Защищена _______________________Оценка_____________________________

^Дата

Воронеж 2010

ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет вечернего и заочного обучения

Кафедра Технология и обеспечение гражданской обороны в чрезвычайных ситуациях

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по дисциплине “ Информатика ”

Тема работы: “ Организация и поиск информации в Internet ”

Студент группы ЧС-112 Квашнин Александр Сергеевич

^{фамилия, имя, отчество}

Перечень вопросов, подлежащих разработке:

Объём работы – 25 листов.

Срок защиты курсовой работы ________________________________________

Руководитель________________________________________Д.Д. Лапшин

^{дата, подпись инициалы, фамилия}

Задание принял студент А.С. Квашнин

^{дата, подпись инициалы, фамилия}

Замечания руководителя

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………...5

1 Теоретическая часть…………………………………………………………………....7

1.1 Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций………………………7

1.2 Органы, обеспечивающие мониторинг и прогнозирование ЧС…………………8

1.3 Методология прогноза……………………………………………………………..9

1.4 Гарантии эффективности принимаемых решений……………………………...11

2 Проектная часть………………………………………………………………………..13

2.1 Задачи и цели мониторинга и прогнозирования……………………………….13

2.2 Система мониторинга признаков подготовки землетрясений………………...14

2.3 Определение параметров прогнозирования землетрясений…………………..15

2.4 Подсистема ГИС как инструмент прогнозирования землетрясений…………16

2.5 Экспертная система……………………………………………………………...18

2.6 Реализация ГИС в Российско-Тайваньском сейсмопрогнозном

эксперименте……………………………………………………………………….........19

2.7 Система поддержки принятия решений на примере землетрясения

с использованием ГИС………………………………………………………………….22

Заключение…………………………………………………………………………...25 Список литературы…………………………………………………………………..28

Введение

Система поддержки принятия решений - компьютерная автоматизированная система, целью которой является помощь людям, принимающим решение в сложных условиях для полного и объективного анализа предметной деятельности. СППР возникли в результате слияния управленческих информационных систем и систем управления базами данных.

С помощью СППР может производиться выбор решений некоторых неструктурированных и слабоструктурированных задач, в том числе и многокритериальных.

СППР, как правило, являются результатом мультидисциплинарного исследования, включающего теории баз данных, искусственного интеллекта, интерактивных компьютерных систем, методов имитационного моделирования.

Сущность и назначение мониторинга и прогнозирования - в наблюдении, контроле и предвидении опасных процессов и явлений природы, техносферы, внешних дестабилизирующих факторов (вооруженных конфликтов, террористических актов и т.п.), являющихся источниками чрезвычайных ситуаций, а также динамики развития чрезвычайных ситуаций, определения их масштабов в целях решения задач предупреждения и организации ликвидации бедствий.

Деятельность по мониторингу и прогнозированию чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, ввиду их большого разнообразия, весьма многоплановая. Она осуществляется многими организациями (учреждениями), при этом используются различные методы и средства. Так, например, мониторинг и прогноз событий техногенного характера на территории опасного производственного объекта осуществляется объектовым звеном ГО и ЧС.

Необходимо подчеркнуть, что качество мониторинга и прогноза чрезвычайных ситуаций определяющим образом влияет на эффективность деятельности в области снижения рисков их возникновения и масштабов. Важность этого направления в деле защиты населения и территорий от природных и техногенных чрезвычайных ситуаций нашла свое отражение в распоряжении Президента Российской Федерации от 23 марта 2000 г. № 86-рп, определившем необходимость и порядок создания в стране системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций.

Нарастание потенциальных опасностей и повышение их риска возникновения ЧС в техногенной сфере, в первую очередь связанное с расширением промышленного производства, несомненно, требует качественного мониторинга, своевременного прогнозирования, усиления мер по противодействию техногенным катастрофам и снижению рисков возникновения техногенных ЧС.

От эффективности и качества проведения мониторинга и прогнозирования во многом зависит эффективность и качество разрабатываемых программ, планов и принятия решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

1 Теоретическая часть

1.1 Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций

В целом результаты мониторинга и прогнозирования являются исходной основой для разработки долгосрочных, среднесрочных и краткосрочных целевых программ, планов, а также для принятия соответствующих решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций.

