CC BY
47
ВЕСТНИК 11/2015
11/2015
БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
ГЕОЭКОЛОГИЯ
УДК 614.842
А.А. Волков, С.В. Антонов*
НИУМГСУ, *Академия ГПС МЧС России
ЭЛЕМЕНТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДИСТАНЦИОННОГО ОПОВЕЩЕНИЯ О ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ ОТ ЛИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ*
Приведен анализ процесса приема и обработки сообщений при вызове экстренных служб по номеру 112. Предложен модуль отправки Сообщения-112 от лиц с ограниченными возможностями в системе «Умный дом» в виде коротких текстовых сообщений (SMS).
Ключевые слова: сообщение-112, система приема экстренных сообщений, система-112, короткие текстовые сообщения, сообщения SMS, место пожара, место чрезвычайной ситуации, алгоритм обработки сообщений, экстренные сообщения
В настоящее время передача сообщений о любом виде чрезвычайных ситуаций (ЧС) в системе «Умный дом» возможна только голосом (телефонный звонок), однако лица с ограниченными возможностями не смогут сообщить о происшествии таким способом.
Необходимость отправки текстовых сообщений («Сообщение-112») в Систему-112 [1, 2] обусловлена также тем, что текстовые сообщения широко вошли в повседневную жизнь. Многие люди настолько привыкают к переписке текстовыми сообщениями, что могут набирать и отправлять их не глядя на экран телефона, при этом держа руку в кармане или сумке.
Были проведены исследования, по результатам которых установлено, что 95 % молодых людей в возрасте от 18 до 25 лет участвовали либо постоянно участвуют в SMS-переписках, чатах или других видах электронного общения. Респонденты избегают личной встречи, им проще общаться, не видя собеседника.
На основании проведенного исследования можно сделать вывод: если респондентам необходимо сообщать о пожарах и других ЧС не голосом, а посредством текстового сообщения, то 55 % респондентов выбирают отправку текстового сообщения (SMS) о пожаре или ЧС в дежурно-диспетчерскую службу (ДДС). Респондентам данной группы еще проще сделать фотографию или снять видео и отправить его в ДДС, но анализировать принятые таким образом данные и принимать решения в автоматизированном режиме пока невозможно.
* Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (грант Президента Российской Федерации № 14^57Л4.6545-НШ).
В условиях ежегодного роста числа аппаратов радиотелефонной (сотовой) связи прием текстовых сообщений о пожарах и ЧС Системой-112 является таким же важным вопросом, как и обработка голосовых вызовов (рис. 1).
Центральный федеральный округ
г. Москва Ii Московская область
Северо-западны ii
федеральный
округ
г. Санкт-Петербург п Ленинградская область
Рис. 1. Число абонентских устройств подвижной радиотелефонной связи на тысячу человек
Прием и обработка текстовых сообщений Системой-112 будут очень актуальны при террористическом акте. Любой потерпевший сможет набрать даже одно слово в сообщении на номер 112, чтобы сообщить о происшествии. Пример: при расстреле подростков в Норвегии на о. Утёйа (22 июля 2011 г.), чтобы бесшумно вызвать помощь, многие подростки пытались отправить в полицию SMS, но они никуда не отправлялись, так как удалялись сотовым оператором.
Установив модуль отправки Сообщения-112 в системе «Умный дом» [3, 4] (рис. 2), снимаются ограничения передачи сообщения о пожаре или ЧС от лиц с ограниченными возможностями:
высокий уровень шумов не влияет на передачу и чтение текстового сообщения о пожаре и ЧС;
при передаче тревожного Сообщения-112 абоненту придет сервисное подтверждение в виде сообщения о его доставке;
дефекты речи не влияют на набор Сообщения-112, а установленный словарь способствует грамматически правильному набору сообщения;
словарь Т9 поддерживает 49 языков, следовательно с установкой этих языков в программу распознавания и автоматического перевода на русский язык Сообщение-112 не имеет ограничений языкового барьера;
глухонемой инвалид способен сообщить о пожаре или ЧС посредством набора Сообщения-112.
