CC BY
2
УДК 004.04
АНАЛИЗ ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ В ОБЛАСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ В АРКТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
A.A. Литвин
старший преподаватель кафедры (информационных систем и технологий) Академия гражданской защиты МЧС России имени Д.И. Михайлика
Адрес: 141435, Московская обл.. г.о. Химки, мкр. Новогорск, ул. Соколовская, стр. 1А E-mail: aa.lit.viii0amclis.ru
C.B. Чискидов
кандидат технических паук, доцент, профессор кафедры (информационных систем и технологий)
Академия гражданской защиты МЧС России имени Д.И. Михайлика
Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск. ул. Соколовская, стр. 1А E-mail: s.cliiskidoveamclis.ru
Аннотация. В статье рассмотрены основные проблемы в области функционирования информационной системы поддержки принятия решений при выполнении задач, возложенных па МЧС России. Выявлено противоречие в практической области применения систем поддержки принятия решений при реагировании па чрезвычайные ситуации и предложены пути его решения. Определены основные параметры функционирования системы, которые необходимо учитывать при решении проблемной ситуации. Сформулирована научная задача исследования и определены основные этапы ее решения.
Ключевые слова: автоматизированная система, система поддержки принятия решений. Арктическая зона, параметры функционирования.
Цитирование: Литвин A.A.. Чискидов C.B. Анализ проблемной ситуации в области функционирования автоматизированной системы информационной поддержки принятия решений при проведении аварийно-спасательных работ в Арктической зоне Российской Федерации // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2023. .Л- 2 (57). С. 6 14.
Территория Арктической зоны Российской Федерации (далее АЗ РФ) занимает 4,8 млн. км2 (28 % территории страны) и охватывает 9 субъектов Российской Федерации,
16 муниципальных образований, а также земли и острова, прилегающие к акватории Северного Ледовитого океана (рисунок 1) [1|.
/
*[1КИ>К «хн
Рисунок 1 Территория Арктической зоны Российской Федерации
Арктическая зона но своим экономическим, демографическим и другим факторам значительно отличается от остальной части Российской Федерации и имеет свои уникальные отличительные черты:
экстремальные климати чеекие условия; низкая плотность населения; очах'овое развития хозяйственной деятельности;
удаленность от промышленных центров и зависимость от поставок топлива, продовольствия и т.д.
Большая площадь и климатические условия создают предпосылки возникновения болышнх) спектра чрезвычайных ситуаций (далее ЧС) различжнх) характера, а также несвоевременности реагирования на них (рисунок 2 и 3) [2|.
Рисунок 2 Количество чрезвычайных ситуаций природжнх) характера в Арктической зоне
РФ за период с 2000 но 2019 г.
Рисунок 3 Количество чрезвычайных ситуаций техши'енших) характера в Арктической зоне
РФ за период с 2000 но 2019 г.
Основные направления реализации ноли-тики государства но отношению к Арктической зоне определены в «Стратегии развития Арктической зоны в обеспечении национальной безопасности Российской Федерации на период до 2035 года» и «Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года» [3, 4|.
Обеспечение безопасности в Арктической зоне Российской Федерации является приоритетной задачей, которую выполняет создаваемая иод руководством МЧС России система комплексной безопасности. Функцией этой системы является обеспечение требуемохх) уровня защиты населения и территорий в Арктике с помощью эффективно!^ мониторинга
и оперативности управления при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ [3, 4].
На ноябрь 2022 года система комплексной безопасности АЗ РФ включает в себя силы и средства МЧС России, представленные в виде Арктических комплексных аварийно-спасательных центров (далее АКАСЦ) в !'ородах: Архангельск, Мурманск, Воркута, Нарьян-Мар, Дудинка, Якутск. 16 февраля 2022 года первый заместитель Министра МЧС России А.П. Чуприян отметил важность создания четырех новых и необходимости модернизации существующих АКАСЦ (рисунок 4) [5].
Рисунок 4 Арктические комплексные аварийно-спасательные центры МЧС России
Эффективный мониторинг и оперативность управления при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ достигаются путем создания и/или совершенствования автоматизированных систем управления (далее АСУ), развитие которых на территории Российской Федерации началось с 90-х годов 20 века. Внедрение АСУ стало возможно в связи с применением современных сетевых и информационных технологий, а также развитием интеллектуальных систем.
