CC BY
44
Геоинформатика
УДК 528.91:614.8(470.54)
С.В. Серебряков, В.В. Гусев, Ю.Д. Зраенко ФГУП «Уралгеоинформ», Екатеринбург
ОПЫТ СОЗДАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ В СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
В статье рассматривается опыт создания геоинформационной системы управления рисками чрезвычайных ситуаций и ее применение для прогноза последствий ЧС и оценки уровня риска для населения (территорий).
чрезвычайная ситуация, прогнозирование, геоинформационная система, риск.
S.V. Serebryakov, V.V. Gusev, Yu.D. Zraenko Uralgeoinform, Ekaterinburg
EXPERIENCE OF CREATING THE GEOINFORMATION SYSTEM FOR EMERGENCY MANAGEMENT IN SVERDLOVSK REGION
The article examines the experience of developing a geoinformation system for emergency management as well as its application in predicting damages and evaluating risks for population (territories).
emergency, prediction,(forecast), geoinformation system, risk.
Проблемы безопасности, оценки риска и защиты от опасностей сопровождали человечество со времени его появления. Ежегодно на территории нашей страны происходят сотни чрезвычайных ситуаций (ЧС), только 2009 г. в Российской Федерации произошло 424 ЧС, в том числе 270 техногенного, 133 природного и 21 биолого-социального характера. В результате произошедших чрезвычайных ситуаций погибло 734 человека и пострадало 2 428 человек. На ликвидацию последствий ЧС было выделено 3,2 млрд. руб., привлекалось около 2 млн. человек и 600 тыс. единиц техники [1].
Эти факты подтверждают необходимость прогнозирования возможных чрезвычайных происшествий.
Решение задач прогноза ЧС и оценки уровня риска от ЧС для населения и территорий требует обработки больших массивов разнообразной информации, при этом специалисту довольно трудно вручную обработать эти данные, также возникают трудности с самими методиками: специалисту МЧС попросту некогда разбираться в сложных математических формулах, а потом кропотливо подставлять цифры и производить расчеты. К тому же ручной счет не позволяет оперативно получать необходимые прогнозы.
По этим причинам разработка и внедрение автоматизированных способов работы с этой информацией является непременным условием информационноаналитического обеспечения управления рисками чрезвычайных ситуаций. Для мониторинга и прогнозирования ЧС, оценки аварий, катастроф и стихийных
139
Геоинформатика
бедствий невозможно обойтись без использования геоинформационных технологий. Средства моделирования, интегрированные в ГИС-пакеты, позволяют оперативно прогнозировать развитие ситуации с учетом пространственных данных и обеспечивать управление риском возможных ЧС, а цифровая тематическая карта является удобным средством визуализации расчетных и статистических данных и служит неотъемлемой составляющей при принятии управленческих решений. Основным преимуществом оценки риска с применением ГИС-технологий является автоматизация наиболее трудоемких этапов решения и наглядное представление зон уровней риска.
Территориальный центр мониторинга ГУ ГО и ЧС Свердловской области также столкнулся с этими проблемами, в связи с чем в ФГУП «Уралгеоинформ» была разработана геоинформационная система управления рисками ЧС Свердловской области. Данная система служит для накопления информации об источниках чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, паспортизации опасных объектов, решения расчетно-аналитических задач по прогнозированию последствий чрезвычайных ситуаций.
Система состоит из следующих компонентов:
• цифровая картографическая основа;
• прикладное программное обеспечение для прогноза последствий ЧС;
• базы данных.
Для решения расчетных задач и визуализации результатов в геоинформационной системе ГО и ЧС Свердловской области были использованы цифровые топографические карты следующих масштабов: 1 : 200 000 и 1 : 10 000 -1 : 25 000.
В масштабе 1 : 200 000 создана обзорная карта на Свердловскую область. На обзорной карте, помимо общетопографических, нанесены специфические тематические слои: «перевозка опасных грузов», «экологический мониторинг», «зоны сейсмической опасности», «сеть наблюдения и лабораторного контроля», «радиоэкологическая обстановка», «паводкоопасные направления», «очаги природных пожаров», «местное самоуправление». Помимо общего представления о территории карта применяется для решения задач мониторинга и прогноза ЧС.
Также в картографическую базу включены планы муниципальных образований Свердловской области масштаба 1 : 10 000 - 1 : 25 000. Планы использованы для нанесения потенциально опасных объектов, нанесения зон поражения при ЧС - реальных или рассчитанных, выполнения пространственных запросов с целью определения ущерба при ЧС - возможных потерь населения, жилого фонда и т. п. Планы используются также для подготовки отчетов и изготовления (печати) твердых копий для групп ликвидации ЧС.
Программный комплекс прогноза последствий ЧС состоит из следующих элементов.
1. Программа расчета выбросов вредных веществ в атмосферу при свободном горении нефти и нефтепродуктов.
140
Геоинформатика
2. Программа оценки последствий аварий на пожаровзрывоопасных объектах.
3. Программа оценки последствий ураганов.
4. Программа оценки последствий лесных пожаров.
5. Программа оценки последствий аварийных взрывов топливновоздушных смесей.
6. Программа прогнозирования масштабов заражения сильнодействующими ядовитыми веществами при авариях на химически опасных объектах и транспорте.
7. Программа оценки последствий химических аварий «ТОКСИ».
8. Программа расчета рисков на потенциально опасных объектах.
9. Программа построения карт комплексного индивидуального риска.
10. Программа визуализации маршрута подвижного средства.
11. Программа расчета зон затопления.