В последние годы активно внедряются методы планирования мероприятий по данной проблеме на основе прогнозирования и анализа рисков чрезвычайных ситуаций.

Основными задачами анализа и прогнозирования рисков чрезвычайных ситуаций являются:

- выявление и идентификация возможных источников чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на соответствующей территории;

- оценка вероятности (частоты) возникновения стихийных бедствий, аварий, природных и техногенных катастроф (источников чрезвычайных ситуаций);

- прогнозирование возможных последствий воздействия поражающих факторов источников чрезвычайных ситуаций на население и территорию.

На первом этапе анализу подвергаются источники чрезвычайных ситуаций, в результате возникновения и развития которых существенно:

- нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей на соответствующей территории;

- возможны человеческие жертвы или ущерб здоровью большого количества людей;

- возможны значительные материальные потери;

- возможен ущерб окружающей среде.

При выявлении источников чрезвычайных ситуаций наибольшее внимание уделяется потенциально опасным объектам, оценке их технического состояния и опасности для населения, проживающего вблизи от них, а также объектам, находящимся в зонах возможных неблагоприятных и опасных природных явлений и процессов.

На следующем этапе проводится оценка вероятности возникновения стихийных бедствий, аварий, природных и техногенных катастроф и величины возможного ущерба от них, которые и характеризуют риск соответствующих чрезвычайных ситуаций.

Следует подчеркнуть, как подсказывает многолетний опыт, что без учета данных мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций нельзя планировать развитие территорий, принимать решения на строительство промышленных и социальных объектов, разрабатывать программы и планы по предупреждению и ликвидации возможных чрезвычайных ситуаций.

1.2 Органы, обеспечивающие мониторинг и прогнозирование ЧС

Прогноз вероятности возникновения аварий на объектах экономики и их возможных последствий организуется и осуществляетсяобъектовым звеном ГО и ЧС, руководителями и специалистами.

Их основными задачами являются:

- сбор, анализ и представление в соответствующие органы государственной власти информации о потенциальных источниках чрезвычайных ситуаций и причинах их возникновения;

- прогнозирование чрезвычайных ситуаций и их масштабов;

- организационно-методическое руководство, координация деятельности и контроль функционирования соответствующих звеньев (элементов) системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций;

- организация проведения и проведение контрольных лабораторных анализов химико-радиологического и микробиологического состояния объектов окружающей среды, продуктов питания, пищевого, фуражного сырья и воды, представляющих потенциальную опасность возникновения чрезвычайных ситуаций;

- создание и развитие банка данных о чрезвычайных ситуациях;

- организация информационного обмена, координация деятельности и взаимодействие с территориальными центрами мониторинга.

Методической базой решения задач прогнозирования являются соответствующие методики.

Современные средства, информационные технологии позволяют на основе компьютерных технологий оценить поражающие факторы, оперативно получить объективные оценки прогнозируемого ущерба и разработать рекомендации для принятия рационального управленческого решения.

Наиболее значимыми и остро необходимыми задачами (объектами или предметами) прогнозирования являются:

- вероятности возникновения каждого из источников чрезвычайных ситуаций (опасных природных явлений, техногенных аварий, экологических бедствий, эпидемий, эпизоотий и т.п.) и, соответственно, масштабов чрезвычайных ситуаций, размеров их зон;

- возможные длительные последствия при возникновении чрезвычайных ситуаций определенных типов, масштабов, временных интервалов или их определенных совокупностей;

- потребности сил и средств для ликвидации прогнозируемых чрезвычайных ситуаций.

1.3 Методология прогноза

Факт эксплуатации разнообразных опасных объектов подразумевает использование нескольких различных методов анализа возможности возникновения чрезвычайной ситуации в зависимости от степени изученности того или иного объекта исследования. Используются методы:

- вероятностно-статистические (по известной статистике аварийных событий на однотипных объектах (имевших место в прошлом));

- графоаналитические (путем графоаналитического исследования структуры причинно-следственных связей факторов, приводящей к аварии);

- экспертных оценок;

- экспресс-анализа наблюдаемых параметров функционирующего объекта;

- шкал опасности потенциально опасных веществ и их количества, так называемых «индексов опасности» и др.

