CC BY
281
УДК 614.8
Ю.Д. Макиев
Аннотация на монографию «Современные системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций»
Монография представляет собой научно-методический труд, в котором рассмотрены основные опасности природного, техногенного, биолого-со-циального и военного характера начала XXI века, связанные с возникновением чрезвычайных ситуаций, а также особенности их мониторинга и прогнозирования как в мирное, так и военное время. Монография подготовлена коллективом авторов Центра стратегических исследований гражданской защиты МЧС России под руководством к.по-лит.н. М.И. Фалеева и вышла в свет в 2013 году под общей редакцией В.А. Пучкова.
1. Опасности и угрозы чрезвычайного характера
В России сегодня, как и в мире, встречаются десятки опасных природных явлений и процессов различного происхождения: гелиокосмического (падение небесных тел, магнитные бури и др.), климатического (ураганы, тайфуны, смерчи, грозы, экстремальные температуры воздуха и др.), гидрологического (морские и речные льды, наводнения, изменение уровня грунтовых вод, затопление и осушение берегов водоемов и др.), геоло-го-геоморфологического (землетрясения, цунами, извержения вулканов, сели, оползни, лавины, овражная эрозия и др.) и биологического (эпидемии, эпизоотии, массовое размножение вредителей сельского хозяйства и др.).
Среди природных опасностей наиболее разрушительными являются: наводнения, подтопления, эрозия, землетрясения, оползни, сели, карст, смерчи, сильные заморозки, различные мерзлотные явления. Ежегодно в России, например, происходит 230 — 250 событий чрезвычайного характера, связанных с опасными природными явлениями.
Источниками техногенных чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС) являются аварии и техногенные катастрофы, воздействие опасных природных явлений, применение современных средств поражения, вызывающих пожары, взрывы, обрушение зданий и сооружение, крушение транспортных средств, нарушение систем жизнеобеспечения, выбросы опасных веществ (радиоактивных, химических, биологических).
Как показывает опыт, аварии и техногенные катастрофы обусловлены комплексом различных причин: нарушением техники безопасности,
ошибками людей либо их бездействием, различными поломками, влиянием стихийных бедствий,
следствием вооруженных конфликтов и т.д. Наибольшую опасность представляют катастрофы на радиационно опасных (атомные электростанции, предприятия по переработке ядерного топлива, урановые рудники и др.) и химически опасных объектах, нефте- и газопроводах, транспортных системах (авиационный, морской и железнодорожный транспорт и др.), плотинах водохранилищ и т.д.
В России наибольший риск возникновения техногенных ЧС характерен для территорий с высокой концентрацией объектов техносферы (Санкт-Петербург, Москва, Ленинградская, Московская, Нижегородская и Свердловская области, Приморский край).
Все возможные военные угрозы для России могут быть сгруппированы в три основных вида.
Первый вид — это глобальные военные угрозы, которые могут исходить от стран, являющихся или способных стать в среднесрочной перспективе мировыми центрами силы и обладающих современным вооружением, включая ядерное оружие.
Вторым видом военных угроз являются очаги напряженности вблизи границ Российской Федерации.
В перспективе третьим видом военных угроз для России может стать борьба за сырьевые ресурсы планеты.
Исходя из военных угроз, опасностей, расстановки военных и политических сил в мире и сопредельных с Россией государствах, а также возможных военно-политических целей агрессора, военные конфликты начала XXI века будут характеризоваться как: приграничные конфликты; локальные войны; региональные войны; крупномасштабная (мировая) война.
С развитием технологий появилась практическая возможность поражать ключевые (критически важные в военной и социальной инфраструктуре государства) объекты, расположенные в глубине территории вероятного противника, что влечет за собой значительное снижение его военно-экономического потенциала.
Наиболее вероятными целями поражения объектов тыла будут являться: пункты управления, узлы связи, теле- радиоцентры, транспортные узлы, мосты; порты, аэропорты, космодромы, насосные станции магистральных трубопроводов, склады госрезервов, АЭС, ГЭС и ТЭС; подстанции
ЛЭП, склады ГСМ, предприятия оборонного комплекса, цветной и черной металлургии, химические заводы, предприятия машиностроения, объекты коммунального хозяйства и др.
