автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Компьютерные информационно-моделирующие системы для задач защиты населения и окружающей среды на промежуточной и поздней фазах радиационных аварий

российская академия наук

^ институт проблем безопасного развития > атомной энергетики

(ибраэран)

компьютерные информационно-моделирующие системы для задач защиты населения и окружающей среды на промежуточной и поздней фазах радиационных аварий.

05. 13. 16 - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (ядерная энергетика, защита окружающей среды и населения)

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-

На правах рукописи

ОСИПЬЯНЦ Игорь Андреевич .

автореферат

математических наук

Москва - 1998

Работа выполнена в Институте проблем безопасного развития атомной энергетики Российской Академии Наук

Научный руководитель: к.ф.-м.н., с.н.с. Линге И.И.

Официальные оппоненты:

д.т.н., профессор Хохлов В.Ф. к.ф.-м.н., с.н.с. КовальчукВ.Д.

Ведущая организация -

Московский инженерно-физический институт (МИФИ)

Защита состоится « » 1998 г. в часов на

заседании Диссертационного Совета Д 200.43.01 при Институте проблем безопасного развития атомной энергетики РАН по адресу: 113191, Москва, Б. Тульская ул., 52

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИБРАЭ РАН.

Автореферат разослан« » 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета к.т.н. Калантаров В.Е.

Общая характеристика работы

Настоящая работа посвящена разработке и созданию информационно-моделирующих систем для задач минимизации последствий радиационных аварий для населения и окружающей среды. Основное внимание в работе уделено научно-технической поддержке принятия решений на промежуточной и поздней фазах аварии. Разработанные системы применены для информационно-аналитической поддержки федеральных программ преодоления последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Разработана структура банка данных для поддержки принятия решений на федеральном и региональном уровнях.. Создан центральный банк обобщенных данных по последствиям чернобыльской аварии. Проведены интегральные оценки радиационно-гигиенической обстановки на пострадавших территориях. Дня задач тренировки и обучения специалистов создана компьютерная система моделирования радиационно-гигиенических данных в случае крупномасштабного загрязнения территорий с учетом принимаемых контрмер. Разработана структура территориального раздела банка данных для центра технической поддержки, входящего в состав системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях Концерна РОСЭНЕРГОАТОМ.

Актуальность проблемы

Одной из основных проблем в решении задач преодоления последствий чернобыльской аварии было отсутствие единого информационного обеспечения органов управления. С 1986 по 1991 год в различных ведомствах был накоплен огромный объем информации. Однако по ряду причин она была недоступна для лиц принимающих решения, либо доходила до них в виде огромного потока первичных данных, зачастую противоречивых и не верифицированных. Кроме того, способы хранения и доступа к данным не соответствовали ни их объему, ни тем задачам, которые необходимо решать в рамках государственных программ ликвидации последствий аварии. Все эти факторы

приводят к необходимости создания единого банка данных для информационно-аналитической поддержки работ в рамках государственных программ РФ по защите населения и реабилитации территорий от воздействия последствий чернобыльской аварии. Комплексность решаемых в рамках программ задач; высокая социальная значимость, большой объем данных и необходимость обеспечения широкого доступа к ним обусловили необходимость использования новых компьютерных технологий при организации информационной поддержки федеральных и региональных органов управления, ведомств и организаций - участников работ по преодолению последствий чернобыльской аварии, средств массовой информации и общественности. Необходимость внедрения новых компьютерных технологий в практику решения задач минимизации последствий радиационных аварий делает весьма актуальной работу по созданию компьютерного банка данных.

Возросшие возможности средств вычислительной техники в совокупности с проблемами безопасной эксплуатации АЭС в настоящее время обусловили повышенное внимание к совершенствованию системы аварийного реагирования. Поэтому особую актуальность приобретают работы по созданию информационно-моделирующих систем поддержки принятия решений и систем для тренинга. Эта актуальность обусловлена необходимостью проведения тренировок и учений, связанных с аварийным реагированием и экспертной поддержкой лиц принимающих решения в условиях максимально приближенных к реальным.

Цель работы.

1. Разработка структуры банка данных для обеспечения информационной поддержки принятия решений по защите населения и территорий от воздействия последствий радиационных аварий на промежуточной и поздней фазах.

2. Компьютерная реализация банка данных.

3. Формирование центрального банка обобщенных данных по последствиям чернобыльской аварии и их преодолению.

4. Отработка технологии получения интегральных оценок и прогнозов последствий аварии на Чернобыльской АЭС для выработки стратегии и тактики реализации федеральных программ преодоления ее последствий.

