автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки

На правах рукописи/

БАХАРЕВ х

Константин Сергеевич

РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТОВ ВОДОЗАБОРА И ВОДООЧИСТКИ

05 25 05 - информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003170D г (

Санкт-Петербург- 2008

003170077

Работа выполнена в Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Малыгин Игорь Геннадьевич Научный консультант1

кандидат медицинских наук, доцент Талаш Сергей Анатольевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель

науки РФ Ложкин Владимир Николаевич,

кандидат технических наук Бессонов Владимир Петрович

Ведущая организация:

Главное управление МЧС России по Санкт-Петербургу

Защита состоится 25 апреля 2008 г в 14 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 205 003 02 при Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России

Автореферат разослан « //» марта 2008 г Ученый секретарь

диссертационного совета Д 205 003 02

доктор технических наук, профессор

ИГ Малыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационного исследования. В настоящее время в стране отсутствуют информационные системы сбора и обобщения данных о состоянии объектов водозабора и водоочистки, системы, которые были бы готовы принять информацию о чрезвычайных ситуациях (ЧС) на них и способные предпринять первые управленческие решения, направленные на предотвращение возникновения ЧС, что, безусловно, способствует увеличению времени ликвидации ЧС и стоимости проведения мероприятий, направленных на ликвидацию последствий от них

Объекты водозабора и водоочистки (ОВЗВО) имеют не только важное стратегическое, экономическое и оборонное значение, они имеют и важное социально-политическое значение Так как надежное и устойчивое обеспечение питьевой водой населенных пунктов, особенно крупных городов, несет стабилизирующее значение для фактора социально-политической активности населения Поэтому, без надежных региональных информационных систем мониторинга объектов водозабора и водоочистки (ИСМ ОВЗВО) кардинально изменить ситуацию в области предотвращения ЧС на них практически не представляется возможным Существующие федеральные нормативные акты в области ОВЗВО (Федеральные законы от 10 01 2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды», от 23 11 95 № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе», от 3 0 03 99 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» и от 21 12 94 № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера») устарели, а в области аппаратного мониторинга они, в общем, не актуальны и не эффективны

В первую очередь должны решаться задачи по мониторингу лабораторных исследований для предотвращения ухудшения эпидемиологической обстановки в регионах В условиях удаленности некоторых регионов Российской Федерации особое значение приобретают передвижные мониторинговые пункты, осуществляющие количественный уровень оценки параметров питьевой воды Средний человек потребляет примерно 2 л воды в сутки, вода составляет 80% массы нашего тела, поэтому мониторинг питьевой и технической воды для любого населенного пункта является наиважнейшей задачей Мобильность такого мониторинга, возможность интеграции в существующие информационно-телекоммуникационные сети составляют важную часть механизма обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и страны в целом

Вышеизложенное достигается путем создания полномасштабной системы автоматизированного сбора и анализа оперативной информации о ЧС на основных объектах водозабора и водоочистки региона, оценки этой обстановки, прогнозирование ее возможного развития и, в случае ухудшения - выдачи данных для поддержки принятия управленческих решений для различных уровней управления, в том числе и системы МЧС России

Предлагается создать под эгидой МЧС России региональные ИСМ ОВЗВО с дальнейшей увязкой их в Единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС)

Научные концепции автора, нашедшие выражение в настоящем исследовании, сформировались на базе научных работ. Анисимова Б П , Артамонова

В С , Буркова В Н, Искандерова Ю М , Литвака Б Г, Малыгина И Г , Таран-цева А А , Цыганова В В , Чуприяна А П

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в системном исследовании информационных проблем мониторинга химико-биологического состава воды, разработке региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки с соответствующим методическим и программным обеспечением

Целью работы является повышение безопасности населения за счет разработки информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки Для этого в работе поставлены и решены следующие задачи

1 Анализ методов мониторинга химико-биологического состава воды на объектах водозабора и водоочистки, а также методов сбора и передачи мониторинговой информации

2 Разработка математической модели оценки показателей химико-биологического состава воды

3 Разработка структуры региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки

4 Разработка программного обеспечения информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки

5 Разработка методики комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки

6 Разработка геоинформационных моделей чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах

Объектом исследования в диссертации являются информационные системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки

Предметом исследования являются информационные процессы, модели, методики и программные средства решения мониторинговых задач с целью их использования в информационной системе мониторинга объектов водозабора и водоочистки

Методы исследования. Для исследований в работе использовались методы системного анализа, теории геоинформационных систем, математический аппарат теории вероятностей, математической статистики, а также методы общей теории систем, теории искусственного интеллекта, теории принятия решений и математического моделирования

Кроме того, в процессе работы над диссертационным исследованием использовались Федеральные законы РФ, Постановления Правительства РФ, другие правовые и нормативные документы

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Математическая модель оценки показателей химико-биологического состава воды

2 Геоинформационная модель чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах

3 Методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки

4 Информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки

5 Программное обеспечение информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки

Новизна диссертационного исследования заключается в разработке региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки с соответствующим программным обеспечением Для использования в данной системе разработаны математическая модель оценки показателей химико-биологического состава воды, геоинформационная модель чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах, методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки, которые способствуют снижению риска для населения и объектов экономики от последствий ЧС природного и техногенного характера

Достоверность научных результатов обеспечивается экспериментальными доказательствами основных положений работы и практической апробацией предложенных методов и моделей на реальных данных при решении практических задач

Научно-теоретическая ценность полученных результатов диссертационного исследования заключается в том, что разработанная региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки, реализованная на основе математических методов обработки информации и новых информационных технологий, является современным и эффективным инструментом при принятии решения о качестве химико-биологического состава воды

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанная региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки позволяет эффективно использовать в ней все полученные в работе модели и методики математическую модель оценки показателей химико-биологического состава воды, геоинформационную модель чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах, методику комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки Программное обеспечение информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки позволяет осуществлять инструментальное сопровождение сбора, хранения, обработки, анализа и передачи информации Использование всех результатов диссертационного исследования позволяет повысить безопасность жизнедеятельности населения регионов РФ

Научные результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы не только в региональных органах экологической экспертизы, но и использоваться в профильных подразделениях Главных управлений МЧС России по субъектам РФ

Результаты диссертационного исследования реализованы в ЗАО «Вектор-Бест-Балтика», в ООО «Научно-производственная фирма «ЛИДИНГ», а также в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России, что подтверждено актами о реализации

Апробация исследования Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры безопасности

жизнедеятельности Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также на следующих научно-практических конференциях

- XIX международной молодежной конференции «Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах», 2006 г ,

- международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006», Мурманск, МГТУ, 4-12 апреля 2006 г ,

- II Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму», Санкт-Петербург, 16 мая 2007 г,

- III международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам», Санкт-Петербург, 30-31 октября 2007 г

Публикации По материалам диссертационной работы имеется 6 печатных публикаций, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, перечня использованных источников, содержит 187 страниц текста, в том числе 32 рисунка и 11 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, изложены общая характеристика диссертации, научная задача, цель, объект и предмет исследования, дана характеристика личного вклада автора в ее решение поставленной задачи, сформулированы научная новизна, практическая значимость и достоверность научных результатов

В первой главе «Анализ существующей системы мониторинга в области охраны окружающей среды» рассмотрены существующие проблемы мониторинга в области охраны окружающей среды, проанализированы основные законодательные акты в области охраны окружающей среды и эколого-правовая ответственность, рассмотрены методы мониторинга и оценки качества окружающей среды

Проведен структурно-функциональный анализ предметной области мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций Процесс управления мониторингом и прогнозированием позволяет выделить следующие классы функций управления сбор информации, обработка информации, прогнозирование, оценка обстановки, подготовка данных для принятия решения, принятие решений, доведение информации до потребителей, контроль исполнения принятых решений, накопление опыта проведения необходимых мероприятий (операций)

