БПЛА в лесной отрасли: технологические и правовые барьеры и пути их преодоления

Главный потенциал БПЛА в лесной и добывающей отраслях заключается в полной автоматизации рутинного мониторинга, снижении издержек на 30–50% и исключении человеческого фактора в опасных зонах. Однако масштабное внедрение дронов в России сдерживается жёстким законодательством, закрытыми зонами и требованиями к защите данных.

Сегодня беспилотники дают широкие возможности — от мониторинга карьеров до поиска незаконных вырубок. Но на пути их массового внедрения есть серьёзные препятствия. Основные барьеры можно сгруппировать по двум блокам: технологические и правовые, — однако многие из них пересекаются, например технологическая сложность часто порождает правовые риски.

Технологические барьеры использования любой техники, включая беспилотники, в нашей стране, особенно в Сибири и на Севере, связаны со специфическими климатическими и географическими вызовами. Дело привычное и постепенно решаемое: российские инженеры и пользователи научились успешно преодолевать их. Суровый климат и удалённость требуют адаптации техники, что решается внедрением отечественных морозостойких разработок и созданием инфраструктуры для работы дронов в сложных метеоусловиях.

Для настройки к низким температурам и борьбы с негативными последствиями для аккумуляторов специалисты разрабатывают и внедряют гибридные двигатели и системы утепления. Эти меры помогают поддерживать работоспособность систем, минимизировать потери ёмкости батарей и обеспечивать комфорт в холодное время года.

Для навигации в тундре и тайге при отсутствии наземной инфраструктуры конструкторы внедряют маршруты на базе глобальных систем, а также беспилотники, способные выполнять задачи вне зоны прямой видимости. Для этого предназначен режим BVLOS (Beyond Visual Line of Sight) — управление беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) на расстоянии. Вместо того чтобы полагаться на зрение, пилот управляет полётом полностью дистанционно по приборам и камерам.

Чтобы реализовать BVLOS, нужна прежде всего надёжная связь. Для передачи телеметрии, видео в реальном времени и команд управления используют мощные радиоканалы (C2 Link, Command and Control Link, канал передачи данных, обеспечивающий управление беспилотными летательными аппаратами), сети сотовой связи (4G/5G, 4th/5th Generation, 4-е и 5-е поколения мобильной связи), а в самых удалённых районах — спутниковую связь. Дрон действует по заранее загруженному плану. Оператор выступает, скорее, как диспетчер: контролирует миссию и вмешивается только в нештатных ситуациях.

Как правило, критически важные подсистемы (полётный контроллер, GPS-модуль (Global Positioning System, глобальная система позиционирования и навигации), источник питания) дублируются, чтобы повысить отказоустойчивость. Иногда применяется «расширенное зрение»: помимо основного оператора, в миссии участвуют помощники-наблюдатели в других точках. Они координируются по радиосвязи и передают визуальную информацию, компенсируя отсутствие прямой видимости у главного оператора. Обеспечение связи решается экспериментальным запуском телеком-оборудования на базе дронов для развёртывания мобильных сетей в отдалённых районах.

В тундре и тайге это критически важно: физически невозможно все время держать дрон в поле зрения из-за рельефа, растительности или расстояния. Развёртывать там классическую наземную инфраструктуру (маяки, ретрансляторы) часто невозможно или крайне дорого из-за огромных расстояний, сурового климата и отсутствия дорог. Поэтому инженеры делают ставку на другие решения.

Основу построения маршрутов составляет глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС). БПЛА используют сигналы сразу нескольких систем — GPS (США), ГЛОНАСС (Россия), Galileo (Европа), BeiDou (Китай). Приёмник на борту одновременно ловит сигналы от нескольких созвездий спутников, что повышает точность и надёжность. Это и позволяет закладывать в автопилот точки маршрута: дрон следует от одной к другой, даже если вокруг нет никаких наземных ориентиров.