Использование методологического подхода предусматривает возможности использования различных инструментов (статистики, метода деревьев отказов и событий и т.д.) для выявления и количественного описания всех путей (сценариев) возникновения инициирующих событий.

К числу моделируемых процессов относятся физико-химические аварии (взрыв, пожар, рассеивание облаков, разлитие жидкостей и др.) и действия, возникающие в чрезвычайных ситуациях.

На основе описаний и расчетов для каждого из характерных аварийных сценариев строятся зоны распространения физических параметров в окружающей среде и соответствующие им материальные и социальные риски, а также распределения потенциальных опасностей по территории объекта.

В основе расчета рисков лежат:

- методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов;

- анализ видов, последствий и критичности отказов, основные положения;

- методика расчета участвующей во взрыве массы вещества и радиусов зон разрушений;

- метод определения вероятности возникновения пожара (взрыва) на пожаровзрывоопасном объекте;

- метод расчета индивидуального и социального риска для производственных зданий;

- метод оценки индивидуального риска для наружных технологических установок;

- метод оценки социального риска для наружных технологических установок;

- методика оценки последствий аварийных взрывов топливно-воздушных смесей.

Использование нескольких различных методов анализа риска, обусловлено эксплуатацией разнообразных опасных объектов.

При оценке риска проводится моделирование (расчет, построение) многочисленных сценариев аварий на объекте, обусловленных различными инициирующими событиями. Результатами оценки риска является выявление наиболее часто проявляемого события (наиболее вероятного) и наиболее тяжелых ситуаций с оценкой вероятности их проявлений. На основе описаний и расчетов для каждого из характерных аварийных сценариев строятся зоны распространения физических параметров в окружающей среде и соответствующие им материальные и социальные риски, а также распределения потенциальных опасностей по территории объекта.

1.4 Гарантии эффективности принимаемых решений

В системах документационного управления важнейшей функцией лица, принимающего решение - эксперта является предоставление гарантий эффективности принимаемых решений. Экспертные гарантии– это комплекс правовых норм и нормативов, инструкций и распорядительных документов, обеспечивающих положительное значение функции полезности документируемых решений эксперта, выполнение которых он подтверждает своим личным идентификатором (личная подпись, электронная цифровая подпись и т.п.).

Можно выделить следующие составляющие экспертных гарантий:

- временные гарантии;

- квалиметрические гарантии;

- гарантии ригидности;

- гарантии совместимости;

- гарантии конфиденциальности.

Временной гарантиейэксперта является обеспечение постоянного нормативного уровня информационной инерционности или его стабильного снижения при отсутствии замечаний по срокам исполнения документов.

Для интерпретации информации, т.е. ее идентификации, понимания и оценки требуется определенное время, ограничивающее скорость работы эксперта и характеризующее информационную инерционность (запаздывание) принятия решений (I_i), которая характеризуется следующей формулой:

(1)

где т – количество документов, поступающих ЛПР за фиксированный промежуток времени (например, месяц);

t_n – нормативное время обработки документа;

t_i – время идентификации документа;

t_u – время, необходимое для понимания документа;

t_a – время, необходимое для оценки и фильтрации информации, содержащейся в документе.

2 Проектная часть

2.1 Задачи и цели мониторинга и прогнозирования

Процедура мониторинга и прогнозирования позволяет оценить существующую природно-техногенную угрозу для населения и территории. Путем разработки систем поддержки принятия решений, построения существующих зон природно-техногенного риска, прогнозируемых зон поражения появляется возможность целевого инвестирования на предупредительные мероприятия по предотвращению чрезвычайных ситуаций, смягчению их последствий и в целом снижения уровня риска данной природной или техногенной опасности. Это позволяет перейти от бессистемной практики осуществления неотложных защитных мероприятий и действий по ликвидации чрезвычайных ситуаций к последовательной территориальной политике управления риском от опасных процессов, основанной на заблаговременном выявлении и предупреждении (профилактике) опасностей.