Разрабатываемая информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки должна работать на снижение риска для населения от возможных ЧС природного и техногенного характера, поэтому очевидно интерпретацию мониторинговой информации по возможным зонам ЧС в интересах защиты населения и территорий должно производить именно МЧС России

В главе приведены основные законодательные акты в области охраны окружающей среды, а также рассмотрены вопросы эколого-правовой отвегственносга

Установлено, что законодательная база природно-ресурсной составляющей экологического права России постоянно совершенствуется, в экономический механизм природопользования вводятся новые элементы, формы собственности на природные ресурсы, упорядочивается процесс лицензирования природопользования и др

Рассмотрены существующие методы мониторинга и оценки качества окружающей среды, в том числе и химико-биологического состава воды Описаны нормативы допустимых выбросов и сбросов веществ и микроорганизмов, так как проблема охраны поверхностных вод в России очень актуальна, поскольку до 60% питьевой воды в стране получают из поверхностных водоисточников, а в ряде регионов, в том числе и Северо-Западном, до 50-80% проб воды не соответствует нормативным требованиям по санитарно-химическим показателям В системе охраны поверхностных вод используются гигиенические нормативы, показатели и лимиты на сброс загрязнений в водоемы, контроль сбросов Основополагающая роль среди них принадлежит нормативам качества водных объектов Они имеют законодательно устанавливаемый государственный статус и призваны предупредить загрязнение воды

Таким образом, для оптимального функционирования и реализации профилактической направленности системы охраны водных объектов от загрязнения необходим комплексный подход с ориентацией, по крайней мере, на три элемента нормативы качества воды, нормативы предельно допустимых сбросов (ПДС), контроль за соблюдением предельно допустимой концентрации (ПДК) веществ в воде

Во второй главе «Региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки, и ее программное обеспечение» разработаны методы сбора и передачи мониторинговой информации на объектах водозабора и водоочистки, приведены общие сведения и описание функционирования программного обеспечения информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки, описан порядок математической обработки статистических данных о химико-биологическом составе воды

ИСМ ОВЗВО состоит из следующих основных элементов организационной структуры, общей модели системы, включая объекты мониторинга, комплекса технических средств, моделей ситуации (моделей развития ситуаций), методов наблюдений, обработки данных, анализа ситуаций и прогнозирования, информационной среды

ИСМ ОВЗВО имеет открытую архитектуру, допускает последующее расширение, как по числу объектов автоматизации, так и по числу функций, а также готова к интеграции с другими системами мониторинга и управления ИСМ ОВЗВО имеет иерархическую многоуровневую структуру

уровень 1 - структурированная информационная кабельная система. Использование для организации сетей связи информационной кабельной системы должно обеспечить универсальность и гибкость проектных решений, удобство администрирования и расширяемость системы в будущем,

уровень 2 - первичные датчики и исполнительные устройства, а также устройства согласования сигналов первичных датчиков с входами контроллеров сбора информации,

уровень 3 - контроллеры сбора информации (удаленные модули ввода-вывода), программируемые логические контроллеры, интеллектуальные панели управления оборудованием, рабочие станции управления инженерными системами В качестве сети передачи данных между этим уровнем и уровнем 4 должна использоваться сеть на базе последовательных интерфейсов не ниже ELA/TIA 232 (485) В этой сети следует использовать соответствующие открытые стандартные протоколы цифровой периферии (MODBUS, LONTalk, SNMP и пр ),

уровень 4 - серверы ввода/вывода ИСМ ОВЗВО Сервер ИСМ ОВЗВО должен содержать средства организации обмена информацией с диспетчерскими автоматизированными рабочими местами (на базе локальной вычислительной сети) и контроллерами сбора информации (по объектовым шинам), а также специализированное программное обеспечение на базе SCADA -системы для сбора и архивирования информации, поступающей от инженерных систем Сервер ИСМ ОВЗВО должен передавать оперативные данные персоналу объекта через другие информационные сети,

уровень 5 - автоматизированные рабочие места (АРМ) диспетчеров На этом уровне иерархии на рабочих станциях функционирует специализированное программное обеспечение для мониторинга и управления оборудованием инженерных систем Сетью связи на этом уровне является локальная сеть объекта Автоматизированные рабочие места диспетчеров должны быть оснащены общепризнанными геоинформационными системами, открытыми для интеграции с Единой дежурно-диспетчерской службой (ЕДДС) МЧС России и другими системами с возможностью использования различных баз данных под управлением известных систем управления базами данных (MS SQL, ORACLE, DB2)

На рис 1 представлена структурная схема информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки Санкт-Петербурга

Для мониторинга химико-биологического состава воды на объектах водозабора и водоочистки для получения результата используется химический способ измерения исследуемого аналита Это значит, что автономные приборы автоматически (в простейшем примере) смешивают некий реагент с пробой воды, после чего начинает происходить химическая реакция Прибор автоматически следит за этой реакцией по изменению окраски, фиксирует изменение окраски за определенный промежуток времени и сравнивает его с известным значением калибратора

Мониторинг может вестись как на портативном переносном, так и на стационарном лабораторном оборудовании. Среди методов определения химического состава воды можно выделить группу хроматографических методов с разными механизмами детекции, методы ЯМР и масспеектрометрии, методы фотометрии и кондуктометрии Методы определения биологического состава воды включают методы иммуно-ферментного анализа (ИФА), метод окраски штаммов с последующей микроскопической детекцией препаратов, а также биохимические методы анализа жидкостей и методы выявления вирусного заражения водных объектов с помощью полимеразной цепной реакции (метод ПЦР) Реализация контроля уровня загрязнения/заражения в зоне антропогенного воздействия - это разумное сочетание данных методов в зависимости от задачи и объекта мониторинга Выбор оборудования зависит от задач монито-

объекты водозабора и водоочистки Санкт-Петербурга

Передвижные лаборатории контроля и мониторинга химико-биологического состава воды

автономные датчики и КИА

датчики

КИ

Информационные системы безопасности объектов

оперативный дежурный

Информационная среда передачи мониторинговой информации об опасности на ОВЗВО

космичсскии мониторинг

воздушное наблюдение

каналы операторов сотовой связи

каналы ведомственной связи

каналы МАТС (ГАТС)

1

Ведомственная система мониторинга ГУП «Водоканал» Департамент государственного контроля в сфсрс природопользования и охраны окружающей среды МПР России по СЗФО Единая дежурно-диспеггчсрская служба МЧС России

Органы управления и принятия решения при ЧС

КЧС районов СПб

территориальные отделы ГУ в районах

КЧС СПб

ГУ МЧС

России по

ЛО

СЗРЦ МЧС России

Губернатор

Правительство РФ

Полномочный представитель Президента РФ в СЗФО

Национальный центр управления в кризисных ситуациях (НЦУКС) МЧС России

Рис 1 Структурная схема информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки Санкт-Петербурга

ринга Для частичного мониторинга химического и биологического загрязнений может быть использован полуавтоматический фотометр марки ЕгЬа СЬеш 7 Он пригоден как для фотометрического определения химического состава воды, почвы и воздуха, так и для мониторинга биологического состава различных жидкостей с помощью биохимических методов

В нашем случае применяется закон Ламберта-Бугера-Бера, который связывает уменьшение интенсивности света, прошедшего через слой светопогла-щающего вещества, с концентрацией вещества и толщиной слоя

/ = /«*/"ЙС, (1)

где / и Ig - интенсивность света до и после прохождения через слой све-топоглощающего вещества соответственно,

Е - коэффициент молярного светопоглащения (известная величина для каждого типа раствора, содержится в специальных справочниках), / - толщина слоя (кювета прибора имеет толщину слоя 1 см); С - концентрация раствора (искомая величина)

Отношение //10 = Т, где Т - коэффициент светопропускания Взятый с обратным знаком логарифм Г называется оптической плотностью (А)

Прибор измеряет I и 10, затем вычисляет А Величина А неизвестного образца сравнивается с А раствора, имеющего известную концентрацию исследуемого вещества Происходит расчет концентрации исследуемого вещества в неизвестной пробе