При отправке сообщения в условиях пожара или другого ЧС очевидец находится в состоянии стресса. Основная цель модуля «Сообщение-112» в системе «Умный дом» — выявить однозначность смыслового понятия из сообщения, набранного с ошибками [3, 4].
Рис. 2. Модуль «Сообщение-112» в управлении системой «Умный дом»
В устройства, которые позволяют осуществлять набор текстовых сообщений, встроены два вида словарей:
1) орфографический. Его основная задача — это передача слов и грамматических форм речи в письменном виде согласно правилам русского языка;
2) словарь Т9 или предиктивный ввод текста — это система ускоренного ввода текста в цифровые устройства. При этом программное обеспечение устройства в процессе набора предлагает варианты окончания слов и фраз, основываясь на имеющихся словах в его словарном банке (словарного запаса), а также может предлагать исправлять распространенные ошибки (рис. 3).
Чтобы понять разницу между процессами набора сообщений при использовании двух типов словарей, рассмотрим пример идеального сообщения: «У нас пожар. Скорее приезжайте. Кругом огонь. Ивана засыпало обломками. Присылайте МЧС».
При наборе с орфографическим словарем сообщение будет выглядеть также идеально, либо из-за стресса пострадавшего будут незначительные ошибки, которые в тексте передаваемого сообщения подчеркнуты: «У нас пожор. Скарее приезжайте. Кругом агонь. Ивана засыпало абломками. Присылайте МЧС».
У нас пожор
подорвать пожор подорвали ^ й ц у к е н г ш щ з х
фывапролджэ
Оячсмитьбю
?)!Э ф ®
НовыепшЕнценнп
Ирвяолж Функции
i ф :♦
T^r aW з!Р
виг дЩ
а б
Рис. 3. Виды словарей в устройствах сотовой связи: а — орфографический словарь; б — словарь Т9
Диспетчер Системы-112 [1, 2] даже при наличии орфографических ошибок сможет понять, какие конкретные ДДС выслать на данное сообщение. Проведенные экспериментальные исследования показали, что в случае набора сообщения с помощью словаря Т9 набранное сообщение может выглядеть следующим образом: «У нас мозгу. Синтез приезжайте. Кругом обоня. Ивана засыпало накопивни. Присылайте ОХР».
Понять, о чем пишет потерпевший, невозможно в принципе. Диспетчер Системы-112, получив такое сообщение, не сможет правильно отреагировать на сообщение о ЧС и просто удалит его, посчитав спамом.
Рассмотрим работу модуля обработки Сообщения-112 в системе «Умный дом» на примере приведенного сообщения. 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. Алгоритм обработки текстовых сообщений представлен на рис. 4, где приведены следующие обозначения: а.. — баллы ключевого слова; / — строка; . — столбец; г. — ранг важности ДДС; Ъ,— слово из сообщения; /— строка; с — ключевое слово из базы данных ключевых слов; я — номер ключевого слова в базе данных; я — количество ключевых слов в базе данных; й — количество слов в
' с'тах ^ '
сообщении; ох — варианты ключевого слова при проверке орфографии; п — вариант проверки орфографии; х — строка; хтах — все варианты проверки орфографии; у — счетчик проверки орфографии; tw — варианты ключевого слова при переборе вариантов словаря Т9; w — номер варианта ключевого слова из базы данных; w — все варианты ключевого слова из базы словаря Т9.
! Начало 7
/ Поступило Сообщение 112 / / с минимальной информацией /
Г Поисскключевыхсл^^ J ^
f=1; д=1; х=1; w=1; d = количество слов в сообщении
Рис. 4. Алгоритм выявления ключевых слов в сообщении
При совпадении слова из сообщения с ключевым словом формируется матрица Я. и проверяется следующее слово в поступившем сообщении. Матрица Я. принимает вид
Я=± а х , (1)
1
где а.. — баллы ключевого слова; / — строка; . — 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. Принцип замены несовпадающих слов из сообщения на базовые слова отражен в табл. 1.