Использование достижений современной биологии может привести к возникновению непреднамеренных опасных последствий для человека и окружающей среды, либо к их умышленному использованию для достижения политических или террористических целей. В связи с этим вопрос обеспечения биологической безопасности России становится одним из важнейших направлений укрепления национальной безопасности.
2. Мониторинг чрезвычайных ситуаций Содержание мониторинга можно определить как процесс наблюдения за окружающей средой с целью получения информации о ее состоянии, реализуемой системой мониторинга, имеющей соответствующую организацию и средства.
Объектами мониторинга ЧС являются: природные, техногенные, военные, биолого-со-циальные элементы окружающей среды, могущие быть потенциальными источниками опасности;
опасные воздействия на объект защиты, обусловленные природными, техногенными, военными, биолого-социальными источниками опасности и могущие инициировать возникновение ЧС; объекты защиты - население и территории; чрезвычайные ситуации, связанные с объектом защиты, и их последствия.
Целью мониторинга ЧС является выявление состояния и тенденций изменения природных, техногенных, военных, биолого-социальных элементов окружающей среды, могущих привести к возникновению ЧС.
Обязательным условием успешной организации мониторинга ЧС является своевременное и в требуемом объеме получение необходимой следующей исходной информации:
данные об источниках потенциальной опасности;
данные об опасных воздействиях на объект защиты;
данные об объекте защиты — его тип, специфика, опасность возникновения связанных с ним ЧС;
данные о возможной ЧС, связанной с объектом защиты — конкретные критерии ЧС на данном объекте, возможный характер ЧС, ее последствия, величина возможного ущерба, вероятности возникновения и оценка риска.
Для проведения мониторинга ЧС используются различные средства и методы: визуальное наблюдение, лабораторный контроль, использование наземных, воздушных, космических, морских инструментальных средств и приборов.
Результаты мониторинга ЧС могут быть использованы для:
оценки состояния объекта мониторинга (источник опасности, опасное воздействие, объект защиты, параметры ЧС);
выявления тенденции его изменения;
прогнозирования последствий, вызываемых объектом мониторинга и его изменениями.
Прогнозирование ЧС направлено на определение места возможного возникновения ЧС, вероятности появления ЧС и возможных негативных последствий ЧС.
3. Основные системы мониторинга чрезвычайных ситуаций
Государственная наблюдательная сеть (далее — ГНС) подразделяется на гидрометеорологическую и сеть наблюдений за уровнем загрязнения окружающей природной среды.
С помощью ГНС проводятся регулярные метеорологические, аэрологические, гидрологические, морские гидрометеорологические, агрометеорологические, специальные гидрометеорологические, геофизические и гелиогеофизические наблюдения. Также ведутся наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхностных вод суши и морской среды, атмосферных осадков, снежного покрова, включая радиоактивное загрязнение.
Основу ГНС составляют стационарные и подвижные пункты наблюдений. ГНС по уровню решаемых задач делится на две категории: основную и дополнительную.
Основная ГНС представляет собой минимально необходимую с точки зрения научной, хозяйственной и экономической целесообразности сеть, предназначенную для изучения режима и состояния окружающей природной среды, ее загрязнения, гидрометеорологического обеспечения страны в целом или крупных ее регионов.
Дополнительная ГНС предназначена для решения локальных задач по учету специфичных гидрометеорологических условий и для изучения состояния окружающей природной среды, ее загрязнения в особых физико-географических и климатических районах.
В состав функциональных подсистем РСЧС входят следующие функциональные подсистемы Росгидромета:
наблюдения, оценки и прогноза опасных гидрометеорологических и гелиогеофизических явлений и загрязнения окружающей природной среды — ФП РСЧС — ШТОРМ;
предупреждения о цунами (совместно с Геофизической службой Российской академии наук, МЧС России, Мининформсвязи России, администрациями субъектов Российской Федерации в Дальневосточном регионе) — ФП РСЧС—ЦУНАМИ.