Таким образом, прибор получает значение концентрации исследуемого вещества в пробе и посылает его по интерфейсу RS232 на СОМ-порт компьютера Посылаемый сигнал имеет вид

CAL 031323 1,2 mmol/L H, (2)

где CAL - сокращенное обозначение анализа, программируется непосредственно на анализаторе (например - кальций),

031323 - уникальный идентификационный шестизначный номер образца, который задается оператором непосредственно с клавиатуры прибора в момент проведения исследования Для удобства последующей обработки информации и возможности построения кривых зависимостей, время концентрации при программировании осуществляется в формате дата (два знака), время (четыре знака) В примере - измерение кальция в пробе взятой 3-го числа в 13 23 Месяц и год определяются программным обеспечением (ПО),

1,2 — концентрация исследуемого вещества в образце, определенного анализатором в результате произошедшей реакции с реагентом,

mmol/L - единицы измерения, используемые для обозначения концентрации исследуемого вещества в системе СИ, программируются из меню анализатора,

H - латинская буква, отражающая превышение концентрации анализируемого вещества (предельно допустимая доза (ПДД) для данного вида образца), значения ПДД автоматически программируются из меню анализатора

Информация, полученная от контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) ОВЗВО преобразуется в цифровую форму для дальнейшей передачи в информационную систему мониторинга региона

В главе представлены общие сведения о программном обеспечении ИСМ ОВЗВО, разработана структура программного комплекса передвижной лаборатории контроля и мониторинга химико-биологического состава воды ИСМ ОВЗВО (рис 2) Программа поддерживает связь с контрольно-измерительной аппаратурой (анализатор Erba Chem 7) через СОМ порт, хранит данные об объектах исследования и результатах исследования в локальной базе данных Microsoft Access, получая доступ туда через ODBC Интерфейс пользователя обеспечивается классами, использующими библиотеку wxWidgets В главе представлена логическая структура классов программы и схема БД комплекса, приведено краткое описание таблиц БД

В качестве программного обеспечения ИСМ ОВЗВО в диссертации разработана программа «ER Мониторинг» предназначенная для систематизации данных, получаемых непосредственно с полуавтоматического фотометра ERBA СНЕМ 7, систематизации данных, получаемых внешними лабораториями, создания базы данных измерений по объекту и дате, интеграции созданной базы в программу ARC GIS 7 0, построения кривых зависимости концентрации вещества от времени забора образца, проведения мероприятий контроля качества, печати и пересылки отчетов по информационной сети ИСМ ОВЗВО

боратории контроля и мониторинга химико-биологического состава воды

Основными рабочими компонентами программы являются исполняемый файл ErbaDB Exe и БД программы ErbaDatabase mdb В верхней части экрана расположены основные подменю программы. «Объекты», «Формулы», «Контроль Качества», «Результаты» и «Дополнительно»

Подменю «Дополнительно-Настройки» позволяет установить номер СОМ-порта, к которому подключен прибор, а так же задать название лаборатории Название лаборатории будет отображаться на заголовке отчета (рис 3)

Подменю «Объект-Создать» позволяет создать новый объект наблюдения Оператор может задать название нового объекта, любую дополнительную информацию, координаты X, Y в градусах Идентификатор объекта добавляется программой автоматически и имеет числовое значение (рис 4)

Время забора образца задаётся на приборе с помощью внутренней программы изменения ID номера образца. Последние 4 цифры означают время забора образца (берётся текущая дата системы CPU). Результат выражается в единицах измерения СИ (мкмоль/л). Столбец «Флаг» заполняется двумя типами букв (Н обозначает значение ниже ПДК для данного параметра, программа получает этот параметр от прибора). В строке «Имя теста» отображена надпись «Временный псевдоним теста —«Fe». Для изменения этого автоматически созданного программой имени теста необходимо выбрать подменю «Формулы - Псевдонимы тестов». Тест с кодом «Fe» может быть отредактирован.

*1

- Общие настройки-

Название лаборатории:

jop-Бест-Балтика"

Настройки коммуникации-

Имя порта г——

(например: COMI, COM2 и т.д.): lCOM1

Применить

База данных-------

База данных:

■Идя пользователя: Пароль:

Проверить

Закрыть

Рис. 3. Подменю «Дополнительно-Настройки».

2SÍ

Ввод данных нового объекта

- Данные нового объекта-

Идентификатор объекта Название объекта Дополнительная информация Координаты

}р. Ижора-Колпино

(укреплении, подмыв корневой системы деревьев. Высота берега 0,5-2,Ом,

Х: ]30°35'55,4"

1

|S9°45'38,2"

Ok

Отмена

Рис. 4. Подменю «Объект-Создать».

Кроме этого, программа распознает тип образца, является ли он опытной пробой или контрольным образцом Распознанные контрольные образцы передаются в подменю программы «Контроль качества»

Пример вида основного меню программы при добавлении результатов исследования суммарных нефтепродуктов в пробах воды реки Ижора, взятых 1/12/2007 с 12 00 до 16 00 с интервалом в 1 час, представлен на рис 5

Когда искомый объект обнаружен, возможно получение графической кривой зависимости значения выбранного параметра от времени Данный график отражает динамику изменения концентрации растворимого аммиака в точке наблюдения С помощью базы данных программы возможно совместное использование данных географической локации объекта программой «ER Мониторинг» и программой построения ландшафтных карт Are Gis 7 0

штт."^ _

С^ tTti ; t

г Текущий объект -

Идентификатор 1

Название р Ижора-Коппино

Данные последнего анализа

Тю

! Объект Г Cl

Г CZ

Время (ДД\ММ\ПТГ ЧЧ MM) |oi\12\2007 16 00 Имя теста

Концентрация образца

{Суммарные нефтепродукты

0 5

Установить текущее ;

Добавить результат

-Результаты текущего объекта -

1 Дата исследования Время ¡ Результат ¡ Флаг

1 (OI 12 200? 1 12 00 00 0 1

2 ¡01 12 2007 13 00 00 03

3 ¡01 12 2007 14 00 ГО 0 3

4 jOl 12 2007 IS 00 00 0 2

S '0t 12 2007 ¡ 16 00 00 0 S

■^Яг ТЬ rt

Рис 5 Основное меню программы

Эти отчеты могут быть переданы на главный компьютер системы, тогда оперативный дежурный сможет отслеживать информацию по разным объектам ОВЗВО региона Кроме того, ПО предусмотрен режим, когда ПДК хими-

ко-биологических веществ на каком-либо объекте превышает предельную норму, то на экране компьютера оперативного дежурного автоматически высвечивается информация о том, на каком объекте (месте установки автоматического прибора) произошло превышение допустимой концентрации, эта информация сопровождается звуковым сигналом

В главе разработана математическая модель оценки показателей химико-биологического состава воды Эти показатели представляют собой временной ряд, как правило, табличную функцию х(0, которая отражает собой некоторый случайный процесс, исследуя который, можно извлечь некоторую полезную информацию

1) найти вероятностный закон распределения показателей (параметров) химико-биологического состава воды - случайной величины х,

2) оценить временной тренд параметров химико-биологического состава воды за рассматриваемый период

Первая задача решается следующим образом Сначала стоится гисто-граммма разброса рассматриваемого показателя, и оцениваются основные характеристики - математическое ожидание М, коэффициенты вариации К у, асимметрии /!.? и эксцесса Ех

= __(3)

К, (4)

а,

а, -За]а2 + 2а\ (а2 -«,)'

г. (5)

а4 - 4а,а3 +12а, «, - 3а\ - 6а, Ьл = ---;--2-, (6)

(а2-«>)

1 V ;

где сс} - — 2_,Х1 -./-ыи начальный момент,

N 1=1

М- объем выборки измерений,

х, - величина экологического показателя при /-ом измерении Затем с использованием построенной номограммы «асимметрия - эксцесс» оценивается близость выборки {х} к тому или иному известному закону распределения Окончательно вопрос о таком соответствии решается с использованием известных статистических критериев Пирсона или Колмогорова

В ряде случаев вместо собственно параметра химико-биологического состава воды х целесообразно в интересах большей информативности использовать его функциональные преобразования, например х