Применение АСУ в первую очередь направленно на улучшение результатов деятельности подразделений, а значит система долж-
на решать задачи качеетвенших) информаци-онно!'о обеспечения управленческой деятельности и повышение автоматизации процесса принятия решения [6].
Одним из направлений развития АСУ становится создание систем поддержки принятия решений. Применение данных систем в МЧС России обусловлено необходимостью решения болыших) круга задач, а также повышения эффективности межведометвенших) взаимодействия.
Автоматизированная система информационной поддержки принятия решений в ЧС (далее АСИППР) это специальный
класс информационных систем, обеспечивающих хранение, обработку и предоставление пользователям информации, необходимой для принятия решений по идентификации, предупреждению и ликвидации чрезвычайной ситуации [7].
В общем виде она состоит из следующих функциональных блоков:
подсистема оперативной информации; подсистема принятия решений; подсистема доступа к знаниям; подсистема ввода/вывода запросов; подсистема регистрации и документирования;
обучающая подсистема. Чрезвычайная ситуация отличается скоротечным возникновением поражающих факторов, а значит принятие быстрых, обоснованных решений существенно зависит от оперативности моделирования развития такой ситуации [8].
Принятие решений по предупреждению
и ликвидации чрезвычайной ситуации, как правило, осуществляется одновременно на нескольких уровнях управления и происходит в условиях неполной информации и жестких временных ограничений. Для обеспечения согласованности и непротиворечивости выработанных решений в чрезвычайной ситуации в АСИППР реализуется методология распределенного преобразования информации, которая определяет технологии распределения задач и данных по уровням принятия решений, технологии организации обмена данными, а также организацию информационного обеспечения органов управления различных уровней.
АСИППР реализуется как иерархическая распределенная система, предназначенная для обеспечения информационной поддержки процессов принятия решений дежурно-диепетчерекими службами (далее ДДС) и обеспечивающая выработку согласованных решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайной ситуации (рисунок 5) [9].
Рисунок 5 Схема прохождения информации (доклада) о ЧС
Ядром АСИППР, применяемой в ЧС, является развитый комплекс математического, информационного и программного обеспечения, основу которого составляет комплекс математических моделей, методов и алгоритмов,
позволяющих решать задачи анализа последствий аварий и чрезвычайных ситуаций, а также выработки соответствующих решений по предупреждению и ликвидации ЧС [10].
Ключевыми принципами создания распределенной АСИППР, применяемой в ЧС, являются:
принятие решений на основе объективных данных, получаемых от систем автоматизации и систем мониторинга, в том числе систем мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений и систем экологического мониторинга;
распределение задач и данных по уровням принятия решений, что позволяет на каждом уровне системы решать задачи, специфические для данного уровня;
применение на всех уровнях системы унифицированных алгоритмов обработки информации, информационных ресурсов и моделей принятия решений;
организация обмена данными для формирования информационных ресурсов органов управления, что позволяет обеспечить доведение до всех уровней системы актуальной и адекватной состоянию объекта мониторинга информации;
организация информационного обеспечения органов управления различных уровней на основе единого информационного пространства.
Одним из примеров применения АСИППР, построенной по принципу распределенной системы, является опыт использования системы при ликвидации розлива нефтепродуктов, произошедшего 29 мая 2020 года на ТЭЦ-3 Норильско-Таймырской энергетической компании. Первое сообщение о ЧС было отправлено в 12:55 диспетчером, а в 13:20 информация, пройдя через диспетчерское управление энергосистемы Сибири, ЕДДС администрации города Норильска, поступила в Министерство энергетики. При этом, по словам Министра МЧС Е.Н. Зиничева, полная информация о возникшей аварии в НЦУКС МЧС России поступила только 31 мая [11]. Оперативная передача информации в органы МЧС России и принятие грамотного управленческого решения на ликвидацию ЧС могло бы снизить потенциальный ущерб, нанесенный розливом нефтепродуктов.
На основании проведенного анализа может быть сформулирована проблемная ситуация, заключающаяся в недостаточной эффек-
тивности функционирования автоматизированной системы информационной поддержки принятия решений при проведении аварийно-спасательных работ в Арктической зоне Российской Федерации. Под показателем эффективности понимается оперативность работы АСИППР в ходе решения задач сбора и обработки информации о состоянии объекта управления, а также выработки решений руководством подразделений, выполняющих аварийно-спасательные работы в АЗ РФ.
