CC BY
42
ВЕСТНИК Ü /2015
11/2015
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ЛОГИСТИКА В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
УДК 614.842
А.А. Волков, С.В. Антонов*
НИУМГСУ, *Академия ГПС МЧС России
АЛГОРИТМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОДНОЗНАЧНОСТИ В СИСТЕМЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОПОВЕЩЕНИЯ О ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ ОТ ЛИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ*
Приведен анализ процесса обработки Сообщения-112 от лиц с ограниченными возможностями в системе «Умный дом». Предложен вариант восстановления однозначности смыслового понятия из сообщения, набранного с ошибками словаря Т9 и возможных случайных нажатий соседних букв.
Ключевые слова: сообщение-112, система приема экстренных сообщений, система 112, система Умный дом, алгоритм обработки сообщений, однозначность смыслового понятия, словарь Т9, экстренные сообщения
Как правило, сообщение о пожаре или чрезвычайной ситуации (ЧС) в диспетчерскую службу передается очевидцем. Окружающая обстановка способствует тому, что очевидец находится в состоянии стресса. Основная цель модуля «Сообщение-112» в системе «Умный дом» — это выявить однозначность смыслового понятия из сообщения набранного с ошибками [1, 2].
Рассмотрим пример идеального сообщения: «У нас пожар. Скорее приезжайте. Кругом огонь. Ивана засыпало обломками. Присылайте МЧС». Диспетчер Системы-112 [3—8] даже при наличии орфографических ошибок сможет понять, какие конкретные дежурно-диспетчерские службы (ДДС) выслать на данное сообщение. Проведенные экспериментальные исследования показали, что в случае быстрого набора сообщения с помощью экранной клавиатуры палец очевидца может не попасть в нужную букву (рис. 1) и в набираемом сообщении возникнет ошибка случайных нажатий соседних букв. Набираемое слово с двумя и более ошибками нажатия соседних букв не исправляется орфографическим словарем и будет отличаться от правильно набранного слова.
Сообщение с возможными случайными нажатиями может выглядеть следующим образом: «Ц евс прдар. Скорее ппикщзайие. Кругом ннннь. Ивана засыпвло об-лрсуми. Прмчыопйте мчс».
Понять, о чем пишет потерпевший невозможно,
у к е
в а п
ч с м
как и при ошибочном наборе словаря Т9. Диспетчер Рис. 1. Возможные Системы-112, получив такое сообщение, не сможет случайные шгатта при правильно отреагировать на сообщение о ЧС и удалит наборе буквы «а»
* Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (грант Президента Российской Федерации № 14^57.14.6545-НШ).
его, посчитав спамом. Однако, если система «Умный дом» будет оборудована модулем обработки Сообщения-112, то данная проблема может быть решена. При этом диспетчер Системы-112 увидит оригинальное сообщение, которое отправил потерпевший, и его обработанную версию: «Ц евс прдар (возможно: пожар). Скорее ппикщзайие (возможно: приезжайте). Кругомрнонт (возможно: огонь). Ивана щачыпвло (возможно: засыпало) облрсуми (возможно: обломки). Прмчыопйте мчс».
Рассмотрим работу модуля обработки Сообщения-112 в системе «Умный дом» на примере сообщения: «Ц евс_ прдар. Скорее ппикщзайие. Кругом ннннь. Ивана засыпвло облрсуми. Прмчыопйте мчс».
Для обработки текстовых сообщений применяется алгоритм, который предусматривает четыре внешних цикла. В первом цикле проводится поиск ключевых слов. Для этого в сообщении поочередным перебором анализируется каждое слово (3 и более символов) и проводится сравнение его с ключевыми словами базы данных [3—5]. Алгоритм обработки текстовых сообщений подробно рассмотрен нами в [9] и представлен на рис. 4 [9].
При совпадении слова из сообщения с ключевым словом формируется матрица Я. и проверяется следующее слово в поступившем сообщении. Матрица Я. принимает вид
Ях , (1)
1
где а. — баллы ключевого слова; / — строка; у — столбец; г. — ранг важности ДДС.
При несовпадении слова с ключевым словом из поступившего сообщения включается второй цикл работы алгоритма, который предусматривает проверку орфографии слов в сообщении, но орфография не может исправить слова с большим количеством ошибок.
При несовпадении слова из сообщения с ключевым словом во втором цикле проверки орфографии включается третий цикл работы алгоритма, который предусматривает проверку слов из сообщения на идентичные кнопочные соответствия словаря Т9, но ключевые слова не будут выявлены, так как сообщение содержит ошибки возможных случайных нажатий соседних букв.