Вторая задача - нахождение тренда показателя заключается в построении функции (ее именуют также «уравнением регрессии»)

х(0 = а0-а/, (7)

где а0 и а1 - коэффициенты регрессии, I - время, отсчитываемое от 1-го измерения

Коэффициенты а0 и а1 определяются, исходя из минимума дисперсии

п

D = -

■a, t)2

• mm,

(8)

либо с помощью встроенных подпрограмм (например, EXCEL), либо по выражениям

а, = (Х,-ЛЦ, )/S2,

(9) (10)

N N N и

где I, = - = £'., 2:з = , = £>,2 1=1 1=1 1=1

Адекватность уравнения регрессии (7) (т е наличие значимого тренда показателя х) может быть оценена по критерию Фишера

Р = (П)

где А = ——^(«2 - «/) - дисперсия выборки

По величине I7 и степеням свободы = N - 1 и и ? Л' - 2 с использованием таблиц определяется доверительная вероятность наличия тренда параметров химико-биологического состава воды

Рассмотрим изложенные подходы на примерах Исследуется экологическая обстановка в месте забора воды с координатами (60°10'43,9", 29°29'52,7") в весенний период с 30 апреля по 29 мая 2007 года Эта обстановка обусловлена двумя показателями — наличием аммиака (ионов аммония) хл и соединении ртути хр в воде Было проведено тридцать (Л' = 30) ежедневных замеров, результаты которых представлены в табл 1

Таблица 1

N, п/п Дата Хл, мкг/ м3 хР, мкг/ м3 Igxp К п/п Дата Хл, мкг/м3 хр, мкг/м3 Igxp

1 30 04 25 08 -0 097 16 15 05 47 03 -0 523

2 1 05 18 1 2 0 079 17 16 05 52 02 -0 7

3 2 05 36 0 02 -1 7 18 17 05 50 0 01 -2

4 3 05 29 1 0 19 18 05 56 0 004 -2 4

5 4 05 41 1 1 0 041 20 19 05 59 0 1 -1

6 5 05 32 05 -0 3 21 20 05 65 0 18 -0 745

7 6 05 45 02 -0 7 22 21 05 49 0 09 -1 046

8 7 05 41 0 01 -2 23 22 05 54 0 02 -1 7

9 8 05 46 0 24 -0 62 24 23 05 63 012 0 921

10 9 05 47 016 -0 796 25 24 05 69 0 13 -0 886

11 10 05 55 0 12 -0 921 26 25 05 67 0 05 -1 3

12 11 05 49 0 05 -1 3 27 26 05 59 0 04 -14

13 12 05 35 0 01 -2 28 27 05 55 0 01 -2

14 13 05 46 09 -0 046 29 28 05 45 0 05 -1 3

15 14 05 42 0 04 -14 30 29 05 41 0 032 -1 495

Примечание для удобства приведены значения логарифма 2-го показателя

Для обоих показателей были оценены основные характеристики (3)-(6) (второй показатель - в логарифмическом виде) - см табл 2 и построены гис-

тограммы

Таблица 2

__Основные характеристики выборок по таблице 1_

Показатель М Ку Аз Ех СКО

Ха 47 3 0 259 -0315 -0 344 12 25

1ххР | -1 04 -0 666 -0 0548 -1 02 0 693

Сопоставление характеристик Аз к Ех обеих выборок с расположением основных законов распределения позволило установить, что выборки значений параметров химико-биологического состава воды можно отнести к нормальному и к параболическому законам, соответственно Оп47 3 12 25 и РЬ.г 59 о я Проверка соответствия подобранных законов и выборок показателей химико-биологического состава воды по критериям и Колмогорова, дала положительный результат - доверительная вероятность не менее 90%

Тем не менее, анализ динамики показателей свидетельствует о наличии некоторого тренда в них Используя выражения (9) и (10), были вычислены коэффициенты регрессии а0 и а/ линейного тренда (7) Для содержания аммиака такой тренд является положительным (т е. за период измерений содержание аммиака в целом возросло) и имеет вид

хА~30 + I (12)

те ап = 30, а, ~ 1

Для логарифма содержания ртути тренд, наоборот оказался отрицательным (за период измерений содержание ртути в целом снижалось):

1ёхР~-0,92-0,02/, (13)

те а0 = -0,92, а, = -0,02

Проверка адекватности выражений (12) и (13) проводилось по критерию Фишера и показала, что с доверительной вероятностью не менее 90% выявленные тенденции изменения содержания аммиака и ртути имеют место

В третьей главе «Применеиие геоинформационных технологий для мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на объектах водозабора и водоочистки» рассмотрены предложения по применению геоинформационных технологий для мониторинга и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера на ОВЗВО, разработана методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на ОВ-ЗВО, предложена геоинформационная модель ЧС природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах

В главе установлено, что информационная поддержка мониторинга ЧС связана с обработкой больших массивов пространственно-временных и предметно-ориентированных данных Современные информационные технологии предоставляют широкие возможности представления и обработки таких данных с помощью электронных карт Именно такой способ представления дан-

ных явился основой для создания географических информационных систем (ГИС)

Долгосрочное прогнозирование ЧС проводится на объектах водозабора и водоочистки на основе метода геокосмических аналогий путем комплексации результатов прогнозов полученных с помощью детерминистических моделей

- reo космических аналогов (ГА), прогнозного мониторинга аномальных событий - на Земной сфере и в ее отдельных точках (МонАС), моделирования геокосмических связей во временных рядах

Методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки (см рис 6) реализуется с помощью информационно-программного комплекса в виде информационной базы (блок 1), программ космо-геофизической идентификации (блок 2), самого базового способа экопрогноза

- долгосрочного прогнозирования различных аномалий и экстремальных событий в природной, техногенной и экономической сферах (представлен в блоке 3 тремя главными элементами), способа прогноза аномалий увлажнения (4 1), других предметных способов (4 2) и прогнозных сценариев (4 3), которые реализуются путем компиляции названных выше способов и прогнозных схем

Геокосмические резонансы (ГКР) в заданных точках области, или «точечные» модели, рассчитываются по интерференционным картинам волн от внешних возмущающих источников Далее ГКР сопоставляются с реальными экстремальными событиями с целью оценки геокосмических связей и экстраполяции их на будущее

На сформированные карты с фактическими природными и соответствующими им астрономическими характеристиками, накладываются контурные карты с аналогичными астрономическими ситуациями, рассчитанными на будущее Корректное совмещение этих карт по комплексу космогеофизиче-ских предикторов и перенесение фактической информации на прогнозные карты является основной технологической процедурой расчета прогнозных сюжетов по геокосмическим аналогам Например, для Санкт-Петербурга на заданный день прогнозируемого периода ищется аналог по геокосмическим параметрам, т е день в прошлом периоде с похожими геокосмическими условиями В качестве критерия похожести используются широко известный метод наименьших квадратов и метод наибольших экспонент

Аварии на нефтепроводах с розливами нефти (особенно связанные с загрязнением водоемов), а также аварии на водоводах (особенно связанные с заражением воды) относятся к ЧС природного и техногенного характера на объектах водозабора и водоочистки Поэтому одним из методов мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера ОВЗВО является метод геоинформационного описания магистрального нефтепровода (водовода) и его окрестностей В этом случае актуальна разработка метода разбиения линейной части трубопровода для геоинформационного моделирования аварийного розлива нефти, а также разработка модели стекания нефти по суше на основе цифровой модели местности При этом учитываются пространственные характеристики объектов нефтепровода (водовода) и его окрестностей рельеф, уклон, нефтеемкость грунта, гидрография и

другие характеристики, влияющие на результаты моделирования и принятия решений при прогнозе и ликвидации аварийных разливов нефти на магистральных нефтепроводах

1 Информационное обеспечение

1 1 Вековые пополняемые архивы аномалий в экосфере и социально-экономической сфере

1 2 Программы обеспечения информационной среды

1 3 Программы расчетов космогео-физических предикторов

2 Модели и программы космогео-физической идентификации

2 1 Пространственно-временные

2 1 1 На картографической основе

2 12В виде координат-но-событий-ных шкал с годовым, суточным и часовым разрешением данных