Процесс мониторинга и прогнозирования включает в себя:

- изучение и установление локальных и общих закономерностей, факторов развития и времени образования опасных процессов как непосредственно на оцениваемом участке, так и на прилегающих к нему территориях в крупном, среднем, а иногда и в более мелком масштабе;

- пространственно – временное прогнозирование опасных техногенных процессов, включающее определение основных энергетических параметров процессов, мест их локализации, повторяемости (вероятности) и степени опасности (энергетического класса);

- установление социальных, экономических, экологических, селитебных, конструктивных, технических и других характеристик и параметров объектов в зонах возможного поражения опасными природными и техногенными процессами, а также степени уязвимости этих объектов в указанных сферах при воздействии процессов определенного энергетического класса;

- анализ, оценка и картографирование риска в различных сферах, установление регламентов производственной деятельности в зонах возможного поражения, проработки вариантов и определения наиболее эффективных мероприятий по обеспечению безопасности и защите населения и объектов производства от опасных воздействий.

Решение этих целей и задач позволит учесть ряд противоречиво влияющих на принимаемое решение по осуществлению мер защиты на объектовом и муниципальном уровнях факторов:

- число уязвимых элементов инфраструктуры, подверженных действию поражающих факторов техногенного пожара;

- различную уязвимость элементов инфраструктуры по отношению к источникам опасности;

- силу поражающих факторов;

- объем принимаемых мер защиты и цену их осуществления;

- разброс силы поражающих факторов, действующих на элементы инфраструктуры, и их уязвимости;

- выделяемые ресурсы на ликвидацию последствий прогнозируемых чрезвычайных ситуаций и проведение превентивных мер защиты.

Полученные результаты позволяют решить задачу обоснования рациональной защищенности территории от техногенных и природных опасностей, нормирования требований к устойчивости элементов, а также решать другие задачи.

2.2 Система мониторинга признаков подготовки землетрясений

Несмотря на то, что сегодня известно более 200 предвестников ЗМТ различной природы, определить с приемлемой точностью дату, место и силу ЗМТ не удается. Более того, предвестники в классическом представлении на самом деле таковыми не являются. С позиций приведенной концепции они представляют собой локальные проявления глобальных геофизических аномалий. Но в таком случае на каких принципах необходимо строить системы мониторинга и каковы критерии отбора аномальных признаков? Специалистам НЦ ОМЗ с коллегами удалось сформировать систему, включающую следующие основные структурные элементы:

- станции гравиметрических измерений Центра «Прогноз» Тульского государственного университета;

- станции подземных протонных измерений дистантной школы «Космометеотектоника» в г. Петропавловске-Камчатском;

- станции электротеллурических измерений Какиока, Мемамбецу, Каноя в Японии и Пиргос, Хиргос, Афины в Греции. Данные в открытом доступе на сайтах http://www.kakiokajma.go.jp; www.earthquakepredction.gr;

- спутниковые системы дистанционного зондирования METEOSAT, MT SAT, GOES на геостационарной орбите и низкой орбите TERRA, AQUA, «Ресурс-ДК», «Метеор-М» с наклонением и тематической обработкой данных в НЦ ОМЗ;

- базы данных гелиогеофизических параметров различных стран: NOAA/NWS (http://www.swpc.noaa.gov), Solar Terrestrial Activity Report -(http://www.solen.info/solar/index.html), ATC Technologies Solar (http://www.lmsal.com).

Перечисленные три группы станций, а также базы гелиогеофизических данных позволяют регистрировать отклики глобальных геофизических аномалий, предваряющих наступление сейсмических событий. Обработанные и проанализированные по соответствующим методикам данные измерений позволяют выявить причинно-следственную связь между процессами в соответствии с закономерностью сейсмогенеза. По факту пространственно-временного совпадения аномалий в регистрируемых процессах можно судить о приближении мощных ЗМТ и рассчитать их параметры — дату, место, силу.

2.3 Определение параметров прогнозируемого землетрясения

Вычисление даты сейсмического события основано на связи солнечной, геомагнитной и сейсмической активности. Запуск ЗМТ происходит по 7-суточной гармонике в среднем на 14-е или 22-е сутки после геоэффективных явлений на Солнце, т. е. явлений, вызывающих геомагнитные возмущения. Возможные зоны ЗМТ определяются в местах пересечения совокупности возмущенных геомагнитных силовых трубок с границами тектонических плит, блоков или разломов, накопивших достаточный для сброса упругой энергии потенциал механических напряжений и деформаций. Совокупность отмеченных силовых трубок образует сейсмомагнитный меридиан запуска, который рассчитывается по определенным формулам и методикам. Магнитуда ЗМТ рассчитывается на основе облачных сейсмотектонических индикаторов (ОС). Установлена логарифмическая связь между максимальной протяженностью облачной структуры, трассирующей активизированный сейсмотектонический участок, и потенциальной магнитудой:

M = lnD/D₀, (2)

где М - магнитуда возможного ЗМТ;

D - максимальная протяженность ОС [км] над активной сейсмотектонической областью;

D₀ - эталонное облако протяженностью 1 км, полученное теоретически и подтвержденное модельными экспериментами.

