WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

АКАДЕМИЯ

УПРАВЛЕНИЯ
МВД РОССИИ

На правах рукописи

МОСЯГИН Александр Александрович

Мониторинг потенциально опасных объектов на основе логико-вероятностного моделирования

Специальность 05.13.10 – управление в социальных и экономических
системах (технические науки)

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА 2009

АКАДЕМИЯ УПРАВЛЕНИЯ МВД РОССИИ

на правах рукописи

МОСЯГИН Александр Александрович

МОНИТОРИНГ ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ
НА ОСНОВЕ ЛОГИКО-ВЕРОЯТНОСТНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 05.13.10 - управление в социальных и экономических

системах (технические науки)

Автореферат диссертационного исследования на соискание ученой степени

кандидата технических наук

МОСКВА 2009

Диссертация выполнена на кафедре информационных технологий управления органами внутренних дел Академии управления МВД России

Научный руководитель:

доктор технических наук,

профессор Макаров Валерий Федорович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Щепкин Александр Васильевич

кандидат технических наук,

доцент Яковлев Олег Владимирович

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России.

Защита состоится «24» декабря 2009 г., в 14.30 часов на заседании
диссертационного совета Д 203.002.04 при Академии управления МВД
России по адресу: 125171, Москва, ул. З. и А. Космодемьянских, д. 8, в зале Совета, ауд. 415-417.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии
управления МВД России.

Автореферат разослан «___» ноября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 203.002.04

кандидат технических наук, профессор В.И. Кирин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования:

Для успешной реализации политики обеспечения безопасности объектов и эффективного управления рисками необходима достоверная, максимально полная и своевременная информация о наличии и состоянии природных ресурсов, о качестве окружающей среды, а также о причинах и последствиях возникающих опасных ситуаций, приводящих к пожарам и чрезвычайным ситуациям (ЧС). В сложившихся условиях управления мониторинг является средством для получения, обработки, хранения и отображения (передачи) информации, являющейся основой для прогнозов и, в конечном итоге, для выработки безопасных и экономически эффективных решений по предотвращению пожаров и ЧС.

В России организационной основой мониторинга является Концепция федеральной системы мониторинга критически важных объектов и (или) потенциально опасных объектов инфраструктуры РФ и опасных грузов, введенная в действие распоряжением Правительства РФ от 27 августа 2005 г. № 1314-р, закрепившая распределение функций между центральными органами федеральной исполнительной власти – министерствами и ведомствами.

Видовая и аналитическая информация о местах возникновения и параметрах ЧС по каналам связи в оперативном режиме передается в Национальный Центр управления в кризисных ситуациях МЧС России, региональные центры и Управления МЧС субъектов РФ, администрациям субъектов РФ и др. органы управления. В общей системе мер противодействия ЧС приоритет отдается комплексу мероприятий, направленных на снижение риска возникновения ЧС и смягчение их последствий. Мониторинг основан на управлении рисками пожаров и ЧС, которое невозможно без информационной поддержки для подготовки и принятия управленческих решений по предупреждению и ликвидации ЧС.

Анализ показал, что существующая система мониторинга не обладает необходимыми возможностями для наблюдения, оценки и прогноза всего спектра угроз и опасностей, которые характерны для потенциально опасных объектов России. В соответствии с этим в диссертационном исследовании была выполнена разработка процессов моделирования мониторинга техногенного характера потенциально опасных объектов как информационно-аналитической подсистемы МЧС объединяющей усилия функциональных и территориальных подсистем в части прогнозирования возможности возникновения ЧС и их социально-экономических последствий. Создание комплексной мониторинговой системы по прогнозированию ЧС природного и техногенного характера позволит значительно повысить эффект снижения риска за счет точности и своевременности прогнозов. А точность зависит от полноты и адекватности используемых математических моделей расчета оценок риска и прогнозирования развития опасностей и угроз.

Применительно к потенциально опасным объектам мониторинг – это постоянный сбор информации, наблюдение и контроль за объектом, включающий процедуры анализа риска, измерения параметров технологического процесса на объектах, выбросов вредных веществ, состояния окружающей среды на прилегающих к объекту территориях. Данные мониторинга и информация о различных процессах и явлениях служат основой для анализа риска и прогнозирования. Целью прогнозирования ЧС является выявление времени возникновения опасной ситуации, возможного места, масштаба и последствий для населения и окружающей среды.