2 2 Точечно-временные -для координат-но-заданных точек с суточным, часовым и минутным разрешением данных

3 Базовый

способ экопрогноза

3 1 Прог-

нозные

схемы

3 1 1

Геокос-

мичес-

ких ана-

логов

(ГА)

3 1 2

Гло-

бально-

го мо-

нито-

ринга

аномаль

ных со-

бытий

(Мон-

АС)

3 2 Моделирование временных рядов

3 3 Модифицированный способ «Спектр»

4 Предметные способы и прогнозные сценарии

4 1 Способ прогноза аномалий увлажнения

4 2 Способы прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки

4 3 Прогнозные сценарии

Рис 6 Методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки

Пусть линейная часть нефтепровода в пространстве характеризуется значениями трех координат х = х(1) - координата долготы, у = у(1) - координата

широты, z = z(l) - высота над уровнем моря, где I - непрерывная переменная, обозначающая длину участка трубопровода до точки с координатами (х, у, z) = (х(I), y(l), z(l)) от ее физического начала (нулевой километровой отметки) Тогда Т = Т(х, у, 2) = Т(х(1), у(1), г(1)) есть функция, описывающая положение трубопровода в пространстве

Фактическое значение зависимостей x(l), y(l), z(l) неизвестно, а в практике трубопроводных предприятий для определения местоположения отдельных объектов и участков трубопроводов используется два вида картографических документов, которые являются приближенным описанием местности

- топографическая карта местности М 1 100 ООО (или М 1 200 ООО),

- нормальный продольный профиль трубопровода М 1 10 ООО

На первом документе линейная часть трубопровода представлена в виде непрерывной линии Так как карта местности является моделью поверхности Земли, то и изображение трубопровода на карте местности является некоторой моделью местоположения трубопровода на местности и может быть обозначено следующим образом

Т' = Т'(х\ у') = 7V (I), у'(1)), (14)

где х1, у' - координаты, определяемые по карте

При этом зависимость х1 и у' от / неявная и однозначно в любой точке карты (или для любого значения I) не задана Она задана только в конечном, небольшом числе точек, называемых обычно маркерами, для которых известны их местоположение на местности, координаты (х0, уо), картографические координаты (х'о, у'а) и расстояние от начала трубопровода 10

Карта местности некоторого масштаба представляет собой совокупность слоев, содержащих простые и сложные объекты в виде пар координат

K=K{S„{x,y}}, (15)

где (SJ - набор слоев (например, изолинии, отметки высот, водные объекты), составляющих карту

Под слоем понимается совокупность однотипных пространственных объектов, относящихся к одной теме (классу объектов), в пределах некоторой территории и в единой системе координат Множество всех слоев карты обозначим следующим образом S = {SJ, где i = 1, 2, , m Одним их этих слоев является координатное описание линейной части трубопровода Т! =Т'(х, у) eS

На втором картографическом документе трубопровод представлен также в виде непрерывной линии, но уже в другой системе координат - {z, /} Причем зависимость высотной отметки z в каждой точке трубопровода явно и однозначно зависит от / - удаленности этой точки трубопровода от начала Поэтому местоположение трубопровода, изображенное на этом документе можно представить как функцию

Т2 = T2(z, 1) = T2(z(l), l) (16)

По аналогии с (15) пространственная информация на нормальном продольном профиле трубопровода может быть представлена соотношением II - ЩР„ (Z, I}}, (17)

где {Р,} - набор слоев (отметки высот поверхности Земли, глубина залегания трубопровода, подводные переходы), составляющий профиль Множество всех слоев профиля обозначим следующим образом

P = (PJ, где; = 1,2, ,п

Одним из слоев продольного профиля является трубопровод

Т2 = T2(z,l)eP

Таким образом, приближенное описание местоположения трубопровода на местности задается совокупностью данных из карты и профиля

Т-^-+\г\Т2} (18)

Выражение (18) представляет собой модель, описывающую совокупность объектов, представленных на карте и продольном профиле, необходимых для построения модели истечения нефти На карте это нефтепровод, изолинии, отметки высот, водные объекты, растительность, населенные пункты, дороги и пр , на профиле - отметки высот, глубина залегания трубопровода и подводные переходы

Для полного представления местоположения трубопровода необходимо построить модель в трехмерном пространстве на основе данных карты и нормального продольного профиля

Т(х, у, z, I) е R3 -- R3 (.х, у, z) (19)

Таким образом, разработанный метод геоинформационного описания магистрального нефтепровода и его окрестностей является основой для разработки метода разбиения линейной части трубопровода и построения модели сте-кания нефти по суше

Предложен метод разбиения линейной части трубопровода на участки для геоинформационного моделирования аварийных разливов нефти на основе нахождения экстремальных характеристик (высотных отметок линейной части магистральных нефтепроводов) по цифровому продольному профилю и цифровой модели местности (ЦММ) Метод заключается в рассмотрении трубопровода как функции, заданной соотношениями (14), (16), (18) и выборке всех возможных критических точек, в которых целесообразно осуществлять расчет параметров аварийного разлива нефти При этом из соотношения (16) определяются все точки локального максимума

zmax, = max(z(/)) (20)

t

и локального минимума

Z««,, =п»п (*(/)) (21)

I

где i = 1, к , к - количество точек локального максимума и минимума функции z(l) на рассматриваемом участке трубопровода

Далее весь рассматриваемый участок трубопровода, задаваемый значениями длины трубопровода [LH, LK], разбивается на отрезки [/та,,, /тах,+|), границы которого соответствуют найденным значениям точек локального максимума

maxi ^maxi = Z(An«x,) (22)

Учитывая известный факт того, что при аварии на отрезке трубопровода между соседними точками локального максимума наибольший объем нефти выйдет в точке трубопровода, соответствующей точке локального минимума

^mini Zmmt = Z(Amni )> (23)

для которых необходимо осуществлять моделирование аварийных разливов нефти В дальнейшем для определения координат х и у точек моделирования на карте местности, необходимо подставить в выражение (14) значения /

Определение маршрута стекания нефти по суше включает определение места скопления нефти на основе цифровой модели местности (ЦММ) и геоинформационную технологию расчета объемов излившейся нефти

На основе отметок высот и изолиний сначала строится модель треугольной нерегулярной сети (TIN) В TIN-моделях нерегулярная сеть точек размещается с учетом особенностей территории (больше точек в районах со сложным пересеченным рельефом, меньше - на ровной местности) Выбранные точки соединяются линиями, образующими треугольники, и выполняется интерполяция методом триангуляции На основе TIN-модели создается регулярная сетка поверхности (GRID), сглаживающая поверхности Такой алгоритм служит основой для построения цифровой модели рельефа, а именно геоинформационной модели окрестности трубопровода

Построение геоинформационной модели (ГИМ) окрестности трубопровода является обязательным условием для определения маршрута стекания нефти по суше ГИМ включает в себя различные слои картографической информации в электронном виде, в зоне определенной ширины, в коридоре прохождения нефтепроводов и ее интеграцию с существующей атрибутивной базой данных об объектах нефтепровода

где S, - множество слоев, образующих ЦММ и Т, ЦММ- цифровая модель местности, Т- модель, описывающая положение трубы в пространстве Выражение (25) представляет собой модель, которая описывает совокупность сложных объектов представленных для цифровой модели рельефа, в виде набора слоев (изолинии, отметки высот и гидрография) и модели, описывающей положение трубы в пространстве

На основе полученной ГИМ нефтепровода с помощью специальных прикладных программных средств ГИС (3D Analyst, Spatial Analyst) строится трехмерная модель рассматриваемой местности

На основе полученных результатов с использованием ГИС-технологий определяются.

