CC BY
76
УДК
Система поддержки принятия решений при ликвидации последствий чС в ЖКх на основе моделей инфраструктуры социально значимых объектов
Ю. В. Седельников Аннотация
В статье рассматриваются подходы принятия управленческих решений в условиях оперативного реагирования при чрезвычайных ситуациях с использованием моделей инфраструктуры социально значимых объектов. За основу взят метод применения автоматизированной системы поддержки принятия решений при авариях в системе ЖКХ.
Ключевые слова: чрезвычайная ситуация, коммуникация, решение, система, модель.
Decision Making support system in Elimination of Emergency situations Consequences in Housing and Municipal sector on the Basis of Infrastructural socially significant Objects Models
Y. Sedelnikov
Abstract
Article views different approaches to taking response management decisions in elimination of emergency situations consequences using infrastructural socially significant objects models based on the method of implementation of automatic decision taking support method in housing and municipal sector accidents.
Key words: emergency situation, communication, decision, system, model.
Все элементы ЖКХ — газо-, водо-, тепло-, энергоснабжение подвержены крупным авариям. По своим последствиям они могут быть сравнимы с авариями на опасных предприятиях или диверсиями. Так, масштабы разрушений, вызванных произошедшим в 2007 году на Филиппинах взрывом бытового газа в торговом центре Glorietta, заставили поначалу предположить наличие бомбы. Авария на Чагинской подстанции в мае 2005 года вызвала каскадное аварийное отключение электричества в Москве, Калужской
и Тульской областях. Авария на котельной и прорыв теплотрассы г. Северомуйск (январь 2010 г.) оставили в сильные морозы без теплоснабжения 27 жилых домов, в которых проживает 285 человек, из них 71 ребенок. Почти 50% жилого фонда в Петропавловске-Камчатском лишилось водоснабжения из-за аварии на водоводе, произошедшей в апреле 2010 г.
Возникновение чрезвычайных ситуаций (ЧС) на объектах ЖКХ, как правило, событие непредсказуемое, требующее оперативного реагирования. В таких
См! Securitiy Technology, Vol. 7, 2010, N0. 1-2 (23-24)
ситуациях необходимо не только точно определить уровень опасности и выработать перечень первоочередных мер противодействия, но и быстро и точно определить состав сил, средств и ресурсов, необходимых для ликвидации последствий ЧС, а также способы и тактику их использования. В ситуации, когда ЧС развивается стремительно, что обусловливает необходимость оперативного принятия решений, увеличивается вероятность принятия ошибочных решений. Даже в случае, когда информации для принятия решений достаточно, как правило, принимаются детерминированные решения, предлагающие один, далеко не оптимальный вариант. Решение задачи автоматизированного проектирования и оперативного планирования мер противодействия выполняется при помощи современных методов и моделей, реализованных в системе поддержки принятия решений (СППР) [1].
Автоматизированная СППР включает в себя векторную электронную карту с социально значимыми объектами (больницы, жилые дома, школы, детские сады и др.), схемы инфраструктуры системы жизнеобеспечения населения (газо-, водо-, тепло-, энергоснабжения), информационно-справочную базу данных, модуль актуализации исходных данных и модуль выработки вариантов управленческих решений. Система строится на основе двух базовых моделей — модели инфраструктуры ЖКХ и модели сил и средств, которые могут быть задействованы при ликвидации последствий ЧС.
Модель инфраструктуры ЖКХ необходима для оценки степени опасности последствий ЧС на объектах ЖКХ. Она построена по типу информационных моделей и состоит из двух частей. Первая часть — множество социально значимых объектов:
О = {о1; о2,..., о„}.
Каждый объект этого множества можно представить в виде кортежа:
о, =(N,Р, К, е/ (КV )) ,
где: N — вектор информации о численности людей по категориям граждан (например, общее количество людей в данном объекте, количество детей, больных, которым необходима помощь, лежачие больные и др.);
Р — вектор информации о характеристики объекта;
К — множество элементов коммуникаций задействованных на данном объекте;
е/ (К ,¥) — функция значимости влияния аварии на коммуникациях от климатических условий V .
Вторая часть — это древовидные структуры сетей коммуникаций, отдельно газо-, водо-, тепло-, энергоснабжения. Такую древовидную структуру можно построить из множеств узлов коммуникаций О , Ш , Н , Р для газо-, водо-, тепло-, энергоснабжения:
О = {§ ^ 8 2, * ■ ■} Р = {р 1, Р2,*..} Н = {Н 1, Н2,*..} Ш = {м1, ^2,*..}.
Элементами этих множеств являются отдельные узлы сетей коммуникации. Представление самих сетей основывается на картежах вида:
8 = (8,8Р,Р8), § е О, gp е О, 8 е О ,
где: О — сеть теплоснабжения;
8Р — исходный (родительский) узел коммуникации;
Р8 — вектор параметров.