После блока Проверки словаря Т9 сообщение проверяется блоком Проверки случайных нажатий. В данном блоке поочередным перебором анализируется каждое слово (3 и более символов) и проводится создание матрицы К,, согласно вариантам ошибок при наборе желаемой буквы.
На примере слова «прдар» для первых трех букв создаем матрицу возможных вариантов случайных нажатий букв К,, как показано рис. 2. Возможные вариан-на рис. 2. Таким образом, в матрицу заносятся ты букв из слова «прдар»
п Р д а Р
1 2 3 4 5
1 К Е Ш У Е
2 А П Л В П
3 С М Ь Ч М
4 М И Б С И
5 И Т Ю М Т
6 Р О Ж П О
7 Н Г З Е Г
8 Е Н Щ К Н
9 П Р Д А Р
ВЕСТНИК
МГСУ-
11/2015
варианты ошибки, соответствующие набираемой букве из слова, и сама буква, так как она может быть правильной. Матрица К1 принимает вид
K =
(2)
Pli Pl2 Pl3 _ Pli Pl2 Pl3 ,
где pn — буквы слова из сообщения; l — количество вариантов для каждой буквы. На основе матрицы Кг создается матрица Sqr всех возможных комбинаций букв и сравнивается с ключевым словом (рис. 3).
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 КЕШУЕ АЕШУЕ СЕШУЕ МЕШУЕ ИЕШУЕ РЕШУЕ НЕШУЕ ЕЕШУЕ ПЕШУЕ
2 КЕШУП АЕШУП СЕШУП МЕШУП ИЕШУП РЕШУП НЕШУП ЕЕШУП ПЕШУП
q КРДАР АРДАР СРДАР МРДАР ИРДАР РРДАР НРДАР ЕРДАР ПРДАР
Рис. 3. Варианты набора трех букв с учетом случайных нажатий При этом матрица принимает вид
Sqr =
U\VUlr
UqVUqr_
(3)
где q — длина возможных вариантов для каждой буквы; r — количество вариантов для первой буквы; u — варианты набора трех букв с учетом случайных нажатий. На примере слова «прдар» у буквы К будет 6561 вариант (1*9*9*9*9 =
= 6561). Всего в матрице P будет 59049 вариантов (9*9*9*9*9 = 59049), кото-
q
рые сравниваются со всеми ключевыми словами из базы данных.
После сравнения всех 59049 вариантов с ключевыми словами выявлено сходство с ключевым словом «пожар». Учитывая, что алгоритм мог работать и с правильно набранным словом, то слово из сообщения не заменяется на ключевое слово, а рядом со словом, похожим на слово из базы данных ключевых слов, пишется: прдар (возможно: пожар).
Выявлены ключевые слова «пожар», «огонь», «засыпало» и «МЧС». При этом в алгоритме включается четвертый внешний цикл, который вычисляет главную и второстепенные ДДС, которые должны реагировать на полученное сообщение. Выбор главной и второстепенных ДДС представлен нами в табличной форме в табл. 3 [9], где приведен ранг каждой экстренной службы и оценка каждой службы в баллах для данных ключевых слов.
Одно ключевое слово будем считать предпочтительнее другого, если указанные экспертами оценки одного ключевого слова выше оценок другого с учетом ранга ДДС. В соответствии с этим из матрицы R. находим максимальное значение в столбце табл. 3 [9], а именно R :
' l J 7 j max
=
S a4x 2
S a 2x
S
ai3 x Z3
S a 4x z4
S ai5 x Z5
S
a, x z, 16 6
(4)
Применяя порог отбрасывания шума случайных ответов экспертов, выделяем только важные ДДС и отбрасываем ДДС, выбранные случайно. Применим 10%-й рубеж, чтобы отсеять шум: 10 % — 139,06 баллов, что позволит убрать ДДС, выбранные экспертами случайно. Работа алгоритма закончена.
Таким образом, определены основная служба, реагирующая на сообщение ДДС, — «Пожарная охрана» с максимальным количеством баллов (Я(тах = 862,8 балла) — и второстепенные ДДС: «Спасатели» (203,4 балла) и «Скорая медицинская помощь» (229 баллов). Сообщение пересылается в выбранные ДДС или в Систему-112 с выделением ДДС, для которых оно предназначено (рис. 4).
Маркер «Собщение112» SMS112;
ФИО Иванов Иван Иванович;
Тема
сообщения Номер абонента +79265002030;
Координаты абонента 55.825753, 37.649685;
МАРКЕРЫ ПОЖАРНАЯ ОХРАНА;
Тело сообщения СПАСАТЕЛИ; _ СКОРАЯ_ПОМОЩЬ;_
Текст сообщения Ц евс прдар (возможно: пожар). Скорее ппикщзайие (возможно: приезжайте). Кругом рнонт (возможно: огонь). Ивана щачыпвло (возможно: засыпало) облрсуми (возможно: обломки). Прмчыопйте СЯС (возможно: МЧС)
(на русском языке)
Оригинальный текст (если был Ц евс прдар. Скорее ппикщзайие. Кругом
процесс рнонт. Ивана щачыпвло
перевода на русский язык) облрсуми. Прмчыопйте СЯС
Рис. 4. Сообщение, пересылаемое в ДДС
ВЕСТНИК 4 4 /2015
11/2015
Вывод. Внедрение модуля отправки Сообщения-112 в системе «Умный дом» в составе общей методологии интеллекта зданий [6—10] позволит лицам с ограниченными возможностями сообщать о пожарах или ЧС любым доступным способом.
Библиографический список
1. Волков А.А., Батов Е.И. Промежуточное программное обеспечение в функциональной модели интеллектуального здания // Вестник МГСУ 2015. №10. С. 182—187.
2. Волков А.А., Батов Е.И. Системотехника функционального моделирования интеллектуальных зданий // Вестник МГСУ 2015. № 10. С. 188—193.
3. Антонов С.В. Определение ключевых слов для дежурно-диспетчерских служб Системы-112 // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2014. № 2. С. 29—34.
4. Антонов С.В. Центры обслуживания вызовов, поступающих по линиям специальной связи «01» // Системы безопасности — 2012 : материалы двадцать первой науч.-техн. конф. М. : Академия ГПС МЧС России, 2012. С. 223—226.
5. Антонов С.В. Алгоритм обработки потока текстовых сообщений, поступающих на номер 112 // Системы безопасности — 2013 : материалы двадцать второй Междунар. науч.-техн. конф. М. : Академия ГПС МЧС России, 2013. С. 49—54.
6. Волков А.А. Комплексная безопасность условно-абстрактных объектов (зданий и сооружений) в условиях чрезвычайных ситуаций // Вестник МГСУ 2007. № 3. С. 30—35.
7. Волков А.А. Основы гомеостатики зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 1. С. 34—35.
8. Волков А.А. Системы активной безопасности строительных объектов // Жилищное строительство. 2000. № 7. С. 13.
9. Волков А.А., Антонов С.В. Элементы автоматизации дистанционного оповещения о чрезвычайных ситуациях от лиц с ограниченными возможностями // Вестник МГСУ 2015. № 11. С. 120—129.
10. Волков А.А. Гомеостатическое управление зданиями // Жилищное строительство. 2003. № 4. С. 9—10.
11. Волков А.А. Интеллект зданий. Часть 1 // Вестник МГСУ. 2008. № 4. С. 186—190.
Поступила в редакцию в ноябре 2015 г.
Об авторах: Волков Андрей Анатольевич — доктор технических наук, профессор, ректор, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, [email protected];
Антонов Сергей Владимирович — старший преподаватель кафедры специальной электротехники автоматизированных систем и связи, Академия государственной противопожарной службы МЧС России (Академия ГПС МЧС России), 129339, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, д. 4, [email protected].
Для цитирования: ВолковА.А., Антонов С.В. Алгоритм восстановления однозначности в системе дистанционного оповещения о чрезвычайных ситуациях от лиц с ограниченными возможностями // Вестник МГСУ 2015. № 11. С. 186—192.
A.A. Volkov, S.V. Antonov
ALGORITHM OF RESTORING UNAMBIGUITY IN THE SYSTEM OF DISTANCE EMERGENCY ALERTS FROM PERSONS WITH DISABILITIES*
Usually a message on fire or other emergency is sent to operations control by a witness. The situation causes stress. That's why it may be difficult to understand the meaning of the witness's text message because of pressing adjacent letters or T9 mistakes. So an operator may take such a message for spam and may not react adequately. Though if the system of "Smart House" is equipped with the module of processing Mes-sages-112, the problem will be solved.
The article analyzes the way of processing the messages to Messages-112 from persons with disabilities in the system of "Smart House". The authors offer a variant of recovering unambiguity of notion sense from messages with errors of T9 and possible accidental pressing of adjacent letters. The system looks for key words, reduces noise, chooses the target rescue services and redirects the message to them.
