Efficient Paths for UAV-Based Gas Pipeline Leak Detection
PDF (Russian)

Keywords

unmanned aerial vehicle
flight path
laser gas leakage detector
simulation model

How to Cite

1.
Maksudova S.A., Gavrilenko A.V. Efficient Paths for UAV-Based Gas Pipeline Leak Detection // Russian Journal of Cybernetics. 2022. Vol. 3, № 3. P. 33-41. DOI: 10.51790/2712-9942-2022-3-3-4.

Abstract

the study proposes an approach to generating unmanned aerial vehicle (UAV) paths for gas pipeline leak detection applications. The new approach uses a UAV simulation tool to optimize the search for methane leaks in pipelines. The goal is to find optimal UAV paths that maximize the probability of leak detection in the given climatic conditions.

The simulation results show a significant difference in leak detection and gas cloud localization probabilities achieved with the proposed flight path and a pipeline-parallel UAV flight path. Under 0...2 force wind, the UAV path parallel to the pipeline gives sufficient efficiency, but it is a poor strategy in wind forces of 4 points or more. In this case, the proposed approach is more efficient.

We created a simulation model for finding efficient UAV flight paths. The computational experiments confirmed the proposed model, approach and algorithms are sufficiently efficient. The UAV operator is unable to provide or even guess the exact location of a methane leak. Still, preliminary analysis and situation modeling improve UAV utilization. The number of variables considered when generating a flight path can either increase or decrease based on the results of large-scale simulations and field experiments.

https://doi.org/10.51790/2712-9942-2022-3-3-4
PDF (Russian)

References

Чупин В. Р., Гаськов Е. В., Майзель Д. И. Методы обнаружения утечек газа из магистральных трубопроводов. Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2012;2:123–127. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/metody-obnaruzheniya-utechek-gaza-izmagistralnyh-truboprovodov/viewer.

Айроян З. А., Коркишко О. А., Сухарев Г. В. Мониторинг магистральных нефтепроводов с помощью беспилотных летательных аппаратов. Инженерный вестник Дона. 2016;4. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/monitoring-magistralnyh-nefteprovodov-s-pomoschyu-bespilotnyhletatelnyh-apparatov/viewer.

Плюснин И. И., Бушмелева К. И., Майер И. В. Система диагностирования дефектов магистральных газопроводов с использованием ГИС-технологий. Современные наукоемкие технологии. 2005;8:46–48.

Колесников А. В., Кириков И. А., Листопад С. В., Румовская С. Б., Доманицкий А. А. Решение сложных задач коммивояжера методами функциональных гибридных интеллектуальных систем / Под ред. А. В. Колесникова. М.: ИПИ РАН, 2011. 295 с. Режим доступа: http://www.raai.org/library/books/kolesnikov/kommivoyazher-2011_kolesnikov.pdf.

Борознов В. О. Исследование решения задачи коммивояжера. Вестник АГТУ. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. 2009;2. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-resheniya-zadachi-kommivoyazhera/viewer.

Долженко А. М. Уточнение решений задачи коммивояжера генетическими мутациями. Вестник Пермского университета. Серия: Математика. Механика. Информатика. 2013;2:9–15. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/utochnenie-resheniy-zadachi-kommivoyazhera-geneticheskimimutatsiyami/viewer.

Рудова И. Ш. Исследование влияния сильных мутаций при решении задачи коммивояжера модифицированной моделью Голдберга. Известия ЮФУ. Технические науки. 2017;3:140–148. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-vliyaniya-silnyh-mutatsiy-pri-reshenii-zadachikommivoyazhera-modifitsirovannoy-modelyu-goldberga/viewer.

Gavrilenko A. V., Bushmeleva K. I., Gavrilenko M. T. A New Approach to Aircraft Flight Technology for Detecting Gas Leakage from Pipelines. Information Innovative Technologies: Materials of the International Scientific-Рractical Conference / Ed. Uvaysov S. U., Ivanov I. A. M. Association of graduates and employees of AFEA named after prof. Zhukovsky, 2022. P. 286–292.

Downloads

Download data is not yet available.