- возможные масштабы разлива нефти, степень их негативного влияния на население и объекты его жизнеобеспечения (и в первую очередь на объекты водозабора и водоочистки), объекты производственной и социальной сферы, а также на объекты окружающей природной среды,

- границы районов повышенной опасности возможных разливов нефти,

- последовательность, сроки и наиболее эффективные способы выполнения работ по ликвидации разливов нефти, в том числе выдвижение сил и

из(23)

ГИМ -~^->{ЦММ, Т),

(25)

средств МЧС России, ведомственных оперативных подразделений и аварийно-восстановительных бригад

В заключении излагаются итоги работы Перечисляются полученные научные и практические результаты, приводятся сведения о внедрении и практическом использовании полученных результатов

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Проведен анализ методов мониторинга химико-биологического состава воды на объектах водозабора и водоочистки, а также методов сбора и передачи мониторинговой информации

2 Разработана математическая модель оценки показателей химико-биоло-гического состава воды, которая получена на основе обработки статистических данных химико-биологического состава воды с использованием вероятностных законов распределения показателей и уравнений регрессии

3 Разработана геоинформационная модель (ГИМ) чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах, которая позволяет описать совокупность сложных объектов рельефа и положения трубы в пространстве ГИМ осуществляет моделирование аварийного розлива нефти и/или воды, кроме того, позволяет моделировать места аварийного попадания в водовод аварийных химически опасных веществ (АХОВ), нефтепродуктов, грязи,и т п

4 Предложена методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки, которая позволяет осуществлять комплексный мониторинг ЧС природного характера на основе моделирования геокосмических связей во временных рядах, когда исходные данные делятся на временные отрезки и для них в рассматриваемом районе географического пространства рассчитываются детерминированные космогеофизические факторы

5 Разработана информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки, которая реализована в виде соответствующей структуры с определенным составом программно-технического комплекса

6 Разработано программное обеспечение информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки, предназначенное для систематизации данных, получаемых непосредственно полуавтоматического фотометра ERBA СНЕМ 7, систематизации данных, получаемых внешними лабораториями, создания базы данных измерений по объекту и дате, интеграции созданной базы в программу ARC GIS 7 0, построения кривых зависимости концентрации вещества от времени забора образца, проведения мероприятий контроля качества, печати и пересылки отчетов по информационной сети ИСМ ОВЗВО

7 Научные результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы не только в региональных органах экологической экспертизы, но и использоваться в профильных подразделениях Главных управлений МЧС России по субъектам РФ

Основные опубликованные работы по теме диссертации'

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК.

1 Бахарев К С, Гусев Н Н , Малыгин И Г Проблемные вопросы создания региональной информационной системы мониторинга гидротехнических сооружений, объектов водозабора и водоочистки // Научно-технический журнал «Пожаровзрывобезопасность» №3, 2007 г М Пожнаука, 2007 1,3 / 0,6 п л

2 Бахарев К С, Малыгин И Г Региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки, и ее программное обеспечение // Научно-аналитический журнал «Проблемы управления рисками в техносфере» №1, 2008 г СПб СПбУ ГПС МЧС России, 2008 1,2 / 0,8 п л

Сборники трудов всероссийских и международных конференций:

3 Бахарев К С Новые подходы к определению химико-биологического состава воды и их использование для охраны окружающей среды // Материалы XIX Международной молодежной конференции «Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах» Южно-Сахалинск 2006 0,3 п л

4 Бахарев К С Математическая обработка статистических данных химико-биологического состава воды // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006», 4-12 апреля 2006 Мурманск МГТУ, 2006 0,5 п л

5 Бахарев К С Мониторинг химико-биологического состава воды на объектах водозабора и водоочистки И Материалы II Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму», Санкт-Петербург, 16 мая 2007 г СПб СПбУ ГПС МЧС России, 2007 0,2 п л

6 Бахарев К С Геоинформационное моделирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах // Материалы III международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам», Санкт-Петербург 30-31 октября 2007 г СПб PAP АН, СПбУ ГПС МЧС России, 2007 0,2 п л

Формат 60*84 1/16 Тираж 100 экз

Подписано в печать 21 02 2008 г Печать цифровая Объем 1 п л

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Анализ существующей системы мониторинга в области охраны окружающей среды.

1.1. Существующие проблемы мониторинга в области охраны окружающей среды.

1.2. Основные законодательные акты в области охраны окружающей среды и эколого-правовая ответственность.

1.3. Методы мониторинга и оценки качества окружающей среды.

Выводы по 1 главе.

Глава 2. Региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки, и ее программное обеспечение.

2.1. Разработка региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

2.2. Разработка методов сбора и передачи мониторинговой информации на объектах водозабора и водоочистки.

2.3. Общие сведения о программном обеспечении информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

2.4. Описание функционирования программного обеспечения информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

2.5. Математическая обработка статистических данных химико-биологического состава воды.

Выводы по 2 главе.

Глава 3. Применение геоинформационных технологий для мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на объектах водозабора и водоочистки.

3.1. Предложения по применению геоинформационных технологий для мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на объектах водозабора и водоочистки.

3.2. Методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки.

3.3. Геоинформационное моделирование чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах.

Выводы по 3 главе.

Актуальность диссертационного исследования. В настоящее время в стране отсутствуют информационные системы сбора и обобщения данных о состоянии объектов водозабора и водоочистки, системы, которые были бы готовы принять информацию о чрезвычайных ситуациях (ЧС) на них и способные предпринять первые управленческие решения, направленные на предотвращение возникновения ЧС, что, безусловно, способствует увеличению времени ликвидации ЧС и стоимости проведения мероприятий, направленных на ликвидацию последствий от них.

Объекты водозабора и водоочистки (ОВЗВО) имеют не только важное стратегическое, экономическое и оборонное значение, они имеют и важное социально-политическое значение. Так как надежное и устойчивое обеспечение питьевой водой населенных пунктов, особенно крупных городов, несет стабилизирующее значение для фактора социально-политической активности населения. Поэтому, без надежных региональных информационных систем мониторинга объектов водозабора и водоочистки кардинально изменить ситуацию в области предотвращения ЧС практически не представляется возможным. Существующие федеральные нормативные акты в области ОВЗВО (Федеральные законы: от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [36], от 23.11.95 № 174-ФЗ «Об экологической экспертизе» [46], от 30.03.99 № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» [49] и от 21.12.94 № 68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» [45) устарели, а в области аппаратного мониторинга они, в общем, не актуальны и не эффективны.

В первую очередь должны решатся задачи по мониторингу лабораторных исследований для предотвращения ухудшения эпидемиологической обстановки в регионах. В условиях удаленности некоторых регионов Российской Федерации (РФ) особое значение приобретают передвижные мониторинговые пункты (ПМП), осуществляющие количественный уровень оценки параметров питьевой воды. Средний человек потребляет примерно 2 л воды в сутки, вода составляет 80 % массы нашего тела, поэтому мониторинг питьевой и технической воды для любого населенного пункта является наиважнейшей задачей. Мобильность такого мониторинга, возможность интеграции в существующие информационно-телекоммуникационные сети, составляют важную часть работы механизма обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и страны в целом.

Вышеизложенное достигается путем создания полномасштабной системы автоматизированного сбора и анализа оперативной информации о чрезвычайных ситуациях на основных объектах водозабора и водоочистки региона, оценки* этой обстановки, прогнозирование ее возможного развития и, в случае ухудшения - выдачи данных для поддержки принятия управленческих решений для различных уровней управления, в том числе и системы МЧС России.

Предлагается создать под эгидой МЧС России региональные информационные системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки (ИСМ ОВЗВО) с дальнейшей увязкой их в Единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС).

