ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЗАДАЧАХ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМИ СИТУАЦИЯМИ МУНИЦИПАЛЬНОГО УРОВНЯ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЗАДАЧАХ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМИ СИТУАЦИЯМИ МУНИЦИПАЛЬНОГО УРОВНЯ
Аннотация
В статье представлены задачи по функционированию комплекса компьютерных программных и аппаратных средств, предназначенных для управления и мониторинга действий оперативных служб муниципального уровня. Приведены сведения о назначении и условиях применения программно-аппаратного комплекса и операциях, которые выполняет пользователь. В статье представлен анализ функций информационных систем, используемых при решении задач оперативного управления ЧС и предложены методы интеграции элементов АИС на базе семантических технологий. Представлена система поддержки принятия решений для органов управления МЧС РФ уровня субъекта РФ. Информационная поддержка управления осуществляется на основе геоинформационной системы и web-интерфейса, интегрированных с базами данных по силам и средствам при ликвидации чрезвычайных ситуаций. Компьютерные технологии и интеллектуальная информационная поддержка деятельности специалистов позволяет повысить оперативность и качество работы оперативных дежурных смен центров управления в кризисных ситуациях.
1. Введение
Управление действиями и оперативными мероприятиями по предупреждению и ликвидации различных типов чрезвычайных ситуаций в современных условиях требует использования значительного состава автоматизированных систем (АС) , , . Причем диапазоны и содержание функциональных задач, принадлежащих оперативным решениям по управлению чрезвычайными ситуациями (ОУЧС), выросли значительно и включают большой комплекс расчетных и прогнозных задач в реальном масштабе времени и задач по анализу данных для мониторинга ЧС, в частности при ликвидации последствий ЧС муниципального уровня . Актуального решения в настоящее время требует задача интеграции геоинформационных систем, использующих данные из распределенных источников при управлении различными подведомственными организациями в условиях крупных городов .
При этом одной из важнейших задач является обеспечение эффективного информационного обмена между такими системами, эффективного поиска и доступа к данным, в котором значительная роль принадлежит метаданным.
Цель исследований – анализ функций информационных систем, используемых при решении задач ОУЧС и разработка интеграционных элементов АИС на базе семантических технологий. Автором исследуются возможности объединения элементов АИС на базе методов «инженерии онтологий», которые в настоящее время не используются для действий со слабо формализованными данными в задачах ОУЧС муниципального уровня.
Научная новизна предлагаемого автором решения заключается в организации интеллектуального информационного пространства (ИИП) и поддержки принятия решений ОУЧС муниципальных образований на основе взаимодействия всех уровней управления ЧС с использованием методов онтологий. В результате исследований предлагается структура информационной поддержки при решении задач ОУЧС, которая осуществляется на основе ИИП, интегрированного с ГИС и базами данных по силам и средствам.
2. Основные методы и процессы управления ЧС муниципального уровня
Действия по мониторингу и ОУЧС осуществляются при взаимодействии многих организаций, которые рассматривают применение различных методов и моделей .
К числу основных приемов ОУЧС можно отнести методы определения масштабов ЧС и модели представления динамики развития ЧС.
Объект автоматизации определяет процессы сбора информации по ОУЧС, которые требуют комплексного реагирования. Также в процессе создания ИИП необходимо формализовать процессы принятия решений и привлечения сил и средств ЭОС (экстренных оперативных служб города) и произвести формирование статистики и расширенной аналитики по происшествиям и ЧС:
Организация учета и структурирование информации о происшествиях и ЧС и алгоритмах привлечения экстренных оперативных служб города при комплексном реагировании предполагает решение следующих задач :
1. Процессы учета и структурирование данных о заявителях.
2. Процессы сбора, структурирование и методы анализа сведений об ЭОС.
3. Дополнительные возможности ИИП при реагировании на происшествия и ЧС:
– обогащение первичной информации при регистрации карточки происшествия или ЧС за счет получения дополнительных данных из автоматизированных источников;
– фиксация решений, для управления и координации действий ЭОС;
– отслеживание времени комплексного реагирования.