ОС используются также для локализации в сторону увеличения или уменьшения выявленной по сейсмомагнитным меридианам 7-градусной зоны возможного ЗМТ.

В базе данных НЦ ОМЗ накоплены тематически обработанные спутниковые данные облачных структур с сейсмопризнаками по наиболее мощным и катастрофическим ЗМТ 2002 - 2010 гг.

Приведенные формулы, логические схемы, методики выявления признаков используются в экспертной системе ГИС.

2.4 Подсистема ГИС как инструмент прогнозирования землетрясений

Методика выявления сейсмопризнаков, расчет параметров возможного ЗМТ, планирование применения средств мониторинга и получения данных осуществляются в НЦ ОМЗ в среде разработанной автором подсистемы ГИС. В ней анализируется гелиогеофизическая обстановка, направленность сейсмического процесса, положение сейсмомагнитных меридианов относительно сейсмотектонических зон. Особую роль играет анализ ОС на основе снимков со спутников Meteosat, MTSAT, NOAA, Terra, Aqua и др.

В качестве средства реализации ГИС используется ГИС-приложение ArcGIS 9.3.1, в котором проводится сбор данных, а также анализ и оценка сейсмической ситуации, мониторинг и прогнозирование ЗМТ. На рисунке 1 показана структурная схема ГИС для решения задач мониторинга и прогноза ЗМТ, используемая в НЦ ОМЗ.

Рис.1 - Структурная схема ГИС для решения задач мониторинга

и прогноза землетрясений

В рамках решения задач мониторинга землетрясений, анализа и оценки сейсмической обстановки и прогнозирования ЗМТ используются следующие пространственные данные (слои ГИС):

Цифровые карты: а) картографическая основа в проекции Меркатора, в качестве которой используется карта мира, поставляемая с пакетом ArcGIS, на которую наносят все данные, применяемые для создания подсистемы ГИС как составной части методики прогнозирования ЗМТ; б) карты границ литосферных плит различного ранга, а также карты разломов. Источником данных служит векторная карта-модель литосферных плит (Plate Boundary Model PB2002) П. Берда, векторизованная схема глубинных разломов территории бывшего СССР, векторизованные карты других зон Земли.

Регулярно пополняемая и поддерживаемая база данных ЗМТ. В ней содержатся сведения о произошедших ЗМТ; источник: сайт Геологической службы США (USGS) и Европейского сейсмологического центра (EMSC).

Цифровые космические снимки облачного покрова с различных спутников (Terra, Aqua, Meteosat, MTSAT-1R и др.), по которым исследуются методом визуального компьютерного дешифрирования облачные сейсмотектонические индикаторы.

База данных сейсмомагнитных меридианов, которая используется для расчета потенциальных зон риска ЗМТ. В НЦ ОМЗ регулярно создаются карты магнитных меридианов для всей Земли на конкретные даты. По этим данным выявляются предварительные зоны возможных ЗМТ.

База данных наземных измерений, содержащая гравиметрические, теллурические, протонные данные.

К продуктам ГИС для решения задач мониторинга и прогнозирования ЗМТ относятся карты-схемы краткосрочного прогноза на расчетные даты. Эти карты схемы, помимо основной карты зон потенциальной сейсмической опасности, включают врезки в виде графиков геофизических данных с выделенными аномалиями, космические снимки с ОС, сейсмомагнитные меридианы, карты границ плит и разломов.

