложены методы и алгоритмы построения и функционирования системы мониторинга пожарной и медико-экологической безопасности с беспилотными летательными аппаратами позволяют в реальном времени анализировать и классифицировать данные о состоянии окружающей среды. 
  Методы исследований. Для решения поставленных задач использовался математический аппарат цифровой обработки сигналов, статистический анализ, теория нейронных сетей, нечеткая логика принятия решений, методы экспертного оценивания и принятия решений. При разработке модулей классификации изображений и нечетких модулей принятия решений в качестве инструментария использовался MATLAB 2018b с графическим интерфейсом пользователя для Neural Network Toolbox и со встроенным пакетом Fuzzy Logic Toolbox.
  Работа выполнена в соответствии с научным направлением Академии ГПС МЧС России на 2020 год «Теоретические основы тушения некоторых видов ландшафтных пожаров».
  Результаты работы внедрены в учебном процессе Академии ГПС МЧС России при проведении практической подготовки с обучающимися в учебной пожарно-спасательной части и использованы при оперативной работе реагирующих подразделений Главного управления МЧС России по Самарской области в процессе получения и анализа данных мониторинга ландшафтных пожаров и техногенных аварий в рамках поддержки принятия управленческих решений на месте ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Филист
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: Профессор кафедры БМИ
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: O-4610-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6603139063
chairman_dissertation_council.rinc_id: 4238-5609
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0003-1358-671X
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Сергей
organization_supervisor.surname: Емельянов
organization_supervisor.patronymic: Геннадьевич
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 87.33.35
rubrics.name: Экологическая безопасность
rubrics.code: 81.92.17
rubrics.name: Тушение пожаров
rubrics.code: 28.23.37
rubrics.name: Нейронные сети
rubrics.code: 28.23.29
rubrics.name: Программная реализация интеллектуальных систем
rubrics.code: 28.23.35
rubrics.name: Экспертные системы
oecds.code: 02.02.ES
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, HARDWARE & ARCHITECTURE
oecds.code: 02.02.AC
oecds.name: AUTOMATION & CONTROL SYSTEMS
oecds.code: 02.07.IH
oecds.name: ENGINEERING, ENVIRONMENTAL
oecds.code: 02.06.IG
oecds.name: ENGINEERING, BIOMEDICAL
speciality_codes.name: Системный анализ, управление и обработка информации
speciality_codes.code: 2.3.1.
supervisors.fio: Денисов А.Н.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Управление в социальных и экономических системах
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Ложкин В.Н.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Тепловые двигатели
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Кузьмин А.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ЮЗГУ
protection_organization.name: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет"
protection_organization.ogrn: 1034637015786
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: Академия ГПС МЧС России
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Академия Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий"
author_organization.ogrn: 1027739451684
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения