aref melnyk_v_p_14.04.2017

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕЛЬНИК Валентин Павлович

УДК 004.89 : 614.8(043)

МОДЕЛІ ТА ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ ПРОЦЕСУ ПІДТРИМКИ

ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ПЕРЕВЕЗЕННЯ

НЕБЕЗПЕЧНИХ ВАНТАЖІВ

05.13.06 – інформаційні технології

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Черкаси – 2017

1

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Черкаському інституті пожежної безпеки імені Героїв

Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України

Науковий керівник доктор технічних наук, професор

Тимченко Анатолій Анастасійович,

Черкаський державний технологічний університет,

професор кафедри комп’ютерних наук та інформаційних

технологій управління

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Шостак Ігор Володимирович,

Національний аерокосмічний університет

ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут»,

професор кафедри інженерії програмного забезпечення

доктор технічних наук, професор

Оксіюк Олександр Глібович,

Київський національний університет

ім. Тараса Шевченка,

завідувача кафедри кібербезпеки і захисту інформації

Захист відбудеться 19 травня 2017 року о 11 годині на засіданні спеціалізованої

вченої ради К.73.052.04 Черкаського державного технологічного університету за

адресою: 18000, м. Черкаси, б-р Шевченка, 460.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Черкаського державного

технологічного університету за адресою: 18000, м. Черкаси, б-р Шевченка, 460,

ауд. 229-2к.

Автореферат розісланий ____ квітня 2017 року

В. о. вченого секретаря

спеціалізованої вченої ради К 73.052.04 _______________ Е. В. Фауре

1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність. Щороку в Україні транспортними засобами перевозиться

понад 900 млн т вантажів (у тому числі велика кількість небезпечних) та понад

3 млрд пасажирів. Аварії під час перевезення небезпечних вантажів різними

видами транспорту часто спричиняють важкі наслідки, які несуть загрозу

здоров’ю й життю людей, майну та навколишньому середовищу. Серед

небезпечних вантажів значну частку становлять різного роду хімічні речовини та

їх сполуки. На сьогодні у світі використовуються десятки тисяч різних хімічних

сполук, причому щорічно їх кількість збільшується на 200-1000 нових

найменувань.

Міжнародне співтовариство постійно вдосконалює системи безпеки й

моніторингу під час перевезення небезпечних вантажів і процеси прийняття

рішень під час ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій (НС), що можуть мати

місце при цих перевезеннях.

В Україні актуальною проблемою залишається використання інформаційних

технологій Державною службою України з надзвичайних ситуацій (ДСНС

України) у процесі обробки оперативної інформації та підтримки прийняття

рішень при перевезенні небезпечних вантажів, і ліквідація НС, пов’язаних з їх

транспортуванням.

Скорочення часу обробки оперативної інформації та прийняття рішень є

однією з пріоритетних задач у системі ДСНС України. Основні проблеми

забезпечення безпеки перевезень небезпечних вантажів в Україні пов’язані з

такими обставинами: слабким впровадженням інформаційних технологій при

управлінні перевезенням небезпечних вантажів та системою управління НС;

відсутністю регіональних автоматизованих систем прогнозування можливих

ситуацій та методичних засобів розрахунку ризиків можливих наслідків НС з

транспортування небезпечних вантажів; неузгодженістю дій між екстреними

службами при ліквідації НС, що по’вязані з небезпечними вантажоперевезеннями;

відсутністю на державному рівні законодавчої бази, що регламентувала б роль

ДСНС України (крім ліквідації наслідків НС) під час транспортування

небезпечних вантажів.

Істотного прогресу в розвитку теоретичних основ, методів технічної

кібернетики, системотехніки, моніторингу, системного аналізу і теорії прийняття

рішень, штучного інтелекту, інформатики, прикладної математики і створення

сучасних засобів дослідження досягли відчизняні вчені: В. М. Глушков,

В. С. Міхалевич, В. І. Скурихін, Д. А. Поспєлов, А. Г. Івахненко,

А. М. Колмогоров, А. І. Кухтенко, Л. Г. Євланов, П. І. Чинаєв, М. З. Згуровський,

В. І. Гриценко, Н. Д. Панкратова, В. С. Анфілатов Д. М. Батіщев, А. І. Петренко,

К. Д. Жук, А. А. Тимченко та інші. Серед зарубіжних вчених слід відзначити

роботи Дж.ван Гіга, М. Д. Месаровича, В. Кінга, Д. Кліланда, Сааті Томаса,

Янг Стенлі, К. Шеннона, Т. Сааті, Р. Кешнера, Ч. Філіпса, Р. Харбора.

Сучасні інформаційні технології дозволяють повною мірою вести

цілодобовий моніторинг за безпекою перевезення небезпечних вантажів різними

видами транспорту, що дозволяє знизити ступінь ризику виникнення НС і розмірів

можливих збитків від них.

2

Але, як показує світова практика, більша частина надзвичайних ситуацій, які

виникають під час перевезень небезпечних вантажів, ґрунтується на людському

факторі. Технічний прогрес у сфері інформаційних технологій дає можливість

вчасно попереджати НС і надавати можливість проведення детального аналізу

прийнятих рішень. Оперативна обробка тих обсягів даних, які отримують

працівники ДСНС України до і після НС, потребує розвитку теоретичних основ і

методів системного аналізу, системотехніки, інформатики, теорії прийняття

рішень та штучного інтелекту, що дасть змогу знизити час реагування практичних

підрозділів ДСНС України.

Таким чином, задача підвищення ефективності процесів прийняття рішень

оперативними підрозділами ДСНС України за рахунок впровадження

інформаційних технологій та розробки автоматизованих систем підтримки

прийняття рішень (СППР) є актуальною.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до основних наукових напрямів та

проблем фундаментальних досліджень у галузі підвищення рівня безпеки

транспортних процесів, визначених указом Президента України від 14 березня

2016 р. № 92/2016 «Про Концепцію розвитку сектору безпеки і оборони України»,

п. 3.8. Метою забезпечення ефективної реалізації державної політики у сфері

цивільного захисту є забезпечення впровадження вимог та норм Кодексу

цивільного захисту України з урахуванням стандартів Європейського Союзу;

удосконалення механізму здійснення моніторингу і прогнозування надзвичайних

ситуацій. Розпорядженням Кабінету Міністрів України від 20 жовтня 2010 р.

№ 2174-р. «Про схвалення Транспортної стратегії України на період до 2020 року»

зазначено такі напрями роботи: удосконалення державної системи забезпечення

безпеки на транспорті, упровадження сучасних інформаційних технологій

здійснення контролю за безпекою на транспорті, удосконалення та розвиток

державної системи забезпечення безпеки проведення операцій, пов’язаних з

перевезенням небезпечних вантажів; приєднання і забезпечення виконання

міжнародних транспортних конвенцій та угод (імплементації Директиви про

запобігання важким аваріям (Севезо III) 2012/18 / ЄС Європейського Парламенту

та Ради 4 липня 2012 р.).

Основні розділи дисертаційної роботи були включені в НДР «Системні

методи, моделі та засоби автоматизованого контролю стану пожежної безпеки

техногенно-небезпечних об’єктів» ДР № 0113U004026, де здобувач був

відповідальним виконавцем.

Метою роботи є підвищення оперативності процесу підтримки прийняття

рішень для забезпечення перевезення небезпечних вантажів на основі

впровадження інформаційної технології підтримки прийняття рішень в

надзвичайних ситуаціях.

Для досягнення цієї мети сформовано такі задачі: 1. Вдосконалити моделі керування системою моніторингу перевезення

небезпечних вантажів.

2. Вдосконалити систему підтримки прийняття рішень для управління

перевезенням небезпечних вантажів. 3. Вдосконалити інформаційну технологію процесу підтримки прийняття

3

рішень для забезпечення перевезення небезпечних вантажів.

Об’єкт дослідження – процеси підтримки прийняття рішень для управління перевезеннями.

Предмет дослідження – методи та моделі підтримки прийняття рішень для

забезпечення перевезення небезпечних вантажів. Методи дослідження. Для вдосконалення інформаційної технології процесу

підтримки прийняття рішень використовувались методи системного аналізу, аналітичний метод оптимізації та статистичних досліджень. Для вдосконалення

системи підтримки прийняття рішень використовувались методи ГІС-технологій, метод «дерева рішень», метод сценаріїв та концепції життєвих циклів. Для реалізації інформаційної технології та оцінювання її ефективності було

застосовано теорію алгоритмів, математичну статистику, метод обернених операторів і концепції «4 х і». Під час розробки програмного забезпечення інформаційних систем використовувались методи об’єктно-орієнтованого програмування

Наукова новизна одержаних результатів: - Вдосконалено моделі керування системою моніторингу перевезення

небезпечних вантажів на основі системного підходу та методики програмування

життєвого циклу, шляхом впровадження критерію узагальнених системних вимог цільових показників та характеристик комплексної автоматизації, а також адаптації до предметної області, що забезпечило основу створення систем підтримки прийняття рішень.

- Вдосконалено систему підтримки прийняття рішень для забезпечення перевезення небезпечних вантажів на основі використання моделі координатора прийняття рішень шляхом узгодження взаємодій, системної ефективності, а також

програмування життєвого циклу, що забезпечить досягнення необхідної техніко-економічної ефективності системи в процесі її експлуатації.

- Набула подальшого розвитку інформаційна технологія процесу підтримки прийняття рішень для забезпечення перевезення небезпечних вантажів на основі

впровадження запропонованих моделей і методів, а також показників оцінювання якості шляхом додаткового використання та поєднання інформаційних ресурсів, що забезпечило візуалізацію процесів прийняття рішень у багатофакторній системі

управління надзвичайною ситуацією.

Практичне значення одержаних результатів: 1. Розроблена інформаційна технологія може широко застосовуватися ДСНС

України в інформаційних системах моніторингу при перевезенні небезпечних вантажів. Також можливе використання цієї технології організаціями, які мають ліцензію та здійснюють перевезення небезпечних вантажів.

2. Розроблена інформаційна технологія забезпечує розширення аналітичних

можливостей у системі підвищення ефективності реагування підрозділів ДСНС України по ліквідації НС, які пов’язані з перевезенням небезпечних вантажів.

3. Розроблена модель інформаційної технології підтримки прийняття рішень

у системі моніторингу перевезення небезпечних вантажів дає змогу розраховувати можливу зону ураження внаслідок надзвичайної ситуації, що дасть можливість підвищити швидкість прийняття рішень під час ситуаційного направлення оперативного транспорту та створення безпечного коридору для прямування до

місця призначення з координацією в автоматичному режимі з аварійними

4

службами та рятувальними підрозділами.

4. Комп’ютерна програма «ГІС підтримки прийняття рішень для ліквідації надзвичайних ситуацій під час перевезення небезпечних вантажів у Черкаській області» (Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 56103 від

18.08.2014, автори: Тимченко Анатолій Анастасійович, Мельник Валентин Павлович, Крижановський Євгеній Миколайович, Підгорний Микола Володимирович) впроваджена в Управлінні ДСНС України у Черкаській області.

5. Розрахунки комп’ютерної програми «ГІС підтримки прийняття рішень

для ліквідації надзвичайних ситуацій під час перевезення небезпечних вантажів у Черкаській області» використовуються для підготовки студентів рівня вищої освіти «бакалавр», «магістр» за спеціальностями 261 «Пожежна безпека» та

263 «Цивільна безпека». Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійною

закінченою науковою працею. Всі результати дослідження отримані автором особисто. В наукових працях, опублікованих у співавторстві, з питань, що

стосуються даного дослідження, автору належать: визначення алгоритму функціонування геоінформаційної системи підтримки прийняття рішень та обґрунтування методів і методик, які забезпечують належний рівень автоматизації

процесів підтримки прийняття рішень [1]; визначення порядку узгодження взаємодій в інформаційній системі підтримки прийняття рішень на основі програмування життєвого циклу перевезення небезпечних вантажів, що забезпечило можливість вдосконалити систему безпеки та надійності при

перевезенні небезпечних вантажів [2]; визначення принципів функціонування інформаційної технології підтримки прийняття рішень при перевезенні небезпечних вантажів шляхом додаткового використання та поєднання

інформаційних ресурсів [3]; визначення залежностей інформаційного обміну у середовищі функціонування та управління перевезенням небезпечних вантажів на основі програмування життєвого циклу [4]; вибір умов створення структури систем із заданими характеристиками для взаємозв’язків технологій та елементів

адаптації системи моніторингу до предметної області [5]; обґрунтування необхідності створення систем, що забезпечують максимальний сумарний ефект у процесі вирішення задач оптимального управління [6]; виявлення залежності

керуючих впливів для зменшення невизначеності проходження інформаційних процесів у задачах автоматизації управління [7]; запропонована структура системи підтримки прийняття рішень для вирішення задач з підвищення оперативності

управління перевезенням небезпечних вантажів [9]. Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної

роботи доповідались і отримали позитивну оцінку на таких наукових конференціях і семінарах: ХІІІ Міжнародній конференції з автоматичного

управління «Автоматика-2006» (м. Вінниця, Вінницький технологічний університет), Міжнародній практичній конференції «Комп’ютерне моделювання в хімії та технології» (м. Київ, КНТУ, 2008), Науково-практичній конференції

«Теорія та практика ліквідації надзвичайних ситуацій - 2009» (м. Черкаси, АПБ ім. Героїв Чорнобиля), Міжнародній науково-практичній конференції «Теорія та практика ліквідації надзвичайних ситуацій» (м. Черкаси, АПБ ім. Героїв Чорнобиля, 2010), VI Международной научно-практической конференции

«Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (Республика Беларусь,

5

г. Минск, НИИ ПБ и МЧС Беларуси, 2011), IX Международной научной

конференции «Современные достижения в науке и образовании» (г. Нетания (Израиль) м. Хмельницкий, ХНУ, 2014), Другому конкурсі винахідницьких і раціоналізаторських проектів і робіт у сфері цивільного захисту, пожежної та

техногенної безпеки (м. Київ, УкрНДІЦЗ, 2015), V-му Всеукраїнському з’їзді екологів з міжнародною участю (Екологія/Ecology–2015) (м. Вінниця, ВНТУ).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковано в

11 наукових працях, у тому числі в 1 статті у зарубіжному спеціалізованому

науковому журналі, 6 статтях у наукових журналах та збірниках наукових праць,

що входять до переліку фахових видань України, а також у 4 тезах доповідей.

Структура роботи. Дисертація складається із вступу, 4 розділів, висновків,

додатків, викладена на 157 сторінках, містить 62 рисунки, 6 таблиць, список

використаних літературних джерел із 131 найменування на 15 окремих сторінках,

4 додатки на 26 окремих сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі викладено актуальність обраної теми дослідження, сформульовано

мету і задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження,

описано наукову новизну і практичне значення отриманих результатів.

У першому розділі проведено аналіз існуючих проблем управління

моніторингом при перевезенні небезпечних вантажів (НВ), використання

інформаційних технологій і моделей підтримки прийняття рішень у структурі

моніторингу перевезення НВ, визначено основні методи та засоби підвищення

безпеки перевезення НВ на основі системного підходу.