5. Создание компьютерной системы моделирования радиационно-гигиенических данных в случае крупномасштабного загрязнения территорий с учетом принимаемых контрмер для задач тренировки экспертов.

6. Разработка структуры и создание территориального раздела банка данных для Центра технической поддержки Кризисного центра Концерна РОСЭНЕРОАТОМ, эксплуатирующего АЭС России.

Научная новизна.

В результате выполнения настоящей работы были впервые: 1 Разработаны принципы организации и структура банка данных, обеспечивающего информационно-аналитическую поддержку задач минимизации последствий радиационных аварий для населения и окружающей среды.

2.Создан Центральный банк обобщенных данных по последствиям чернобыльской аварии и отработаны технологии получения интегральных оценок последствий в различных сферах.

3.Разработана компьютерная система моделирования радиологической ситуации на загрязненных территориях для задач подготовки сценариев учений и деловых игр, обучения и тренировки специалистов.

Достоверность.

Использованные в работе модели и полученные результаты верифицированы и прошли проверку на большом объеме экспериментального материала.

Практическая значимость.

1.Созданный Центральный банк обобщенных данных функционирует в МЧС России в качестве основного элемента управленческой информационной системы по проблемам преодоления последствий чернобыльской аварии.

2.Отдельные составные части банка данных внедрены в Администрациях областей, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС, Департаменте Госсанэпиднадзора Минздрава РФ, центрах Госсанэпиднадзора в Брянской, Калужской, Тульской, Орловской других областях.

3.На основе собранной информации были выполнены комплексные оценки и прогнозирование ситуации на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие чернобыльской аварии, включая радиационно-гигиенические, медико-демографические, социально-экономические аспекты. Эти материалы были использованы при подготовке Федеральных программ преодоления последствий на период с 1992 по 2000 год.

4.Накопленная информация может быть использована научными организациями, органами власти различных уровней, министерствами и ведомствами при подготовке официальных документов, проведении научных исследований, организации международного сотрудничества, а также при взаимодействии с населением и средствами массовой информации.

5.Разработанные подходы использованы при создании банка данных по территориям за пределами промплощадок российских АЭС, который включен в состав Центра технической поддержки Кризисного центра Концерна РОСЭНЕРГОАТОМ.

6.Созданная компьютерная система PARIS (Post Accidental Radiological Imitation System) обеспечивает: процесс полноценной тренировки экспертов и специалистов в области радиационной безопасности и защиты, а также возможность подготовки сценариев радиологических последствий для учений и деловых игр по защите населения и территорий при

радиационных авариях. Ее различные версии и подсистемы использовались при подготовке нескольких учений, проведенных в России и за рубежом в 1993-1997 годах.

Защищаемые положения.

На защиту выносятся следующие положения:

1 .Структура банка данных для информационного обеспечения задач минимизации отдаленных последствий для населения и окружающей среды.

2.Центральный банк обобщенных данных по последствиям чернобыльской аварии и его использования для информационно-аналитической поддержки принятия решений по преодолению последствий аварии.

3.Применение информации ЦБОД для построения модели формирования последствий радиационных аварий для населения и окружающей среды.

4.Компьютерная система моделирования радиологической ситуации на загрязненных территориях для задач подготовки сценариев учений и деловых игр, а также тренировки и обучения специалистов.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. Международный семинар по проблемам смягчения последствий Чернобыльской катастрофы, Брянск, Россия, 1993.

2. Международный семинар «Защита населения от последствий радиационных аварий. Уроки и перспективы российско-французской деловой игры по принятию решений». Париж, май 1994.

3. Совещание по управлению данными в чрезвычайных ситуациях Агентства по ядерной энергии Организации экономического сотрудничества и развития, Цюрих, Швейцария 1995.

4. Всероссийская конференция «Радиологические, медицинские, социальные и экономические последствия чернобыльской аварии. Реабилитация населения и территорий». 21-25 мая, 1995. Учебный центр «Голицино».

5. «Чернобыль: 10 лет спустя. Итоги и перспективы». Всероссийская научно-практическая конференция, Брянск, 1996.

6. Международная конференция «Радиологические последствия чернобыльской аварии», Минск, 1996.

7. Международный семинар Департамента гуманитарной помощи ООН «Чернобыль и другие катастрофы: гуманитарная помощь жертвам технологических катастроф», Москва, 27-28 мая 1997.

Публикации.

Основные результаты диссертации опубликованы в 12 печатных работах и более 60 научных отчетах.

Структура н объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения.

Содержание работы

Во введении приведено обоснование актуальности темы, описаны цели и выбранные пути исследования и решения поставленных задач. Кратко описано содержание работы и приведен литературный обзор основных публикаций по проблеме.

Глава 1 посвящена проблемам информационного обеспечения принятия решений по ликвидации последствий радиационных аварий на промежуточной и поздней фазах, а также описана структура банка обобщенных данных, обеспечивающего решение задач защиты населения и реабилитации территорий, пострадавших в результате радиационных аварий. Также приведена возможная схема реализации банка данных.

В §1 на примере чернобыльской аварии рассмотрены проблемы информационного обеспечения, возникающие при крупномасштабных радиационных авариях, в результате которых оказываются затронутыми большие территории. Показано, что принятие решений по защите населения и реабилитации территорий -невозможно без создания специальной информационной структуры, охватывающей проблемы радиоэкологии, радиационной гигиены, демографии, охраны здоровья, экономики и социальной защиты. Огромный объем и комплексность необходимых данных определяет использование современных компьютерных технологий при организации подобного банка данных.

В §2 сформулированы основные задачи банка данных и предложена его структура, которая определяется кругом задач, поставленных в рамках государственных программ преодоления последствий чернобыльской и других радиационных катастроф. Банк данных (рис.1) состоит из тематических разделов (банков данных), каждый из которых в свою очередь делится на банки и базы данных по отдельным вопросам и отраслям знаний. Для обеспечения информационной поддержки принятия управленческих решений в состав банка данных предложено включить четыре раздела (рис.2):

• фактографический баше данных;

« документальный банк данных;

« персонифицированный банк данных;

• банк электронных карт.

По характеру информации, содержащейся в банках и базах данных, они делятся на обобщенные и первичные, в зависимости от полноты и степени обобщения и представления.

Фактографический банк данных содержит данные по административно-географическим характеристикам,

радиационно-гигиенической, экологической, демографической, медико-статистической, социально-экономической и социально-психологической обстановке на пострадавших территориях.

Документальный банк данных состоит из банков данных по законодательным актам, директивным документам и нормативно-

технической документации по проблемам радиационной безопасности, радиационной защиты и ликвидации последствий радиационных аварий, баз данных по научным публикациям и публикациям в средствах массовой информации.

Персонифицированный банк данных содержит информацию по участникам ликвидации последствий аварии и населению, в наибольшей степени пострадавшему в результате аварии (учетные данные, льготы и компенсации, социальные вопросы).

Банк данных

Тематические разделы

Банк данных 1

Д"

База данных 1

Средства доступа

СУБД

Информационно Геоинфор- Информаци-

-поисковые мационные онно-

системы системы моделирующие

системы

Internet

Результаты

1. Анализ, оценки и прогнозы

2. Построение моделей

3. Верификация моделей

4. Документы и отчеты 5. Информация по запросам

6. Иллюстративные материалы

Рис.1 Функциональная схема банка данных

Банки обобщенных

Фактографический данных

раздел Базы данных измерений

1

Полнотекстовые банки

Документальный раздел _^ данных

Реферативные базы данных

1

Персональные базы

Персонифицированный раздел -► данных

Обобщенные базы данных

1

Административные

Банк электронных карт -► единицы

Территории и объекты

Рис. 2 Структура банка данных

Банк электронных карт содержит компьютерные карты территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате радиационных катастроф, а также территорий, на которых расположены радиационно-опасные объекты (окрестности атомных станций и др.).

В качестве объектов, по которым собирается информация, в банке данных присутствуют территории (районы, области, зоны), населенные пункты, объекты окружающей среды ( почва,

атмосфера, поверхностные воды), сельскохозяйственные и лесные угодья, продукция растениеводства и животноводства, продукты питания, население (население территорий, населенных пунктов, группы населения, человек), социально-экономические .объекты (промышленные и

сельскохозяйственные предприятия, объекты строительства и ДР-)-

В §3 описаны возможные схемы организации банка данных как основного элемента интегрированных систем поддержки принятия решений в кризисных ситуациях и управленческих информационных систем (УИС). Организационно-технически банк данных входит в состав компьютерной локальной вычислительной сети (ЛВС), включающей файловый сервер, рабочие места специалистов, средства ввода, копирования, хранения и представления данных. Характер собираемой информации, в особенности ее разноплановость и большие объемы определил необходимость ввода в состав банка данных абонентских пунктов по сбору и первичной обработке данных на местах (в различных организациях и регионах).