4. Процессы учета, структурирование и анализ производимых действий:
– оценка социально-экономических последствий ЧС с выдачей рекомендаций ЭОС;
– поддержка процессов по совершенствованию планирования (в том числе имеющихся в наличии и необходимых сил и средств);
– документирование и оценка показателей эффективности при комплексном реагировании.
5. Процессы сбора и структурирование сведений и данных о статусах реагирования на происшествия ЭОС.
6. Обновление первичных данных при регистрации карточки происшествия за счет получения дополнительных сведений из информационных систем ЭОС.
Условием применения системы является развернутый комплекс программно-технических средств системы в центре обработки вызовов и резервном центре обработки вызовов города.
Система обеспечивает выполнение следующих функций в разрезе подсистем:
Ф1 «Прием и обработка вызовов 112»:
– представление процесса регистрации и структурирования информации о вызовах, поступающих в Центр обработки вызовов 112 города;
– мониторинг состояния специализированной техники оперативных экстренных служб города;
– представление процесса взаимодействия с гражданами;
– информирование пользователя о системных событиях и событиях внешних информационных систем, а также об их статусе;
– контроль заполнения и обработки карточек происшествия (КП);
– объединение КП в группы;
– прием обращений, полученных по различным каналам связи;
– просмотр реестра КП на экране мониторинга оперативной обстановки;
– учет номера автоматизированного рабочего места оператора;
– работа с отложенным напоминанием;
– регистрация и структурирование информации о вызовах;
– предоставление консультационно-справочной помощи.
Ф2 «Управление единым регламентом»:
– ведение единого классификатора типов происшествий ЭОС;
– ведение единого регламента реагирования ЭОС для разных типов происшествий;
– возможность загрузки в систему единого классификатора происшествий с использованием файла заданного формата;
– осуществление проверки фактических показателей на соответствие регламентам реагирования ЭОС.
Ф3 «Оповещение экстренных оперативных служб о происшествии»:
– создание программно-аппаратного комплекса для установки в ЭОС;
– ведение журнала отработок по оповещению ЭОС;
– оповещение ЭОС с использованием интеграционного взаимодействия.
Ф4 «Мониторинг процесса реагирования»:
– учет и структурирование показателей о ЧС;
– предоставление местоположения пожарно-спасательной техники за выбранный промежуток времени с возможностью просмотра информации;
– возможность выбора режима отображения реестра текущих происшествий и ЧС на мониторах и проекторах;
– возможность просмотра истории изменения данных о происшествии или ЧС, принятых действиях;
– автоматическая нотификация подразделения о зарегистрированных в районе выезда происшествии или ЧС;
– возможность просмотра дополнительной информации о происшествии или ЧС, полученной из внешних систем, в непосредственной близости от места происшествия;
– возможность просмотра дополнительной информации о пожарно-спасательной технике;
– возможность расширенного поиска техники по заданным атрибутам, а также с использованием геопространственной информации (текущего местонахождения);
– возможность выбора подразделений, по реагированию которых будет сформирован отчет;
– возможность указания периода для формирования отчета;
– возможность указания местоположения происшествия путем выбора точки на карте;
– обработка введенного пользователем адреса при регистрации происшествия.
Подробное заполнение КП доступно для ролей: специалист/ведущий специалист.
Используя панели выбора происшествий, необходимо заполнить поле «Что случилось». Поле «Что случилось» представляет собой поисковую строку с автоматическим выбором подходящих вариантов на рисунке 1.
Рисунок 1 - Ввод типа происшествия
- выбор службы из справочника служб – обязательное поле;
- выбор критериев высылки из справочника – обязательное поле;
- поля редактирования регламента реагирования.
В разделе «Управление справочником служб» пользователю доступны следующие функциональные возможности:
- просмотр списка служб;
- добавление службы с помощью графического интерфейса пользователя;
- редактирование службы с помощью графического интерфейса пользователя;
- поиск службы.
Просмотр списка ответственных оперативных служб, привлекаемых к определенному типу происшествия доступен для каждой службы.
В появившемся списке приведены следующие данные для каждой службы:
- Служба – краткое название/аббревиатура службы (обязательное поле);
- Полное название – полное название службы (обязательное поле);
- ID – уникальный ID службы (обязательное поле).
