Annotation:
The study addresses the issue of timely detection of critical changes in environmental parameters during emergency and rescue operations at hazardous production facilities. The need to use intelligent detection algorithms operating directly on unmanned platforms and in sensor network nodes is substantiated. Two main algorithms have been developed: an adaptive threshold algorithm that uses dynamic calibration and parameter speed change analysis, and a predictive neural network algorithm based on Hamming’s modified network to classify hazardous patterns of signal changes. A three-level architecture of the monitoring system focusing on the lower level of detection has been proposed. An example of the implementation of algorithms for a scenario of ammonia equipment accidental leakage that demonstrates the advantage in detection time up to 6–7 sec compared to traditional threshold methods is provided. Probabilities of false alarms and missed events have been estimated. The study results shall increase situational awareness among emergency and rescue team managers and minimize response time to environmental changes.
References:
1. О промышленной безопасности опасных производственных объектов: федер. закон от 21 июля 1997 г. № 116-ФЗ. 24-е изд., испр. и доп. М.:ЗАО НТЦ ПБ, 2022. 52 с.
On industrial safety of hazardous production facilities: Federal Law of July 21, 1997 № 116-FZ. 24-e izd., ispr. i dop. Moscow:ZAO NTC PB, 2022. 52 p. (In Russ.).
2. Копец Ю.В., Павленко А.Т. Управление профессиональными рисками на промышленных предприятиях: современные подходы и инструменты // Безопасность труда в промышленности. 2026. № 1. С. 78–83. DOI: 10.24000/0409-2961-2026-1-78-83
Kopec Yu.V., Pavlenko A.T. Professional Risk Management at Industrial Enterprises: Modern Approaches and Tools. Bezopasnost truda v promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2026. № 1. pp. 78–83. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2026-1-78-83
3. Изучение динамики рисков гибели и травматизма личного состава Федеральной противопожарной службы с использованием сглаживания временных рядов / В.А. Маштаков, А.А. Кондашов, Е.В. Бобринев и др. // Безопасность техногенных и природных систем. 2022. № 3. С. 4–11. DOI: 10.23947/2541-9129-2022-3-4-11
Mashtakov V.A., Kondashov A.A., Bobrinev E.V., Shavyrina T.A., Udavcova E.Yu. Study of Death and Injury Risks Dynamics of the Federal Fire-Fighting Service Personnel Using Time Series Smoothing. Bezopasnost tekhnogennyh i prirodnyh system = Safety of technogenic and natural systems. 2022. № 3. pp. 4–11. (In Russ.). DOI: 10.23947/2541-9129-2022-3-4-11
4. Baker M.G., Peckham T.K., Seixas N.S. Estimating the Burden of United States Workers Exposed to Infection or Disease: A Key Factor in Containing Risk of COVID-19 Infection. Available at: https://stacks.cdc.gov/view/cdc/225098 (accessed: April 27, 2026).
5. ГОСТ Р 22.8.05—2022. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Аварийно-спасательные работы при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах. Общие требования. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200183707 (дата обращения: 27.04.2026).
GOST R 22.8.05—2022. Safety in emergencies. Emergency and rescue works at chemically hazardous objects. General requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200183707 (accessed: April 27, 2026). (In Russ.).
6. Построение распределенной системы мониторинга потенциально опасных объектов / Д.В. Николаев, И.В. Сорокина, Д.Н. Мукаев, Д.С. Божко // Проблемы науки. 2019. № 12 (48). С. 21–24.
Nikolaev D.V., Sorokina I.V., Mukaev D.N., Bozhko D.S. Building a distributed monitoring system for potentially hazardous facilities. Problemy nauki = Problems of science. 2019. № 12 (48). pp. 21–24. (In Russ.).
7. Иванов О.А. Система дистанционного контроля промышленной безопасности на объектах газотранспортной системы // Наука настоящего и будущего. 2022. Т. 1. С. 178–183.