2.5 Экспертная система

Интеграция ГИС и экспертных систем открывает широкие возможности для оперативного анализа различных процессов и явлений, в частности при прогнозе ЗМТ. По существу формализация закономерностей концепции сейсмогенеза, выявление облачных и других сейсмоиндикаторов составляют алгоритмическую, логико-функциональную суть разрабатываемой экспертной системы. При этом автоматизация поиска и выделения на космоснимках облачных структур с сейсмопризнаками является наиболее сложной и трудноформализуемой задачей.

И это несмотря на то, что математические методы распознавания образов достаточно хорошо разработаны. Вся проблема заключается в выборе и математическом описании классов признаков ОС и организации соответствующих решающих правил, позволяющих идентифицировать ОС и отнести их к определенному классу. Экспертами НЦ ОМЗ таких классов признаков сформировано более 7. На данном этапе разработки ЭС удается небезуспешно определять места возможных ЗМТ, рассчитывать потенциальные магнитуды по любому сейсмоопасному региону мира. На рисунке 2 приведена сюжетная линия анализа экспертной системы.

Рис. 2 - Сюжетная линия анализа ЭС мониторинга

и прогноза землетрясений

2.6 Реализация ГИС в Российско-Тайваньском сейсмопрогнозном эксперименте

В качестве примера применения ГИС, проверки основных закономерностей концепции сейсмогенеза приведем результаты прогнозного эксперимента по сейсмотектонической зоне Юго-Восточной Азии. Эксперимент проводился группой российских исследователей с октября 2009 г. по май 2010 г. Результаты эксперимента удивили даже его участников: пять последовательных успешных реализаций заявленных в прогнозах сейсмических событий с магнитудой М 6,0+, попавших в прогнозную зону радиусом, равным 7°, при одном пропуске события — 19.12.2009 г. с магнитудой М 6,4. На рисунке 3 представлена оперативная прогнозная карта перед ЗМТ 03.10.2009 г. на о. Тайвань с магнитудой М 6,0, полученная с помощью разработанной подсистемы ГИС.

Рис. 3 - Прогнозная карта по Тайваньско-Окинавской зоне,
созданная в подсистеме ГИС

Расшифровка основных условных обозначений приведена в легенде карты. Прогнозные параметры были следующими: дата до 5-го октября, зона радиусом 7°, возможная магнитуда М 6,5. Прогноз передан тайваньским коллегам за неделю до события, после чего начался совместный эксперимент.

Первая реализация прогноза. О напряженной геофизической обстановке на Филиппинской плите сигнализировала серия из 4 тайфунов в сентябре-октябре и ЗМТ на о. Рюкю 30.10.2009 г. с М 6,8. Совокупность аномальных признаков на Тульской гравиметрической станции, электротел-лурики в Греции, георотационных параметров и протонов на Камчатской станции, выявленных одновременно 27.10.2009 г., указала на подготовку мощного ЗМТ. Облачные сейсмоиндикаторы, динамика и параметры которых представлены на рисунке 4 по космоснимкам MTSAT за 31.10.2009 г. над Филиппинской плитой, также указывали на подготовку сильного ЗМТ.

Рис. 4 - Динамика облачных сейсмоиндикаторов

в Тайваньско-Филиппинской зоне

Первая группа ОС появилась 31.10.2009 г. над северной оконечностью главного филиппинского сдвига в 02:00 - 05:00 UT (снимки 1 - 4). ОС продолжали появляться над Филиппинами 02-03.11.2009 г. в интервале 22:30 - 02:00 UT. Протяженность ОС вдоль северного участка Манильского желоба, равная 400 км, давала потенциальную магнитуду M = ln 400 ~5.9. Реальная магнитуда по разным источникам (USGS, EMSC, CWB) была 5.8 - 6.0, что оказалось в пределах точности метода ± 0,2 для прогнозируемых магнитуд.

Возможными датами событий в расчетах по сейсмомагнитным меридианам (проекциям геомагнитных силовых трубок на моменты начала 23.10.2009 г. и 30.10.2009 г. геомагнитных возмущений) в соответствии с закономерностью 7 концепции могли быть числа 6, 13 или 20 ноября ± 2 суток. Реальное событие произошло 5 ноября, совпав в пределах точности метода по дате. Таким образом, прогноз оправдался по дате, месту и магнитуде.