Перечень программного обеспечения, необходимого для нормальной эксплуатации банка данных и выполнения возложенных на него функций, включает широкий спектр программных средств различного уровня и назначения, в том числе операционные системы, базовое программное обеспечение и прикладное специализированное программное обеспечение.

Для ведения банка данных в качестве систем управления базами данных используются системы, которые позволяют обеспечить эффективное и надежное выполнение работ по сбору, хранению, анализу и визуализации информации, а также обеспечить удаленный доступ к банку с возможностью разграничения прав пользователей. Часть информации доступна неограниченному количеству пользователей через компьютерную сеть INTERNET.

Кратко описана схема взаимодействия банка данных и других компьютерных систем, обеспечивающих информационную и

системно-аналитическую поддержку принятия \ правленческих решении.

Глава 2 посвящена рассмотрению вопросов формировании Центрального банка обобщенных данных по последствиям чернобыльской аварии и проблемам их ликвидации.

В §1 приведено описание организационно-методическое и профаммиое обеспечение ЦВОД, который является основным элементом управленческой информационной системы (УИС) «Чернобыль» {Рис. 3). УИС «Чернобыль» функционирует и составе Локальной Вычислительной Сети, в рамках которой организованы автоматизированные рабочие места руководителей

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА "ЧЕРНОБЫЛЬ"

Федеральный уровень

ЛИУС РСЧС

Управленческая информационная система ."Чернобыль"'.

Центральный

банк обоГидемиьи данных

Банк моделей и программ

Автоматизированные

системы других Распределенный министерств и ведомств, научных организаций

оапк дяшшх

научных организаций

У11С Департамента МЧС: сетевых ЛРМ-32; лазерных пршггсроп-Н; факс-модемов-!; модемоп-2

Региональный уровень

Системы для региональны* орглиов управления к организаций

Рис.

и специалистов МЧС России (федеральны»« уровень). Отдельные компоненты УИС ("информационно-поисковые системы, геоинформационные системы. расчетпо-прогностические

системы и др.) функционируют в Администрациях пострадавших областей, региональных органах управления, научных организациях (локальный уровень).

Технически ЦБОД организован в виде компьютерной локальной сети со средствами хранения, копирования, визуализации и передачи информации. Разработан ряд компьютерных программ ввода и обработки данных. Методические принципы, заложенные при формировании ЦБОД, позволяют обеспечить:

• регулярное обновление информации;

• надежное хранение данных;

• верификацию данных;

• комплексный анализ;

• своевременную передачу информации, в том числе и удаленным пользователям.

Для обеспечения надежного хранения данных и возможности постоянного доступа к ним организована локальная вычислительная сеть поддержки.

Приведено краткое описание прикладных специализированных программ, обеспечивающих эффективное функционирование ЦБОД и доступ к информации пользователей различного уровня и квалификации.

В §2 дано подробное описание разделов ЦБОД. Основное внимание уделено фактографическому разделу. Фактографический банк данных содержит данные по административно-географическим характеристикам

пострадавших областей и населенных пунктов, данные по радиологической, экологической, демографической, медико-статистической, социально-экономической и социально-психологической обстановке на пострадавших территориях. Административно-географический раздел содержит данные по административно-территориальной принадлежности, основным административным и географическим характеристикам населенных пунктов, принадлежности к зонам радиоактивного загрязнения и охвату мероприятиями. Радиологический раздел содержит данные по радиоактивному загрязнению населенных

пунктов, сельскохозяйственных угодий и продукции, лесов, продуктов питания, данные по фактическим и прогнозным оценкам доз внешнего и внутреннего облучения населения. Экологический раздел содержит результаты химического мониторинга атмосферы, поверхностных вод и сельскохозяйственных угодий. • Демографический раздел содержит информацию по возрастно-половой структуре населения и причинам смерти для всех областей России, начиная с 1982 года. Отдельно представлены данные по смертности от онкологических заболеваний. Для зон отселения и с правом на отселение поддерживается банк данных по миграции населения. Медико-статистический раздел содержит данные по заболеваемости отдельных контингентов населения, охране здоровья наиболее пострадавших категорий населения, сети медицинских учреждений. Социально-экономический раздел содержит данные по характеристикам экономического развития пострадавших областей, включая показатели развития агропромышленного комплекса, сети школьных и дошкольных учреждений, структуре питания населения и т.д. Социально-психологический раздел содержит информацию по результатам социологических опросов взрослого и детского населения пострадавших территорий и результатам анализа социально-психологической обстановки.

Значительное место занимает ретроспективный банк данных первичных измерений загрязнения объектов окружающей среды и дозиметрического обследования пострадавшего населения. Особое внимание уделено данным 1986 и 1987 годов.