Наводнения могут определяться по комплексу гидрометеорологических характеристик, используемых в различных программах для вычисления. Они могут прогнозироваться различными методами. В их основе лежит учет предыдущей реакции водосбора на выпадение осадков. В любом случае решающая роль принадлежит полноте и точности информации о выпадающих осадках, дефиците
почвенной влаги, уровнях воды в реках и других гидрометеорологических характеристиках, таких как общая синоптическая обстановка, направление ветра, атмосферное давление и др.
Современные технологии сбора и обработки данных о горимости лесов, о состоянии грозовых разрядов и метеорологической информации позволили разработать действующую информационную систему дистанционного мониторинга лесных пожаров Минприроды России. Ее основной задачей является информационная поддержка работ по обнаружению и тушению лесных пожаров, предоставление информации и технологий для анализа последствий лесных пожаров в авиационную службу охраны лесов от пожаров ФГУ «Авиалесо-охрана» Федерального агентства лесного хозяйства.
В рамках реализации федеральной целевой программы «Мировой океан» создана Единая государственная система информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО). Эта информационная система предназначена для обеспечения морской деятельности Российской Федерации комплексной информацией, получаемой от информационных систем федеральных органов исполнительной власти и Российской академии наук.
Успехи астрономии и развитие техники наблюдений за последние 20—30 лет позволили установить характер угроз и опасностей, исходящих из космоса, и определить последствия этих событий, которые в отдельных случаях могут быть катастрофическими для всего человечества.
Действительную угрозу для человечества представляют опасные столкновения с Землёй астероидов (размер более 10 м) и комет (размер от «3 км и более). Именно эта угроза и составляет смысл понятия астероидно-кометной опасности.
Астероидная опасность признается мировым сообществом как одна из существующих проблем окружающей среды и космического пространства, требующих внимания, оценки степени реальной угрозы и анализа возможных мер противодействия.
Мониторинг критически важных и потенциально опасных объектов обусловлен необходимостью своевременного выявления и предупреждения угроз техногенного и природного характера, а также угроз вызванных проявлениями терроризма в отношении инфраструктуры Российской Федерации.
Мониторинг объектового уровня является средством информационной поддержки принятия решения руководством КВО по предупреждению возникновения критических ситуаций в условиях действия различных дестабилизирующих факторов, обеспечению защищенности и устойчивости функционирования критически важных систем объекта.
Объектовые системы мониторинга критически важных объектов базируются на структурирован-
ных системах мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС). Эти системы предназначены для осуществления автоматического мониторинга систем инженерно-технического обеспечения, состояния оснований, строительных конструкций зданий и сооружений, технологических процессов, сооружений инженерной защиты и др. Результаты мониторинга в режиме реального времени (угроза возникновения ЧС, террористического акта), передаются по каналам связи в органы повседневного управления единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС.
Мониторинг безопасности гидротехнических сооружений (далее — ГТС) осуществляется в целях анализа и оценки прогноза развития ситуации с безопасностью сооружений. Его результаты лежат в основе подготовки рекомендаций по преодолению негативных тенденций и устранению выявленных недостатков.
Основой мониторинга безопасности являются проводимые на промышленных предприятиях и организациях наблюдения за состоянием безопасности и характером влияния ГТС на окружающую среду, осуществляемые службой геотехконтроля, маркшейдерскими, геологическими, природоохранными и иными службами.
Цели и задачи мониторинга безопасности достигаются посредством организации системы постоянных (непрерывных) визуальных и инструментальных (в том числе автоматизированных, дистанционных) наблюдений, обеспечивающих получение качественной и достоверной информации в необходимых объемах.
Основные требования к осуществлению мониторинга безопасности ГТС предприятий, организаций устанавливаются при проектировании ГТС и их эксплуатации.
Особое место в объектовых системах мониторинга безопасности ГТС занимает мониторинг состояния водоподпорных ГТС (плотин) гидроэлектростанций.
Осуществление мониторинга радиационной остановки на территории Российской Федерации осуществляется в рамках единой государственной автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (ЕГАСКРО). Она создана в соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 20.08.1992 г. № 600 «О единой государственной системе контроля радиационной обстановки на территории Российской Федерации».
