Авторизация

Логин:
Пароль:
Восстановить пароль
Регистрация
  • Форум
  • Блоги
  • Контакты
  • Новости
  • Продукты
  • Отрасли
  • Обучение
  • Поддержка
  • События
  • О компании
  • 3 (26) | 2003 Основы географической информационно-аналитической системы для органов управления РСЧС

    Овсяник Александр Иванович, Начальник кафедры «Защиты населения и территорий», к.т.н., доцент;

    Белицкий Виктор Иванович, Дуганов Василий Александрович, к.т.н.; Чурбанов Олег Игоревич, преподаватели кафедры

    Военно-инженерный университет, Москва, тел.: 916-82-76, 916-80-84

    Одной из наиболее важных функций государства является обеспечение безопасности граждан и общества в целом.

    Для решения этой задачи необходима информация о времени и масштабах возможного негативного воздействия, об устойчивости того или иного объекта к воздействию поражающих факторов источников чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера, о составе сил и средств, которые могут быть применены для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР), и другие сведения. На основе такой информации органы управления (ОУ) единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС) планируют мероприятия по защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, осуществляют подготовку населения к действиям при ЧС, дают прогнозы и оценку последствий ЧС, осуществляют целевые и научно-технические программы, направленные на предупреждение ЧС и повышение устойчивости функционирования предприятий, создают резервы финансовых и материальных ресурсов для ликвидации ЧС.

    Решая задачи информационного обеспечения (ИО) принятия решений, органы управления РСЧС проводят полный цикл обработки информационного потока: сбор информации, анализ и обобщение данных, решение расчетных задач, организация хранения информации, выдача информации в требуемом виде и формате. При этом необходимо отметить, что эффективность принятого решения напрямую зависит от достоверности и оперативности ИО, то есть от способности ОУ качественно решать информационные, расчетные и аналитические задачи.

    В настоящее время ОУ РСЧС решают задачи ИО тремя способами: без применения персональных компьютеров (ПК), с применением ПК без специального программного обеспечения (ПО) и с применением ПК, оснащенных специальным ПО. Традиционно для решения информационных задач применяются СУБД (системы управления базами данных), расчетные задачи решаются путем применения программных продуктов (ПП) как промышленного, так и авторского происхождения.

    Все традиционные способы решения задач ИО принятия решений ОУ РСЧС имеют ряд существенных недостатков. К ним, в частности, относятся: низкая скорость обработки и обмена информацией; сложности при ее хранении и коллективной обработке; ручной способ нанесения обстановки на карты; трудности создания и распечатки тематических карт, отсутствие автоматизированных средств проведения пространственного анализа для расчета показателей обстановки и ее объективной оценки, и др. Основной недостаток заключается в отсутствии возможности комплексного решения аналитических задач с учетом пространственной составляющей.

    ГИАС «Безопасность»

    Повысить эффективность информационного обеспечения принятия решений, направленных на защиту населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера, призвана Географическая Информационно-Аналитическая Система (ГИАС). Ее теоретическая и экспериментальная разработка ведется в Военно-инженерном университете силами кафедры Защиты населения и территорий.


    Рис. 1. Структура ГИАС «БЕЗОПАСНОСТЬ».

    Разработчики считают, что ГИАС – это стандартная ГИС, функционально расширенная для решения специальных расчетных, информационных и аналитических задач с целью поддержки принятия решений органами управления РСЧС (рис. 1). В перспективе система должна обеспечить решение следующих задач:

    • создание и редактирование картографических данных;
    • сбор, обработка, хранение и выдача данных в электронном виде;
    • многопользовательский оперативный, удаленный и санкционированный доступ к данным;
    • высокая скорость обработки данных;
    • возможности развития системы;
    • коллективная обработка данных;
    • простота и удобство работы пользователя;
    • работа с графической, фото и видеоинформацией;
    • поддержка различных географических систем координат;
    • поддержка векторных и растровых моделей данных, данных САПР;
    • обработка сетей и маршрутов;
    • печать и экспорт карт;
    • использование данных внешних АИСС;
    • использование данных дистанционного зондирования (ДДЗ);
    • поддержка пользовательских расчетных модулей;
    • возможность разработки и применения пользовательских стилей;
    • обработка атрибутивных и пространственных запросов;
    • проведение полноценного ГИС-анализа;
    • представление результатов ГИС-анализа в различных форматах;
    • создание трехмерных (3D) моделей;
    • создание и анализ трехмерных поверхностей.

    Для реализации этих задач при создании ГИАС должны быть выполнены следующие работы:

    • анализ рынка и выбор программного обеспечения для создания ГИАС;
    • создание научно-методических основ проекта разработки ГИАС для ОУ РСЧС;
    • разработка концептуальной и физической моделей базы данных ГИАС;
    • выработка концепции разработки и состава расчетных модулей - компонентов ГИАС;
    • экспериментальные исследования возможности и целесообразности применения ГИАС для решения задач ОУ РСЧС;
    • разработка рекомендаций по эффективному использованию ГИАС в решении задач ИО принятия решений ОУ РСЧС местного уровня.

    Результаты анализа использования ПО ГИС в субъектах и отраслях экономики РФ показали очень широкое использование ArcInfo, которое входит в семейство программных продуктов фирмы ESRI. Сравнительный анализ функциональных возможностей таких ПП как ArcInfo, MapInfo, GeoDraw, AutoCAD Map, Панорама продемонстрировал более широкие возможности ArcInfo, которое и было выбрано в качестве базового.

    Исходя из задач, решаемых ГИАС, был определен состав ПО для ее создания (рис. 2).


    Рис. 2. Логическая схема программного обеспечения проекта ГИАС.

    Для решения специальных расчетных и информационных задач для ГИАС разработан ряд дополнительных модулей.


    Рис. 3. Структура данных модуля «ОБЪЕКТ».

    Информационный модуль «ОБЪЕКТ» (рис. 3) предназначен для обработки информации об объектах экономики (более 90 атрибутов) и служит для решения следующих задач:

    • сбор информации об объектах в электронном формате;
    • хранение и накопление данных;
    • осуществление перекомпоновки и объединения с имеющейся информацией;
    • обеспечение высокой скорости обработки информации;
    • обеспечение возможности корректировки данных;
    • коллективная обработка данных;
    • обеспечение оперативного, удаленного и санкционированного доступа к информации;
    • автоматизация процессов поиска и сортировки данных;
    • обеспечение простоты и удобства работы пользователя.


    Рис. 4. Интерфейс пользователя модуля «АХОВ».

    Расчетный модуль «АХОВ» (рис. 4) предназначен для определения показателей возможной обстановки при возникновении ЧС на химически опасных объектах и решает следующие задачи:

                1. Определение:

    • эквивалентного количества вещества в первичном и во вторичном облаке;
    • времени испарения вещества с площади разлива;
    • глубины зоны заражения первичным и вторичным облаком;
    • полной глубины зоны заражения;
    • площади и угловых размеров зоны возможного заражения;
    • времени подхода зараженного воздуха к объекту;
    • объема и структуры медицинских потерь.

    2. Редактирование базы данных АХОВ.

    3. Определение объемов задач, сил и средств для:

    • ведения разведки и контроля за состоянием окружающей среды;
    • перекачки АХОВ, постановки завес;
    • выдачи средств индивидуальной защиты населению;
    • обеззараживания местности;
    • санитарной обработки;
    • обеззараживания техники.


    Рис. 5. Интерфейс пользователя модуля «ФАКЕЛ» и результаты расчета характеристик опасных зон.

    Расчетный модуль «ФАКЕЛ» предназначен для определения показателей возможной обстановки при возникновении ЧС на топливо насыщенных объектах экономики (рис. 5). Он решает следующие задачи:

    • определение плотности теплового излучения для любой точки пространства при пожаре на резервуаре и в обваловании;
    • расчет параметров поражающих факторов при взрыве ГПВС, при разливе ЛВЖ, ГЖ в обвалование;
    • расчет плотности теплового излучения для любой точки пространства при аварии по сценарию «огненный шар»;
    • автоматическое отображение результатов расчетов с использованием графических зависимостей;
    • определение безопасных для человека зон при возникновении ЧС на основе значений пробит-функции.

    Таким образом, на сегодняшний день ГИАС решает ряд прикладных задач органов управления РСЧС. Авторским коллективом этому специальному ПО присвоено наименование ГИАС «БЕЗОПАСНОСТЬ» (рис. 1). В 2003 г. данный программный продукт будет использоваться в учебном процессе факультета в рамках дисциплины «Теоретические основы реагирования на чрезвычайные ситуации», что позволит слушателям изучать возможности ГИАС «БЕЗОПАСНОСТЬ», применять ее в ходе учений и практических занятий, получать навыки работы с современными геоинформационными технологиями.

    В целях расширения функциональности системы на кафедре по существующим и утвержденным методикам ведется разработка дополнительных расчетных модулей «ВЗРЫВ», «ВОЛНА», «СЕЙСМИКА», «ЛЕС».

    Расчетный модуль «ВЗРЫВ» предназначен для определения показателей возможной обстановки при взрыве конденсированных взрывчатых веществ на объекте экономики и в районах жилой застройки, модуль «ВОЛНА» - для расчета параметров волны прорыва при авариях на гидросооружениях и определения возможных зон затопления.

    Модуль «СЕЙСМИКА» позволяет провести оценку возможной обстановки при разрушительном землетрясении, определить состав сил и средств для АСДНР. Модуль «ЛЕС» предназначен для прогнозирования развития лесных пожаров (верховой, низовой) с учетом погодных условий и характеристик препятствий на пути их распространения.

    Заключение

    В современных условиях решение задач Органами управления местного и территориального уровня без применения ГИС-технологий становится малоэффективным. В этих задачах требуется обработка больших объемов информации в короткие промежутки времени с последующей визуализацией полученных результатов. Для решения очерченного выше круга задач необходимо в течение ближайших лет произвести подготовительную работу по оснащению описанным инструментарием ОУ РСЧС и ГО. Эта работа должна заключаться в подготовке специалистов, оснащении органов управления необходимыми техническими устройствами и программным обеспечением, а также в наработке цифровых картографических материалов в заданном формате.




    Версия для печати