Головна сторінка ДонНТУ Портал магістрів ДонНТУ
Магістр ДонНТУ Величкіна Юлія Володимирівна ПІБ: Величкіна Юлія Володимирівна
Тема:"Розробка інформаційно-аналітичної системи оцінки та прогнозування надзвичайних ситуацій на територіальному рівні з використанням сучасних засобів програмування"
Науковий керівник: к.т.н. Звягінцева Ганна Вікторовна



Біографія
Автореферат
Біблиотека
Посилання
Звіт про пошук
Индивідуальне завдання
Abstract Eng
Автореферат Рус


Автореферат випускної роботи магістра Величкіної Ю.В.
на тему: "Розробка інформаційно-аналітичної системи оцінки та прогнозування надзвичайних ситуацій на територіальному рівні з використанням сучасних засобів програмування"


ЗМІСТ

Актуальність роботи
Цілі й задачі роботи
Передбачувана наукова новизна
Огляд існуючих аналогів
Опис системи оцінки і прогнозування надзвичайних ситуацій
Висновки
Література
АКТУАЛЬНІСТЬ РОБОТИ

         Після Чорнобильської катастрофи відбулася переоцінка системи поглядів на безпеку. Стало очевидним, що для розвитку теорії безпеки потрібне вдосконалення системи оцінки і прогнозування надзвичайних ситуацій. В той же час, для ухвалення ефективних управлінських рішень необхідна кількісна інформація про рівні небезпек і погроз і їх залежність від різних чинників. Для отримання такої інформації потрібний спеціальний інструментарій: моделі, методики, законодавчо-нормативні документи.
         У національній доповіді про стан техногенної і природної безпеки в Україні в 2006 році були сформульовані основні напрями удосконалення системи захисту населення від надзвичайних ситуацій техногенного і природного характеру в 2007р.
         У сфері запобігання виникненню надзвичайних ситуацій (НС) до відповідних напрямків віднесені наступні:
  • освітлення стану проблем природно-техногенної безпеки і захисту населення від надзвичайних ситуацій в засобах масової інформації всіх видів і рівнів, зокрема з використанням мережі Інтернет;
  • створення реєстру небезпечних об'єктів, удосконалення методології оцінки ризику і збитку від НС техногенного і природного характеру;
  • удосконалення інформаційного забезпечення у сфері цивільного захисту шляхом впровадження сучасних технологій, перш за все Урядової інформаційно-аналітичної системи з питань надзвичайних ситуацій;
  • підвищення ефективності систем збору, обробки і доведення оперативної інформації про надзвичайні ситуації до зацікавленої частини населення на основі сучасних інформаційних технологій та ін.
  •          Для вирішення цих питань потрібна наявність достатньо потужної системи аналізу НС, що включає комплекс розрахункових модулів. Така система повинна використовувати такі основні модулі:
    1. Базу даних по виниклих надзвичайних ситуаціях.
    2. Модуль для імовірнісної оцінки шляхів виникнення і процесів розвитку небажаних подій (аварій, стихійних лих і катастроф).
    3. Модуль розрахунку і оцінки наслідків небажаних подій.
             Неповнота баз даних, що є на сьогоднішній день, є причиною значної невизначеності в кількісних результатах.
    Неповнота баз даних, що є на сьогоднішній день, є причиною значної невизначеності в кількісних результатах.
             Саме з вищенаведених причин, тема магістерської роботи "Розробка інформаційно-аналітичної системи оцінки і прогнозування надзвичайних ситуацій на територіальному рівні за допомогою сучасних засобів програмування" є актуальною.