2.7 Система поддержки принятия решений по управлению на примере землетрясения с использованием ГИС

Пример землетрясения с использованием ГИС-технологий. В течение нескольких лет исследователи корпорации ImageSat изучали, как технологии дистанционного зондирования могут помочь в устранении последствий крупных землетрясений. Одна из последних разработок компании в этом направлении использование спутниковых изображений для анализа последствий землетрясения в Алжире является важным этапом в деле исследования землетрясений.

Событием, которое послужило причиной данного исследования, стало обширное землетрясение силой 6,8 балла по шкале Рихтера, произошедшее в Алжире 21 мая 2003 г. Наиболее интенсивные толчки наблюдались в густонаселенных городах Rouiba, Boumerdes и Thenia к востоку от столицы Алжира. Первым делом необходимо было оценить и по возможности уменьшить количество жертв и пострадавших от стихийного бедствия; задача чрезвычайно тяжелая, учитывая, что общее количество погибших достигло 2 287, а пострадавших 11 тыс. Второй по важности задачей была оценка ущерба и восстановление разрушенного. В районе землетрясения было уничтожено около 182 000 жилых домов и 6 200 общественных зданий, включая школы и больницы.

Данное исследование наиболее полное изучение предмета на сегодня было проведено совместно с Многофункциональным центром технических исследований землетрясений (MCEER), главный офис которого находится в Университете Буффало, и при поддержке Оклендского института технических исследований землетрясений в Калифорнии (EERI). MCEER финансировал проект как часть своей деятельности по повышению способности общества ликвидировать последствия стихийных бедствий и катастроф. EERI предоставил изображения, полученные со спутника QuickBird компании DigitalGlobe в рамках программы «Изучение землетрясений». Изображения высокого разрешения были проанализированы исследователями корпорации ImageCat Токийского университета и несколькими другими исследовательскими организациями во всем мире, изучающими возможности использования данных ДЗЗ для устранения последствий стихийных бедствий и катастроф. Чтобы определить потенциальные возможности использования спутниковых снимков для оценки ущерба и координации усилий по оказанию помощи, исследователи обратились к компании DigitalGlobe для получения снимков QuickBird района землетрясения до и после толчков. DigitalGlobe предоставила из своих архивов данные, полученные со спутника QuickBird 22 апреля 2002 г. приблизительно за год до землетрясения и 23 мая 2003 г. через два дня после землетрясения. Изображения QuickBird, полученные 18 июня 2003 г., позволили исследователям продолжить наблюдение за процессом восстановления.

Рис.5

Для того чтобы принять оптимальное решение, необходимо:

- уяснить задачи;

- оценить обстановку;

- выработать решение (варианты действий);

- спланировать дальнейшие действия;

- организовать выполнение плана.

Выработка и принятие управленческих решений осуществляется при постоянном изменении внешних и внутренних условий функционирования системы. Это делает необходимым использование современных методов информационного обеспечения ЛПР, таких как геоинформационные системы.

В основу геоинформационного подхода входят следующие принципы геоинформационной поддержки управления. Основной принцип состоит в необходимости обеспечения соответствия собственного пространства. Требования принципа – использование геоинформации как единой основы для всех этапов управления. Категории управления должны иметь территориальное выражение, представление, методы обработки геоданных и должны обеспечивать активность геоинформации в системе управления. Под активностью геоинформации понимаются такие параметры организации ее представления и использования, при которых геоинформация достигает уровня принятия решений. В задачах управления различается собственно активность геоинформации и активность процессов ее использования. Геоинформация активна в том случае, когда с ее помощью для ЛПР: выделяются наиболее значимые факторы обстановки и оценки, показываются тенденции изменения этих факторов и оценок, описательные рекомендации руководящих документов получают пространственную интерпретацию и т.д. Процессы использования геоинформации становятся активными, если в результате ее обработки на электронной карте (в геопространстве) отображаются неблагоприятные для использования процессы.

Заключение

Городские информационные системы обеспечивают автоматизированный анализ, быстрый обмен данными и эффективную скоординированную работу. ГИС позволяют представить разнообразную информацию в наиболее наглядной, удобной для понимания форме и, тем самым, способствуют проведению корректной оценки степени рисков, связанных с природными и антропогенными факторами.