Проведено дослідження особливостей перевезення НВ в Україні та

пов’язаних з ними проблем. Проведено аналіз існуючих систем моніторингу та

підтримки прийняття рішень при перевезенні НВ. За результатами дослідження

встановлено, що для підвищення ефективності процесу прийняття рішень

оперативними підрозділами ДСНС України необхідно забезпечити автоматизацію

вирішення таких задач: впровадження інформаційних технологій, спрямованих на

вдосконалення галузевої системи контролю безпеки транспортних операцій з НВ;

оперативного обміну інформацією з забезпечення безпеки транспортних операцій;

удосконалення системи координації дій з органами виконавчої влади.

Ефективність вирішення цих задач забезпечується за допомогою застосування

системного підходу, використання сучасних інформаційних технологій

моніторингу, моделей прийняття рішень, обробки потоку даних та вдосконалення

управління організаційно-технічними ресурсами.

Сформульовано наукові задачі роботи, вирішення яких дало можливість

розробити і реалізувати інформаційну технологію підтримки прийняття рішень

для управління перевезенням НВ на основі системного підходу.

У другому розділі із застосуванням системного підходу та методики

програмування життєвих циклів (ЖЦ) процесу перевезення техногенно-

небезпечних вантажів визначено умови впровадження критерію узагальнених

системних вимог до цільових показників та характеристик комплексної

автоматизації для підвищення ефективності процесу підтримки прийняття рішень

у системі управління моніторингом перевезення НВ, реалізацію якого можна

6

описати відображенням pcrp RSSSK ,,: , де S – системні властивості, ,rS –

системні ресурси, cS – структура життєвого циклу системи, pR – рішення

координатора.

Особливості проектування систем управління моніторингом перевезення НВ

полягають у застосуванні системних моделей та методу системного проектування,

на базі механізму адаптації інформаційних систем на етапах ЖЦ перевезення

техногенно-небезпечних вантажів, що дає змогу створити комплекс засобів,

упорядкувати всю множину локальних задач проектування та оптимізації

загального завдання за принципом «об’єкт управління → цілі → засоби» (рис. 1).

об'єкт управлінняціль управління та

обмеженнязасоби управління

- стаціонарні об'єкти різного

призначення (будівлі, промислові

установки і т.п.);

- динамічні об'єкти (транспорт);

- людино-машинні комплекси.

Комплексна автоматизація:

- інформатизація;

- інтелектуалізація;

- інтеграція;

- індивідуалізація.

Автоматизовані системи

управління (АСУ):

- управління;

- моніторингу;

- безпеки і.т.п.

Рис. 1. Схема локальних задач проектування систем моніторингу перевезення НВ

Система управління моніторингом перевезення небезпечних вантажів (МПНВ) є складною (багатоаспектною) системою, яка характеризується наявністю підсистем, об’єднаних комплексом засобів автоматичного проектування. Еволюційно МПНВ як складну систему можна відобразити сукупністю об’єктів таким чином:

,,,,,)(,, ,E, JJfsZE eeSs

(1)

де E – множина елементів системи МПНВ; – сімейство структур, що

реалізуються в ; )(sZ – сімейство просторів сигналів; ef – сімейство

елементів системи E ; , – простори цілей; JJ , – цільові функції.

ЖЦ МПНВ розглядається як деякий процес у структурі вищого рівня, який визначає послідовність процесів у часі їх взаємозв’язку й характеризує підпорядкованість цілей кожного процесу цілям процесів вищих рівнів.

Системний аналіз етапів ЖЦ перевезення техногенно-небезпечних вантажів дає можливість виділити окремі складові характеристик системи, що є процесом, який починається з виникнення проблеми (надзвичайної ситуації – НС) і закінчується вибором рішення – дії (функції) щодо усунення проблеми (дорожньо-транспортна подія із сильнодіючими отруйними речовинами – ДТП-СДОР) та підвищення якості керуючих впливів. Основною характеристикою управління процесом перевезення техногенно-небезпечних вантажів є досягнення певних цілей на кожному етапі ЖЦ, де процес управління складається із цілеспрямованого впливу суб’єкта (органу) управління (диспетчер оперативно-координаційного центру (ОКЦ) ДСНС України) на об’єкт управління (процес реагування на ДТП – НВ).

Системний аналіз етапів ЖЦ перевезення техногенно-небезпечних вантажів

реалізується поєднанням етапів і рівнів логічної схеми проектування, що

7

розв’язуються сукупністю взаємопов’язаних задач на базі формалізованих

елементів RKCATM ,,,,, (де M – модель об’єкта проектування; T –

метод (процедура розв’язання); A – початкові дані; C – обмеження; K – оцінка

рішення; R – проектне рішення) (рис. 2).

t→ min t→ max t→ min

Засоби дослідження.

Моделювання, інформаційне

обслуговування - M

Методи,

логічні схеми

проектування

– A, C, K, T

Формування

задач

проектування

- S

Мета. Розв’язуваність

задач проектування P

(R)- істинність

існування R

НДРПроекту-

вання

Виготов-

ленняВикористання Перевезення

Аварія

(ДТП)

Ліквідація

наслідків аваріїЕтапи

ЖЦ

t

t

t

Тех

ноге

нна

небе

зпек

аО

б'єм

зах

одів

по т

ехно

генн

ій

небе

зпец

і

Тех

ноге

нний

стан

L

V

R

Rтр

Rкр

НДРПроекту-

вання

Виготов-

ленняВикористання Перевезення

Аварія

(ДТП)Ліквідація

наслідків аварії

Етапи

ЖЦ

Розв’язання задач синтезу

засобів управління

Розв’язання задач синтезу законів

функціонування та алгоритмів

управління у відповідності до

розробленої структури системи

Розв’язання задач

узгодження підсистем у

рамках системи (ОНТ),

формування загальних

режимів їх взаємодії

Розв’язання задач

формування

структури та

компонування

МО

НІТ

ОР

ИН

ГС

ИС

ТЕ

МИ

ПІД

ТР

ИМ

КИ

ПР

ИЙ

НЯ

ТТ

Я Р

ІШЕ

НЬ

Рис. 2. Системний аналіз етапів ЖЦ перевезення техногенно-небезпечних вантажів

При вирішенні задач управління системою МПНВ, тобто на всіх етапах її

ЖЦ, виникає необхідність у вирішенні так званих «зворотних задач» –

послідовності етапів і процедур процесу прийняття рішень, які б задовольняли

умови управління (зменшували ентропію інформації).

В системі інформаційних потоків, де потрібно зменшувати ентропію

інформації, кількість зворотних звернень (схем) слід збільшити для досягнення

бажаного результату, який задовольняв би умову управління (рис. 3).

Якщо використовувати тільки змінну для визначення всіх (або деяких)

входів, то рівняння, відповідно, мають вигляд (наприклад) my : :1 myx

mjnixnn

mjnixii

njniynm

yyyxxxfx

yyyxxxfx

xyyxxxfy

n

i

m

,...,,...,;,...,,...,

,,...,,...,;,...,,...,

,,...,,...,;,...,,...,

11

1

/

11

1

/

11

1

/

(2)

де x1,…, xi,…,xn – вхідні повідомлення; y1,…, yi,…,ym – вихідні команди; n=m –

кількість входів дорівнює кількості виходів.

Слід зауважити, що в усіх наведених вище випадках рівняння для

визначення змінних виходів мають один і той же вигляд, а змінюються тільки

схеми (мається на увазі – моделі) визначення змінних стану одних комбінацій на

основі відомих інших.