Ivanov O.A. Remote control system for industrial safety at the facilities of the gas transmission system. Nauka nastoyashchego i budushchego = Science of the present and the future. 2022. Vol. 1. pp. 178–183. (In Russ.).
8. Гребенюк Е.А. Анализ и оперативная диагностика систем, описываемых нестационарными случайными процессами // Проблемы управления. 2003. № 4. С. 23–29.
Grebenyuk E.A. Analysis and prompt diagnostics of systems described by non-stationary random processes. Problemy upravleniya = Problems of management. 2003. № 4. pp. 23–29. (In Russ.).
9. Ширяев А.Н. Статистический последовательный анализ: Оптимальные правила остановки. М.: Наука, 1976. 272 с.
Shiryaev A.N. Statistical sequential analysis: optimal stopping rules. Moscow: Nauka, 1976. 272 p. (In Russ.).
10. Клевцов С.И. Определение опасных изменений быстропеременной физической величины в реальном времени // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2016. № 3 (176). С. 45–56.
Klevcov S.I. Determining hazardous changes of rapidly varying physical value in real time. Izvestiya Yuzhnogo federalnogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2016. № 3 (176). pp. 45–56. (In Russ.).
11. Клевцов С.И. Разработка модели и алгоритма отслеживания изменения состояния технического объекта на основе модифицированной нейронной сети Хэмминга // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2014. № 11 (160). С. 42–52.
Klevcov S.I. Developing a model and algorithm for tracing the change of condition of a technical facility based on modified Hamming’s neural network. Izvestiya Yuzhnogo federalnogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2014. № 11 (160). pp. 42–52. (In Russ.).
12. Павленко А.Т., Копец Ю.В., Рыбаков А.В. Разработка показателя интегральной защищенности спасателей при проведении работ на опасных производственных объектах в условиях разрушений // ХХI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2026. Т.73. № 1.
Pavlenko A.T., Kopec Yu.V., Rybakov A.V. Development of an index of integral protection of rescue workers at dangerous productions facilities in conditions of destruction. XXI vek: itogi proshlogo i problemy nastoyashchego plyus = XXI Century: Resumes of the Past and Challenges of the Present plus. 2026. Vol. 73. № 1. (In Russ.).
13. Красногрудов А.В. О возможном подходе для создания концепции комплексной риск-ориентированной системы обеспечения безопасности труда на пожаро- и взрывоопасных техногенных объектах // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. Сер. Технические науки. 2025. № 4 (5). С. 32–39.
Krasnogrudov A.V. On potential approach for the development of a concept of integrated risk-oriented system to ensure occupational safety at fire- and explosion-hazardous technogenic facilities. Vestnik Luganskogo gosudarstvennogo universiteta imeni Vladimira Dalya. Ser. Tekhnicheskie nauki = Vestnik of Lugansk State University named after Vladimir Dahl. Ser. Technical Sciences. 2025. № 4 (5). pp. 32–39. (In Russ.).
14. Рабайа Ф. Исследование особенностей анализа и прогнозирования нестационарных временных рядов методом SSA (на примере астрофизических и экономических временных рядов): автореф. дис. … канд. тех. наук. Екатеринбург, 2015. 22 с.
Rabaja F. Studying features of analysis and forecast of nonstationary time series using the SSA method (based on the example of astrophysical and economic time series): abstract of the thesis … Candidate of Technical Sciences. Ekaterinburg, 2015. 22 p. (In Russ.).
15. ARIA Database. French Ministry of Ecological Transition. Available at: https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/ (accessed: April 27, 2026).
16. ГОСТ 12.1.007—76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. URL: https://docs.cntd.ru/document/5200233 (дата обращения: 10.02.2026).
16. GOST 12.1.007—76. Occupational safety standards system. Noxious substances. Classification and general safety requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/5200233 (accessed: April 27, 2026). (In Russ.).
