Analysis of the problems of using mobile robotic tools in extinguishing fires at facilities of the fuel and energy complex and the formation of ways for their further development

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article is devoted to application of robotic tools for fire extinguishing at the facilities of fuel and energy complex. The fires at these facilities and the problems that arise during their extinguishing are analyzed. The analysis of fires has shown that nowadays the situation at fires at the objects of fuel and energy complex is aggravated, when the fire development occurs as a result of artillery shelling and attacks of unmanned aerial vehicles, as a result of which a number of forces and means of firefighting units and elements of autonomous firefighting system of tank farms can be out of order, and the usual tactics and methods of firefighting are difficult to perform in practice or impossible to perform, due to the destruction of the infrastructure of the object. There is considered the experience of creating robotic means in Russia and in foreign countries, as well as the problems arising in firefighting with the use of robotic means. The problem of lack of samples with supervisory control and a number of technical problems on their realization is revealed, in particular, there is not solved the issue of static stability of robotic means, especially in the remote control mode. For the first time the problem of high error of foam dosing systems and, as a consequence, increased consumption of foam agent and obtaining foam of low extinguishing power is outlined. The complexity of providing robotic means with uninterrupted supply of fire extinguishing agents, as well as the lack of the possibility of laying a hose line in automatic mode, for long distances is analyzed. The ways of solving the problems arising in fire extinguishing with the use of robotic means are proposed. The question of planning and supply of extinguishing agents by robotic means to the combustion zone is considered. Calculations of extinguishing a conditional fire in a tank at an oil depot with the use of robotic means are carried out. The relevance and expediency of robotic means application is determined and the ways of further improvement of robotic complexes systems on the basis of experiment and calculation indicators are proposed in order to increase the efficiency of their application.

About the authors

Ilya A. Penkov Ilya A. Penkov Ilya A. Penkov

All-Russian Research Institute for Fire Protection (VNIIPO), the Ministry of Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (EMERCOM of Russia)

Author for correspondence.
Email: 5888660@mail.ru
SPIN-code: 6725-3745

Senior Researcher, Robotics Development

Russian Federation, VNIIPO district, 12, Balashikha, Moscow region, 143903, Russia

Olga A. Korenkova

All-Russian Research Institute for Fire Protection (VNIIPO), the Ministry of Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (EMERCOM of Russia)

Email: korenkovaoa@vniipo.ru
SPIN-code: 7842-4558

Senior Researcher, Robotics Department

Russian Federation, VNIIPO district, 12, Balashikha, Moscow region, 143903, Russia

Evgeny I. Khil

All-Russian Research Institute for Fire Protection (VNIIPO), the Ministry of Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (EMERCOM of Russia)

Email: inhil@yandex.ru
SPIN-code: 1901-3551

Candidate of Technical Sciences, Leading Researcher, Scientific Research Center for Fire Engineering and Fire Automation (NIC PTiPA)

Russian Federation, VNIIPO district, 12, Balashikha, Moscow region, 143903, Russia