Програмування ЖЦ (СМПНВ) забезпечує досягнення необхідних цільових

показників СМПНВ у середовищі функціонування за умови оптимального

8

розподілу обмеженого ресурсу за всіма етапами ЖЦ і досягнення необхідної

техніко-економічної ефективності системи і процесів.

mj1nii

1

1x

n1 yyy;x,xxfx ,,

mj1ni1

1

1x

ii yyy;x,xxfx ,,

mj1nii

1

1x

n1 yyy;x,xxfx ,,

mj1ni1

1

ix

ii yyy;x,xxfx ,,

mj1ni1

1

ix

i1 yyy;x,xxfx ,

mj1ni1

1

nx

nn yyy;x,xxfx ,

mj1ni1

1

jy

11 yyx;x,xxfy ,

m1ni1

1

1y

ij yxy;x,xxfy ,

nj1ni11

ny

nm yyy;x,xxfy ,

nx

1y

jy

my

yxxxfx nix

;, ,111

1

yxxxn

fx nin

;, ,1

1

1y

1y

jy

jy

njninm xyyxxxfy ,;;,, 11

1

my

1x yxxxf niiix ;, ,11

mj1;n,i,11

y1

yyxxxxf1

ix

1y

jy

my

1x

ix

nx

mj1ni11

x1 yy;y;x;x;xf

nj1n,,i,11

my

1m xyy;xxxfy

Рис. 3. Інтегрована схема інформаційних потоків з представленням кількох варіантів

прийняття рішень

У третьому розділі побудовані моделі системи підтримки прийняття рішень

для забезпечення перевезення НВ на основі використання моделі координатора

прийняття рішень шляхом узгодження інформаційної взаємодії, системної

ефективності, а також програмування ЖЦ, що забезпечить досягнення необхідної

техніко-економічної ефективності системи під час її експлуатації.

Реалізація складових комплексної автоматизації в системі підтримки

прийняття рішень перевезення НВ базується на моделі координатора управління

процесами багаторівневої структури МПНВ на всіх етапах програмування ЖЦ.

Інтеграція автоматизованих підсистем у вигляді програмно-методичних

комплексів і комплексів технічних засобів, пов’язаних між собою, забезпечує

підвищення ефективності системи підтримки прийняття рішень для управління

9

перевезенням НВ на основі програмування ЖЦ (рис. 4).

Загальна схема етапів ЖЦ системи підтримки прийняття рішень

Аналіз інформації по НС-ДТП

Розрахунок зони

можливого ураження

Корегування оперативних

даних (ідентифікація небезпечного вантажу) та

підготовка до ліквідації НС-

ДТП

Проведення аварійно-

рятувальних робіт та

ліквідація НС-ДТП та її

можливих наслідків

Надходження повідомлення про НС-ДТП

Надання та відправка необхідної

інформації по небезпечному

вантажу в найближчі до

зони НС задіяні підрозділи

ДСНС України

Координація сил та засобів

підрозділів ДСНС України

в залежності від розрахунку зони ураження

Висновки та аналіз

НС

Оперативні діїАвтоматизована системи підтримки прийняття рішень

Зв'язок ОКЦ ДСНС України з

екстреними службами в

залежності від класифікації НС

Розрахунок сил та засобів

необхідних для

ліквідації НС-ДТП

Керуючі впливи

Зворотній зв'язок

Рис. 4. Схема підвищення ефективності системи підтримки прийняття рішень

ДСНС України для управління перевезенням НВ на основі програмування ЖЦ

Багаторівнева структура системи підтримки прийняття рішень ДСНС України для управління перевезенням НВ відображена моделями діяльності

міжрівневих елементів (інформаційних, технічних, організаційних та людських ресурсів) (рис. 5), діяльність яких координується та узгоджується в процесі функціонування. Діяльність міжрівневих елементів на кожному етапі прийняття

рішень координується системою зв’язків і елементів, які вирішують завдання (управління) діяльності ДСНС України. Інформаційна структура моделей ЖЦ дає змогу формулювати та вирішувати завдання програмування ЖЦ у середовищі реагування на НС.

A

1

Сигнал «ДТП-

небезпечний

вантаж»

B

a1

a2

ДТП-СДОР

ДТП-


вантаж

2

3

4

Виклик аварійно-

рятувального загону

спеціального призначення

b1

b2

b3

Виклик найближчого

підрозділу до місця

«ДТП»

5

b4

Розрахунок можливої

зони ураження СДОР

Проведення попередніх

евакуаційних заходів

6

b5

Зв'язок з

екстреними

службами

C

D

E

Визначення зон первинної

та вторинної хмари, місць

для безпечного

розгортання СіЗ

F

Прибуття на місце ДТП

Ідентифікація виду та

кількості СДОР,

Розрахунок необхідних СіЗ

Евакуація

потерпілих

Обмеження руху

транспорту та

населення

9

Ліквідація наслідків

розливу СДОР

Евакуація із зони

можливого ураження

СДОР

10

Розгортання технічних

засобів: захисту

особового складу,

дегазації та поста

метеорології

Роботи по

локалізації викиду і

обмеженню

поширення СДОР

Дегазація, дезактивація

та знезараження наслідків

аварії СДОР

J

K

L

M

N

Захист об'єктів

інфраструктури від дії

СДОР

Використання споруд

ЦЗ для захисту

населення від дії СДОР

12

Ліквідація

ДТП - СДОР

7

Виклик найближчого

підрозділу до місця

«ДТП»

8

Зв'язок з екстреними

службами

G

Прибуття на місце ДТП

Ідентифікація типу та

кількості речовин (ЛЗР),

Розрахунок необхідних СіЗ

H

Евакуація

потерпілих

Обмеження руху

транспорту та

населення

I

Проведення заходів

по зниженню

ймовірної площі

розливу

Проведення заходів по

зниженню ризику

виникнення пожежі

(вибуху)

11

Визначення місць

для безпечного

розгортання СіЗ

O

P

13

Ліквідація ДТП -


вантаж

b1

b2

a´1

a´2

a´1

a´2

a´1

a´2

a´1

a´2

a´1

a´2

b´1

b´1

b´2

b´1

b´2

a´1

a´2

a´3

a´1

a´2

b´1

b´1

b´1

a´´1

a´´2

a´´3

a´´1

a´´2

a´´1

a´´2

b´´1

b´´1

b´´1

b´´1

b´´1

b´´1

b´´1

Рис. 5. Схематичне дерево прийняття рішень при реагуванні на НС «ДТП-НВ»

10

Базовим для програмування ЖЦ СМПНВ є системне інформаційне

відображення R у вигляді

WBUVR ,, , (3)

де V – інфраструктура СМПНВ, яка включає системи, що виробляють та обслуговують СМПНВ; U – керуючі підсистеми СМПНВ; В – кepовaнi підсистеми СМПНВ; W – зовнішнє середовище, що взаємодіє з V, U, .В.

1

2.1. 2.2 2.3. 2.4.

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.

3.1.1. 3.1.2. 3.2.1. 3.3.1.

3.3.4. – а. 3.3.4. – б. 3.3.4. – в.

3.3.3.3.3.2.

3.3.4. – г. 3.3.4. – д. 3.3.4. – е.

3.5.1. 3.5.2. 3.5.3.

3.4.3.

3.3.3.2.3.3.3.1.

3.4.4.

3.4.1.

3.4.1. – а. 3.4.1. – б. 3.4.1. – в. 3.4.1. – г. 3.4.1. – д. 3.4.1. – е.

3.4.3.1.

3.4.3.2.

3.4.4.1. 3.4.4.2.

3.4.4.3.

3.4.4.3. –

а.

