CC BY
51
со среднеквадратическим отклонением шума. Для обнаружения аномалий в случае пороговых сигналов можно воспользоваться критерием проверки близких гипотез [4].
В результате можно сделать следующие выводы. На основе анализа причин и условий возникновения аномалий форм рельсовых нитей показано, что построение метода их обнаружения должно осуществляться по критерию совместного обнаружения и оценивания параметров альтернативных гипотез на различных участках движения локомотива при аддитивных воздействиях импульсных, узкополосных помех и гауссовых шумов с априори неизвестными мощностями. Критерий обнаружения и оценивания параметров аномалий представляется в виде отношения функ-
ций правдоподобия, которое максимизируется на множестве их альтернативных типов.
Представленный программный комплекс позволяет исследовать процессы обнаружения аномалий формы рельсового пути для данных, полученных имитационным моделированием или натурным экспериментом.
Литература
1. Six Degrees of Freedom Inertial Sensor ADIS 16364. Analog Devices, Inc. Norwood, MA 02062-9106, U.S.A., 2009.
2. Виноградов В.В. Расчеты и проектирование железнодорожного пути. М.: Маршрут, 2003.
3. Боровков А.А. Математическая статистика. М.: Лань, 2010.
4. Кудинов А.Н. [и др.]. Интегральный оператор дифференцирования случайных полей // Радиотехника (Журнал в журнале). 2008. № 14.
УДК 004.415.2
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ОЦЕНКИ ХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Ю.Н. Матвеев, к.т.н.
(Тверской государственный технический университет, [email protected])
В статье представлены программный комплекс оценки химической обстановки при возникновении чрезвычайных ситуаций на объектах уничтожения химического оружия, интерфейсы системного администратора и конечного пользователя.
Ключевые слова: аварийная ситуация, чрезвычайная ситуация, принятие решений, химическое оружие, техническая безопасность, имитационное моделирование, интерфейс, семантика.
Программный комплекс оценки химической обстановки предназначен для обоснования технических решений по ликвидации последствий возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС) при за-проектных авариях на объектах хранения и уничтожения химического оружия (ОХУ ХО) [1]. Комплекс обеспечивает выполнение следующих функций: ввод данных о запроектной аварии на объекте, оценка возможности возникновения ЧС и ее последствий, формирование отчетов, отображение оценки опасной зоны загрязнения на карте.
Процедура принятия решения о возможном развитии аварийной ситуации в ЧС заключается в следующем. Информация об аварии, содержащая данные о номере аварийного аппарата в соответствии с технологической схемой, о типе аварии, поступает в БД автоматизированной системы поддержки принятия решений (АСППР). Определяются координаты места аварии, тип аварийного химически опасного вещества (АХОВ) и его максимальная масса в каждом аппарате, модель процессов образования и распространения облака зараженного воздуха, необходимые константы и характеристики топографии местности. Эта ин-
формация, а также метеоданные и математические модели необходимы для расчета площади зоны возможного заражения местности. Величина оценки зоны возможного заражения и координаты границы санитарной защитной зоны поступают в анализатор ЧС, где определяется возможность развития аварийной ситуации в ЧС. В случае выхода зоны заражения за пределы санитарной защитной зоны производится оповещение сил, участвующих в локализации ЧС, персонала объекта, ответственных лиц и учреждений, осуществляется запуск автоматизированной системы оперативного управления в ЧС. В противном случае оповещаются службы безопасности ОХУ ХО о результатах моделирования аварийной ситуации. Отображение химической обстановки на топографической карте местности осуществляется постоянно с момента начала расчета зоны заражения с предельно допустимой концентрацией на границе зоны. Алгоритм оперативного управления в условиях ЧС [2], представленный на рисунке 1, работает следующим образом.
Информация о возможной ЧС поступает из системы анализа развития аварийной ситуации в ЧС. При необходимости может быть введена ин-
Анализ ситуаций в АСУ ТП Оперативный персонал ОХУ ХО Терминал АС ППР в ЧС
р
Прогноз зоны химического заражения
Критерий управления и ограничения
Исходные данные, необходимые для решения
задачи оперативного управления
Решение задачи оперативного управления
5
Мероприятия по минимизации последствий ЧС
Данные банка экспертных знаний
Система экологического мониторинга
Мероприятия по минимизации последствий ЧС
Данные по
химическому заражению
По способам и средствам локализации источника заражения
I * 1 + I * ♦ I
По управлению
силами, участвующими в локализации ЧС
По эвакуации населения
По маршрутам движения транспорта
По ликвидации последствий ЧС
Рис. 1
формация о возникшей аварийной ситуации из подсистемы ситуационного анализа АСУ технологическим процессом (ТП) объекта или от терминала АС ППР в ЧС по инициативе оперативного персонала ОХУ ХО. Информация о возможной ЧС (возникшей аварийной ситуации), содержащая данные о номере аварийного аппарата по технологической схеме, поступает в БД АСУ ТП объекта, откуда сведения о номере аппарата, типе, массе и температуре АХОВ поступают в БД АС ППР. Туда же поступает информация о классе аварии: взрыв, пролив, пожар.