ЦБОД содержит информацию по 14 областям России (свыше 10000 населенных пунктов), занимающих около 54000 кв.км. Данные охватывают период с 1986 по 1997 годы.

Документальный раздел ЦБОД состоит из банка данных по нормативно-технической документации и банка данных по научным публикациям и публикациям в средствах массовой информации. Первый из указанных содержит тексты законов, распоряжений и постановлений законодательных органов и правительства, норм радиационной безопасности, санитарных

правил, методических 'указаний и др. - всего около 400 документов. Банк данных по научным публикациям содержит около 20000 рефератов научных статей и более 3000 публикаций в средствах массовой информации.

Персонифицированный банк 'данных содержит персональные данные об участниках работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, пересоленных и эвакуированных. Собраны данные по 180000 человек, включая более 150000 ликвидаторов. Кроме 'учетной информации имеется информация о состоянии здоровья, социальным проблемам.

Банк электронных карт содержит компьютерные карты 14 областей России, отнесенных.к затронутым аварией территориям.

Отдельным разделом ЦБОД является банк данных по Белоруссии и Украине, в котором содержатся обобщенные и первичные фактографические данные за 1986 - 1991 годы. Текущее состояние ЦБОД приведено на Рис. 4.

ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО БАНКА ДАННЫХ ■

ИВРАЭ

г»* графически* яадиаактишн»» малицимская

привязка загрязнение . стлтмстикэ

зкамамические дазм социальная

характеристики . »Фл/ч«ния л«м«щь

ХИМИК*' '

т»ксик«л*гичвсх«в загрязнение ■

социальная

ПСИХОЛОГИЯ

выполнение государственной программы

населенные «я пункты .'.«вЯ ь В в

сел«.*«- «« уг«дьп , К« ТМГ ш ев

. ■ леса ш

«•Да и п»ч*а Ш & Ва

.': "райвнм'.;' а ш т ' Из! ■1

•;. ♦власти Щ '• Ти т ' Ш13 .Ж

Щ ж ■'; ВШ : ш.;. . ш

парсенгпьнце "I. ' ' даньые ■ (пикаидатеры . . • и др.) в ~в" ь данные присутствуют,- ■ ■ . Ш ■. Ш ' к заполнение £азы данных : кш

Рис. 4

В §3 описаны основные источники данных, использующиеся при формировании ЦБОД. Только при создании радиадионно-гигиенического раздела было задействовано более 300 источников информации практически из всех научных и практических организаций - участников работ по ликвидации последствий чернобыльской аварии, среди которых НПО «Тайфун», РНЦ КМ, ГНЦ ИБФ, СПНИИРГ и др. Большой объем разнотипной информации предъявляет повышенные требования к проблемам верификации данных. Верификация данных осуществляется путем сравнения данных из различных источников и сопоставления различных типов данных. Помимо данных фактических измерений в банке содержатся результаты расчетов, выполненные с использованием различных методик и моделей. Верификация такой информации осуществляется посредством сравнения с данными реальных измерений.

В главе 3 описаны примеры использования данных ЦБОД для оценки и прогнозирования ситуации на пострадавших после аварии на ЧАЭС территориях.

В §1 приведено описание работы по информационно-аналитической поддержке Государственной программы преодоления последствий чернобыльской аварии. Начиная с 1991 года ЦБОД является основным информационным источником для проведения комплексной оценки ситуации на затронутых аварией территориях. Использование комплексной и актуальной информации приводится на примере формирования Перечней населенных пунктов, отнесенных к зонам радиоактивного загрязнения. Наличие данных по 12000 населенным пунктам позволяет аргументировано классифицировать их по типам зон в соответствии с Законом РФ. Такая задача возникла после того как в 1991 году были впервые сформированы зоны загрязнения. Процесс формирования перечней населе!тых пунктов проходил в значительной степени под влиянием политических процессов, что привело к необоснованному увеличению населения льготной зоны. Многолетняя работа по сбору всех необходимых данных позволила в 1997 году создать предпосылки для сокращения необоснованно расширенных зон радиоактивного

загрязнения, которое реализовано соответствующим Постановлением Правительства РФ.