3.4.4.3. –

б.

3.4.4.3. –

в.

3.4.4.3. –

г.

3.4.4.3. –

д.

3.4.4.3. –

е.

3.4.4.3. –

є.

3.5.1. – а.

3.5.1. – б.

3.5.1. – в.

3.5.1. – г.

3.5.2. – а.

3.5.2. – б.

3.5.2. – в.

3.4.2.

3.4.2. – а.

3.4.2. – б.

3.4.2. – в.

3.4.2. – г. 3.4.2. – д.

3

3.6.

Рис. 6. Модель обробки сигналу «ДТП-НВ» та ідентифікація НВ у точці «С»

схематичного дерева прийняття рішень

Для зменшення ентропії вхідної інформації сигналу «ДТП-НВ» та впровадження системи підтримки прийняття рішень розроблено моделі обробки вхідних сигналів на етапах ЖЦ перевезення НВ. Ідентифікація НВ (рис. 5) у точці «С» дерева прийняття рішень на рис. 6 представлена у вигляді послідовності обробки сигналу «ДТП-НВ»: 1. Сталася подія – «ДТП-НВ». 2. Сигнал надійшов від: 2.1. Оператора транспортного засобу, 2.2. Свідків, 2.3. Диспетчера логістичної фірми чи перевізника, 2.4. УБДР Національної поліції України. 3. Прийняття сигналу «ДТП-НВ» – Служба диспетчеризації ДСНС України. 3.1. Визначення – Координати «ДТП-НВ»: 3.1.1. Візуальна інформація (дорожні знаки, індекс області, номер дороги), 3.1.2. Моніторинг-GPS (Off/On-line), GPRS, SMS, RFID, радіо. 3.2. Наявність потерпілих: 3.2.1. Загиблі, поранені, травмовані. 3.3. Визначення типу транспортного засобу: 3.3.1. Вантажний транспортний засіб, 3.3.2. Транспортний засіб з причепом, 3.3.3. Марка транспортного засобу: 3.3.3.1. (Транспортний засіб іноземного виробництва, 3.3.3.2. Транспортний засіб виробництва країн СНГ). 3.3.4. а) Цистерна, б) Контейнерний, в) Самоскид, г) Бортовий, д) Критий, е) Рефрижератор. 3.4. Ознаки пошкодження транспорту та НВ: 3.4.1. Ідентифікація на основі класифікації відчуттів: а) Зорові відчуття, б) Слухові відчуття, в) Нюхові відчуття, г) Смакові відчуття, д) Тактильні відчуття, е) Органічні відчуття (самопочуття). 3.4.2. Ідентифікація розповсюдження небезпечних речовин: а) Розлив, розтікання, фонтанування; б) Випаровування, туман, масляна плівка; в) Різкий запах, шипіння; г) Невластивий колір предметів, середовища;

11

д) Пилоподібні прояви. 3.4.3. Пошкодження та руйнування транспортного засобу: 3.4.3.1. Часткове пошкодження та руйнування; 3.4.3.2. Повне пошкодження та руйнування. 3.4.4. Пошкодження та руйнування тари з НВ: 3.4.4.1. Часткове пошкодження та руйнування; 3.4.4.2. Повне пошкодження та руйнування; 3.4.4.3. Види тари для НВ: а) Тара традиційна, б) Тара легка металева, в) Тара складна, г) Тара комбінована, д) Тара для вантажів класу 2 (гази), е) Великогабаритна тара, є) Контейнери. 3.5. Ідентифікація НВ: 3.5.1. Відомості інформаційної таблиці і знаку небезпеки: а) Знак небезпеки; б) Клас небезпеки; в) Ідентифікаційний номер небезпеки або код екстрених заходів; г) Номер небезпечних речовин за класифікацією ООН. 3.5.2. Спеціальне пофарбування, написи та проблисковий маячок: а) Колір та маркування балонів з газами; б) Колір та маркування цистерни; в) Колір та маркування контейнера. 3.5.3. Аварійна картка. 3.6. Зв’язок з екстреними службами.

Модель координатора прийняття рішень представлена процесом підтримки прийняття рішень (використання інформаційних технологій). Головним завданням у процесі управління є зменшення ентропії під час прийняття рішень диспетчером ОКЦ ДСНС України, вибір з багатьох множин (рішень) основних, найбільш доцільних у даних умовах дій (рішень) по ліквідації НС-ДТП (СДОР) (рис. 7). Координація взаємодій засобів реагування для кожної НС буде успішною, якщо визначена стратегія способу координації, зменшена або усунута ентропія (невизначеність) та здійснено пошук допустимого способу дій у межах обмежень, які будуть задовольняти умову управління.

с0

СnСiС1

Процес ліквідації НС (ДТП, СДОР) P1...Pn

yx

zn

mnmim1

z1zi

γ1

w1 wiwn

γi γn uyux

Рис. 7. Схема управління процесом ліквідації НС ДТП, де С0 – система управління

(координатор); w1,...,wi,...,wn – інформаційний сигнал (обернений зв’язок), що

надходить від систем управління нижнього рівня; γ1,…,γi,…,γn – вихідний

координуючий сигнал; ux та uy – зв’язуючі сигнали; С1,...,Сi,...,Cn – системи управління

нижнього рівня (підрозділи ДСНС та екстрені служби); x – сигнал, що надходить із

зовнішнього середовища; y – сигнал виходу процесу (поведінка); m1,...,mi,...,mn –

управляючі сигнали; z1,...,zi,...,zn – інформаційний сигнал (обернений зв’язок), що

надходить від процесу; P1…Pn – процес ліквідації НС (ДТП-СДОР)

Параметри x (подія), y (поведінка об’єкта) і γ та m1,...,mi,...,mn (керуючі

команди) є наборами можливих результатів з різними ймовірностями. Ця

різноманітність може бути виражена (кількісно) величиною ентропії: Н (x), Н (y)

та Н (γ та m1,...,mi,...,mn).

Збурюючі впливи (у нашому випадку поява НП при перевезенні НВ)

12

створюють тенденцію до дезорганізації системи, тобто до збільшення ентропії її

поведінки Н(y). Тому завдання органу управління С0 полягає в тому, щоб

перешкодити збільшенню ентропії H – збурюючих факторів x (події) і реакцій y

(поведінка об’єкта) за рахунок подачі відповідних команд – γ та m1,...,mi,...,mn

(керуючі команди). При цьому важливо, щоб команди вносили в систему меншу

невизначеність, тобто необхідно, щоб ентропія команд була меншою ентропії

системи на виході (y):

)()m,...,m,...,m ,( ni1 yHH . (4)

Це досягається за рахунок необхідної кількості інформації, що є в складі

керуючих команд. Невизначеність процесу ліквідації НС (ДТП-СДОР)

зменшується, коли оптимальний керуючий вплив, вироблений координатором,

забезпечується оптимальними локальними рішеннями (D1,...,Di,...,Dn – елементи,

які вирішують задачі по рівнях x0,...,xi,...,xn) (рис. 8).