3. Результаты исследований и требования к структурному составу ИИП ОУЧС
В результате анализа функциональных задач и информационных процессов ОУЧС определены требования к ИИП ОУЧС . Разрабатывается универсальная архитектура программно-аппаратного комплекса и приложений, которые на основе web-технологий интегрируют и определяют состав средств картографического анализа и функции применения информационных баз и их представления.
Подробное исследование базовых методов «инженерии онтологий» , показал, что, методология использование онтологического представления профиля пространственных данных предоставляет большие возможности по сравнению с классическими методами (UML, XML) обработки профилей метаданных.
Разнообразие задач ОУЧС T приводит к необходимости использования различных технологий: CT = {ct1, ct2, …, ct6}, где
ct1 – технологические методы хранилищ данных;
ct2 – технологические методы ведения справочников и классификаторов;
ct3 – технологические методы аналитической обработки данных;
ct4 – геоинформационные методы и технологии;
ct5 – интеллектуальные методы и технологии,
ct6 – web-технологии.
Множество F информационно-аналитических функций, обеспечивающих процессы управления: F = {f1 ,…, f5}, где
f1 – функции формирование исходных данных для решения задач;
f2 – функции аналитического моделирования;
f3 – функции ситуационного моделирования;
f4 – функции формирования оперативных решений;
f5 – функции визуализации результатов.
Основной состав ИИП составляют базы данных с обновляемыми сведениями: по инфраструктуре муниципальных территорий; количеству сил и средств и их состоянии, использовании и взаимодействиях; об источниках риска и инструментах для их оценки .
Рисунок 2 - Структурный состав ИИП c семантическим Web-порталом
- головной уровень включает систему управления базами данных, сервер геоинформационных систем и систему поддержки принятия решений;
- субъектовый уровень, состоит из системы управления базами данных и геоинформационный сервер с модулем репликации для центрального сервера ;
- объектовый уровень объединяет программно-аппаратные комплексы для организации распределенного управления и сбора оперативных данных;
- семантический Web-портал использует специализированную онтологической модели мета-пространственных сервисов и данных .
Состав информационных средств , , формируемых в процессе поддержки принятия решений: Y = {C, A, U , M}, где
C – тексты, сформированные системой поддержки принятия решений;
A – таблицы;
U – представления данных в виде графиков или диаграмм;
M – динамические карты.
В свою очередь, С = {с1, с2}, где
с1 – нумерованные списки;
с2 – произвольные тексты.
A = {a1, a2}, где
a1 – результаты запросов к базе данных;
a2 – кросс-таблицы.
U = {u1, u2, u3, u4}, где
u1 – графики;
u2 – гистограммы;
u3 – круговые диаграммы;
u4 – графики.
M = {m1, m2, m3}, где
m1 – тематические слои, отображённые на веб-основе;
m2 – слои на цифровой основе;
m3 – динамические картограммы.
Семантически информационная поддержка y есть результат решения задач T с использованием информационных ресурсов r и компьютерных технологий сt, реализующих функции f.
Реализация предложенного архитектурного состава необходима в качестве платформенного представления при создании ИИП, которое обеспечивает необходимый уровень интеллектуальной поддержки и автоматизацию задач ОУЧС для ЭОС Главных управлений МЧС России в субъектах.
4. Заключение
Использование современных информационных и геоинформационные системы, при решении задач оперативного управления, предполагает большой арсенал наработок в области совместного использования ресурсов и распределенной работы .
При решении задач оперативного управления для ЧС возрастает потребность в разработке многопользовательских многофункциональных Wев- и ГИС-приложений, которые призваны обеспечить задачу разработки новых подходов к сбору, хранению, обработке и распространению растущего объема пространственной информации и сервисов.
При решении подобных задач, необходима реализация интеграционных механизмов по работе с большим количеством данных, которые имеют различную структуру и семантику .
Необходимо отметить, что проект ИИП предназначен для обеспечения интеграции введенных в эксплуатацию нескольких систем, входящих в состав АИУС РСЧС . На основе анализа вопросов взаимодействия распределенных систем обоснована необходимость разработки специализированной онтологической модели метапространственных данных и сервисов. Использование методов «инженерии онтологий» позволит интегрировать информационные ресурсы (базы данных, картографические базы, программные модули) , .