Ivan A. Gusev

State Fire Academy of EMERCOM of Russia

Email: gusev.92@inbox.ru
SPIN-code: 9179-7037

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Fire Engineering Department

Russian Federation, Boris Galushkin str., 4, Moscow, 129366

References

  1. Krasavina L.N. Toplivno-energeticheskiy komplekc TEK. Bol'shaya rossiyskaya entsiklopediya [Fuel and energy complex. The Great Russian Encyclopedia]. Moscow, 2004-2017. Available at: https://bigenc. ru. 2017 (accessed 30 August 2024).
  2. Goncharenko V.S., Chechetina T.A., Sibirko V.I. Pozhary i pozharnaya bezopasnost' v 2022 godu [Fires and fire safety in 2022]. Balashikha, VNIIPO, 2023, 236 p. (In Russian).
  3. Kinzyabulatov R.E. Normative and legal documents governing the requirements for fire protection of tank farms. Vestnik nauki – Science Bulletin, 2023, vol. 4, no. 3 (60), pp. 192-197. (In Russian).
  4. Zyma, O., Pahomov, R., Dyachenko, E. (2020). Analysis of emergency management methods in oil and oil-product reservoirs. In: Onyshchenko, V., Mammadova, G., Sivitska, S., Gasimov, A. (eds) Proceedings of the 2nd International Conference on Building Innovations. ICBI 2019. Lecture Notes in Civil Engineering, vol 73. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-42939-3_34.
  5. Gusev I.A., Penkov I.A. Relevance of the use of mobile robotic tools. Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov “Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti” [Proceedings of the International Scientific and Practical Conference of Young Scientists and Specialists “Problems of technosphere safety”]. 2024, No. 13, pp. 45-52. (In Russian).
  6. Kluban V.S., Molchanov S.V. Fire safety of especially important facilities of the fuel and energy complex. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosni – Technologies of Technosphere Safety, 2014, no. 3, pp. 13-13. (In Russian).
  7. Miyazawa, Kazuyoshi. (2002). Fire robots developed by the Tokyo Fire Department. Advanced Robotics. 16. 553-556. 10.1163/156855302320535953.
  8. Bogue, R. (2021). The role of robots in firefighting, Industrial Robot, Vol. 48 No. 2, pp. 174-178. https://doi.org/10.1108/IR-10-2020-0222
  9. Tsarichenko S.G. Extreme robotics in the Russia's Ministry of Emergency Situations – Challenges and perspectives. Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza, 2012, vol. 28, No. 4, pp. 97-105.
  10. Penkov I.A., Gusev I.A., Nosach Yu.I., Chirko O.V. The main areas of activity and priorities for the development of fire extinguishing robotics based on the experience of use in the Russian Emergencies Ministry system. Sbornik materialov Vserossiyskoi Nauchno-prakticheskoi Konferentsii “Aktualnye problem obespecheniya pozharnoi bezopasnosti I zashchity ot chrezvychaynykh situatsii” [Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference “Actual problems of ensuring fire safety and protection against emergency situations”]. Zheleznogorsk, Sibirian PSA GPS, 2022, pp. 394-398. (In Russian)
  11. Noskov S.S. Problematic issues of operation of robotic means and special-purpose complexes in the Ministry of Emergency Situations of Russia. Sbornik trudov sektsii № 5 XXIX Mezhdunarodnoy Nauchno-prakticheskoy Konferentsii “Primenenie robototekhnicheskikh kompleksov spetsialnogo naznacheniya” [Proceedings of No. 5 Section of the 29th International Scientific and Practical Conference “Application of special-purpose robotic complexes”]. Civil Defence Academy of EMERCOM of Russia, 2019, pp. 98-102. (In Russia).
  12. Filipović F. et al. (2023). Proposal of multi-agent robotic fire extinguishing model for industrial premises. 1-6. 10.1109/INFOTEH57020.2023.10094113.
  13. McNeil J.G., Lattimer B.Y. Robotic fire suppression through autonomous feedback control. Fire Technology, 2017, vol. 53, Issue 3, pp. 1171-1199.
  14. Miroshnik I.V., Nikiforov V.O., Fradkov A.L. Nelineynoe i adaptivnoe upravlenie slozhnymi dinamicheskimi sistemami [Nonlinear and adaptive control of complex dynamic systems]. St. Petersburg, Nauka Publ., 2000, 549 p. (In Russian).
  15. Burdakov S.F., Sizov P.A. The mobile robot motion control algorithms for the pursuit problem. Informatika, telekommunikatsii i upravlenie – Computing, Telecommunication and Control, 2014, No. 6 (210), pp. 49-58. (In Russian).
  16. Mozhaev A.G., Pechurin A.A., Presnov A.I. Problems and issues on the stability of ground robotic vehicles. Materialy Vserossiyskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii “Pozharnaya bezopasnost’: sovremennye vyzovy. Problemy i puti resheniya” [Proceedings of All-Russian Scientific and Practical Conference “Fire safety: modern challenges. Problems and solutions”]. Saint-Petersburg University of State Fire Service of EMERCOM of Russia, 2022, pp. 226-229. (In Russian).
  17. Baryshnikov V.S. Metodika rascheta sil i sredstv na tushenie pozharov v rezervuarnom parke [Methodology for calculating the forces and means for extinguishing fires in a tank farm]. Available at: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/26784 (accessed 2 September 2024).
  18. Vlasov K.S., Tachkov A.A., Danilov M.M. Group use of ground-based robotic systems for extinguishing fires in tank farms. Pozharnaya i tekhnosfernaya bezopasnost’: problem I puti sovershenstvovaniya – Fire and technosphere safety: problems and ways of improvement, 2020, no. 1, pp. 131-136. (In Russian).
  19. Matyushin A.V., Tsarichenko S.G., Poroshin A.A., Pavlov E.V. Мetodicheskie rekomendatsii po taktike primeneniya nazemnykh robototekhnicheskikh sredstv pri tushenii pozharov [Methodical recommendations on the tactics of using ground-based robotic means for extinguishing fires]. Moscow, VNIIPO, 2015, 38 p. (In Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».