Основная функция ЕГАСКРО — постоянный контроль радиационной обстановки в регионах размещения объектов с повышенной радиационной опасностью. Её цель — обеспечение своевременного предотвращения нежелательного воздействия ионизирующего излучения на население и на окружающую среду.
В состав ЕГАСКРО входят подсистемы и аппаратные средства, обеспечивающие контроль возможного нештатного попадания в окружающую среду продуктов переработки ядерных материалов при:
эксплуатации объектов атомной промышленности и энергетики;
проведении работ, связанных с транспортировкой, переработкой и захоронением отработанных ядерных материалов;
использовании источников ионизирующих излучений в медицине, строительстве, пищевой промышленности и в других областях.
Автоматизированная система контроля радиационной обстановки (далее — АСКРО) Госкорпорации Росатома предназначена для информационно-аналитической поддержки действий предприятий и организаций, органов управления Росатома, а также других органов государственной власти и управления различных уровней. Она нацелена на обеспечение радиационной безопасности персонала, населения и окружающей среды. Поэтому АСКРО Росатома обязана решать двуединую задачу как отраслевая система и как подсистема ЕГАСКРО, сочетая ведомственный и территориальный подходы.
В устойчивом росте ЧС техногенного характера в последнем десятилетии доминируют транспортные аварии. По причине технических неисправностей и неполадок происходит до 64 % различных инцидентов и катастроф. Из-за природных стихий и катаклизмов случается около 32 % происшествий на транспорте. А террористическая угроза транспортной безопасности в общем объеме угроз составляет около 4 %.
В качестве основы для создания распределенной интегрированной системы безопасности на железнодорожном транспорте используется система «Интегра-С». Она разработана ЗАО «Волгаспец-ремстрой» (г. Самара) и внедряется на ряде объектов Куйбышевской, Южно-Уральской, Забайкальской и Приволжской железных дорог России.
С апреля 2005 года в Московском метрополитене функционирует Ситуационный центр. В режиме реального времени туда стекается оперативная информация о всех чрезвычайных ситуациях, которые возникают на территории метрополитена. Диспетчер центра может подключиться к любой станционной системе видеонаблюдения или в по-дуличном переходе. На многих линиях метро камерами видеонаблюдения оснащены вагоны.
Мониторинг санитарно-эпидемиологической обстановки на территории Российской Федерации осуществляется в рамках функционирования подсистемы надзора за санитарно-эпидемиологической обстановкой единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС).
Руководство созданием и деятельностью функциональной подсистемы осуществляет Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потре-
бителей и благополучия человека (Роспотребнадзор).
Социально-гигиенический мониторинг это государственная система наблюдения, анализа, оценки и прогноза состояния здоровья населения и среды обитания человека. Он предназначен для определения причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием на него факторов среды обитания человека.
Под мониторингом социально-экономических процессов понимается специально организованная и постоянно действующая система необходимой статистической отчетности, сбора и анализа социально-экономической информации, проведения дополнительных информационно-аналитических обследований (опросы населения и т.п.) и оценки (диагностики) состояния тенденций развития и конкретных региональных проблем. Основная его задача состоит в создании надежной и объективной основы для адресной государственной поддержки тех или иных территорий.
Прогнозы социально-экономического развития включают количественные показатели и качественные характеристики макроэкономической ситуации, экономической структуры, научно-технического развития, внешнеэкономической деятельности, динамики производства и потребления, уровня и качества жизни, экологической обстановки, социальной структуры, а также систем образования, здравоохранения и социального обеспечения населения.
Перечень показателей мониторинга включает: рынок труда, занятость и доходы населения; производственный и технологический потенциал; сфера услуг и цены; внешнеэкономическая деятельность; малое предпринимательство; обеспечение устойчивости финансовой и банковской системы; обеспечение сбалансированного развития регионов; социальные последствия кризисных явлений; сведения о принимаемых антикризисных мерах.
