Применение беспилотных летательных аппаратов в рамках требований промышленной безопасности: методические рекомендации по мониторингу трубопроводов на основе ГОСТ 32569-2013 и приказа Ростехнадзора № 420

Магистральные трубопроводы представляют собой критически значимые элементы инфраструктуры топливно-энергетического комплекса. Обеспечение их бесперебойной и безопасной эксплуатации является стратегической задачей для энергетической безопасности страны. Однако значительная протяжённость трасс, а также их прохождение через труднодоступные, заболоченные или горные районы делают традиционные методы контроля – такие, как пешие обходы или автопатрулирование – дорогостоящими, медленными и сопряжёнными с повышенными рисками для инспекторского персонала.

В последние годы технологии беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) получили широкое распространение в нефтегазовой отрасли. Они позволяют осуществлять оперативный, детальный и экономически целесообразный мониторинг обширных участков линейных объектов. Тем не менее внедрение дронов в производственные процессы требует строгого соответствия требованиям действующего законодательства в сфере промышленной безопасности.

Целью настоящей работы является разработка методических рекомендаций по применению БПЛА для мониторинга трубопроводов в полном соответствии с положениями ГОСТ 32569-2013 и Приказа Ростехнадзора № 420. В рамках исследования решались следующие задачи:

1. Провести анализ нормативно-технической документации с акцентом на требования к диагностике и контролю трубопроводов.
2. Определить ключевые риски, эффективно выявляемые с применением БПЛА.
3. Сформировать типовую методику выполнения аэровизуальных обследований, включая этапы планирования, полётов и обработки данных.
4. Оценить эффективность предложенного подхода с точки зрения экономики и безопасности.

1. Анализ требований нормативно-технической документации

1.1. ГОСТ 32569-2013 «Трубопроводы технологические. Требования к защите от коррозии»

Данный стандарт устанавливает комплекс требований к защите технологических трубопроводов от коррозии, включая мониторинг и контроль ее состояния. Ключевые положения, релевантные для применения БПЛА, включают:

Визуальный контроль: стандарт предписывает проведение периодического визуального и измерительного контроля изоляционных покрытий, опор и элементов конструкций для выявления механических повреждений, отслоений и признаков коррозии (пункты 4.6, 5.4) [2].

Обследование трассы: требуется обследование состояния грунта в районе прокладки трубопровода на предмет просадок, оползней и других геодинамических процессов, способных повлиять на целостность трубы (пункт 5.5).

Документирование результатов: все результаты контроля должны фиксироваться и храниться.

БПЛА, оснащенные камерами высокого разрешения (RGB, тепловизионными, мультиспектральными), позволяют выполнять требования стандарта по визуальному контролю с беспрецедентной скоростью и охватом. Получаемые данные (ортофотопланы, 3D-модели, тепловые карты) являются объективным и оцифрованным доказательством выполнения контрольных мероприятий.

1.2. Приказ Ростехнадзора № 420

Приказ № 420, утверждающий Правила безопасности опасных производственных объектов, хоть и не регламентирует напрямую использование БПЛА, устанавливает общие рамки обеспечения безопасности [3]. Ключевые аспекты:

• Обязанность по обеспечению безопасности: эксплуатирующая организация обязана принимать меры по предупреждению аварий и инцидентов (раздел II).
• Контроль и диагностика: требуется проведение регулярных осмотров, обследований и технической диагностики объектов (раздел III).
• Охрана объектов: необходимо предотвращать несанкционированные действия третьих лиц на территории объектов (раздел V).
• Безопасность работ: требуется обеспечение безопасности при проведении всех видов работ, включая эксплуатационные (раздел IV).

Использование БПЛА напрямую способствует выполнению этих требований, позволяя проводить частый и детальный контроль без вывода персонала в потенциально опасные зоны, тем самым минимизируя риски.

Таблица 1

Соответствие возможностей БПЛА требованиям НТД

2. Ключевые объекты и риски мониторинга с помощью БПЛА

На основе анализа НТД и практики эксплуатации можно выделить следующие ключевые объекты мониторинга:

1. Состояние изоляционного покрытия и тела трубы: выявление участков с поврежденной изоляцией, являющихся очагами коррозии.
2. Охранная зона трубопровода: обнаружение несанкционированной хозяйственной деятельности, земляных работ, строительства.
3. Состояние грунта и опор: мониторинг опасных геодинамических процессов (просадки, оползни, эрозия склонов).
4. Шаровые краны, запорная арматура, узлы подключения: контроль их внешнего состояния и идентификация утечек.