Безопасность строительных систем. Экологические проблемы в строительстве. Геоэкология УЕБТЫНС
_мвви
Табл. 1. Проверка орфографии слова из сообщения различными методами
Слово из сообщения Проверка орфографии слова из сообщения Ключевое слово в базе данных
мозгу Замена аожар пожар
божар
пожая
Удаление _ожар
п_жар
пожа_
Вставка апожар
бпожар
пожаря
Перестановка опжар
пжоар
пожра
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. Процесс замены несовпадающих слов из сообщения на базовые слова отражен в табл. 2.
Табл. 2. Проверка орфографии слова из сообщения на идентичные кнопочные соответствия словаря Т9
Слово из сообщения Проверка идентичных кнопочных соответствий словаря Т9 Ключевое слово в базе данных
мозгу М М Д А Р пожар
Н Н Е Б С
О О Ж В Т
П П З Г У
м о з г у
п о д а р
. . . . .
о н д а т
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. В табл. 3 приведен ранг и оценки (в баллах) каждой экстренной службы для данных ключевых слов.
Табл. 3. Выбор главной и второстепенных ДДС
ДДС Пожарная охрана Служба реагирования в ЧС Полиция Служба скорой медицинской помощи Аварийная служба газовой сети Служба Антитеррор Сумма баллов
Ранг ДДС 6 3 4 5 1 2
пожар 60,00 0,00 20,00 17,60 0,80 0,00
огонь 78,80 1,80 1,40 12,20 5,00 0,00
засыпало 5,00 66,00 1,00 16,00 0,00 0,00
Сумма 143,80 67,80 89,60 229,00 5,80 0,00
Сумма с учетом ранга Я. 862,80 203,40 89,60 229,00 5,80 0,00 1390,6
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 Я. находим максимальное значение в столбце, а именно Я . :
Е ач х 21
1
г
Е а 2х 2 2
Я,
Е а гЪ Х 23
Е
1 г
Е
аг 5 Х 2 5
Е аг 6 Х 26
(2)
а14Х 2 4
С применением порога отбрасывания шума случайных ответов экспертов выделяются только важные ДДС и отбрасываются ДДС, выбранные случайно. Применим 10%-й рубеж, чтобы отсеять шум: 10 % — 139,06 баллов, что позволит убрать ДДС, выбранные экспертами случайно. Работа алгоритма закончена.
В итоге определены основная служба, реагирующая на сообщение ДДС, — это служба с максимальным количеством баллов — «Пожарная охрана» (Ягтах = 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. 5).
Маркер «Собщение112» SMS112;
Тема ФИО Иванов Иван Иванович;
сообщения Номер абонента +79265002030;
Координаты абонента 55.825753, 37.649685;
Тело сообщения МАРКЕРЫ ПОЖАРНАЯ ОХРАНА; СПАСАТЕЛИ; СКОРАЯ ПОМОЩЬ
Текст сообщения (на русском языке) У нас пожар. Скорее приезжайте. Кругом огонь. Ивана засыпало обломками. Присылайте МЧС
Оригинальный текст (если были изменения) У нас мозгу. Синтез приезжайте. Кругом обоня. Ивана засыпало накопивни. Присылайте ОХР
Рис. 5. Первое сообщение, обработанное алгоритмом обработки и пересылки в ДДС
Таким образом, внедрение модуля отправки Сообщения-112 в системе «Умный дом» в составе общей методологии интеллекта зданий [5—9] позволит повысить оперативность и эффективность процесса приема, а также эффективность обработки диспетчерами центра ДДС потока сообщений, поступающих от лиц с ограниченными возможностями.
Библиографический список
1. Антонов С.В. Определение ключевых слов для дежурно-диспетчерских служб Системы-112 // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2014. № 2. С. 29—34.