Обнаружение и обозначение районов, подвергшихся радиоактивному, химическому, биологическому и иному заражению, является одной из задач в области гражданской обороны. Выполнение этой задачи осуществляется с помощью сети наблюдения и лабораторного контроля гражданской обороны Российской Федерации. В мирное время сеть наблюдения и лабораторного контроля (СНЛК) гражданской обороны Российской Федерации входит в состав сил и средств наблюдения и контроля единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС и функционирует в рамках её функциональной подсистемы, обеспечивающей мониторинг, лабораторный контроль и прогнозирование ЧС.
Основой сети наблюдения и лабораторного контроля гражданской обороны Российской Федерации являются отраслевые центры наблюдения и лабораторного контроля, республиканские, крае-
вые, областные, зональные и городские учреждения, расположенные в городах, отнесенных к особой, первой и второй группам по гражданской обороне.
4. Функционирование систем мониторинга
Система мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования ЧС (далее — СМП ЧС) природного и техногенного характера является функциональной подсистемой РСЧС.
Функционирование СМП ЧС обеспечивается МЧС России при взаимодействии с федеральными органами исполнительной власти и их территориальными органами, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации на основе соглашений, заключенных между ними.
Техническую основу СМП ЧС составляют наземные и авиационно-космические средства соответствующих министерств, ведомств территориальных органов власти и организаций (предприятий) в соответствии со сферами их ответственности. Для анализа складывающейся обстановки и подготовки управленческих решений используются современные географические информационные системы, позволяющие в реальном масштабе времени осуществлять математическое моделирование местности и происходящих на ней ЧС, повышая тем самым оперативность принятия решений.
Существующие в настоящее время СМП ЧС потенциально способны осуществлять мониторинг всех видов таких угроз — техногенных, природных, военных и биолого-социальных.
Интеграция элементов системы гражданской обороны страны и РСЧС преследует цель создания единой государственной системы мониторинга и прогнозирования опасностей и угроз природного, техногенного и военного характера. Главные усилия должны быть направлены на создание эффективных информационно-аналитических систем наблюдения за предвестниками стихийных бедствий, контроля состояния критически важных и потенциально опасных объектов, а также наблюдения за средствами воздушно-космического нападения.
Информация в области защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера представляет собой сведения о прогнозируемых и возникших чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера и их последствиях. Это сведения о радиационной, химической, медико-биологической, взрывной, пожарной и экологической безопасности на соответствующих территориях.
Сбор и обмен указанной информацией осуществляется в целях принятия мер по предупреждению и ликвидации ЧС природного и техногенного характера, а также своевременного оповещения населения о прогнозируемых и возникающих чрезвычайных ситуациях.
Оперативная информация содержит сведения о прогнозируемых или возникших чрезвычайных
ситуациях природного, техногенного, биолого-со-циального характера и их последствиях, сведения о силах и средствах РСЧС постоянной готовности, привлекаемых для предупреждения и ликвидации ЧС, а также об их деятельности, направленной на ликвидацию ЧС.
Плановая информация содержит сведения об административно-территориальных образованиях, об организациях и их деятельности, необходимые для заблаговременного планирования мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС, включая данные о численности населения административно-территориальных образований и работников организаций.
Результаты мониторинга природных, техногенных, военных и биолого-социальных опасностей являются основными исходными данными для прогнозирования ЧС различного характера. Для целей прогнозирования ЧС также могут использоваться данные о безопасности объектов, грузов, производственных процессов и т.п., информация, находящаяся в свободном обращении, в том числе в средствах массовой информации, сети Интернет.
Подготовку прогнозов ЧС осуществляют центры мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования ЧС региональных центров МЧС России и территориальные центры мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера.
Одним из направлений выявления информации в интересах прогнозирования ЧС является мониторинг информационных сетей с целью поиска информации о предпосылках ЧС.
Организация и осуществление процесса поиска информации базируется на операционных системах, системах программирования, автоматизированного проектирования, автоматического управления и иных средствах автоматизации.
Поиск такой информации осуществляется среди специализированных информационных ресурсов в области защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера.