По командам СУБД проверяется наличие модели управления в условиях ЧС. Если модель в БД АС ППР имеется, то она, ее константы и исходные
данные (физико-химические свойства АХОВ, предельно допустимая концентрация, топографические условия местности) выдаются для решения задачи оперативного управления. В этот же блок передаются метеоданные из системы экологического мониторинга, а также критерий управления и ограничения. Результаты решения задачи оперативного управления поступают в машину логического вывода, представляющую собой программу логического вывода. Туда же из системы экологического мониторинга поступают данные по химическому заражению ОХУ ХО и данные БЗ. Машина логического вывода на основе анализа результатов решения задачи, данных по химическому заражению и имеющихся знаний БЗ выдает решения -рекомендации по минимизации последствий аварии, в том числе по способам и средствам локализации источника заражения, по управлению силами, участвующими в локализации ЧС, по эвакуации населения, по маршрутам движения транспорта, по способам ликвидации последствий ЧС. При отсутствии модели управления задается режим управления без модели с привлечением экспертов, которые, анализируя данные расчета зоны химического заражения, выдают рекомендации по минимизации масштабов последствий аварий, в том числе по способам и средствам локализации источника заражения, по управлению силами, участвующими в локализации ЧС, по эвакуации населения, по маршрутам движения транспорта, по способам ликвидации последствий ЧС.
В состав программного комплекса оценки химической обстановки входят такие программные модули, как «Ввод исходных данных», «Прогноз ЧС и последствий», «Отчет по прогнозу», «Отображение прогноза по карте». Для функциониро-
вания комплекса необходимы Microsoft Windows NT 4.0 Server и Workstation, Oracle 8.0 Server Standard Edition, включая SQL*Net.
В программном модуле «Ввод исходных данных» для функционирования интерфейса конечного пользователя предусмотрены поля ввода, поля многозначного выбора и другие управляющие элементы [3]. Ограничение на количество устанавливаемых программ на рабочее место не накладывается. Программа обеспечивает ввод данных об источнике начального химического заражения (время выброса АХОВ в атмосферу, время начала и продолжительность пролива, наименование и количество опасного вещества), о численности персонала объекта вблизи эпицентра утечки, а также метеоданных о температуре воздуха, скорости и направлении ветра, о состоянии атмосферы на момент аварии. Выходными данными программы является комплекс сведений об аварийной ситуации. Программа запускается из главного меню комплекса. После запуска на экране появляется главное окно «Ввод исходных данных» с индикатором текущей даты и времени в заголовке, содержащее поля для ввода исходных данных и управляющие элементы.
На вкладке «Новая аварийная ситуация» осуществляется ввод исходных данных по новой аварийной ситуации. Функция «Расчет» предназначена для запуска программы «Прогноз развития аварийной ситуации», а «Данные по аварии» - для получения информации по аварийной ситуации из архива. При активной вкладке «Новая аварийная ситуация» исходными данными для оценки развития аварийной ситуации будут введенные данные о новой аварии, а при активной вкладке «Архив аварий» - данные, выбранные из множества записей архива аварий. В окне «Справочники» возможно добавление новых данных, редактирование и удаление информации. Это окно имеет несколько вкладок, а именно: «Компоненты ОВ» - задаются физические и токсикологические свойства отравляющего вещества и его краткое описание; «Районы» - определяются данные по районам и населенным пунктам конкретного района (координаты и количество жителей); «Объекты и его хранилища» - задаются данные для конкретного предприятия и конкретного хранилища на каком-либо объекте; «Аварии на объектах» - формируются возможные сценарии аварийных ситуаций на данном хранилище. При активной вкладке «Архив аварий» пользователю становятся доступными «Данные по аварии» и «Карта местности», которые позволяют просматривать информацию о прошлых аварийных ситуациях и проводить ретроспективный анализ, а также осуществлять имитационное моделирование возникшей аварийной ситуации при различных метеоусловиях. Функция «Данные по аварии» дает возможность получить полный отчет о выбранной аварийной ситуации.
Программный модуль «Прогноз ЧС и последствий» выполняет следующие функции: прогнозирование по принятой методике направления распространения токсичных химических веществ (ТХВ), прогнозирование скорости и глубины распространения ТХВ, площади территории заражения, концентрации ТХВ в заданной точке; оценка численности людей, находящихся на территории заражения (территория со смертельными и поражающими токсодозами); определение вероятности получения населением в зоне заражения смертельной и пороговой токсодоз.
Входными данными программы являются исходные данные по аварии, источнику заражения и метеоданные, содержащиеся в таблице LOG_AV и других связанных с ней таблицах БД комплекса.
