Геоинформационная система для оперативного управления в чрезвычайных ситуациях

Э.М. Соколов, В.М. Панарин, А.А. Горюнкова, Ю.Н. Пушилина, Н.А. Телегина
Тульский государственный университет,
г.Тула

В статье описывается решение актуальной в настоящее время задачи разработки соответствующей информационно-моделирующей системы поддержки принятия управленческих решений, позволяющей прогнозировать и моделировать процесс развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера, а также принимать более эффективные решения по ликвидации их последствий.

In this connection in article the decision actual now tasks of development of corresponding information-modelling system of support of acceptance of the administrative decisions is described, allowing to predict and model development of emergencies with emission of chemically dangerous substances and to make more effective decisions on liquidation of their consequences.

Ключевые слова: чрезвычайная ситуация, автоматизированная система, принятие решений, безопасность.

Key words: extreme situation, automated system, decision-making, safety.

Статья подготовлена по результатам Государственного контракта П216 «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф» в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы

Введение. В реальной жизни общества жизненно важные интересы всех объектов подвергаются воздействию самых различных видов угроз, поэтому особую практическую значимость имеет выделение видов безопасности по сферам или областям жизнедеятельности, в которых и проявляются эти угрозы. Именно по этому принципу классифицированы жизненно важные интересы, угрозы и направления обеспечения безопасности в Концепции национальной безопасности Российской Федерации.

Обеспечение безопасности граждан и защита общества в целом является одной из наиболее важных функций государства. Опасность возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС) в современном мире носит комплексный характер и для эффективного решения проблемы защиты населения и территорий от ЧС необходимо оперативное создание и использование соответствующего комплексного картографического обеспечения, основанного на современных информационных технологиях и базах картографических данных. Особенно важно это для крупных промышленных центров, где большая часть территории находится в зоне повышенного риска.

Методика эксперимента. Для решения проблемно - ориентированных задач по защите населения крупных городов от чрезвычайных ситуаций, необходимо создание картографического информационного обеспечения управления деятельностью органов МЧС (Министерство по чрезвычайным ситуациям) с помощью специальной географической информационной системы — ГИС ЧС. Создаваемая ГИС должна обеспечить городское Управление МЧС оперативными, достоверными и полными данными о размещении потенциально опасных объектов (ПОО) на местности, отображать характер и размеры возможной угрозы, используя пространственный аспект в информации о чрезвычайных ситуациях и опираясь на картографический способ представления информации. Создание специального картографического обеспечения и ГИС ЧС способно обеспечить обработку и анализ полного цикла информационного потока на основе достоверных и оперативных данных, и наряду с этим, позволяет осуществлять моделирование, мониторинг и прогнозирование развития параметров чрезвычайных ситуаций до опасных значений и возможных последствий. Картографическая информация в рамках ГИС ЧС предоставляет колоссальные возможности прогнозирования места, времени и масштабов предполагаемых негативных воздействий чрезвычайных ситуаций различного характера и позволяет оперативно проводить аварийно-спасательные мероприятия.

Однако применение соответствующего картографического обеспечения и ГИС ЧС для целей информационной поддержки принятия управленческих решений, связанных с чрезвычайными ситуациями, в настоящее время ограничено из-за недостаточного научного обоснования в данной области.

Поэтому возникла задача создания проблемно-ориентированного геоинформационного картографического обеспечения и соответствующей ГИС ЧС, направленных на повышение эффективности функционирования органов управления по выявлению источников чрезвычайных ситуаций, снижению риска их возникновения, оперативному реагированию и смягчению последствий ЧС.

Безопасность населения в ЧС должна быть обеспечена следующими практическими мероприятиями, направленными на решение задач:

а) снижение вероятности возникновения и уменьшение возможных масштабов источников природных, техногенных и военных ЧС;

б) локализация, блокирование, подавление и ослабление действия поражающих факторов и источников ЧС;

в) снижение опасности поражения людей в чрезвычайных ситуациях путем предъявления и реализации специальных требований к расселению людей в экологически опасных зонах;

г) рациональное размещение потенциально опасных и иных вредных производств, а также транспортных магистралей и прочих жизненно важных объектов и коммуникаций;

д) создание объектов с существующей внутренней безопасностью и средствами локализации и самоподавления аварий;

е) строительство специфически устойчивых, в конкретных чрезвычайных ситуациях, зданий и сооружений, а также принятие соответствующих объемно- плановых и конструктивных решений;

ж) повышение устойчивости функционирования систем и объектов
жизнеобеспечения, а также профилактика нарушений их работы для предотвращения угрозы жизни и здоровью людей;

з) проведение организационно- защитных мероприятий (в отношении населения и персонала аварийных и прочих объектов) при возникновении, развитии и распространении поражающих воздействий источников ЧС;

и) осуществление аварийно- спасательных и других неотложных работ по устранению непосредственной опасности для жизни и здоровья людей;

к) восстановление жизнеобеспечения населения на территориях, подвергшихся воздействию разрушительных сил природы или техногенных факторов;

л) ликвидация последствий и реабилитацией населения, территорий и окружающей среды, подвергшихся воздействию при чрезвычайных ситуациях.

Потенциальная угроза жизни и здоровья населения в чрезвычайных условиях может реализоваться вследствие высвобождения в природную среду обитания человека большого количества сконцентрированной энергии, опасных и вредных для жизни и здоровья людей веществ и агентов. Эта ситуация может возникнуть в следующих случаях: при непосредственном воздействии на людей стихийных сил природы или поражающих факторов техногенных аварий; при применении современных средств вооруженной борьбы; при высвобождении в природную среду обитания человека больших количеств опасных веществ; при разрушении энергонасыщенных установок и технических систем промышленного назначения; при аварии или критическом нарушении работы систем или объектов жизнеобеспечения людей в местах их проживания [1].