Актуальная обновляемая с помощью ГИС информация даёт возможность принимать наиболее целесообразные решения и осуществлять реальный контроль ситуации в случае ЧС. Проведение инвентаризации строений, создание тематических карт и реализация запросов к базе данных помогают выделить наиболее сейсмически опасные зоны и объекты на территории города. Рассмотрение сценариев по типу «что если..?» позволяет разработать мероприятия по сокращению потенциального ущерба, более рационально разместить потребные силы и ресурсы. На основе программных продуктов ESRI можно быстро создать приложения по поддержанию готовности на случай ЧС. ГИС технология обеспечивает управление большими объемами разнообразной информации, помогает властям в разработке стратегии действий, направленных на сокращение ущерба от землетрясений.

В свете изложенного основными задачами структурных элементов, участвующих в организации мониторинга окружающей среды, неблагоприятных и опасных природных явлений и процессов и прогнозировании чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, являются:

- создание, постоянное совершенствование и развитие на всех уровнях соответствующих систем (подсистем, комплексов) мониторинга окружающей среды, прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

- совершенствование систем поддержки принятия решений по мониторингу и прогнозированию ЧС природного и техногенного характера;

- оснащение организаций и учреждений, осуществляющих мониторинг окружающей среды и прогнозирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, современными техническими средствами для решения возложенных на них задач;

- координация работ учреждений и организаций на местном, территориальном и федеральном уровнях по сбору и обмену информацией о результатах наблюдения и контроля за состоянием окружающей природной среды;

- координация работ отраслевых и территориальных органов надзора по сбору и обмену информацией о результатах наблюдения и контроля за обстановкой на потенциально опасных объектах;

- создание информационно-коммуникационных систем для решения задач мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций;

- создание информационной базы об источниках чрезвычайных ситуаций, масштабах чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

- совершенствование нормативной правовой базы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

- определение органов, уполномоченных координировать работу учреждений и организаций, решающих задачи мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

- обеспечение с установленной периодичностью (в экстренных случаях немедленно) представления данных мониторинга окружающей среды и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, соответствующих анализов роста опасностей и угроз и предложений по их снижению;

- своевременное рассмотрение представляемых данных мониторинга окружающей среды и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, принятие необходимых мер по снижению опасностей и угроз, предотвращению чрезвычайных ситуаций, уменьшению их возможных масштабов, защите населения и территорий в случае их возникновения.

- разработать реальный механизм привлечения к ответственности руководителей органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органов местного самоуправления и отдельных должностных лиц за невыполнение требований законодательства в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.

Необходимые направления государственной политики в области предупреждения чрезвычайных ситуаций

- создание и развитие научно - методических основ управления природными и техногенными рисками чрезвычайных ситуаций в Российской Федерации и развитие необходимой нормативной, правовой и методической базы для обеспечения государственных процедур контроля и нормирования природных и техногенных рисков.

- развитие на федеральном и региональном уровнях экономических механизмов регулирования деятельности по снижению рисков и смягчению последствий чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера и развитие системы информационного обеспечения управления риском чрезвычайных ситуаций на базе новых информационных технологий.

- совершенствование материально - технического обеспечения для снижения риска и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера, а также повышение эффективности мероприятий при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера за счет разработки и применения инженерно - технических средств, созданных на основе современных технологий.

- стимулирование создания энергосберегающих и экологически безопасных технологий, исключающих возможность возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера и минимизирующих их влияние на окружающую среду.

- развитие и совершенствование систем мониторинга и сетей наблюдения, в том числе международных, и лабораторного контроля чрезвычайных ситуаций.

Список литературы

1 А.Е. Богданов. Мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций. Объединение ОКО, Екатеринбург. – Электрон. дан. – Режим доступа: http://www.ugi.ru/archivKonfUGI/konfGOCHS2004/tezisGOCHS/Bogdanov.html.

2 РД 03-418-01. Методические указания по проведению анализа риска опасных промышленных объектов.

3 А.Н. Елохин. Анализ и управление риском: Теория и практика / Елохин А.Н. – М.: ООО «ПолиМЕдиа», 2002.

4 Б.С. Мастрюков. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.

5 Руководство по установке и использованию системы поддержки принятия решения «Выбор».

6 М.И. Фалеев. Политика предотвращения техногенных аварий и катастроф. – М.: Институт риска и безопасности, 2002.