Возможными направлениями разрешения проблемной ситуации являются:
создание единого информационного пространства, направленного на непрерывное информационное обеспечение органов управления МЧС России в АЗ РФ;
интеграция существующей системы мониторинга потенциально-опасных объектов АЗ РФ в АКАСЦ;
модернизация существующего технического оборудования и увеличение численности персонала, задействованного в работе АСИППР в АЗ РФ.
Анализ проблемной ситуации и возможных направлений ее разрешения позволяет сформулировать следующее противоречие в практике:
с одной стороны, реализация предложенных направлений позволит повысить уровень эффективности функционирования АСИППР;
с другой стороны, это приведет к увеличению финансовых и временных ресурсов, затрачиваемых на работу АСИППР.
Данное противоречие позволило сформировать научную гипотезу его разрешения, заключающуюся в том, что эффективность применения АСИППР при проведении АСР в АЗ РФ может быть повышена за счет обоснования рациональных параметров функционирования этой системы.
Под рациональными параметрами функционирования системы понимаются параметры, влияющие на время, затрачиваемое АСИППР в ходе решения задач сбора и обработки информации о состоянии объекта управления, а также выработки решений руководством подразделений, выполняющих аварийно-спасательные работы в АЗ РФ.
В современной .литературе, вопросам обоснования параметров функционирования АСУ уделяется много внимания. В частности, в статьях Курейчика В.М. и Линника Е.А. [12, 13] рассматриваются параметры функционирования АСУ исходя из деления на три группы:
тактические параметры включают в себя характеристики системы, обеспечивающие выполнение задач в конкретных условиях и на определенном уровне;
техни чеекие параметры характеристики системы, определяющие ее способность выполнять определенные функции;
системные параметры характеристики системы, описывающие порядок взаимодействия АСУ с окружающей средой, а также параметры, связанные с архитектурой, конфшу-рацией и процессами системы.
На основании этохх) можно провести классификацию параметров функционирования и определить основные показатели системы (рисунок 6).
Тактические
оперативность; устойчивость функциониров ания; живучесть; мобильность; защита
(безопасность) информации; скрытность работы; уровень актом атизации функций управления;
пропускная способность; качество инф орм ационног о обеспечения (полнота инф орм ации);
качество контрольных функций управления.
Технические
емкость для хранения;
сетевое подключение;
скорость передачи данных;
наличие алг оритм об распределения ресурсов;
алг оритмы принятия реш гний;
алгоритмы анализа данных;
инструменты визу ализации данных; возможности обработки
естественного языка;
алгоритмы машинного обучения; возможности обработки больших данных;
интеграция с другими программными приложениями; масштабируемость системы; инструменты управления пользователями; инструменты
Системные
количество элементов системы;
системная интеграция и совм естим ость; распределение ресурсов и управление ими;
мониторинг производительности системы;
обновление и усовершенствование системы;
стратегии управления рисками и смягчения их последствий;
оценка у довл етв оренн ости пользователей;
соблюдение правил и стандартов; гибкость и адаптивность системы;
системная документация и обучение; управление изменениями;
оптимизация использования
Рисунок 6 Перечень параметров функционирования системы
Несмотря на довольно подробную классификацию параметров функционирования системы, проведенный анализ научно-методическохх) аппарата позволил сделать вывод о том, что в настоящее время при проектировании АСИППР не учитываются климатические, территориальные и другие факторы,
влияющие на эффективность функционирования системы, а также не мемут быть решены следующие задачи:
классификация и ранжирование параметров функционирования автоматизированной системы информационной поддержки принятия решений при проведении АСР в АЗ РФ;
разработка алгоритма оптимального параметрического синтеза автоматизированной системы информационной поддержки принятия решений при проведении АСР в АЗ РФ;
определение рациональных параметров функционирования автоматизированной системы информационной поддержки принятия решений при проведении аварийно-спасательных работ с учетом ограничений на имеющиеся финансовые и временные ресурсы.