с0

СnСiС1

Процес ліквідації НС (ДТП, СДОР) P1...Pn

D1

y

zn

mnmim1

z1zi

w1 wi wn

Управляюча

система

Di Dn

Система підтримки

прийняття рішень

С0

x0 xi xn

γn γi γ1

ux uy

x

Рис. 8. Модель підтримки прийняття рішень при перевезенні НВ, де D1,...,Di,...,Dn –

елементи, які вирішують задачі по рівнях x0,...,xi,...,xn; С0 – система управління

(координатор); w1,...,wi,...,wn – інформаційний сигнал (обернений зв’язок), що

надходить від систем управління нижнього рівня; γ1,…,γi,…,γn – вихідний

координуючий сигнал; ux та uy – зв’язуючі сигнали; С1,...,Сi,...,Cn – системи

управління нижнього рівня; x – сигнал, що надходить із зовнішнього середовища;

y – вихід процесу; m1,...,mi,...,mn – управляючі сигнали; z1,...,zi,...,zn – інформаційний

сигнал (обернений зв’язок), що надходить від процесу;

P1,…,Pn – процес ліквідації НС (ДТП-СДОР)

При використанні принципу узгодження спосіб координації будується на

«розв’язуванні» взаємодії, і тому в розпорядженні координатора є лише метод

координації шляхом зміни елементів D1,...,Di,...,Dn. Узгодження взаємодій

можливо відобразити виразом

mmumиxummx ˆ,ˆ . (5)

де γ – координуючі сигнали; m – керуючі сигнали (керуючі входи); m̂ –

(оптимальний) керуючий вплив; К – функція взаємодії підпроцесів; x –

13

зв’язувальні сигнали; u – зв’язувальні входи.

Оптимальний керуючий вплив (D1,...,Di,...,Dn), вироблений системою підтримки прийняття рішень (координатором), забезпечується оптимальними локальними рішеннями щораз, коли зв’язувальні входи погоджені. При

погодженні якості підтримки прийняття рішень інформаційною системою обласного ОКЦ ДСНС України порівнюються локальні витрати сил та засобів ДСНС України (функції якості).

При такій формі принципу узгодження порівнюються локальні впливи

(функції якості), а не самі зв’язувальні входи. Нехай для кожного з n

відображення nVUg : визначається у вигляді

nnn umgumgumg ,,,,, 111 . (5)

Принцип узгодження функцій якості можливо показати виразом

mmumgmmgтаxummx ˆ,,,ˆ

. (6)

Сенс виразу (5) зводиться до того, що керуючий вплив складається з

оптимальних локальних рішень кожен раз, коли узгоджено очікувані та фактичні локальні впливи (кількість сил та засобів ДСНС України і екстрених служб).

У четвертому розділі розроблено інформаційну технологію, яка розширює аналітичні можливості та підвищує ефективність реагування підрозділів ДСНС

України при ліквідації НС, що пов’язанні з перевезенням НВ. Запропоновані моделі в третьому розділі процесу прийняття рішень із використанням програмної реалізації дають змогу автоматизувати розрахунок можливої зони ураження

внаслідок НС і підвищити швидкість прийняття рішень під час ситуаційного спрямування оперативного транспорту та створення безпечного коридору для прямування до місця НС з координацією аварійних служб та рятувальних підрозділів.

В результаті дослідження було побудовано модель управління системою моніторингу перевезення НВ ДСНС України, яка дає можливість підвищити рівень безпеки транспортних процесів з використанням сучасних інформаційних

технологій. Запропонована модель передбачає здійснення моніторингу, незалежно від системи моніторингу логістичної фірми підвищує ефективність системи забезпечення безпеки транспортування НВ із оперативним реагуванням на НС і виключає можливість приховування НС з НВ фірмами перевізниками та

логістичними компаніями (рис. 9). Реалізація інформаційних технологій на основі автоматизованих систем

підтримки прийняття рішень при «ДТП – небезпечний вантаж» у системі

моніторингу перевезення небезпечних вантажів ДСНС України допоможе виділити ефективні моделі в процесі прийняття рішень відповідальною особою та зменшити час реагування на НС. На рис. 10 зображено запропоновану схему прийняття рішень з реалізацією інформаційних технологій при «ДТП – НВ»

диспетчером ОКЦ ДСНС України. На основі системного аналізу етапів ЖЦ перевезення техногенно-

небезпечних вантажів було розроблено алгоритми та створено програмне

14

забезпечення у середовищі Delphi для реалізації інформаційних технологій схеми

прийняття рішень при «ДТП – НВ» диспетчером ОКЦ ДСНС України.

Internet

Власник

транспорту

чи вантажу

Управління безпеки дорожнього

руху ДПД Національної поліції

України

Держава служба України

з надзвичайних ситуацій

Оператор

супутникового

зв'язку

GPS

позиціонування,

супутникове

стеження

База даних

Залізничний

транспорт

База даних

автомобільний

транспорт

Сервер

логістичної фірми

База даних

річковий та морський

транспорт

Транспортні модулі логістичної фірми

(позиціонування, контроль доступу до

транспорту, контроль палива,

температури, контроль технічно стану

транспорту, відео спостереження, дані

життєво важливих показників людини)

Перевезення НВ

автомобільним

транспортом


залізничним



річковим та

морським


On-line

GSM

зв'язок

RFID,

радіочастотна

ідентифікація

Радіозв'язок

Модем

(Off-line)

НАДЗВИЧАЙНА СИТУАЦІЯ

Служба диспетчеризації ДСНС України

Реагування на НС:

введення необхідних

сил та засобів

Криптографіч-

ний пристрій

Сервер ДСНС

України

Служба

диспетчеризації

логістичної

фірми

Пристрій запису

інформації «чорний

ящик»

Обмін

інформацією

Односторонній

обмін інформацією

Двосторонній

обмін інформацією

Періодичний обмін

інформацією

СЛДК,

Пристрій

запису

інформації

«чорний

ящик»

СППР ДСНС України

ЗОТ

Обернена модель

об'єкту

Рис. 9. Модель управління системою моніторингу перевезення НВ ДСНС України

Оперативно-координаційний центр в області

Отримання сигналу «ДТП - небезпечний вантаж»

Геоінформаційна система підтримки прийняття рішень для ліквідації

надзвичайних ситуацій під час перевезення небезпечних вантажів області

ДПРЧ та ДПРП у Черкаській

області

Аварійно-рятувальний загін

спеціального призначенняДТП

СДОРДТП - небезпечний вантаж

Ліквідація ДТП-небезпечний

вантаж

Визначення

місця ДТП -


вантаж

Координація сил та засобів підрозділів ДСНС

України в залежності від розрахунку зони

ураження

Ідентифікація виду та

типу небезпечного

вантажу

Розрахунок зони

ураження СДОР

Видача та відправка необхідної інформації по

небезпечному вантажу в найближчий до зони НС

підрозділ ДСНС України


екстреними службами в залежності

від НС

Зв'язок ОКЦ ДСНС України з Управлінням

безпеки дорожнього руху Національної

поліції України в області для уточнення

інформації по ДТП-небезпечний вантаж


логістичною фірмою (перевізником,

АТП) яка відповідає за перевезення

небезпечного вантажу

Ліквідація ДТП-СДОР

Рис. 10. Запропонована схема прийняття рішень з реалізацією інформаційних

технологій при ДТП – НВ диспетчером ОКЦ ДСНС України

Для автоматизації збору та обробки даних, які дають можливість правильно спланувати дії при ліквідації НС, використовується ГІС підтримки прийняття рішень, яка містить такі базові складові (рис. 11): базу даних; електронну векторну карту Черкаської області; АРМ диспетчера з НС.

База даних системи містить: повний перелік НВ (речовин) та інформацію

щодо реагування при виникненні НС для різних НВ у вигляді аварійних карток;

перелік частин служби з НС у Черкаській області та відомості щодо їх особового

складу і наявних засобів ліквідації НС. Оновлення інформації щодо особового

складу підрозділів та наявних засобів ліквідації НС має забезпечувати диспетчер з

15

отриманих електронною поштою файлів електронних таблиць, що містять дані по

окремих підрозділах. Також база даних містить перелік основних таблиць, які

включають коефіцієнти та параметри, що враховуються при розрахунку зони

ураження у випадку виникнення НС.