2. Антонов С.В. Обработка сообщений, поступивших в дежурно-диспетчерские службы «Системы 112» // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения (INTERMATIC — 2014) : материалы Междунар. науч.-техн. конф., (1—5 декабря 2014 г., г. Москва) / под ред. А.С. Сигова. М. : МГТУ МИРЭА, 2014. Ч. 5. С. 59—63.
3. Волков А.А., Батов Е.И. Промежуточное программное обеспечение в функциональной модели интеллектуального здания // Вестник МГСУ 2015. № 10. С. 182—187.
4. Волков А.А., Батов Е.И. Системотехника функционального моделирования интеллектуальных зданий // Вестник МГСУ 2015. № 10. С. 188—193.
5. Волков А.А. Комплексная безопасность условно-абстрактных объектов (зданий и сооружений) в условиях чрезвычайных ситуаций // Вестник МГСУ. 2007. № 3. С. 30—35.
ВЕСТНИК 11/2015
11/2015
6. Волков А.А. Основы гомеостатики зданий и сооружений // Промышленное и гражданское строительство. 2002. № 1. С. 34—35.
7. Волков А.А. Системы активной безопасности строительных объектов // Жилищное строительство. 2000. № 7. С. 13.
8. Волков А.А. Гомеостатическое управление зданиями // Жилищное строительство. 2003. № 4. С. 9—10.
9. ВолковА.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: 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.
A.A. Volkov, S.V. Antonov
ELEMENTS OF AUTOMATION OF DISTANCE EMERGENCY ALERTS FROM PERSONS WITH DISABILITIES
At the present time the system of "Smart house" allows passing messages on any type of emergencies only out loud (phone call), though some individuals with disabilities will not be able to report an accident. Moreover, the pall showed, that 55 % of respondents would prefer sending text message on fire or other emergency to operations control duty desk. The respondents of this group feel it's easier to make a photo or video of the accident. Though it is still impossible to analyze the data received in this form and make decisions automatically. In the conditions of yearly increase of the number of mobile phones getting text messages on emergencies is as important as processing of voice calls. Receiving and processing text messages would be current in case of terrorist attack. Any victim can noiseless send just one word and inform on the emergency.
The article analyzes the process of receiving and processing messages when calling the emergency number 112. We propose a module of sending Messages-112 by persons with disabilities in the system of "smart house" in the form of short text messages (SMS).
Key words: message-112, system of receiving SOS messages, System 112, short text messages, SMS, the site of fire or emergency, message processing algorithm, emergency messages
References
1. 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)
2. Antonov S.V. Obrabotka soobshcheniy, postupivshikh v dezhurno-dispetcherskie sluzhby «Sistemy 112» [Processing of Messages Received by the Duty and Dispatch Service of the «System 112»]. Fundamental'nye problemy radioelektronnogo priborostroeniya (INTERMATIC — 2014) : materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii,
(1—5 dekabrya 2014 g., g. Moskva) [Fundamental Problems of Electronic Instrument Engineering (INTERMATIC — 2014) : Proceedings of the International Scientific and Technical Conference (December 1—5, 2014, Moscow)]. Moscow, MGTU MIREA Publ., 2014, part 5, 277 p, pp. 59—64. (In Russian)
3. 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)
4. 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)
5. 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)
6. 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, pp. 34—35. (In Russian)
7. 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)
8. Volkov A.A. Gomeostaticheskoe upravlenie zdaniyami [Homeostatic Management of Buildings]. Zhilishchnoe stroitel'stvo [House Construction]. 2003, no. 4, pp. 9—10. (In Russian)
9. 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 Borisa Galushkina str., Moscow, 129339, Russian Federation; [email protected].
For citation: Volkov A.A., Antonov S.V. Elementy avtomatizatsii distantsionnogo op-oveshcheniya o chrezvychaynykh situatsiyakh ot lits s ogranichennymi vozmozhnostya-mi [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)