Для поиска дополнительной открытой информации могут использоваться широко применяемые существующие системы, в том числе система-112. Она предназначена для обеспечения оказания экстренной помощи населению при угрозах для жизни и здоровья, уменьшения социально-экономического ущерба при чрезвычайных происшествиях и чрезвычайных ситуациях.
Мониторинг и прогнозирование ЧС природного, техногенного, военного и биолого-социального характера в Арктической зоне Российской Федерации является составной частью обеспечения безопасности населения и территории в этом районе.
Комплексный мониторинг состояния Арктической зоны Российской Федерации имеет существенное значение для точности прогнозирования и обеспечения безопасности населения, инфраструктуры и территории.
Под эгидой ООН функционируют международные механизмы помощи при возникновении природных и техногенных катастроф. Глобальной платформой для постоянного сотрудничества и координации усилий между правительствами, международными и региональными организациями является Международная стратегия уменьшения опасности бедствий. По инициативе России при НАТО создан Евро-Атлантический центр координации реагирования на катастрофы.
Важнейшим аспектом международного сотрудничества в области защиты населения и территорий от природных и антропогенных ЧС и катастроф является совершенствование международной системы мониторинга и прогнозирования ЧС по данным космических информационных систем. Ее основными составляющими являются национальные системы, объединенные системами спутниковой и других видов связи.
5. Технологии прогнозирования Прогнозирование ЧС направлено на определение следующих характеристик: время и место наступления ЧС; вероятность возникновения ЧС; характер и масштаб возможных последствий ЧС.
Методы прогнозирования ЧС включают следующие этапы: сбор и анализ исходных данных; использование математических моделей, методов статистического анализа или других способов моделирование процессов развития ЧС; выполнение необходимых расчетных процедур; оценка адекватности и достоверности получаемого прогноза.
Прогнозирование ЧС на основе анализа рисков по оценке потенциальной опасности объектов включает в себя решение следующих задач:
построение всего множества сценариев возникновения и развития аварии;
оценку частот реализации каждого из сценариев возникновения и развития аварии;
построение полей поражающих факторов, возникающих при различных сценариях развития аварии;
оценку последствий воздействия поражающих факторов аварии на человека или другие материальные объекты, а также окружающую среду; расчет показателей риска.
Для прогнозирования ЧС используются две основные группы технологий. В первую группу
входят информационно-аналитические технологии краткосрочного прогнозирования, которые используются для оперативного реагирования на ЧС. Они могут обеспечить своевременное предупреждение о возникновении таких ЧС, как наводнения, лесные пожары, ураганы, цунами, сход лавин, экстремальные осадки.
Во вторую группу входят аналитико-статисти-ческие технологии долгосрочного прогнозирования многих ЧС природного и техногенного характера. Эти технологии прогнозирования ЧС используют методологию анализа и управления риском. Результаты долгосрочного прогнозирования крупномасштабных ЧС являются исходной основой для разработки целевых программ, планов, а также для принятия соответствующих решений по предупреждению ЧС.
Основным направлением дальнейшего развития технологий долгосрочного прогнозирования является повышение достоверности прогнозов. Современные методы прогнозирования ЧС природного и техногенного характера не позволяют заблаговременно определять появление наиболее опасных природных катастроф: землетрясений, наводнений, ураганов, селей, лавин и цунами. Основной причиной низкой достоверности результатов прогнозирования ряда природных и техногенных ЧС на современном этапе является отсутствие полноценных знаний о механизмах, адекватно описывающих процессы возникновения и последующего развития запроектных техногенных аварий и опасных природных явлений.
Технологии долгосрочного прогнозирования ЧС должны учитывать не только статистические данные циклических процессов и наблюдения мониторинговых служб, но и использовать результаты научного анализа известных стратегических рисков для России.
21.01.2014
Сведения об авторе аннотации:
Макиев Юрий Дмитриевич: д.х.н.; профессор; заслуженный деятель науки Российской Федерации; главный специалист; ФКу ЦСИ ГЗ МЧС России; e-mail: [email protected]; 121352, Москва, ул. Давыдковская, д. 7.