В настоящей работе, выполненной в соответствии с паспортом специальности 05.13.10 «Управление в социальных и экономических системах (технические науки)» (пункты 4, 5, 11) исследуются методы и алгоритмы включения в контуры управления результатов мониторинга и прогноза, разрабатывается соответствующее информационно-алгоритмическое, математическое обеспечения методов моделирования и прогнозирования, являющихся основой разрабатываемых и внедряемых автоматизированных систем мониторинга объектов регионов, строящихся в рамках системной интеграции при широком использовании новых информационных технологий, общих банков данных, знаний, алгоритмов прогноза, методик анализа информационных потоков, компьютерных моделей и прогнозирующих компьютерных систем.

Степень разработанности темы исследования. Работы по стратегии управления рисками с привлечением новых подходов из области фундаментальных наук были начаты в 1997 г. по инициативе МЧС России. В них принимали участие исследователи из Института прикладной математики им. М.В. Келдыша РАН, Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Московского физико-технического института, Всероссийского научно-исследовательского института гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций МЧС России (ВНИИГОЧС), Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны МЧС России (ВНИИПО), Академии Государственной противопожарной службы МЧС России (АГПС), Академии управления МВД России и другие ученые.

Крупный вклад в развитие теории и практики управления уровнем безопасности социально-экономических систем внесли труды многих отечественных и зарубежных ученых (Кононов Д.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А., Новиков Д.А., Махутов Н.А., Малинецкий Г.Г., Качанов С.А., J.B. Rundle, D.L. Turcotte, W. Klein, Моисеев Н.Н., Порфирьев Б.Н., Ларичев О.И., Мечитов А.И., Ребрик С.Б., Хакен Г., Луман Н., Бек У., Найт Ф., Прангишвили И.В., Юдицкий С.А., Бурков В.Н., Трахтенгерц Э.А. и др.).

Формированию концепции приемлемого риска и прогнозирования ЧС в структуре МЧС посвящен ряд работ Н.Н. Брушлинского, А.К. Микеева, В.И. Козлачкова, В.Л. Семикова, С.В. Соколова, Н.Г., Владимирова В.А., Воробьева Ю.Л., Салова С.С., Шахраманьяна М.А., Шойгу С.К., Козлова Е.А. и др.

Работы Рябинина И.А., Можаева А.С., Громова В.Н., Соложенцева Е.Д., Карасева В.В., Поспелова Д.А., Краснова О.В., Черкесова Г.Н. являются основой использования логико-вероятностного подхода при разработке сценариев развития отказов и оценке надежности технических систем.

Однако в настоящее время с учетом ввода в эксплуатацию Национального центра управления в кризисных ситуациях (НЦУКС) и ряда региональных центров управления в кризисных ситуациях, разработка инструментов для эффективного управления риском потенциально опасных объектов, методов ситуационного моделирования, оценки, анализа и прогнозирования развития опасных ситуаций становится весьма актуальным.

Исследования и разработки по теме диссертационного исследования выполнялись в соответствии с Единым тематическим планом НИОКР МЧС России на 2007 г. (п. 1.5.6. части 2) ФГУ ВНИИПО МЧС России совместно с ЗАО «Навигационные системы» и плана научной работы Академии ГПС МЧС России на 2008-2010 годы (п. 6.2.4.42).

Объектом исследования в диссертации являются процессы мониторинга потенциально опасных объектов, предметом исследования - логико-вероятностные методы ситуационного моделирования риска пожаров и чрезвычайных ситуаций в системе мониторинга потенциально опасных объектов.

Гипотеза исследования. Использование предложенной модели и методов мониторинга потенциально опасных объектов позволит обеспечить полноту и качество обработки информации о параметрах безопасного функционирования объекта, генерацию сценариев прогнозирования рисков техногенных ситуаций на объектах.

Цель диссертационного исследования – совершенствование процессов мониторинга потенциально опасных объектов на основе логико-вероятностного моделирования.