С учетом сформулированного вывода, становится актуальной научная задача, заключающаяся в разработке методики обоснования рациональных параметров функционирования АСИППР при проведении АСР в АЗ РФ в условиях ограничения временных и финансовых ресурсов.
Для решения сформулированной научной задачи необходимо:
провести анализ факторов, влияющих на выбор рациональных параметров функционирования АСИППР;
разработать формализованную постановку научной задачи;
разработать методику обоснования рациональных параметров функционирования АСИППР в АЗ РФ при проведении АСР;
обосновать рекомендации органам управления по выбору рациональных параметров функционирования АСИППР в АЗ РФ при проведении АСР.
Таким образом, реализация на практике результатов решаемой научной задачи позволит обосновать множество рациональных параметров функционирования АСИППР, что в свою очередь, приведет к повышению эффективности выполнения АСР в АЗ РФ.
Литература
1. Легошин А.Д., Лукин В.Н., Мусиенко Т.В. Противодействие рискам и угрозам национальной безопасности в Арктической зоне Российской Федерации / / Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы. Арктика — регион стратегических интересов: правовая политика и современные технологии обеспечения безопасности в Арктическом регионе». / СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России. 2016. 208 с.
2. Кнауб Р.В. Развитие арктических территорий Российской Федерации в XXI веке в контексте безопасности от чрезвычайных ситуаций различного генезиса // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2021. № 2. С. 58 - 72.
3. Указ Президента РФ от 5 марта 2020 г. № 164 «Об Основах государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2035 года» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/73606526/ (дата обращения: 27.12.2022).
4. Указ Президента РФ от 26 октября 2020 г. № 645 «О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2035 года» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74710556/ (дата обращения: 27.12.2022).
5. «Арктика сегодня. МЧС построит в Заполярье двадцать спасательных центров» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://goarctic.ru/news/arktika-segodnya-mchs-postroit-v-zapolyare-dvadtsat-spasatelnykh-tsentrov/ (дата обращения: 27.12.2022).
6. Конобеевских В.В., Мальцев A.C. Использование информационных технологий поддержки принятия решений в чрезвычайных ситуациях / / Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2015. № 1 - 2 (4). С. 53 — 57.
7. «Термины МЧС России. Автоматизированная система поддержки принятия решения в чрезвычайных ситуациях» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://mchs.gov.ru/ministerstvo/o-ministerstve/terminy-mchs-rossii/term/3164 (дата обращения: 27.12.2022).
8. Барсегян A.A., Куприянов М.С., Холод И.И. Анализ данных и процессов: учеб. пособие. - 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург. 2009. 512 с.
9. Скубрий E.B. Применение информационных интеллектуальных систем поддержки управленческих решений в МЧС России // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2013. № 4. С. 50 - 53.
10. Балашова И.В., Терещенко Т.А. Системы поддержки принятия решений // The Scientific Heritage. 2021. № 79 - 4. С. 3 - 7.
11. «Крупнейшая катастрофа в Арктике: что известно о разливе топлива под Норильском» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.forbes.ru/obshchestvo-photogallery/402193-krupneyshaya-katastrofa-v-arktike-chto-izvestno-o-razlive-topliva (дата обращения 19.02.2023).
12. Линник Е.А. Выбор тактических характеристик в качестве показателей эффективности функционирования автоматизированных систем управления родами авиации // Оперативное искусство и тактика, управление войсками (силами). 2017. № 1. С. 41 - 51.
13. Курейчик В.М. Особенности построения систем поддержки принятия решений // Известия ЮФУ. Технические науки. 2012. № 7. С. 92 - 98.