Key words: message-112, system of receiving SOS messages, System-112, smart house, message processing algorithm, unambiguity of notion sense, T9 dictionary, emergency messages
References
1. Volkov A.A., Batov E.I. Promezhutochnoe programmnoe obespechenie v funktsional'-noy modeli intellektual'nogo zdaniya [Middleware for Functional Modeling of Intelligent Buildings]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 10, pp. 182—187. (In Russian)
2. Volkov A.A., Batov E.I. Sistemotekhnika funktsional'nogo modelirovaniya intellektual'nykh zdaniy [System Engineering of Functional Modeling of Intelligent Buildings]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 10, pp. 188—193. (In Russian)
3. Antonov S.V. Opredelenie klyuchevykh slov dlya dezhurno-dispetcherskikh sluzhb Sistemy-112 [Identification of the Key Words for Duty and Dispatch Services of the Sys-tem-112]. Pozhary i chrezvychaynye situatsii: predotvrashchenie, likvidatsiya [Fire and Emergencies: Prevention, Elimination]. 2014, no. 2, pp. 29—34. (In Russian)
4. Antonov S.V. Tsentry obsluzhivaniya vyzovov, postupayushchikh po liniyam spetsial'noy svyazi «01» [Call Centers for the Lines of Specialized Communication "01"]. Sistemy bezo-pasnosti — 2012 : мaterialy dvadtsat' pervoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Safety Systems — 2012 : Proceedings of the Twenty First Scientific-Technical Conference]. Moscow, Akademiya GPS MChS Rossii Publ., 2012, pp. 223—226. (In Russian)
5. Antonov S.V. Algoritm obrabotki potoka tekstovykh soobshcheniy, postupayushchikh na nomer 112 [Processing Algorithm of the Stream of Text Messages Sent to the Number 112]. Sistemy bezopasnosti — 2013 : materialy dvadtsat' vtoroy mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii [Safety Systems — 2013 : Proceedings of the Twenty Second International Scientific-Technical Conference]. Moscow, Akademiya GPS MChS Rossii Publ., 2013, pp. 49—54. (In Russian)
6. Volkov A.A. Kompleksnaya bezopasnost' uslovno-abstraktnykh ob"ektov (zdaniy i sooruzheniy) v usloviyakh chrezvychaynykh situatsiy [Integrated Safety of Conditionally Abstract Objects (Buildings and Structures) in Emergency Situations]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2007, no. 3, pp. 30—35. (In Russian)
7. Volkov A.A. Osnovy gomeostatiki zdaniy i sooruzheniy [Fundamentals of Homeostatic Buildings and Structures]. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo [Industrial and civil Engineering]. 2002, no. 1, p. 34. (In Russian)
8. Volkov A.A. Sistemy aktivnoy bezopasnosti stroitel'nykh ob"ektov [Active Safety Systems of Construction Sites]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [House Construction]. 2000, no. 7, p. 13. (In Russian)
* The investigation is carried out with support from the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (grant of the Presedent of the Russian Federation no. 14.Z57.14.6545-NSh).
BECTHMK ü /2015
11/2015
9. Volkov A.A., Antonov S.V. Elementy avtomatizatsii distantsionnogo opoveshcheniya o chrezvychaynykh situatsiyakh ot lits s ogranichennymi vozmozhnostyami [Elements of Automation of Distance Emergency Alerts from Persons with Disabilities]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 11, pp. 120—129. (In Russian)
10. Volkov A.A. Gomeostaticheskoe upravlenie zdaniyami [Homeostatic Management of Buildings]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [House Construction]. 2003, no. 4, pp. 9—10. (In Russian)
11. Volkov A.A. Intellekt zdaniy. Chast' 1 [Intelligence of Buildings. Part 1]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2008, no. 4, pp. 186—190. (In Russian)
About the authors: Volkov Andrey Anatol'evich — Doctor of Technical Sciences, Professor, Rector, Moscow State University of Civil Engineering (National Research University (MGSU)), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; volkov@ mgsu.ru;
Antonov Sergey Vladimirovich — Senior Lecturer, Department of Special Electrical Engineering of Automated Systems and Communications, State Fire Academy of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defence, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters (SFA of Emercom of Russia), 4 Bo^ Galushkina str., Moscow, 129339, Russian Federation; [email protected].
For citation: Volkov A.A., Antonov S.V. Algoritm vosstanovleniya odnoznachnosti v sisteme distantsionnogo opoveshcheniya o chrezvychaynykh situatsiyakh ot lits s ogranichennymi vozmozhnostyami [Algorithm of Restoring Unambiguity in the System of Distance Emergency Alerts from Persons with Disabilities]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2015, no. 11, pp. 186—192. (In Russian)