Рис. 1. Пример выявления повреждения изоляции и коррозии на участке трубопровода с помощью БПЛА с камерой высокого разрешения

3. Методические рекомендации по организации мониторинга

3.1. Планирование полетного задания

Перед проведением облета необходимо:

Определить цели и задачи: Какие именно риски необходимо идентифицировать (например, только несанкционированные работы или комплексный осмотр).

Выбрать тип БПЛА и целевое оборудование:

• Мультироторные БПЛА: для детального осмотра локальных участков, узлов, кранов. Высокая маневренность, возможность зависания.
• Самолетного типа: для мониторига протяженных участков (десятки и сотни километров). Высокая скорость и продолжительность полета.

Выбрать датчики:

• RGB-камера: основной инструмент для визуального контроля, создания ортофотопланов и 3D-моделей.
• Тепловизионная камера: для выявления утечек продукта, особенно эффективна для газопроводов и теплопроводов.
• Мультиспектральная камера: для оценки состояния растительности (индекс NDVI), что может косвенно указывать на утечки углеводородов в грунт.

Построить маршрут: маршрут должен обеспечивать сплошное покрытие трассы с необходимым перекрытием снимков (продольное – 80%, поперечное – 60–70%) для последующей фотограмметрической обработки.

3.2. Проведение полетных работ

Проведение работ должно осуществляться в строгом соответствии с Воздушным кодексом РФ и законодательством об использовании воздушного пространства. Экипаж БПЛА должен иметь соответствующую подготовку. Погодные условия (ветер, видимость, осадки) должны позволять проведение безопасных и качественных съемок.

3.3. Обработка и анализ данных

Полученные данные обрабатываются с использованием специализированного ПО:

1. Фотограмметрическая обработка: создание ортофотопланов, цифровых моделей рельефа (ЦМР) и облаков точек. Точность геопривязки должна обеспечиваться использованием ГНСС-приемников с системой RTK/PPK на борту БПЛА или наземными контрольными точками (GCP).
2. Векторизация и дешифрирование: на ортофотопланах вручную или с помощью алгоритмов машинного обучения выделяются объекты интереса: участки с поврежденной изоляцией, техника, земляные работы, изменения рельефа.
3. Сравнительный анализ: сравнение данных, полученных в разные периоды времени, для выявления динамики изменений.

Таблица 2

Рекомендуемые параметры съемки для решения различных задач

3.4. Интеграция в ГИС и формирование отчетности

Все полученные пространственные данные должны интегрироваться в корпоративную геоинформационную систему (ГИС). Это позволяет:

• Накапливать исторические данные.
• Визуализировать выявленные дефекты на интерактивной карте.
• Обеспечивать доступ к информации для различных подразделений (служба диагностики, ремонтные бригады, отдел безопасности).
• Формировать автоматизированные отчеты, включающие карты, графики и описания выявленных нарушений, для предоставления в надзорные органы.

Рис. 2. Схема работы комплексной системы мониторинга трубопроводов на основе БПЛА и ГИС

4. Оценка эффективности

Внедрение БПЛА-мониторинга позволяет достичь значительного экономического эффекта и повышения уровня безопасности:

• Снижение затрат: затраты на один километр облета в 3–5 раз ниже, чем затраты на пеший или автомобильный обход с аналогичным уровнем детализации [4, с. 45-58].
• Повышение производительности: за один вылет БПЛА самолетного типа может обследовать до 100–150 км трассы, что недостижимо для наземных методов.
• Снижение рисков для персонала: исключается нахождение людей в болотистой местности, в районах с опасными животными, на сложном рельефе.
• Повышение достоверности данных: оцифрованные данные исключают субъективный фактор и позволяют проводить точный сравнительный анализ во времени.

Заключение

Разработанные методические рекомендации подтверждают, что использование БПЛА в системе мониторинга магистральных трубопроводов полностью соответствует требованиям ГОСТ 32569-2013 и Приказа Ростехнадзора № 420. Интеграция дронов позволяет перейти от реактивного к проактивному управлению рисками, обеспечивая раннее выявление угроз. Основные преимущества – повышение частоты и качества контроля, снижение операционных издержек и защита персонала. Перспективы развития связаны с внедрением искусственного интеллекта для автоматического распознавания аномалий и построением единых цифровых двойников трубопроводных систем.