ANALYSIS OF THE PROBLEMATIC SITUATION IN THE FIELD OF FUNCTIONING OF THE AUTOMATED SYSTEM OF INFORMATION SUPPORT FOR DECISION-MAKING DURING EMERGENCY RESCUE OPERATIONS IN THE ARCTIC ZONE OF THE RUSSIAN FEDERATION
Anton LITVIN
senior lecturer of the department
(information systems and technologies)
The Civil Defence Academy of EMERCOM of Russia
named after D.I. Mikhailika
Address: 141435, Moscow region, city Khimki,
md. Novogorsk, st. Sokolovskaya, building 1A
E-mail: aa.litvinQamchs.ru
Sergey CHISKIDOV
candidate of technical sciences, associate professor, professor of the department (information systems and technologies) The Civil Defence Academy of EMERCOM of Russia named after D.I. Mikhailika Address: 141435, Moscow region, city Khimki, md. Novogorsk, st. Sokolovskaya, building 1A E-mail: s.chiskidovQamchs.ru
Abstract. The article deals with the main problems in the field of functioning of the information system for decision-making support in the performance of tasks assigned to the EMERCOM of Russia. The contradiction in the practical application of decision support systems in emergency response is revealed and ways to solve it are proposed. The main parameters of the functioning of the system are determined, which must be taken into account when solving a problem situation. The scientific task of the study is formulated and the main stages of its solution are determined. Keywords: automated system, decision support system, Arctic zone, functioning parameters. Citation: Litvin A.A., Chiskidov S.V. Analysis of the problematic situation in the field of functioning of the automated system of information support for decision-making during emergency rescue operations in the Arctic zone of the Russian Federation / / Scientific and educational problems of civil protection. 2023. № 2 (57). S. 6 - 14.
References
1. Legoshin A.D., Lukin V.N., Musienko T.V. Countering risks and threats to national security in the Arctic zone of the Russian Federation / / Materials of the All-Russian scientific and practical conference "Security-Service in Russia: experience, problems, prospects. The Arctic is a region of strategic interests: legal policy and modern security technologies in the Arctic region". / St. Petersburg: Saint Petersburg University of the Ministry of Emergency Situations of Russia. 2016. 208 s.
2. Knaub R.V. Development of the Arctic territories of the Russian Federation in the XXI century in the context of security from emergency situations of various genesis // Geopolitics and ecogeodynamics of regions. 2021. No. 2. S. 58 - 72.
3. Decree of the President of the Russian Federation dated March 5, 2020 No. 164 "On the Fundamentals of the State policy of the Russian Federation in the Arctic for the period up to 2035" [Electronic resource] -Access mode: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/73606526/ (date of access: 27.12.2022).
4. Decree of the President of the Russian Federation No. 645 dated October 26, 2020 "On the Strategy for the development of the Arctic Zone of the Russian Federation and ensuring national security for the period up to 2035" [Electronic resource] - Access mode: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74710556/ (date of access: 27.12.2022).
5. "The Arctic today. The Ministry of Emergency Situations will build twenty rescue centers in the Arctic" [Electronic resource] - Access mode: https://goarctic.ru/news/arktika-segodnya-mchs-postroit-v-zapolyare-dvadtsat-spasatelnykh-tsentrov/ (date of access: 27.12.2022).
6. Konobeevskikh V.V., Maltsev A.S. The use of information technologies to support decision-making in emergency situations // Problems of ensuring security in the aftermath of emergencies. 2015. No. 1-2 (4). S. 53 - 57.
7. "Terms of the Ministry of Emergency Situations of Russia. Automated decision support system in emergency situations"[Electronic resource] - Access mode: https://mchs.gov.ru/ministerstvo/o-ministerstve/terminy-mchs-rossii/term/3164 (date of access: 27.12.2022).
8. Barseghyan A.A., Kupriyanov M.S., Kholod I.I. Data and process analysis: textbook, manual. - 3rd ed., reprint, and additional - St. Petersburg: BHV-Petersburg. 2009. 512 s.
9. Skubri E.V. Application of information intelligent systems for management decision support in the Ministry of Emergency Situations of Russia // Scientific and educational problems of civil protection. 2013. No. 4. S. 50 - 53.
10. Balashova I.V., Tereshchenko T.A. Decision support systems // The Scientific Heritage. 2021. No. 79 - 4. S. 3 - 7.
11. "The largest disaster in the Arctic: what is known about the fuel spill near Norilsk" [Electronic resource] -Access mode: https: / / www.forbes.ru / obshchestvo-photogallery/402193-krupneyshaya-katastrofa-v-arktike-chto-izvestno-o-razlive-topliva (date of access: 19.02.2023).
12. Linnik E.A. The choice of tactical characteristics as indicators of the effectiveness of the functioning of automated control systems for aviation genera // Operational art and tactics, management of troops (forces). 2017. № 1. C. 41 - 51.
13. Kureychik V.M. Features of building decision support systems // News of the SFU. Technical sciences. 2012. № 7. S. 92 - 98.