    ЦІЛІ Й ЗАДАЧІ РОБОТИ

             Об'єкт дослідження - надзвичайні ситуації природного і техногенного характеру в Україні, їх динаміка і наслідки їх реалізації.
             Мета роботи - встановлення особливостей і закономірностей виникнення надзвичайних ситуацій на територіальному рівні для розробки інформаційно-аналітичної системи їх оцінки на основі створення модулів зберігання, аналізу і прогнозування надзвичайних ситуацій.
             Методи досліджень - систематизація, узагальнення і статистичний аналіз даних про надзвичайні ситуації; математичне, імітаційне моделювання; аналіз структури і способів розробки баз даних.
             Призначення системи. Метою розробки інформаційно-аналітичної системи оцінки надзвичайних ситуацій на територіальному рівні є підвищення ефективності систем збору, обробки і доведення оперативної інформації про надзвичайні ситуації до зацікавленої частини населення на основі сучасних інформаційних технологій.
             Система оцінки надзвичайних ситуацій повинна дозволяти:
  • на основі застосування інформаційного, організаційного і програмного забезпечення здійснити інтеграцію, аналіз і інформаційну підтримку ухвалення управлінських рішень;
  • забезпечити за рахунок використання комунікаційних засобів розповсюдження екологічної інформації відповідно до рівнів доступу;
  • розширити можливості екологічних служб.
  •          Завдання, що ставляться перед системою оцінки надзвичайних ситуацій:
  • ведення бази даних кількісних показників надзвичайних ситуацій (кількість виниклих НС, кількість загиблих, кількість потерпілих і т.д.);
  • прогнозування надзвичайних ситуацій різних видів і рівнів;
  • розрахунок і аналіз наслідків небажаних подій;
  • виведення графічної інформації про НС (кількість НС за місяць, за квартал, за рік, по різних областях України);
  • надання інформації про методики, що лежать в основі прогнозування і розрахунку наслідків, і Законах України, які регламентують віднесення надзвичайної ситуації до того або іншого виду.

  • ПЕРЕДБАЧУВАНА НАУКОВА НОВИЗНА

             У роботі використовувалися дані сайту Міністерства з питань надзвичайних ситуацій за період з 2000 по 2006 рр. Серед інформації, представленої на сайті, особливу увагу заслуговують добові, щомісячні і квартальні дані про виникнення НС. Проте інформація представлена розрізнено, спостерігається відсутність даних в окремі періоди часу, що спричиняє за собою невизначеність і труднощі при аналізі надзвичайних ситуацій. Ця інформація вимагає систематизації, що послужило основою для розробки бази даних про НС, на якій базується функціонування системи оцінки надзвичайних ситуацій.
             Також зроблений статистичний аналіз даних, виявлені закономірності виникнення і побудовані моделі для прогнозування надзвичайних ситуацій (на даному етапі роботи - моделі автомобільних аварій і пожеж).

    ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ АНАЛОГІВ

             Перед тим, як надати інформацію про існуючі аналоги, хотілося б відзначити стрімке зростання таких розробок, як за кордоном, так і на території колишнього СНД, що свідчить про підвищення рівня відповідальності людини перед його діями.
             Серед існуючих зарубіжних аналогів хотілося б відзначити наступні:
    1. CALINE 4 Software - Caltrans Division of Environmental Analysis - комп'ютерна система для моделювання надходження в навколишнє середовище і розповсюдження хімічних речовин - компонентів відпрацьованих газів автотранспорту (http://www.dot.ca.gov/hq/env/air/calinesw.htm).
    2. alphaCARES - Cumulative and Aggregate Risk Assessment Evaluation System - комп'ютерна система для оцінки кумулятивних і агрегованих ризиків (http://alphaCARES.org).
    3. RESRAD Codes - потужна комп'ютерна система для оцінки радіаційних і хімічних ризиків Міністерства енергетики США (http://web.ead.anl.gov/resrad/documents).
    4. Ecological Risk Analysis Tools and Applications - інструменти для оцінки екологічного ризику (http://www.hsrd.ornl.gov/ecorisk/ecorisk.html).
             Російські комп'ютерні програми і системи:
    1. Медико-екологічна інформаційна система "МедЕкоРизик - АТМОСФЕРА" - є спеціалізований пакет, що дозволяє оцінювати ризик для здоров'я, пов'язаний із забрудненням атмосферного повітря. Розроблений для системи лабораторного моніторингу якості атмосферного повітря. Надалі була випущена версія для включення в проекти Arc View GIS, а також для роботи з програмними продуктами, що здійснюють розрахунок полів приземних концентрацій від джерел викиду промислових підприємств.
    2. "ЭпіРизик-повітря" - розроблена в рамках Проекту по управлінню навколишнім середовищем - ПУОС за замовленням Федерального центру Держсанепіднадзора. Програма призначена для розрахунку ризиків здоров'ю населення.
    3. Програма "Оцінка ризику" - можливості: визначення радіусів зон ураження при дії: надмірного тиску у фронті повітряної ударної хвилі при вибуху ГПВС, теплового випромінювання пожеж протоки ЛВГЖ і ГЖ, "вогненної кулі" на людину; графічне представлення результатів розрахунку.
    4. Програма "Оцінка збитку" - можливості: визначення кількісної оцінки економічного збитку від аварій на небезпечних виробничих об'єктах; оцінка збитку при розслідуванні аварії на небезпечному виробничому об'єкті, розробці декларації промислової безпеки, страхуванні відповідальності організацій, що експлуатують небезпечні виробничі об'єкти.
    5. Програма "ТОКСІ" - можливості: визначення кількості ОХР, що поступили в атмосферу при різних сценаріях аварії; просторово-часове поле концентрації ОХР в атмосфері; розміри зон хімічного зараження, визначуваною по інгаляційній токсодозі; графічне представлення результатів розрахунку.
    6. Програма "ВИБУХИ ТВС" - можливості: визначення вірогідності поразки людей і ступеня пошкодження будівель, оцінка радіусів можливих зон ураження; визначення додаткових характеристик вибуху ТВС: профіль ударної хвилі, параметри падаючою і відображеною ударних хвиль, енергозапасу ТВС, розрахунок за різними сценаріями аварій; Графічне представлення результатів розрахунку.
    7. DecisionPro 4.0 - інтегрований пакет, що підтримує прогнозування, дерева класифікації, моделювання методом Монте-Карло, аналіз Маркова і моделювання.

    ОПИС СИСТЕМИ ОЦІНКИ І ПРОГНОЗУВАННЯ НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ

             До складу системи повинен входити інформаційний сервер із спеціалізованим програмним забезпеченням. Структурна схема інформаційно-аналітичної системи аналізу НС на територіальному рівні представлена на рисунку 1.

    Анімація "Структурна схема інформаційно-аналітичної системи аналізу НС на територіальному рівні"

    Рис.1. Структурна схема інформаційно-аналітичної системи аналізу НС на територіальному рівні

             На сервері буде встановлено програмне забезпечення, що виконує такі функції:
  • введення, зберігання, відображення і обробка інформації про НС;
  • надання довідкових даних;
  • надання графічній інформації про НС;
  • виконання розрахункових завдань системи;
  • надання інформації про НС в табличній формі (введені і отримані в результаті розрахунків дані);
  • організація інформаційного обміну між сервером і контролюючими організаціями через мережу Інтернет.
  •          До складу інформаційно-аналітичної системи входять такі блоки:
  • база даних по виниклих надзвичайних ситуаціях;
  • модуль прогнозування, в якому здійснюється прогнозування надзвичайних ситуацій різних видів і рівнів;
  • модуль розрахунку і аналізу наслідків небажаних подій (розрахунок економічного збитку, індивідуального ризику, ударної хвилі, кількості постраждалих представників флори і фауни і т.д.);
  • довідковий модуль, що включає:
    • методики, що використовуються для прогнозування і розрахунку наслідків;
    • Закони України, які регламентують віднесення надзвичайної ситуації до того або іншого виду.
  •          Для реалізації функції накопичення, зберігання і відтворення інформації використовується база даних.
             База даних включає такі таблиці і довідники:
  • методики (використовувані для розрахунків);
  • закон (Закони, що лежать в основі розділення надзвичайних ситуацій по видах і рівнях, а також необхідні при роботі в даній області);
  • надзвичайна ситуація (зберігаються дані про надзвичайну ситуацію: кількісні характеристики, дата і місце реалізації, рівень, тип);
  • довідник по видах надзвичайних ситуацій;
  • довідник по рівнях надзвичайних ситуацій;
  • довідник регіонів;
  • довідники по місяцях і роках.
  •          База даних має можливості введення нової інформації, прогляду даних, що є в наявності, і їх корегування.
             Вся система моніторингу працює під управлінням програмного забезпечення, яке забезпечує реалізацію основних функцій системи.
             Загальна структура програмного забезпечення представлена на рисунку 2.