17. Банников В.В., Савицкая Т.В. Моделирование последствий аварий на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса FLACS // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. 30. № 4 (173). С. 24–26.
Bannikov V.V., Savickaya T.V. Modeling accident consequences at hazardous production facilities using the FLACS software package. Uspekhi v himii i himicheskoj tekhnologii = Achievements in chemistry and chemical technology. 2016. Vol. 30. № 4 (173). pp. 24–26.
On industrial safety of hazardous production facilities: Federal Law of July 21, 1997 № 116-FZ. 24-e izd., ispr. i dop. Moscow:ZAO NTC PB, 2022. 52 p. (In Russ.).
2. Копец Ю.В., Павленко А.Т. Управление профессиональными рисками на промышленных предприятиях: современные подходы и инструменты // Безопасность труда в промышленности. 2026. № 1. С. 78–83. DOI: 10.24000/0409-2961-2026-1-78-83
Kopec Yu.V., Pavlenko A.T. Professional Risk Management at Industrial Enterprises: Modern Approaches and Tools. Bezopasnost truda v promyshlennosti = Occupational Safety in Industry. 2026. № 1. pp. 78–83. (In Russ.). DOI: 10.24000/0409-2961-2026-1-78-83
3. Изучение динамики рисков гибели и травматизма личного состава Федеральной противопожарной службы с использованием сглаживания временных рядов / В.А. Маштаков, А.А. Кондашов, Е.В. Бобринев и др. // Безопасность техногенных и природных систем. 2022. № 3. С. 4–11. DOI: 10.23947/2541-9129-2022-3-4-11
Mashtakov V.A., Kondashov A.A., Bobrinev E.V., Shavyrina T.A., Udavcova E.Yu. Study of Death and Injury Risks Dynamics of the Federal Fire-Fighting Service Personnel Using Time Series Smoothing. Bezopasnost tekhnogennyh i prirodnyh system = Safety of technogenic and natural systems. 2022. № 3. pp. 4–11. (In Russ.). DOI: 10.23947/2541-9129-2022-3-4-11
4. Baker M.G., Peckham T.K., Seixas N.S. Estimating the Burden of United States Workers Exposed to Infection or Disease: A Key Factor in Containing Risk of COVID-19 Infection. Available at: https://stacks.cdc.gov/view/cdc/225098 (accessed: April 27, 2026).
5. ГОСТ Р 22.8.05—2022. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Аварийно-спасательные работы при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах. Общие требования. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200183707 (дата обращения: 27.04.2026).
GOST R 22.8.05—2022. Safety in emergencies. Emergency and rescue works at chemically hazardous objects. General requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/1200183707 (accessed: April 27, 2026). (In Russ.).
6. Построение распределенной системы мониторинга потенциально опасных объектов / Д.В. Николаев, И.В. Сорокина, Д.Н. Мукаев, Д.С. Божко // Проблемы науки. 2019. № 12 (48). С. 21–24.
Nikolaev D.V., Sorokina I.V., Mukaev D.N., Bozhko D.S. Building a distributed monitoring system for potentially hazardous facilities. Problemy nauki = Problems of science. 2019. № 12 (48). pp. 21–24. (In Russ.).
7. Иванов О.А. Система дистанционного контроля промышленной безопасности на объектах газотранспортной системы // Наука настоящего и будущего. 2022. Т. 1. С. 178–183.
Ivanov O.A. Remote control system for industrial safety at the facilities of the gas transmission system. Nauka nastoyashchego i budushchego = Science of the present and the future. 2022. Vol. 1. pp. 178–183. (In Russ.).
8. Гребенюк Е.А. Анализ и оперативная диагностика систем, описываемых нестационарными случайными процессами // Проблемы управления. 2003. № 4. С. 23–29.
Grebenyuk E.A. Analysis and prompt diagnostics of systems described by non-stationary random processes. Problemy upravleniya = Problems of management. 2003. № 4. pp. 23–29. (In Russ.).