Інтерфейс

бази

даних

База

даних

Електронна

карта

Вхідні

дані по

надзвичайній

ситуації

Автоматизоване

робоче місце (АРМ)

диспетчера

Оперативно-

координаційного

центру в області

Автоматизоване

робоче місце (АРМ)

диспетчера




Звіт з

результатами

аналізу по

надзвичайній

ситуації

Інтерфейс з

електронною

картою

ГІС

Підрозділи

ДСНС

України в

області

Рис. 11. Структурна схема ГІС підтримки прийняття рішень для ліквідації НС

під час перевезення НВ в області

Загальна структура бази даних ГІС підтримки прийняття рішень для

ліквідації НС під час перевезення НВ в Черкаській області зображена на рис. 12.

Рис. 12. Структура бази даних ГІС

Електронна векторна карта Черкаської області містить такі основні об’єкти:

межі адміністративних районів, населені пункти (з чисельністю населення та

назвами), водні об’єкти, рослинність, мережа доріг, місця розташування частин

служби з НС, соціальні та промислові важливі об’єкти. З метою забезпечення

можливості пошуку оптимальних шляхів проїзду від підрозділів до місць

надзвичайних ситуацій сформовано граф доріг (рис. 13).

АРМ диспетчера ОКЦ в області забезпечує такі основні функції (рис. 14-а):

масштабування та навігацію по карті; керування складом відображення карти;

підключення даних з більш ніж 20 геопорталів; пошук об’єктів на карті за їх

характеристиками; редагування об’єктів карти; автоматизований збір даних по

надзвичайній ситуації. Загальний вигляд алгоритму функціонування АРМ

диспетчера ОКЦ області, який одночасно працює з базою даних системи та

електронною картою, зображено на рис. 14-б.

16

Рис. 13. Результати роботи програми АРМ диспетчера на векторній карті

Черкаської області

Блок «Автоматизований збір даних по НС» забезпечує: введення всіх вхідних даних по НС; збір інформації з аварійних карток; визначення зони можливого ураження для речовин, які відносяться до СДОР, нанесення зони можливого ураження на карту; для вантажів, які не відносяться до СДОР, радіус зони можливого ураження диспетчер задає власноруч; формування просторового опису НС за вказаними координатами її розташування: визначення водних об’єктів, населених пунктів та інших соціально важливих об’єктів, які потрапляють хоча б частково у прогнозовану зону ураження (рис. 15); визначення найближчої до точки НС частини служби з НС і даних про наявний у ній особовий склад та засоби ліквідації НС, а також визначення оптимального шляху проїзду від неї до місця НС з відображенням його на карті; формування звіту в MS Excel.

Рис. 14-б. Блок-схема алгоритму

АРМ диспетчера системи

Рис. 14-а. Загальний вигляд електронної

карти АРМ диспетчера ОКЦ області

Процедура 1

Масштабування та навігація

по електронній карті


Керування складом

відображення електронної

карти


Підключення даних з більш

ніж 20 геопорталів


Пошук об'єктів на електронній

карті за їх характеристиками


Редагування об'єктів електронної

карти


Автоматизований збір даних по

надзвичайній ситуації

Початок

АРМ диспетчера




Мається

необхідність

Так

Мається


Ні

Так

Ні

Мається


Так

Ні


об'єкту

Ні

Так


об'єкту

Так

Ні

Має результатНі

Так

Відображення

на дисплеї, друк

інформації,

направлення в

підрозділи

Продовження роботиТак

Ні

Нажати кнопку «вихід»

Кінець

17

Підвищення ефективності, можливостей ДСНС України за допомогою створеного програмного забезпечення полягає у використанні сукупності засобів інформаційної техніки і людей, об’єднаних для досягнення певних цілей, які забезпечують такі напрямки:

1. Підвищення оперативності реагування підрозділів ДСНС України (скорочення часу збору, пошуку, попередньої обробки і передачі оперативної інформації по НС, виконання розрахунків, а також оформлення і розповсюдження документів).

2. Зниження часу, який витрачається на виконання допоміжних процесів (розрахунок зони ураження СДОР), отримання та обробка додаткових масивів оперативних даних від підрозділів ДСНС України, які прибувають на місце НС, зв'язок із екстреними службами, залучення додаткових підрозділів, евакуація населення в зоні можливого ураження СДОР.

3. Наукова обґрунтованість прийнятих рішень на основі аналізу і прогнозу розвитку НС із застосуванням математичного апарату інформаційних технологій.

Розроблена інформаційна технологія підтримки прийняття рішень при перевезенні НВ може застосовуватися ДСНС України в інформаційних системах моніторингу при перевезенні НВ, забезпечує розширення аналітичних можливостей у системі підвищення ефективності реагування підрозділів ДСНС України по ліквідації НС, що дозволить підвищити швидкість прийняття рішень.

ВИСНОВКИ У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу, яка

полягає в удосконаленні інформаційної технології процесу моніторингу перевезення небезпечних вантажів та систем підтримки прийняття рішень під час ліквідації надзвичайних ситуацій:

1. Проведено аналіз існуючих проблем управління моніторингом при перевезенні небезпечних вантажів, визначено необхідність використання інформаційних технологій і моделей підтримки прийняття рішень у структурі моніторингу перевезення небезпечних вантажів.

2. Розроблена інформаційна технологія може застосовуватися ДСНС України в інформаційних системах моніторингу при перевезенні небезпечних вантажів. Також можливе використання цієї технології організаціями, які мають ліцензію та здійснюють перевезення небезпечних вантажів.

3. Розроблена інформаційна технологія забезпечує розширення аналітичних можливостей у системі підвищення ефективності реагування підрозділів ДСНС України по ліквідації НС, які пов’язанні з перевезенням небезпечних вантажів.

4. Розроблена комп’ютерна програма дає змогу розраховувати можливу зону ураження внаслідок надзвичайної ситуації, що дасть можливість підвищити швидкість прийняття рішень під час ситуаційного направлення оперативного транспорту та створення безпечного коридору для прямування до місця призначення з координацією в оперативному режимі з аварійними службами та рятувальними підрозділами.

Рис. 15. Побудована зона

можливого ураження СДОР

18

Програмний продукт «ГІС підтримки прийняття рішень для ліквідації надзвичайних ситуацій під час перевезення небезпечних вантажів у Черкаській області» (Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 56103 від 18.08.2014, автори: Тимченко Анатолій Анастасійович, Мельник Валентин Павлович, Крижановський Євгеній Миколайович, Підгорний Микола Володимирович) впроваджений: в оперативно-координаційному центрі Управління ДСНС України у Черкаській області; в навчальному процесі Черкаського інституту пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля Національного університету цивільного захисту України; виробничому процесі ПАТ «КОНЦЕРН СТИРОЛ» м. Горлівка Донецької області; виробничому процесі ПАТ «Азот» м. Черкаси. Економічний ефект від попередження можливих збитків від надзвичайних подій під час перевезення небезпечних вантажів у разі застосування запропонованої методики (програми) протягом року для однієї системи становив 130 тис. грн. (відображено у відповідних документах).

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ 1. Інформаційна технологія підтримки прийняття рішень при ліквідації

надзвичайних ситуацій / А. А. Тимченко, Є. М. Крижановський, В. П. Мельник, М. В. Підгорний // Вісник Черкаського державного технологічного університету. – 2014. – № 3. – С. 5–12.

2. Мельник В. П. Задача координатора и принципы координации поддержки принятия решений для обеспечения техногенной безопасности перевозки опасных грузов автомобильным транспортом / В. П. Мельник // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь : науч. журн. – 2014. – № 2 (20). – С. 62–68.