В §2 описаны примеры оценки последствий аварии для населения и окружающей среды. На основе данных ЦБОД был проведен комплексный анализ радиационно-гигиенической обстановки на всей территории России, затронутой аварией в контексте реализации концепции РНКРЗ. При анализе использовались многолетние данные по плотности загрязнения почвы, загрязнению продуктов питания, измерениям содержания 137Cs в организме жителей. Анализ доз облучения населения чернобыльских зон показывает, что в 1996 году уровни облучения в подавляющем большинстве случаев (для более 95% населения) не превышают 1 мЗ в/год. Это означает, что на большинстве территорий радиационно-гигиеническая обстановка является нормальной и контроль за ее развитием должен осуществляться в рамках текущего санитарного контроля. Накопленная за 10 лет доза на этих территориях не превышает 10 мЗв. С учетом того факта, что более 80% накопленной дозы формируется именно за эти годы, можно уверенно утверждать, что облученных с дозой более 70 мЗв за жизнь, установленной концепцией РНКРЗ в качестве критерия, не появится. Более пристальное внимание уделено населению с дозами облучения выше 0.5 мЗв/год (около 200 тысяч человек). Анализ распределений доз внутреннего облучения и содержания 137Cs в организме жителей, проживающих в зоне с плотностью загрязнения свыше 10-15 Ки/км2 показывает, что за счет потребления загрязненных продуктов питания часть населения может получить дозы превышающие 1 мЗв/год и более. Общее число жителей, получивших в 1996 году дозу свыше 1 мЗв/год, оставляет около 103 тысяч человек. Число жителей, которые могут получить за жизнь более 70 мЗв и более, составит по прогнозу около 25 тысяч человек. Накопленная фактическая информация позволяет перейти к более точным оценкам доз облучения и отойти от традиционных консервативных оценок, реализуемых в рамках существующих методик. В частности, выполнены вариантные прогнозы

стабилизации радиационной обстановки в условиях реализации федеральных программ и в случае их прекращения.

В главе 4 рассмотрены вопросы использования накопленного опыта при создании компьютерной системы генерации радиоэкологических баз данных, предназначенной для подготовки радиологических сценариев учений и деловых игр по принятию решений при радиационных авариях, а также для тренировки экспертов и обучения специалистов. Кроме этого рассмотрены вопросы создания банка данных для информационно-аналитической поддержки проведения экспертных оценок и прогнозов радиологических последствий в послеаварийной ситуации.

В §1 сформулированы основные принципы использования результатов работ по созданию ЦБОД в задачах тренировки экспертов по оценке радиологической ситуации после радиационных аварий. Главное вшшание уделено вопросам полномасштабного моделирования радиологических последствий аварий, как эффективного средства для тренировки экспертов. Информационной основой полномасштабного моделирования является генерация баз данных, имитирующих результаты измерений. В процессе тренировок такие базы данных используются для следующих целей:

•оценка последствий аварии;

•планирование и оценка эффективности защитных мероприятий;

•тестирование моделей и методик, используемых экспертами.

Основной особенностью генерации баз данных является имитация реальности смоделированных данных, которые имеют более широкие распределения по сравнению с данными, полученными по детерминистическим моделям. Параметры распределений получены на основе реальных данных и отражают как вероятностный характер измеряемых величин, так и вариабельность результатов за счет локальных особенностей местности, характеристик приборов и других факторов. Описано влияние динамики проведения измерений и их объемов на достоверность оценок и прогнозов. Другой отличительной

особенностью при генерации баз данных является учет влияния защитных мероприятий. Это влияние также не является простым редуцирующим фактором, а представляет собой изменяющийся во времени и пространственно неоднородный процесс. Такие данные более объективны по своей природе и их имитация важна для адекватной подготовки экспертов и-лиц, принимающих решения. Используя эти данные в ходе учений в режиме реального времени можно создать условия для работы экспертов (оперативная оценка радиологической ситуации и подготовка рекомендаций по защите населения и окружающей среды) по сложности не уступающей реальной ситуации.

В §2 описана компьютерная система PARIS генерации баз данных спектрометрических, радиометрических и дозиметрических измерений с учетом реализуемых контрмер. В системе моделируется загрязнение больших территорий радионуклидами в результате гипотетической радиационной аварии. Она предназначена доя тренинга экспертов, обучения и для генерации баз данных в соответствии с технологическими сценариями деловых игр и учений по авариям на радиационно-опасных объектах. В системе PARIS предусмотрено три вида исходных данных (рис. 5):

• базовые характеристики радиоактивно загрязненной местности - географические характеристики, типы почв, условия жизни и деятельности населения (демография, питание, сельскохозяйственная деятельность) и ряд других;

• характеристики радиоактивного загрязнения радионуклидный состав выпадений и масштаб загрязнения;

• регулируемые параметры вмешательства - планы обследования радиационной обстановки, номенклатура и характеристики контрмер.