9. Ширяев А.Н. Статистический последовательный анализ: Оптимальные правила остановки. М.: Наука, 1976. 272 с.
Shiryaev A.N. Statistical sequential analysis: optimal stopping rules. Moscow: Nauka, 1976. 272 p. (In Russ.).
10. Клевцов С.И. Определение опасных изменений быстропеременной физической величины в реальном времени // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2016. № 3 (176). С. 45–56.
Klevcov S.I. Determining hazardous changes of rapidly varying physical value in real time. Izvestiya Yuzhnogo federalnogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2016. № 3 (176). pp. 45–56. (In Russ.).
11. Клевцов С.И. Разработка модели и алгоритма отслеживания изменения состояния технического объекта на основе модифицированной нейронной сети Хэмминга // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2014. № 11 (160). С. 42–52.
Klevcov S.I. Developing a model and algorithm for tracing the change of condition of a technical facility based on modified Hamming’s neural network. Izvestiya Yuzhnogo federalnogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Izvestiya SFedU. Engineering Sciences. 2014. № 11 (160). pp. 42–52. (In Russ.).
12. Павленко А.Т., Копец Ю.В., Рыбаков А.В. Разработка показателя интегральной защищенности спасателей при проведении работ на опасных производственных объектах в условиях разрушений // ХХI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2026. Т.73. № 1.
Pavlenko A.T., Kopec Yu.V., Rybakov A.V. Development of an index of integral protection of rescue workers at dangerous productions facilities in conditions of destruction. XXI vek: itogi proshlogo i problemy nastoyashchego plyus = XXI Century: Resumes of the Past and Challenges of the Present plus. 2026. Vol. 73. № 1. (In Russ.).
13. Красногрудов А.В. О возможном подходе для создания концепции комплексной риск-ориентированной системы обеспечения безопасности труда на пожаро- и взрывоопасных техногенных объектах // Вестник Луганского государственного университета имени Владимира Даля. Сер. Технические науки. 2025. № 4 (5). С. 32–39.
Krasnogrudov A.V. On potential approach for the development of a concept of integrated risk-oriented system to ensure occupational safety at fire- and explosion-hazardous technogenic facilities. Vestnik Luganskogo gosudarstvennogo universiteta imeni Vladimira Dalya. Ser. Tekhnicheskie nauki = Vestnik of Lugansk State University named after Vladimir Dahl. Ser. Technical Sciences. 2025. № 4 (5). pp. 32–39. (In Russ.).
14. Рабайа Ф. Исследование особенностей анализа и прогнозирования нестационарных временных рядов методом SSA (на примере астрофизических и экономических временных рядов): автореф. дис. … канд. тех. наук. Екатеринбург, 2015. 22 с.
Rabaja F. Studying features of analysis and forecast of nonstationary time series using the SSA method (based on the example of astrophysical and economic time series): abstract of the thesis … Candidate of Technical Sciences. Ekaterinburg, 2015. 22 p. (In Russ.).
15. ARIA Database. French Ministry of Ecological Transition. Available at: https://www.aria.developpement-durable.gouv.fr/ (accessed: April 27, 2026).
16. ГОСТ 12.1.007—76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. URL: https://docs.cntd.ru/document/5200233 (дата обращения: 10.02.2026).
16. GOST 12.1.007—76. Occupational safety standards system. Noxious substances. Classification and general safety requirements. Available at: https://docs.cntd.ru/document/5200233 (accessed: April 27, 2026). (In Russ.).
17. Банников В.В., Савицкая Т.В. Моделирование последствий аварий на опасных производственных объектах с использованием программного комплекса FLACS // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. 30. № 4 (173). С. 24–26.
Bannikov V.V., Savickaya T.V. Modeling accident consequences at hazardous production facilities using the FLACS software package. Uspekhi v himii i himicheskoj tekhnologii = Achievements in chemistry and chemical technology. 2016. Vol. 30. № 4 (173). pp. 24–26.