3. Підгорний М. В. Інформатизація виробничих процесів при перевезенні небезпечних вантажів / М. В. Підгорний, В. П. Мельник // Вісник Національного технічного університету «ХПІ» : зб. наук. праць. Серія : Автомобіле- та тракторобудування. – № 9 (1052). – Х. : НТУ «ХПІ», 2014. –С. 86–93.

4. Тимченко А. А. Життєвий цикл створення систем моніторингу перевезення небезпечних вантажів / А. А. Тимченко, М. В. Підгорний, В. П. Мельник // Пожежна безпека: теорія і практика : зб. наук. праць. – № 9. – Черкаси : АПБ ім. Героїв Чорнобиля, 2011. – С. 121–127.

5. Мельник В. П. Використання обернених моделей САУ для визначення відхилення виконавчих органів систем пожежної безпеки / В. П. Мельник // Пожежна безпека: теорія і практика : зб. наук. праць. – № 7. – Черкаси : АПБ ім. Героїв Чорнобиля, 2011. – С. 100–105.

6. Мельник В. П. Метод оптимального управління і синтезу систем управління в системах пожежогасіння / В. П. Мельник // Пожежна безпека: теорія і практика : зб. наук. праць. – № 6. – Черкаси : АПБ ім. Героїв Чорнобиля, 2010. – С. 82–86.

7. Мельник В. П. Метод синтезу пристроїв керування за допомогою методу обернених операторів / В. П. Мельник // Пожежна безпека: теорія і практика : зб. наук. праць. – № 2. – Черкаси : АПБ ім. Героїв Чорнобиля, 2008. – С. 38–41.

8. Тимченко А. А. Застосування системного підходу під час проектування

автоматизованих систем попередження виникнення надзвичайних ситуацій /

А. А. Тимченко, В. П. Мельник, М. В. Підгорний // V Всеукраїнський з’їзд

19

екологів з міжнародною участю (Екологія/Ecology–2015) : зб. наук. праць. –

Вінниця : ДІЛО, 2015. – 279 с.

9. Timchenko A. A. System efficiency of logic-dinamic complex transportation of

dangerous goods by automobile road / A. A. Timchenko, N. V. Podhorny, V. P. Melnik

// Современные достижения в науке и образовании : сб. тр. IX Междунар. науч.

конф., г. Нетания (Израиль). – Хмельницкий : ХНУ, 2014. – 154 с.

10. Мельник В. П. Проблемы мониторинга перевозки опасных грузов /

В. П. Мельник // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация : сб. тез.

докл. VI Междунар. науч.-практ. конф., (Республика Беларусь, 8-9 июня 2011 г.). –

Минск : НИИ ПБ и МЧС Беларуси, 2011. – С. 56–57.

11. Мельник В. П. Сучасні проблеми транспортування небезпечних речовин

та шляхи вирішення / В. П. Мельник // Теорія та практика ліквідації надзвичайних

ситуацій : матеріали міжнар. наук.-практ. конф. – Черкаси : АПБ ім. Героїв

Чорнобиля, 2010. – С. 85–87.

АНОТАЦІЯ Мельник В. П. Моделі та інформаційна технологія процесу підтримки

прийняття рішень для забезпечення перевезення небезпечних вантажів. –

Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за

спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології. – Черкаський державний

технологічний університет, Черкаси, 2017.

Дисертація присвячена розв’язанню науково-технічної задачі, яка полягає у

підвищенні оперативності процесу підтримки прийняття рішень для забезпечення

перевезення небезпечних вантажів на основі впровадження інформаційної

технології підтримки прийняття рішень в надзвичайних ситуаціях.

Проведено аналіз існуючих проблем управління моніторингом при

перевезенні небезпечних вантажів, визначено необхідність використання

інформаційних технологій і моделей підтримки прийняття рішень у структурі

моніторингу перевезення небезпечних вантажів.

Вдосконалено модель керування системою моніторингу перевезення

небезпечних вантажів на основі системного підходу та методики програмування

життєвого циклу шляхом впровадження системних вимог цільових показників та

характеристик комплексної автоматизації, а також адаптації до предметної

області, що забезпечило основу створення систем підтримки прийняття рішень.

Використання моделі координатора при прийнятті рішення, а також

програмування життєвого циклу забезпечило створення системи підтримки

прийняття рішень для моніторингу перевезення небезпечних вантажів.

Розроблені інформаційна технологія та моделі процесу підтримки прийняття

рішень забезпечують розширення оперативних можливостей у системі підвищення

ефективності реагування підрозділів ДСНС України в багатофакторній системі

управління надзвичайною ситуацією, яка пов’язана з перевезенням небезпечних

вантажів.

Ключові слова: моніторинг, небезпечний вантаж, система підтримки

прийняття рішень, надзвичайна ситуація, програмування життєвого циклу,

координатор.

20

АННОТАЦИЯ

Мельник В. П. Модели и информационная технология процесса поддержки принятия решений для обеспечения перевозки опасных грузов. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – информационные технологии. – Черкасский государственный технологический университет, Черкассы, 2017.

Диссертация посвящена решению научно-технической задачи, которая

заключается в повышении оперативности процесса поддержки принятия решений для обеспечения перевозки опасных грузов на основе внедрения информационной технологии поддержки принятия решений в чрезвычайных ситуациях.

Усовершенствование модели управления системой мониторинга перевозки опасных грузов на основе системного подхода и методики программирования жизненного цикла путем внедрения системных требований целевых показателей и характеристик комплексной автоматизации, а также адаптации к предметной

области обеспечило основу создания систем поддержки принятия решений. Использование модели координатора при принятии решения, а также программирования жизненного цикла обеспечило создание системы поддержки

принятия решений для мониторинга перевозки опасных грузов. Разработанные информационная технология и модели процесса поддержки

принятия решений обеспечивают расширение оперативных возможностей в системе повышения эффективности реагирования подразделений ДСНС Украины

в многофакторной системе управления чрезвычайной ситуацией, связанной с перевозкой опасных грузов.

Ключевые слова: мониторинг, опасный груз, система поддержки принятия

решений, чрезвычайная ситуация, программирование жизненного цикла, координатор.

ABSTRACT

MELNYK V. P. Models and informational technology of the process of decision-making support for carrying hazardous cargoes. – Manuscript.

The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.13.06 – іnformation technologies. – Cherkasy State Technological University, Cherkassy, 2017.

The thesis is devoted to the increase of efficiency of the process of decision-making support during hazardous cargoes transportation based on the implementation of informational technology for decision-making support in case of emergency.

Operational models for monitoring system control by hazardous cargoes transportation, based on systematic approach and life cycle programming method, by implementing systemic requirements of target parameters and characteristics of complex automation and by adapting to particular field that has provided the base for creating a

system of decision-making support are improved. The use of coordinator model at decision-making and life cycle programming has ensured the creation of the system of decision-making support for monitoring of hazardous cargoes transportation.

This informational technology and models of the process of decision-making support provide the growth of operational abilities in order to increase the efficiency of reaction to possible emergency situations during hazardous cargoes transportation.

Key words: monitoring, hazardous cargo, system of decision-making support,

emergency situation, life cycle programming, coordinator.

21

Формат 60×84/16 Гарнітура Таймс. Папір офсет.

Ум.друк арк. 0,9 Тираж 100 пр.

Зам. № 27 від 14.04.2017 р.

Черкаський інститут пожежної безпеки імені Героїв Чорнобиля

НУЦЗ України,

18034, м. Черкаси, вул. Онопрієнка, 8.

aref melnyk_v_p_14.04.2017

Engineering