В зависимости от заданных исходных данных, система имитирует получение результатов этих измерений и создает базы данных следующих типов:

• SOIL - по измерениям радионуклидного состава выпадений на почву в населенном пункте,

• DSR - по мощности дозы в населенных пунктах,

to

Нерегулируемые параметры

Базовые характеристики местности

Регулируемые параметры

Параметры загрязнения

Характеристика территории и населения

Характеристики контрмер

Планирование измерений

(вид, объемы и сроки)

Моделирование результатов измерений

Результаты

Измере- Дозы и

ния прогно-

зы

Рис. 5 Схема функционирования системы PARIS

• WATER - по загрязнению поверхностных вод,

• AGROPR - по загрязнению сельскохозяйственной продукции ферм,

• THYR - по персональным данным измерения активности йода в щитовидной железе,

• IDC - по персональным данным индивидуального дозиметрического контроля,

• BODYC - по персональным данным измерений на СИЧ.

По окончании расчета система PARIS предоставляет возможность проведения предварительного анализа полученных результатов с помощью графической визуализации.

Система PARIS обеспечивает условия для исследования взаимосвязи между точностью знания радиационной обстановки (планирование измерений) и реализацией контрмер в конкретных населенных пунктах или агрохозяйствах. При создании системы была предусмотрена возможность решения задач анализа чувствительности, в том числе таких важных, как исследование чувствительности эффективности защитных мер к неопределенностям характеристик исходных показателей.

Тестирование программы проводилось на примере районов Брянской области, загрязненных в результате чернобыльской аварии. Был подготовлен вариант полностью совпадающий по исходным хозяйственным характеристикам, радиоактивному загрязнению и реализованным контрмерам с ситуацией в области после аварии. Сопоставление результатов полученных по программе с результатами реальных измерений в последующие годы, вплоть до 1993 г. показало их удовлетворительное согласие.

Приведены примеры результатов расчетов загрязнения сельскохозяйственной продукции в различных стратегиях защитных мероприятий, таких как перепашка, внесение дополнительных доз минеральных удобрений, ограничительные мероприятия по потреблению продуктов питания.

В §3 сформулированы основные подходы к формированию банка данных для решения задач научно-технической поддержки принятия решений по защите населения и территорий за пределами промплощадок АЭС. При создании банка данных

использовался опыт создания и эксплуатации ЦБОД по чернобыльской аварии. Структура банка данных определяется задачами экспертной поддержки принятия решений, среди которых:

•оценка радиационной ситуации на территориях, прилегающих к АЭС;

•оценка доз облучения населения;

•оценка последствий аварии для объектов окружающей среды; •оценка последствий для сельского хозяйства; •прогнозы развития обстановки; •выдача рекомендаций по защитным мероприятиям. На ранней фазе аварии экспертная поддержка принятия решений по экстренным контрмерам, таким как эвакуация, йодная профилактика и др., осуществляется на основе оперативных данных измерений радиационной обстановки. На этой стадии в процессе анализа обстановки и выдачи рекомендаций по контрмерам участвуют базы данных по затронутым территориям и населению. На промежуточной фазе по мере накопления результатов измерения формируются соответствующие базы данных, которые используются в процессе уточнения радиационной обстановки и проведении радиационно-гигиенического и социально-экономического анализа вариантов различных мер по защите населения и территорий, а также анализа их эффективности. При этом учитываются ранее принятые контрмеры. На поздней фазе кроме исходных баз данных результатов измерений формируются базы данных по дозиметрическому обследованию населения, данные результатов мониторинга объектов окружающей среды, появляются базы данных обобщенных показателей из различных источников. При этом эти массивы данных могут являются основой для информационной поддержки программ реабилитации территорий и защиты населения.

Банк данных для обеспечения научно-технической поддержки принятия решений состоит из трех частей: •банк данных по территориям;

•банк данных по результатам измерений радиационной обстановки и дозиметрического обследования населения; •банк данных обобщенных показателей. Так в состав банка данных включены следующие разделы: •административно-территориальные характеристики; •географические характеристики; • •характеристики объектов окружающей среды; •демографические характеристики; •экономическое развитие; •сельскохозяйственная активность.

Объектами для баз данных являются районы, входящие в 50км зону вокруг АЭС, в том числе все населенные пункты этого региона, леса, гидрография, сельскохозяйственные угодья др. Описаны базы данные входящие в состав каждого раздела. Прототип банка данных вошел в состав Центра технической поддержки Кризисного центра Концерна РОСЭНЕРГОАТОМ.