К настоящему времени накоплен значительный опыт в разработке информационных систем для сложных организационно-технических комплек-сов^ в том числе и в системе МЧС России - это исследования, посвященные вопросам разработки методологических и методических основ, выполненные известными учеными: Анисимовым Б.П. [53], Артамоновым B.C. [54-56]; Бурковым В:Н. [66-68], Искандеровым Ю.М. [75, 76], Литваком Б.Г. [78, 79], Малыгиным И.Г. [81-87], Таранцевым А.А. [97], Цыгановым В.В: [98]. Известно также, что в работах Кривошонка В.В. [101], Малыха С.В. [102] и Шапошникова С.В. [99, 100, 103] рассмотрены региональные информационные системы мониторинга и прогнозирования ЧС, функционирующие в интересах Главных управлений МЧС России субъектов РФ. Однако, в указанных трудах, как и в других известных источниках, отсутствует математическая постановка решения задач оценки показателей химико-биологического состава воды; не разработаны методики комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки; не представлены геоинформационные модели чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на аналогичных объектах; не рассмотрены информационные системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в системном исследовании информационных проблем мониторинга химико-биологического состава воды, разработке региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки с соответствующим методическим и программным обеспечением.

Целью работы является повышение безопасности населения регионов РФ за счет разработки информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки. Для этого в работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ методов мониторинга химико-биологического состава воды на объектах водозабора и водоочистки, а также методов сбора и передачи мониторинговой информации.

2. Разработка математической модели оценки показателей химико-биологического состава воды.

3. Разработка структуры региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

4. Разработка программного обеспечения информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

5. Разработка методики комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки.

6. Разработка геоинформационных моделей чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах.

Объектом исследования в диссертации являются информационные системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

Предметом исследования являются информационные процессы, модели, методики и программные средства решения мониторинговых задач с целью их использования в информационной системе мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

Методы исследования. Для исследований в работе использовались методы системного анализа, теории геоинформационных систем, математический аппарат теории вероятностей, математической статистики, а также методы общей, теории систем, теории искусственного интеллекта, теории принятия решений и математического моделирования.

Кроме того, в процессе работы над диссертационным исследованием использовались Федеральные законы РФ, Постановления Правительства РФ, другие правовые и нормативные документы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Математическая модель оценки показателей химико-биологического состава воды.

2. Геоинформационная модель чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах.

3. Методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки.

4. Информационная система мониторинга объектов водозабора'и водоочистки.

5. Программное обеспечение информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки.

Новизна диссертационного исследования заключается в разработке региональной информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки с соответствующим программно-техническим комплексом и программным обеспечением. Разработаны математическая модель оценки показателей химико-биологического состава воды, геоинформационная модель чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах, методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки, которые способствуют снижению риска для населения и объектов экономики от последствий ЧС природного и техногенного характера.

Достоверность научных результатов обеспечивается экспериментальными доказательствами основных положений работы и практической апробацией предложенных методов и моделей на реальных данных при решении практических задач.

Научно-теоретическая ценность полученных результатов диссертационного исследования заключается в том, что разработанная региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки реализованная на основе математических методов обработки информации и новых информационных технологий, является современным и эффективным инструментом при принятии решения о качестве химико-биологического состава воды.

Практическая значимость работы состоит в том, что разработанная региональная информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки позволяет эффективно использовать в ней все полученные в работе модели и методики: математическую модель оценки показателей химико-биологического состава воды; геоинформационную модель чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах; методику комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки. Программное обеспечение информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки позволяет осуществлять инструментальное сопровождение сбора, хранения, обработки, анализа и передачи информации.

Использование всех результатов диссертационного исследования позволяет повысить безопасность жизнедеятельности населения регионов РФ.

Научные результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы не только в региональных органах экологической экспертизы, но и использоваться в профильных подразделениях Главных управлений МЧС России по субъектам РФ.

Результаты диссертационного исследования реализованы в ЗАО «Век-тор-Бест-Балтика», в ООО «Научно-производственная фирма «ЛИДИНГ», а также в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России, что подтверждено актами о реализации.

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры безопасности жизнедеятельности Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также на следующих научно-практических конференциях и форумах:

- XIX международной молодежной конференции «Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах», 2006 г.;

- международной научно-технической конференции «Наука и образование - 2006», Мурманск, МГТУ, 4-12 апреля 2006 г.;

- II Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму», Санкт-Петербург, 16 мая 2007 г.;

- III международной научно-практической конференции «Технические средства противодействия террористическим и криминальным взрывам», Санкт-Петербург, 30-31 октября 2007 г.

Публикации. По материалам диссертационной работы имеется 6 печатных публикаций, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Выводы по 3 главе

Результатом работы по созданию региональной информационной система мониторинга объектов водозабора и водоочистки на основе геоинформационных технологий должен быть комплекс методов и средств: методика комплексного геокосмического прогноза чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на объектах водозабора и водоочистки; система средств дистанционных наблюдений за природными и техногенными процессами на объектах водозабора и водоочистки; наземные технические средства наблюдения за природными и техногенными процессами на объектах водозабора и водоочистки; программный комплекс ведения мониторинга природных и техногенных процессов, включающий: блок интерпретации материалов дистанционных съемок и библиотеку дешифровочных эталонов; блок компьютерного картографирования состояния и динамики геологической среды и баз мониторинговых данных; блок прогнозного моделирования развития природных и техногенных процессов с соответствующими ГИС-моделями.

В главе установлено, что информационная поддержка мониторинга ЧС связана с обработкой больших массивов пространственно-временных и предметно-ориентированных данных. Современные информационные технологии предоставляют широкие возможности представления и обработки таких данных с помощью электронных карт. Именно такой способ представления данных явился основой для создания географических информационных систем (ГИС). ГИС - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение пространственно-координированных данных.

В главе предложена методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки. Алгоритм прогноза при моделировании, геокосмических связей во временных рядах следующий: исходные-данные делятся на временные отрезки и для них в рассматриваемом районе географического пространства рассчитываются детерминированные космогеофи-зические факторы. Информация о динамике процесса на прогнозируемом отрезке берется по этим астрономическим факторам из отрезков, аналогичных прогнозируемому. Затем выбранные отрезки делятся на две обычно неравные части. Одна часть используется для построения моделей, другая - для их подтверждения (в прогнозе-экзамене). Исследуя, таким образом, исходные временные ряды, получается группа моделей, которые дают приемлемые результаты для прогноза. Период каждой из компонент интерпретируется с точки зрения гипотезы геокосмических связей и резонансов, что особенно актуально для объектов водозабора и водоочистки, особенно при прогнозе периодов резких увлажнений (наводнений).

Оценка достоверности прогностических схем осуществляется по традиционным статистическим критериям, и с помощью специально разработайных схем, данных мониторинга природных и экономических процессов из всех возможных источников получения исходной и текущей информации.

В главе предложен метод геоинформационного описания магистрального нефтепровода (водовода) и его окрестностей. В этом случае актуальна разработка метода разбиения линейной части трубопровода для геоинформационного моделирования аварийного розлива нефти (АРН), а также разработка алгоритма стекания нефти по суше на основе цифровой модели местности. При этом учитываются пространственные характеристики объектов нефтепровода (водовода) и его окрестностей: рельеф, уклон, нефтеемкость грунта, гидрография и другие характеристики, влияющие на результаты моделирования и принятия решений при прогнозе и ликвидации аварийных разливов нефти на магистральных нефтепроводах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенного диссертационного исследования получены следующие результаты:

1. Проведен анализ методов мониторинга химико-биологического состава воды на объектах водозабора и водоочистки, а также методов сбора и передачи мониторинговой информации.

2. Математическая модель оценки показателей химико-биологического состава воды, полученная на основе обработки статистических данных химико-биологического состава воды с использованием вероятностных законов распределения показателей и уравнений регрессии.

3. Геоинформационная модель (ГИМ) чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера на нефтепроводах и водоводах представляет собой модель, которая описывает совокупность сложных объектов представленных для цифровой модели рельефа, и модель, описывающей положение трубы в пространстве. ГИМ позволяет проводить моделирование аварийного розлива нефти и воды, или, наоборот, моделировать места аварийного попадания в водовод аварийных химически опасных веществ (АХОВ), нефтепродуктов, грязи, и т.п.

4. Методика комплексного геокосмического прогноза ЧС на объектах водозабора и водоочистки позволяет осуществлять комплексный мониторинг чрезвычайных ситуаций природного характера на основе моделирования геокосмических связей во временных рядах, когда исходные данные делятся на временные отрезки и для них в рассматриваемом районе географического пространства рассчитываются детерминированные космогеофизические факторы.