Но есть нюанс: в глубоких долинах, густых лесных массивах, зонах с сильными магнитными аномалиями, как в высоких широтах, сигнал может ослабевать или искажаться. Поэтому на практике навигационные комплексы часто делают гибридными: к ГНСС добавляют инерциальные измерительные модули (ИНС, IMU, Inertial Measurement Unit, инерциальный измерительный блок, модуль или устройство, — прим. ред.) — датчики, отслеживающие угловые скорости и ускорения. Если спутниковый сигнал временно пропал, инерциальная система поможет дрону «помнить», куда он двигался, и не сбиться с курса.

Иногда в схему включают и оптические методы — например, систему оптического потока, которая анализирует изображение с бортовой камеры, чтобы корректировать положение относительно поверхности.

Для лесоохраны в России применяют беспилотники для оперативного мониторинга состояния лесных массивов, раннего обнаружения очагов возгорания и выявления незаконных вырубок. По нацпроекту «Беспилотные авиационные системы» (БАС) региональные лесные ведомства уже приобрели около 1,5 тысячи беспилотников. К концу 2030 года Рослесхоз намерен увеличить их парк до более чем 5 тысяч единиц.

Для лесоохраны прекрасно подходят дроны с тепловизорами — это специальные камеры, которые «видят» мир в инфракрасном диапазоне: они улавливают тепловое излучение объектов и превращают его в картинку, где разные температуры показаны разными цветами. Главное их преимущество в том, что им не нужен видимый свет — они отлично работают в темноте, сквозь туман, дым или легкую растительность.

Правовые барьеры использования БПЛА, хотя они обоснованы и необходимы, доставляют немало хлопот. С ними сталкиваются и в добывающей отрасли, и в лесном хозяйстве, но в каждом случае есть свои нюансы.

Для добывающей промышленности присущи, прежде всего, сложности с получением разрешений на полёты. Воздушное пространство над промышленными объектами (карьерами, нефтебазами, трубопроводами) регулируется строго. Чтобы согласовать маршрут, часто приходится проходить долгий и бюрократизированный процесс. Особенно тяжело, когда речь идёт о полётах вблизи критической инфраструктуры: тут риски для безопасности высоки и требования к обоснованиям максимальны.

Отсутствие отраслевых стандартов — ещё одна большая проблема. Например, в маркшейдерских работах (пространственно-геометрических измерениях для проектирования буровзрывных работ, создания цифровых моделей местности) пока нет единых нормативно-технических документов, которые бы прямо регламентировали применение БПЛА. Компании вынуждены каждый раз разрабатывать методики «с нуля» и проводить долгие бюрократические согласования с контролирующими органами.

Региональные ограничения усложняют работы с использованием дронов. Во многих субъектах РФ действуют свои запреты или жёсткие ограничения на использование беспилотников — часто из соображений безопасности. Это создаёт ситуацию, когда в одном регионе технология работает, а в соседнем — нет, что значительно затрудняет масштабирование методов.

Сложно решаются и вопросы ответственности и защиты данных. Не всегда чётко прописано, кто несёт ответственность в случае инцидента (например, если дрон повредил оборудование или нарушил технологический процесс). Также могут возникать сложности с использованием данных съёмки, если они затрагивают вопросы промышленной безопасности, коммерческой или, не дай бог, настоящей (а не мнимой) гостайны.

Для лесного хозяйства особо актуальны ограничения, связанные с государственной тайной. Для открытого использования отснятых материалов (в том числе в качестве доказательной базы при выявлении нарушений) нужно сначала получить специальное разрешение, а затем отправить видео или фото на контрольный просмотр в уполномоченные органы (например, в штабы военных округов). Это серьёзно замедляет рабочий процесс, а иногда и вовсе уничтожает все полученные результаты.

Отдельно стоят проблемы с интеграцией данных: даже если съёмка проведена легально, может возникнуть сложность с тем, чтобы встроить полученные данные в существующие государственные информационные системы, например ФГИС ЛК.

