PROCESSES AND PHENOMENA

Impact of robotic maintenance on environmental safety of production sites and reduction of accidents in specially protected natural areas and Arctic zones

Authors

  • Andrey B. Moychenko Moscow Institute of Modern Academic Education, 115184, Moscow, Bolshaya Tatarskaya street, 35 building 3

How to cite

GOST Moychenko A. B. Impact of robotic maintenance on environmental safety of production sites and reduction of accidents in specially protected natural areas and Arctic zones // Academic Research Journal. 2025. Vol. 3. No. 9. P. 20-30. DOI: 10.25726/l3023-8372-7793-m
APA Moychenko, A. B. (2025). Impact of robotic maintenance on environmental safety of production sites and reduction of accidents in specially protected natural areas and Arctic zones. Academic Research Journal, 3(9), 20-30. https://doi.org/10.25726/l3023-8372-7793-m

Abstract

The study examines the impact of robotic maintenance on environmental safety and accident reduction during the operation of oil and gas infrastructure in the Arctic and in specially protected natural areas, where extreme conditions and the human factor account for the majority of risks. The goal is to quantitatively assess the effect of robotization and demonstrate its role as a necessary condition for sustainable operation. Methodologically, the research employs a systemic and comparative approach based on statistics from 2010–2023 (over 350 incidents), life-cycle simulation modeling (10 years), and analysis of two models: traditional (manual maintenance and repair) and robotic (UAVs with LiDAR and thermal cameras, ROVs/AUVs, mobile ground platforms, robotic manipulators, remotely operated shut-off valves). Technical and environmental metrics were evaluated: incident frequency per 10,000 hours, severity coefficient, proportion of human errors, average spill volume per incident, contamination area, response time, as well as operational and economic indicators (MTBF, maintenance costs, downtime losses) using STATISTICA and MATLAB. The results showed a multiple increase in safety: for main pipelines, incident frequency decreased from 0.087 to 0.019 (by 4.58 times); for subsea complexes — from 0.345 to 0.052 (by 6.63 times). The share of incidents due to human error dropped from 59.6–81.2% to 5.4–14.5%, while the severity coefficient decreased by 4–5 times. Environmental effects include a reduction in the average spill volume: for pipelines — from 12.75 to 1.15 m³ (by 11.09 times), for pumping stations — from 8.50 to 0.88 m³ (by 9.66 times); response time decreased from 8.5 to 0.7 hours (pipelines) and from 12.8 to 1.1 hours (offshore platforms), along with a proportional reduction in contamination area. Operational efficiency is reflected in an increase in MTBF from 0.962 to 0.994, a decrease in maintenance costs from 155.8 to 88.5 thousand units/year per asset, and a reduction in downtime losses from 18.75 to 2.15 million units/year. A strong correlation (r>0.85) between robotization level and integrated safety index was found, with each 1% increase in robotization reducing risk by 1.2–1.5%. The conclusions confirm the multiplicative effect of robotization achieved through eliminating humans from hazardous zones, predictive monitoring, and early intervention. Recommendations include updating regulatory requirements and developing AI algorithms, decision support systems, cybersecurity, and reliability of robotic systems.

Keywords

robotic maintenance environmental safety Arctic zones accident reduction predictive monitoring

References

Авитисов П.В., Горячева Н.Г., Семиног В.В. Обеспечение безопасности территорий и населения Ямало-Ненецкого автономного округа летом 2016 года // Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Обеспечение комплексной безопасности жизнедеятельности населения. Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции. Санкт-Петербург, 2017. С. 77–82.

Агарков С.А., Матвиишин Д.А. Влияние экономической деятельности Арктического региона на безопасность среды обитания водных биологических ресурсов // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2017. № 3 (105). С. 55–62.

Агаркова Ю.С., Дикарев В.А., Кикина А.Ю., Никитов Э.В., Симбаев А.Н., Чеботарев Ю.С. О возможных способах и средствах робототехнического обеспечения безопасности деятельности экипажей Российской орбитальной служебной станции (РОСС) // II Научно-практическая конференция по развитию робототехники в области обеспечения безопасности жизнедеятельности «RoboEmercom». Сборник материалов конференции. Москва, 2022. С. 14–30.

Алиев В.К., Савенок О.В., Сиротин Д.Г. Влияние надёжности нефтепромыслового оборудования на экологическую безопасность разработки северных нефтегазовых месторождений // Нефтегазовое дело. 2016. № 4. С. 14–16.

Альгина Т.Б., Власова М.С., Пилипенко В.И. Механизм обеспечения экономической безопасности промышленных предприятий в условиях Арктической зоны // Технологическая перспектива в рамках Евразийского пространства: новые рынки и точки экономического роста. Материалы 4-ой Международной научной конференции / Под ред. О.Н. Кораблевой и др.. 2018. С. 592–598.

Бондарева Н.Н. Использование роботов в Арктике // Россия: тенденции и перспективы развития. Ежегодник / Отв. ред. В.И. Герасимов. Москва, 2017. С. 526–527.

Глебов В.Ю., Баньщикова З.Е., Фахрутдинов М.М. Состояние работ в сфере повышения защищенности критически важных объектов от угроз техногенного, природного и террористического актов // Междисциплинарные исследования проблем обеспечения безопасности жизнедеятельности населения в современных условиях. 2007. С. 273–279.

Голобоков С.А. Защита морских акваторий и критически важных объектов от террористических и вооруженных нападений // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2013. № 9–10 (63–64). С. 3–9.

Дроздов В.В. Концепция системы экологического мониторинга и проведения аварийно-спасательных работ в Арктике на основе применения инновационных средств наблюдения и средств транспорта // ИНФОГЕО-2018. Стратегическое управление развитием территорий. Сборник трудов V международной научно-практической конференции. 2018. С. 31–41.

Елисеев И.Б., Каланин И.И., Бесков М.С., Безнедельный С.В. Применение беспилотных и робототехнических комплексов для проведения аварийно-спасательных работ при ликвидации ЧС на промышленных объектах в Арктической зоне // Кузнечно-штамповочное производство. Обработка материалов давлением. 2023. № 2. С. 100–104.

Ефремкин И.М. Обеспечение экологической безопасности проведения поисково-разведочных работ в акватории Баренцева и Карского морей уникальных рыбохозяйственных водоемах // Вестник Ассоциации буровых подрядчиков. 2008. № 2. С. 44–48.

Иваненко К.А. Средства обеспечения экологической безопасности особо охраняемых предприятий в Арктике // Гагаринские чтения 2020. Сборник тезисов докладов. 2020. С. 299–300.

Истошина Н.Ю., Лавриненко Л.В., Идиатулина А.А. Обеспечение безопасности персонала и защиты окружающей среды при работе на морских буровых платформах // Экологическая безопасность и устойчивое развитие территорий. Сборник научных статей I Международной научно-практической конференции. 2011. С. 51–53.

Каростина А.С. Значение особо охраняемых природных территорий для экологической безопасности // Современные проблемы обеспечения экологической и продовольственной безопасности. Материалы Международной научно-практической конференции преподавателей, практических сотрудников, студентов, магистрантов, аспирантов. 2019. С. 49–50.

Комаров С.Ю. Обеспечение безопасности населения и территорий Арктического района Красноярского края от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера // Обеспечение комплексной безопасности северных регионов Российской Федерации. Материалы научно-практической конференции. МЧС России, 2008. С. 37–47.

Issue

Section

PROCESSES AND PHENOMENA

Metrics

58 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.