    Загальна структура програмного забезпечення системи

    Рис. 2. Загальна структура програмного забезпечення системи

             За допомогою програмного забезпечення реалізується збір і передача інформації, здійснюються основні функції за уявленням, обробкою і накопиченням даних.
             Приведена структура програмного забезпечення дозволяє забезпечити отримання, зберігання, обробку інформації, доступ до неї з допомогою Інтернет. Доступ до системи має обмежений характер: користувач (гість) має можливість прогляду графічної і табличної інформації, довідкових даних, отриманих результатів прогнозування і аналізу наслідків, але не має права внесення нових даних і проведення розрахункових завдань; оператор має ті ж права, що і гість, а також права внесення нових даних і проведення розрахункових завдань; адміністратор має повний доступ до системи, в т.ч. право зміни її структурних елементів.

    ВИСНОВКИ

             Розробка інформаційно-аналітичної системи оцінки надзвичайних ситуацій на територіальному рівні на даний момент є дуже актуальною. Для зацікавлених в даній області людей існує дуже мало інформації, а особливо кількісних даних для апробації своїх розробок і ідей.
             Суть і призначення моніторингу і прогнозування - в спостереженні, контролі і передбачанні небезпечних процесів і явищ природи, техносфери, що є джерелами надзвичайних ситуацій, а також динаміки розвитку надзвичайних ситуацій, визначення їх масштабів в цілях рішення задач попередження і організації ліквідації лих.
             Необхідно підкреслити, що якість моніторингу і прогнозу надзвичайних ситуацій визначальним чином впливає на ефективність діяльності в області зниження ризиків їх виникнення і масштабів.
             Система буде відкрита для вільного відвідування, що вирішить проблему освітлення стану проблем природно-техногенної безпеки і захисту населення від надзвичайних ситуацій і доведення цієї інформації до зацікавлених груп населення.

    ЛІТЕРАТУРА
    1. Національна доповідь про стан техногенної та природної безпеки в Україні у 2005 році - http://www.mns.gov.ua/annual_report/2006/8.pdf (28.04.2007).
    2. Офіційний сайт МНС України - http://www.mns.gov.ua (19.04.2007).
    3. Радаев Н.Н. Риски в НС природного и техногенного характера // Управление риском. - 2002. - №2. С. 24 - 31.
    4. Л.Н.Александровская, "Методологические основы расчета и нормирования рисков в задачах обеспечения безопасности", журнал "Мир Авионики", 2005.04, стр. 40-42 - http://www.aeroreview.ru/?/pages/ma/ma_200504_040042/ma_200504_040042.htm
    5. Электронное учебное пособие "Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций" - http://www.obzh.ru/pre


    Примітка: В даний час робота знаходиться у стадії розробки, завершення планується на грудень 2007 р. Остаточні результати роботи можна отримати у автора після зазначеного терміну.


    Головна сторінка ДонНТУ Портал магістрів ДонНТУ
    © Величкіна Юлия, 2007
    © ДонНТУ, 2007