Выходными данными программы являются рассчитанные значения направления распространения ТХВ, скорости и глубины распространения; рассчитанные значения площади заражения территории, значения концентрации ТХВ (максимальное и среднее) как для всей зоны заражения, так и для конкретной точки; количество людей в зоне заражения; сформированный перечень мероприятий, направленных на ликвидацию аварийной ситуации и ее последствий; сообщения для оператора.
Запуск программы осуществляет функция «Расчет» главного окна программы «Ввод исходных данных». При этом в качестве параметра передается идентификатор записи в таблице LOG AV БД комплекса, которая содержит исходные данные о запроектной аварии.
Программный модуль «Отчет по прогнозу» осуществляет подготовку отчетов по текущей оперативной обстановке и по возможным вариантам дальнейшего развития оперативной обстановки. Входными данными программы являются исходные данные по запроектной аварии, источнику заражения и метеоданные, содержащиеся в таблице LOG AV и других связанных с ней таблицах БД комплекса, расчетные значения различных показателей, полученные в результате работы программы «Прогноз развития и последствий ЧС», команды пользователя по управлению программой. Выходные данные программы - совокупность сформированных отчетов по развитию ЧС и ее возможным последствиям.
Запуск программы происходит автоматически после выполнения программы «Прогноз ЧС и последствий» или из основного меню комплекса. После запуска выполняется процедура по формированию отчетов по аварийным ситуациям, генерируются соответствующие файлы в формате HTML. Затем открывается главное окно программы, которое представляет собой браузер, подобный Internet Explorer, но с меньшим набором функций, ориентированный на работу с отчетами по аварийной ситуации.
Программный модуль «Отображение прогноза на карте» реализует проблемно-ориентированный интерфейс пользователя, обеспечивающий просмотр развития ЧС с привязкой к карте местности. Возможно выполнение следующих функций: формирование карты местности, отображение на карте прогноза развития ЧС, отображение на карте населенных пунктов и численности населения в очаге заражения. Входными данными программы являются рассчитанные параметры зоны заражения, информация о населенных пунктах (число жителей) в зоне заражения, данные о параметрах
карты местности (масштаб, координатная сетка). Выходные данные программы - сформированное на карте местности отображение развития ЧС для населенных пунктов в зоне заражения. Запуск программы производится из главного меню комплекса, в результате появляется главное окно, содержащее карту местности района ЧС (рис. 2).
Главное окно программы, кроме карты местности, содержит информацию об условных обозначениях и набор управляющих элементов, посредством которых пользователь может изменять совокупность отображаемых на карте данных. При этом имеется возможность просмотра обстановки в зоне заражения на определенный момент времени.
В заключение следует отметить, что разработанный программно-технический комплекс включен в состав автоматизированной информационно-управляющей системы технической безопасности ОХ УХО, расположенных на территории Российской Федерации.
Литература
1. Матвеев Ю.Н. [и др.]. Качество, надежность и безопасность средств и систем автоматизации уничтожения химического оружия: монография. Тверь: Альфа-Пресс, 2009. 180 с.
2. Капашин В.П., Мухидов В.У., Матвеев Ю.Н. Минимизация ущерба от аварий на техногенных объектах: монография. Тверь: Полипресс, 2010. 218 с.
3. Матвеев Ю.Н., Наумович Т.В. О разработке пользовательских интерфейсов в компьютерных системах // Математика. Компьютер. Образование: сб. тр. VII Междунар. конф. Дубна, 1999. С. 131-132.
УДК 004.94
ПОСТРОЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ МУЛЬТИАГЕНТНОЙ МОДЕЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КЛАССИФИКАЦИИ ТРЕНДОВ
В.В. Гимаров, к.э.н.; В.А. Гимаров, д.т.н.; И.В. Иванова
(Смоленский филиал Московского энергетического института (технического университета),
/ви@рс1. вто1епзк. ги, 1уапоуа_1у@1а1. ги)
Рассматриваются возможности классификационного анализа данных на основании определения структурной и точечной близости между траекториями для решения задачи прогнозирования тенденций развития рынка с учетом существования статистической базы рыночных трендов. Предложена динамическая структура мультиагентной системы на основе результатов прогнозирования.
Ключевые слова: классификационный анализ, кластеризация, динамические данные, структурный анализ, точечное сопоставление, алгоритм нечетких с-средних, прогнозирование тенденций, мультиагентная модель.
Российская экономика находится в стадии перехода на инновационный путь развития. К факторам, сдерживающим процесс, относят несостоятельность инновационной инфраструктуры, нехватку экономической мотивации и финансирования для доведения инноваций до производственной стадии. В этих условиях особую актуальность приобретает задача концентрации усилий
государства и бизнеса на развитии высокотехнологичных секторов, в числе которых и отрасль информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), имеющая стратегическое значение для обеспечения условий развития информационной инфраструктуры.
Одним из направлений совершенствования деятельности организаций является разработка