Для выполнения авиационных работ, к которым относится и ряд задач с БПЛА в лесу: мониторинг, таксация, контроль за нарушениями, — по закону требуется сертификат эксплуатанта. Некоторые участники рынка считают это требование избыточным: операторы проходят обучение, работают на сертифицированной технике, и дополнительная бюрократическая ступень создаёт лишние барьеры.

К тому же лесная отрасль сталкивается с теми же региональными ограничениями, что и добывающая промышленность: в отдельных субъектах могут действовать локальные запреты на полеты БПЛА.

Как же решают эти проблемы? Один из рабочих инструментов — экспериментальные правовые режимы (ЭПР). Они позволяют на ограниченной территории и на определённый срок ввести специальные условия: смягчить или временно отменить отдельные общие нормы, чтобы отработать технологию, накопить практику и затем использовать этот опыт для корректировки общего законодательства. Уже есть примеры: ЭПР запускали для тестирования беспилотников в сельском хозяйстве, а также для мониторинга линейных объектов (трубопроводов) в добывающей отрасли. В Томской области, Югре, ЯНАО были временно сняты некоторые законодательные ограничения для тестирования коммерческих дронов, что дало явный экономический и организационный эффект.

Переход на локальную навигацию с использованием оптической системы — ещё одно перспективное направление для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), позволяющее обходить ограничения спутниковой навигации (GPS, ГЛОНАСС) в сложных условиях. Такая система основана на анализе визуальных данных с бортовых камер и сопоставлении их с заранее подготовленной картой местности.

Один из ярких примеров — система «Фасетка», разработанная в НТЦ робототехники и компьютерных технологий МФТИ. Она как раз сочетает многоканальное техническое зрение и алгоритмы, которые ищут устойчивые объекты и сверяют их с эталонной картой (в том числе спутниковой). Испытания подтвердили: даже на высоте 1000 метров точность может достигать 6 метров, что вполне допустимо для мониторинга данных лесоустройства и условно достаточно для «первичного облёта» при проведении добычных или контрольно-маркшейдерских работ. Система работает в сложных условиях — при любой погоде, в зонах, где GPS заглушают, при мониторинге инфраструктуры или в режиме радиомолчания.

Развитие платформ-дронопортов сегодня позволяет перевести работу с беспилотниками из режима «нужен оператор рядом» в полностью автономный цикл: возможно внедрение автономных станций, которые сами запускают, заряжают дроны и передают данные на спецхранилища по защищённым локальным каналам связи.

В России уже есть реальные разработки. Например, компания «Русдронопорт» выпустила линейку станций: «ЭРИ Мини» (компактная, занимает всего 1 м2), «ЭРИ М350» (с автоматической заменой АКБ, рассчитана на работу в экстремальных условиях — от –45 до +55 °C). Такие комплексы тестируют для мониторинга инфраструктуры (ЛЭП, строек), охраны объектов, доставки грузов в труднодоступные районы, аэрофотосъёмки в сельском хозяйстве.

Среди новых трендов — интеграция с ИИ для анализа данных прямо на станции (например, нейросети могут сразу выявлять дефекты на объектах во время облёта). Также развиваются решения для крупных промышленных объектов, где нужна непрерывная работа дронов в режиме 24/7. И их применение в лесном хозяйстве, системе пожарной безопасности, в том числе и на ранних стадиях, скоро станет такой же обыденностью, как использование БПЛА в геологических, маркшейдерских или добычных видах хозяйственной деятельности.

Сегодня объективно наблюдается тенденция к постепенному преодолению технологических и правовых барьеров активного использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в промышленности и лесном хозяйстве благодаря современным достижениям в области технологий и нормативного регулирования. Хотелось бы пожелать, чтобы «юристы» и «охранители» всех уровней осознали, сколько реального вреда и даже прямых убытков может принести бездумное исполнение буквы закона или каких-то много десятилетий назад устаревших норм, не имеющего ничего общего с реалиями нынешних условий.

Текст: Артём Истомин, маркшейдер отдела развития ООО «Холдинг Сибзолото» (Красноярский край)

Читайте также: «Беспилотные системы в лесном хозяйстве РФ: технологии, кейсы и барьеры внедрения».