Обеспечение безопасности предполагает принятие и соблюдение
правовых и экологических норм, выполнение эколого-защитных, отраслевых или ведомственных требований и правил; проведение комплекса
организационных, экономических, санитарно- гигиенических мероприятий, направленных на обеспечение защиты населения, объектов народного хозяйства и территорий от различных видов опасностей.

Этими условиями диктуется необходимость преимущественного использования в системе управления аварийными ситуациями на ПОО методов планирования и управления, основанных на предвидении проблем, ситуаций и событий, принятии гибких экстренных решений, ориентированных на внешнее окружение системы (природная среда, условия жизнеобеспечения населения и персонала предприятий и организаций, материальные и культурные ценности региона, социально-политическая обстановка и т. д.). Такие методы могут быть эффективно реализованы в программном комплексе для поддержки принятия управленческих решений в условиях чрезвычайных ситуаций, который предназначен для наглядного отображения на электронной цифровой карте местности, функционирующей в среде географической информационной системы AutoCAD Map 2000i, процессов развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера.

Программный комплекс разработан в среде AutoCAD Map 2000i и предполагает создание сценариев ЧС, учитывая исходные данные, сохранение сценариев в виде отдельных файлов для последующей их загрузки, позволяет анализировать процесс протекания ЧС с учетом времени, быстро оценивать обстановку используя начальные данные, создавать нормативные документы указания по ее ликвидации на определенных объектах, может быть полезен при анализе аварий и принятия верных решений для их ликвидации, а также для обучения персонала управлений МЧС посредством проведения компьютерных игр на электронных картах.

Основной целью этого программного комплекса является повышение эффективности работы органов управления, прогнозирования действий имеющихся сил и средств как при возникновении ЧС техногенного характера, так и в повседневной деятельности, повышение достоверности, полноты и оперативности обработки информации, относящейся к компетенции органов управления.

Программный комплекс моделирования процесса развития аварии с выбросом АХОВ «Разлив», реализован в среде Microsoft Visual Basic for Application предназначен для: визуального построения сектора возможного заражения, просмотра динамики развития аварии, формирования отчета в виде файла текстового процессора Word, сохранения результатов построения в виде файла сценария, загрузки ранее построенных сценариев, реализации общих серверных функций просмотра результатов построения.

Общий вид меню и панелей инструмента представлен на рис. 1.

Процесс моделирования требует внесения начальные данных. Для внесения данных разработан специальный мастер ввода данных (рис. 2). Мастер ввода реализует последовательное введение данных, требуемых для расчета последствий аварии, связанной с АХОВ [2].

Авария с выбросом АХОВ с момента ее возникновения до локализации и ликвидации ее последствий развивается в динамике. Поэтому сценарий как средство описания аварии и ее модель отражает процессы возникновения ситуаций и взаимосвязей между ними в зависимости от времени.

Рис.1. Общий вид окна системы моделирования

Рис. 2. Диалоговое окно ввода исходных данных

После внесения исходных данных, можно отобразить зону заражения на электронной карте, которая может принимать как вид круга, так и сектора в зависимости от метеорологических условий. На рис. 3 показана зона заражения и кратчайший путь от места расположения аварийно-спасательных формирований до места аварии.

Рис.3. Отображение зоны заражения и кратчайшего пути от места расположения аварийно-спасательных формирований до места аварии

Деятельность руководящих органов в условиях химической аварии во многом связана с разработкой, передачей, использованием и архивацией документов различного типа. Они применяются в процессе подготовки данных и оформления решений руководства системы управления, при планировании действий по ликвидации аварий с выбросом АХОВ и доведении заданий до сотрудников оперативных бригад. С помощью документов передается необходимая информация в вышестоящие, нижестоящие и взаимодействующие штабы, выполняется первичный учет деятельности отдельных сотрудников, обобщается и распространяется опыт действий по ликвидации химической аварии. Поэтому, после построения зоны заражения и просмотра динамики развития аварии, существует возможность составить отчет о произошедшей аварии [3] (рис. 4).

Рис. 4. Форма информации о текущем сценарии

Обсуждение результатов. Данный программный комплекс находит применение при анализе аварии и принятии решений по ликвидации последствий аварии на химически опасных объектах. При возникновении аварии с выбросом АХОВ о сложившейся ситуации сообщается диспетчеру, который затем связывается управлением МЧС. Оператор в управлении МЧС вносит исходные данные (метеорологические условия, количество вылившегося отравляющего вещества, информацию об опасном объекте, на котором произошла авария и т.п.), а затем строит сценарий развития аварии, рассматривает объекты, которые попали в зону заражения, оценивает необходимые материальные и временные ресурсы, а затем принимает управляющие решения и подключает к ликвидации последствий аварии пожарные службы, медицинскую помощь и т. д.

Заключение. Программный комплекс используется в практической деятельности экологических служб, в управлениях МЧС, а также в качестве обучающей системы при проведении учений по отработке взаимодействия всех подразделений при ликвидации аварии на ПОО.

Список литературы:

1. Материалы для ежегодного государственного доклада о состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера по Тульской области в 2008 году/ Главное управление МЧС России по Тульской области

2. Повышение эффективности принятия управленческих решений при оценке и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций/ Э.М. Соколов [и др.] // Вестник ТулГУ. Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности». Выпуск 1. – Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. – с.179-183

3.Панарин В.М. Компьютерное моделирование распространение загрязняющих веществ в атмосфере / В.М. Панарин, В.С. Павлова, А.А. Зуйкова // Вестник компьютерных и информационных технологий. № 6 (48), 2008. – с.15-18.

Назад к списку