Аналогичным образом определяются сети водо-, тепло-, энергоснабжения:
м> = ^ м>, м>р, Р^, еШ, м>р еШ, м> еШ, к = (к,Ир,Щ, к е Н, кр е Н, к е Н, р = ^р, рр,Рр^, р е Р, рр е Р, р е Р.
Использование древовидной структуры позволяет учитывать не только место самой аварии, но и выделять подмножества узлов, отключенных в результате данной аварии Оо с О , Шо с Ш , Но с Н , Ро с Р .
£о е Оо, если 3 £ = ^£о, £ор, Р^ е О, £ор е Оо
шо е Шо, если 3 V = ^шо, шор, Рш^ е Ш, шор е Шо
ко е Но, если 3 к =1^ко, кор,Рк^ е Н, кор е Но
ро е Ро, если 3 р = ^ро, рор, Рр^ е Р, рор е Ро
Возвращаясь к описанию модели социально значимых объектов, можно описать множество К, как:
К = Оо и Шо и Но и Ро,
Оо с О, Шо с Ш, Но с Н, Ро с Р,
где Оо,Шо, Но, Ро — узлы коммуникаций, к которым подключен объект.
Для наглядности представления обе части модели могут иметь переменные, связывающие их с электронной картой местности. Это позволяет как обозначить указание места произошедшей аварии, вызвавшей ЧС, так и обрисовать район, в котором будут в той или иной мере сказываться последствия ЧС. Эта связь может быть получена добавлением в элементы множеств переменных с координатами объектов и коммуникаций [2].
Зная место произошедшей аварии 8 е О , м>е Ш , Н е Н или рр е Р , из всего множества социально значимых объектов можно выделить подмножество тех объектов, на которые повлияет произошедшая ЧС:
о1 е О,если о1 =(N,Р,К,с/(к/)и § 11 | к | р е К, § е Go, 1 е Wo, h е Но, р е Ро.
Далеко не всем объектам понадобится помощь. Поэтому вторым этапом модели является выделение из этого множества критических объектов, которым нужна помощь. Все эти объекты можно разделить также по степени важности, введя оценочную функцию е/ (К ,¥ ). Эта функция зависит не только от информации, характерной для социально значимых объектов и сетей коммуникаций, но и от внешних факторов, таких, например, как температура воздуха.
Особенностью подобных моделей является то, что они должны учитывать не только прямое влияние аварии на социально значимые объекты, но и косвенное. Так, например, отключение электроэнергии в определенном узле электросети может вызвать остановку системы теплоснабжения на соответствующем социально значимом объекте, хотя на этом объекте отключение электроэнергии не произойдет. Для учета такого косвенного влияния модель может быть дополнена множеством объектов, связывающих различные коммуникационные сети.
Функционирование подобной СППР предполагает наличие как минимум трех основных режимов — в повседневной жизни, при угрозе возникновения и при возникновении ЧС. При этом в ее структуре задействованы различные модули. Так, например, режим «Повседневная деятельность» позволяет накапливать информационно-справочную базу данных и с учетом ее параметров определять риски возникновения ЧС.
СППР при угрозе или возникновении ЧС представляет собой интерфейс, включающий электронную карту, на которой необходимо задать место произошедшей ЧС, данные о ЧС и характер произошедших повреждений (например, поврежден такой-то электрический кабель). СППР предоставит информационную поддержку и предложит систему превентивных мероприятий по ликвидации последствий ЧС.
Информационная поддержка данной системы включает:
— наглядное отображение на электронной карте района ЧС;
— информацию о всех социально значимых объектах, находящихся в зоне ЧС; информацию о населении находящемся в зоне ЧС;
— схемы коммуникаций в зависимости от произошедшей ЧС (например, при аварии на электросетях — систему энергоснабжения в зоне ЧС);
— информацию о возможных местах размещения людей на время ликвидации ЧС и организациях и учреждениях, которые могут быть задействованы для решения задач первоочередного жизнеобеспечения; информацию о силах и средствах, которые могут быть привлечены к ликвидации последствий ЧС в данном районе. На основе полученных информационных данных система предложит варианты управленческих решений по превентивным мерам и мероприятиям по проведению аварийно-спасательных и других неотложных работ.
СППР поможет минимизировать негативные последствия ЧС. Это достигается посредством сокращения сроков принятия управленческого решения на основе полной информации об инфраструктуре района ЧС, а также учета имеющихся сил и средств по ликвидации последствий ЧС с учетом их территориального расположения. Органы управления имеют возможность постоянной корректировки принятого решения на основе получаемых данных об изменении оперативной обстановки в районе ЧС.
литература
1. Система поддержки принятия решений в человеко-машинных системах управления. Труды Института проблем управления РАН им. В. А. Трапезникова. Том VIII. М.: ИПУРАН, 2000. С. 46-59.
2. Хаксхольд В. Е. Введение в городские географические информационные системы. 1991. Изд. Оксфордского университета, перевод с англ., изд-во АГИТ 1996. 325 с.
Сведения об авторе
Седельников Юрий Викторович, генерал-майор, заместитель директора Департамента гражданской защиты.