Приведены примеры использования данных в ходе учения на Нововоронежской АЭС.

Основные результаты диссертации

1. Разработаны принципы информационного обеспечения задач минимизации последствий радиационных аварий для населения и на их основе создан Центральный банк обобщенных данных, который в целом обеспечивает нформационно-аналитическую поддержку принятия решений по преодолению последствий чернобыльской аварии в рамках федеральных программ.

2. Разработана компьютерная система моделирования радиологических последствий и генерации баз данных радиологических и дозиметрических измерений, предназначенная для тренировки экспертов по научно-технической поддержке принятия решений по защите населения и территорий от воздействия последствий радиационных аварий.

3. Разработаны принципы организации банка данных по территориям за пределами промплощадок АЭС - как составного

элемента центров научно-технической поддержки принятия

решений при чрезвычайных ситуациях на ядерноопасных

объектах.

Список публикаций по теме диссертация

1. Линге И.И., Осипьянц И.А., Лабузов С.Г., и др. Формирование центрального банка данных по системно-аналитическому и информационному обеспечению работ Госкомчернобыля России по ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Сб. "Проблемы безопасного развития атомной энергетики". М., "Наука", 1993, с. 220-230.

2. Линге И.И., Осипьянц И.А., Дмитриевская Л.А. и др. Центральный банк обобщенных данных Госкомчернобыля РФ. Сб. Материалов международной конференции «Проблемы смягчения последствий чернобыльской аварии», Брянск, 1993. с. 295-298.

3. Линге И.И., Илюшкин А.И.. Осипьянц И.А., и др. Центральный банк обобщенных данных информационной системы «Чернобыль». Доклад на Всероссийской конференции «Радиоэкологические, медицинские и социально-экономические последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Реабилитация территорий и населения». Голицино, 21-25 мая 1995 г. Москва, 1995. С. 202.

4. Большое Л.А., Арутюнян Р.В., Линге И.И., Бархударов Р.М., Осипьянц И.А., и др. Результаты и проблемы преодоления последствий чернобыльской аварии в России. Итоговый доклад МЧС России. 1997. 32 с.

5. Ossipiants I., Chikine À. Bases de donnees. En «Exercice prise de décision en situation post-accidentelle en cas de contamination radioactive de zones etendues». Rapport général. IPSN, France, 1994. pp. 31-43.

6. Linge L, Epifanov V., Ossipiants I., Skorobogatov A. JSP5 -Pathway Analysis and Dose Distributions. Final Report for the contracts COSU - CT93 -0053 and COSU-CT94-0091 of the

European Commission. December 1995. EUR 16541 EN, 1996. pp. 56-62.

7. Maubert H., Robeau D., Renaud P., Linge I., Pavlovski O., Ossipiants I. Reflexions sur le respect des niveaux d'intervention dans un territoire contamine par un depot accidentel de cesium 137. Radioprotectron, vol. 30, n. 4, pp. 495 - 508.

8. Bolshov L., Arutyunyan R., Linge I., Goloviznin V., Kiselev V., Kanevsky M., Ossipiants I., et al. Information technologies for the generalisation of practical experience in the protection of the population after Chernobyl accident. Radiation Protection Dosimetry, vol. 64 no. 1/2, 1996,. pp. 165-171.

9. Bolshov L., Arutyunyan R., Linge I., Ilushkin A., Kiselev V., Kanevsky M., Melikhova E., Ossipiants I., Pavlovski O. Information system «Chernobyl» of EMERCOM of Russia. Proc. of the First International Conference «The Radiological Consequences of the Chernobyl Accident». Minsk, Belarus, 18-22 March 1996, EUR 16544 EN, pp. 535-538.

10.Bolshov, I. Linge, R. Arutyunyan, A. Ilushkin, M. Kanevsky, V. Kiselev, E. Melikhova, I. Ossipiants, O. Pavlovsky. Chernobyl Experience of Emergency Data Management. Nuclear Engineering and Design 173 (1997) pp. 257-267.

11.Renaud P., Maubert H., Robeau D., Linge I., Pavlovsky O., Ossipiants I. Using of PARIS software for the preparation of post-accidental situations. In OECD Proceedings of the International Workshop «Emergency Data Management», Zurich, Switzerland, 13-14 September 1995. OECD NEA Publication 1998. pp 159169.

12.Arutyunyan R., Linge I., Ossipiants I., Rousseau D., et al. New technologies in emergency training. In Proceedings of international ESRA conference ESREL'98. 16-19 June, 1998, Trondheim, Norway. 8 pp. (to be published).