В зависимости от вида возможной ЧС выбирается соответствующая программа. Пользователь вводит начальные данные и указывает место аварии или возникновения опасного природного явления на карте, после чего программа рассчитывает зоны действия поражающих факторов, количество погибших, пострадавших и количество населения, у которого возможны нарушения условия жизнедеятельности. Рассчитанные зоны поражения отображаются на карте, их параметры сохраняются в базе данных. Программы оценки последствий ЧС выполнены согласно утвержденной нормативной документации.
Прогноз зон затопления при паводках и наводнениях с использованием цифровых карт осуществляется с помощью программы, разработанной ФГУП «Уралгеоинформ». Моделирование паводкоопасной ситуации (рис. 1) заключается в построении пересечения поверхности рельефа с зеркалом поднявшейся воды. Исходными данными для построения модели рельефа служат объекты цифровой карты, имеющие в атрибутах характеристику «высота абсолютная»: горизонтали рельефа, отметки высот, пункты ГГС, отметки урезов воды, береговые линии озер и др. Плоскость, описывающая зеркало поднявшейся воды, задается по данным наблюдений на гидропостах.
По данным Главного Управления по делам ГО и ЧС Свердловской области, точность прогнозов зон затопления, даже при использовании среднемасштабных карт составила ~ 90 %.
Эта же программа реализует методику расчета зон затопления (рис. 2) при катастрофических разрушениях гидротехнических сооружений.
Программа определения маршрутов следования позволяет построить граф по любым линейным объектам (дорожная сеть, коммуникации и пр.), отображенным на цифровой карте, и при указании начальной и конечной точек маршрута высветить маршрут на карте. При удалении одного звена маршрута программа выбирает новый маршрут. Программа может использоваться и для прогноза последствий ЧС на теплосетях, линиях электропередач, трубопроводах.
141
Геоинформатика
1. Расчёт последствий химических аварий(разлив 1 т хлора)
2. Расчёт последствий аварийных взрывов топливо-воздушных смесей
Рис. 1. Пример моделирования: прогноз последствия техногенных аварий
Рис. 2. Прогноз зоны затопления на участке р. Ница с использованием
карты масштаба 1 : 200 000
142
Геоинформатика
Для хранения информации об опасных объектах создана база данных «Реестр потенциально опасных объектов». Данная база позволяет накапливать сведения о промышленных предприятиях области. Реестр представляет собой набор таблиц, спроектированных согласно структуре типового паспорта безопасности потенциально опасного объекта. При работе с базой данных пользователь имеет возможность вносить (редактировать) данные об организациях, имеющих потенциально опасные объекты, данные о потенциально опасных объектах, делать выборки по отдельным параметрам и набору параметров, экспортировать данные в офисные программы Word, Excel. Также имеется возможность автоматической генерации паспорта безопасности опасного объекта в формате Word. Записи в базе данных возможно связывать с объектами, вынесенными на цифровую карту.
Внедрение паспортов безопасности объектов и территорий с середины 2005 г. в практику работы территориальных органов ГО и ЧС вызвало потребность разработки программного обеспечения, автоматизирующего процесс оценки рисков.
Расчет рисков является ключевым и наиболее трудоемким этапом процедуры оценки риска. Для автоматизации этой процедуры разработан модуль для расчета рисков на потенциально опасных объектах и модуль расчета комплексного индивидуального риска. С помощью этих модулей пользователь может рассчитать показатели риска для территории и построить диаграммы социального (F/N) и материального (F/G) риска.
С помощью модуля расчета комплексного индивидуального риска можно рассчитать показатель комплексного индивидуального риска для территории и построить карту комплексного риска (рис. 3). Данный вид карт необходим при оформлении паспортов безопасности для муниципальных образований и субъектов Федерации. В связи с отсутствием руководящих документов, регламентирующих работы по проведению расчета комплексного индивидуального риска, сотрудниками ФГУП «Уралгеоинформ» совместно со специалистами центра мониторинга ГУ ГО и ЧС Свердловской области была разработана собственная методика, заложенная в основу работы модуля. Для корректной работы модуля необходимо подготовить слой, содержащий зоны действия поражающих факторов с известными показателями индивидуального риска для населения. В результате работы модуля получается слой изолиний уровня риска для территории и вычисляется численное значение показателя комплексного индивидуального риска (этот показатель является целью разработки паспорта безопасности территории).
Геоинформационная система управления рисками ЧС в настоящее время применяется в повседневной деятельности специалистами Территориального центра мониторинга Свердловской области.
Система может быть адаптирована для использования в любом территориальном центре мониторинга, решающем задачи обеспечения безопасности жизнедеятельности населения и территорий, а также может использоваться в штабах ГО и ЧС муниципальных образований. Поскольку система является открытой, то может расширяться для подключения новых задач по требованию пользователей.
143
Геоинформатика
Рис. 3. Фрагмент карты комплексного индивидуального риска
С целью обеспечения оперативного межведомственного взаимодействия для предупреждения ЧС и информирования населения о рисках ЧС специалистами «Уралгеоинформ» разрабатывается технология публикации данных на портале www.geourfo.ru.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Официальный сайт МЧС России [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.mchs.gov.ru.
2. Акимов, А.А. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски [Текст]: монография / А.А. Акимов, Д.В. Новиков и др. - М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2001. - 345 с.
3. Гусев, В.В. Технический отчет по разработке и созданию 2 очереди ГИС «Информационно-аналитическая система управления рисками чрезвычайных ситуаций Свердловской области» [Текст] / В.В. Гусев, Ю.Д. Баженова // Екатеринбург: ФГУП «Уралгеоинформ», 2006. - 97 с.
Получено 26.05.2010
© С.В. Серебряков, В.В. Гусев, Ю.Д. Зраенко, 2010
144