Задачи исследования:

  1. Провести анализ техногенных опасностей потенциально опасных объектов, определить роль и место системы мониторинга при обеспечении их безопасного функционирования с целью формирования требований к системе мониторинга потенциально опасных объектов.
  2. Сформировать модель генерации сценариев развития опасных ситуаций в системе мониторинга потенциально опасных объектов.
  3. Разработать методику прогнозирования возникновения и развития чрезвычайных ситуаций техногенного характера, на основе логико-вероятностного управления риском.
  4. Разработать критерий качества сценариев, провести оценку эффективности и адекватности предлагаемых методов на основе практически реализованной системы.
  5. Сформировать информационно-алгоритмическое обеспечение моделирования процессов мониторинга потенциально опасных объектов.

Методологическая база исследования: системный анализ, теория управления, теория рисков, теория вероятностей, теория графов, алгебра логики, теория случайных процессов, математический аппарат цепей Маркова.

Эмпирическая база исследования основывается на анализе статистических данных об аварийных ситуациях на потенциально опасных объектах, опыте эксплуатации технических систем транспортировки газа.

Научная новизна исследования. Автором впервые обосновано использование логико-вероятностного подхода при моделировании сценариев развития опасных ситуаций на потенциально опасных объектах. Разработан алгоритм решения задач мониторинга потенциально опасных объектов с использованием аппарата знаковых графов, позволяющего формально строить аттрактивные сценарии развития опасных ситуаций в фазовом пространстве параметров мониторинга, путем аппроксимации траекторий импульсных процессов на знаковых орграфах как цепей Маркова. Разработана и обоснована методика выбора критерия качества мониторинга и сравнительной оценки сценариев развития опасных ситуаций, построены структурная, логическая и вероятностные модели риска возникновения аварийной ситуации для системы газоснабжения объектов жилищно-коммунального хозяйства.

Положения, выносимые на защиту:

  • структура информационно-алгоритмического обеспечения системы мониторинга потенциально опасных объектов;
  • метод сценарного моделирования процессов мониторинга потенциально опасных объектов на основе математического аппарата знаковых графов, который позволяет работать с данными как качественного, так и количественного типа;
  • модель обработки параметров безопасного функционирования объектов с использованием аппарата знаковых графов, обеспечивающую генерацию аттрактивных сценариев развития техногенных ситуаций на потенциально опасных объектах на основе цепей Маркова;
  • методика моделирования процессов мониторинга потенциально опасных объектов на основе логико-вероятностного подхода;
  • алгоритм и критерий оценки эффективности процессов мониторинга потенциально опасных объектов.

Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в разработке автором теоретических основ и прикладного аспекта построения информационно-алгоритмического обеспечения процессов мониторинга потенциально опасных объектов. Полученные результаты моделирования процессов мониторинга потенциально опасных объектов могут быть использованы при оценке риска пожаров и ЧС, а также оптимизации процессов управления в системах безопасности.

Обоснованность и достоверность результатов исследования подтверждается глубоким теоретическим исследованием проблем обеспечения безопасного функционирования потенциально опасных объектов, подробным анализом техногенных опасностей, применением современных математических методов ситуационного моделирования, оценкой сходимости и проверкой достоверности теоретических и экспериментальных данных.

Апробация исследования и внедрение разработанных моделей и алгоритмов проводилось в информационно-алгоритмическом обеспечении реализации программных модулей моделирования автоматизированной геоинформационной системы контроля и оперативного информирования о состоянии стационарных и мобильных потенциально опасных объектов, совместно разработанной ФГУ ВНИИПО МЧС России и ЗАО «Навигационные системы» (г. Омск), прошедшей приемочные испытания в декабре 2007 г., системе радиоканального мониторинга объектов Краснодарского края «Стрелец».

Основные результаты были доложены на семинарах, научно-практических конференциях и совещаниях МЧС России; на научно-практической конференции в командно-инженерном институте г.Минска (2004 г.), Академии ГПС МЧС России (2003–2008 гг.), ФГУ ВНИИПО МЧС России; на Международных научно-практических конференциях «Проблемы управления безопасностью сложных систем» (ИПУ РАН, 2004-2008 гг.), международных научных конференциях «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов» Академии управления МВД России (2008-2009 гг.) и др.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»