5. Информационная система мониторинга объектов водозабора и водоочистки, реализованная в виде соответствующей структуры с определенным составом программно-технического комплекса.

6. Программное обеспечение информационной системы мониторинга объектов водозабора и водоочистки предназначено для: систематизации данных, получаемых непосредственно полуавтоматического фотометра ERBA СНЕМ 7, систематизации данных, получаемых внешними лабораториями, создания базы данных измерений по объекту и дате, интеграции созданной базы в программу ARC GIS 7.0, построения кривых зависимости концентрации вещества от времени забора образца, проведения мероприятий контроля качества, печати и пересылки отчётов по информационной сети ИСМ ОВЗВО.

7. Научные результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы не только в региональных органах экологической экспертизы, но и использоваться в профильных подразделениях Главных управлений МЧС России по субъектам РФ.

8. Результаты диссертационного исследования реализованы в ЗАО «Вектор-Бест-Балтика», в ООО «Научно-производственная фирма «ЛИ-ДИНГ», а также в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России, что подтверждено актами о реализации.

9. Научные результаты, полученные в исследовании, апробированы на 3 международных и 1 всероссийской научно-практических конференциях. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

1. Нормативные, правовые документы

2. Водный кодекс Российской Федерации от 16.11.95 № 167-ФЗ.

3. ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения».

4. ГОСТ Р 22.0.09-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Чрезвычайные ситуации на акваториях. Термины и определения. М.: Государственный стандарт Российской Федерации, 1995. 8 с.

5. ГОСТ Р 22.0.11-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Предупреждение природных чрезвычайных ситуаций. Термины и определения. М.: Госстандарт России, 1999. 4 с.

6. ГОСТ Р 22.1.01-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения. М.: Госстандарт России, 1995. 6 с.

7. ГОСТ Р 22.1.06-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов. Общие требования. М.: Госстандарт России, 2000. 15 с.

8. ГОСТ Р 22.1.07-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных метеорологических явлений и процессов. Общие требования. М.: Госстандарт России, 2000. 9 с.

9. ГОСТ Р 22.1.08-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных гидрогеологических явлений и процессов. Общие требования. М.: Госстандарт России, 2000. 8 с.

10. ГОСТ Р 22.1.12-2005. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования.

11. Земельный кодекс Российской Федерации от 25.10.2001 №136-Ф3.

12. МУ 2.1.5.732-99 «Санитарно-эпидемиологический надзор за обеззараживанием сточных вод УФ-излучением».

13. МУ 2.1.5.798-99 «Гигиеническая оценка эффективности обеззараживания сточных вод».

14. МУ 2.1.5.800-99 «Организация Госсанэпиднадзора за обеззараживанием сточных вод».

15. Постановление Правительства Российской Федерации от 05.11.95 №1113 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».

16. Постановление Правительства Российской Федерации от 11.05.99 №526 «Об утверждении Правил представления декларации промышленной безопасности опасных производственных объектов».

17. Постановление Правительства Российской Федерации от 11.06.96 №698 «Об утверждении Положения о проведении государственной экологической экспертизы».

18. Постановление Правительства Российской Федерации от 15.01.2001 №31 «Об утверждении Положения о государственном контроле за охраной атмосферного воздуха».

19. Постановление Правительства Российской Федерации от 26.10.2000 №818 «О порядке ведения государственного кадастра отходов и проведения паспортизации отходов».

20. Постановление Правительства Российской Федерации от 28.11.2001 №826 «Об утверждении минимальных и максимальных ставок платы за пользование водными объектами по бассейнам рек, озерам, морям и экономическим районам».

21. Постановление Правительства Российской Федерации от №1096 «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

22. Постановление Правительства Российской Федерации от №1298 «Об утверждении Правил организации системы государственного учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов».

23. Постановление Правительства Российской Федерации от №1303 «Об утверждении Положения о декларировании безопасности гидротехнических сооружений».

24. Постановление Правительства Российской Федерации от №1320 «Об организации государственного надзора за безопасностью гидротехнических сооружений».

25. Постановление Правительства РФ от 24.11.93 №1229 «О создании единой государственной системы экологического мониторинга».

26. Приказ МЧС России от 25.06.2004 года №328 «О мерах по реализации Требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения».

27. Приказ начальника Северо-Западного регионального центра МЧС России от 22 июля 2004 года № 215 «Об организации работы по предупреждению чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах и объектах жизнеобеспечения».

28. Распоряжение Президента Российской Федерации от 20 марта 2000 г. №86-рп «О создании системы мониторинга, лабораторного контроля и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера».

29. СанПиН 2.1.5.980-00 «Гигиенические требования к охране поверхностных вод».

30. СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования ккачеству почвы».

31. СанПиН № 4631-88 «Санитарные правила и нормы охраны прибрежных вод морей от загрязнения в местах водопользования населения».

32. Федеральный закон от 01.05.99 №94-ФЗ «Об охране озера Байкал».

33. Федеральный закон от 02.01.2000 №28-ФЗ «О государственном земельном кадастре».

34. Федеральный закон от 04.05.99 №96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха».

35. Федеральный закон от 06.05.98 №71-ФЗ «О плате за пользование водными объектами».

36. Федеральный закон от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» головной закон экологического права.

37. Федеральный закон от 10.01.96 №4-ФЗ «О мелиорации земель».

38. Федеральный закон от 14.03.95 №33-Ф3 «Об особо охраняемых природных территориях».

39. Федеральный закон от 17.07.2001 №101-ФЗ «О разграничении государственной собственности на землю».

40. Федеральный закон от 17.12.98 №191-ФЗ «Об исключительной экономической зоне Российской Федерации».

41. Федеральный закон от 18.06.2001 №78-ФЗ «О землеустройстве».

42. Федеральный закон от 19.07.97 №109-ФЗ «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами».

43. Федеральный закон от 19.07.98 №113-Ф3 «О гидрометеорологической службе».

44. Федеральный закон от 21.07.97 №117-ФЗ «О безопасности гидротехнических сооружений».

45. Федеральный закон от 21.12.94 №68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

46. Федеральный закон от 23.11.95 №174-ФЗ «Об экологической экспертизе».

47. Федеральный закон от 24.04.95 №52-ФЗ «О животном мире».

48. Федеральный закон от 24.06.98 №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления».

49. Федеральный закон от 30.03.99 №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения».

50. Федеральный закон от 31.07.98 №155-ФЗ «О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации».

51. Федеральный закон от 27.04.93 года №4871-1 «Об обеспечении единства измерений».

52. Федеральный закон от 20.02.1995 г. №24-ФЗ «Об информации, информатизации и защите информации».1. Литература

53. Анисимов Б.П., Малыгин И.Г. Эффективные алгоритмы управления управляющих подсистем автоматизированных систем управления объектами. Учебное пособие. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2004.

54. Артамонов B.C. Новые технологии в деятельности подразделений и организаций МЧС России // Вестник Санкт-Петербургского института Государственной противопожарной службы. Вып. № 3, 2004, с. 5-8.

55. Артамонов B.C., Кадулин В.Е., Чуприян А.П. Интеллектуальные информационные системы. Учебное пособие. СПб.: СПбУ МВД России, Академия права, экономики и безопасности жизнедеятельности. 2001.

56. Архипова Н.И., Кульба В.В. Управление в чрезвычайных ситуациях. М.: 1998.

57. Баденко B.JI. Геоинформационные технологии для принятия решений по управлению территорией в условиях неопределенности / Математические модели и информационные технологии в менеджменте. Выпуск 1. СПб.: СПб гос. университет, 2001.

58. Бахарев К.С. Математическая обработка статистических данных химико-биологического состава воды // Материалы международной научно-технической конференции «Наука и образование 2006», 4-12 апреля 2006. Мурманск: МГТУ, 2006. С. 618.

59. Болыпев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М.: Наука, 1983.

60. Бурков В.Н., Данев Б., Еналеев А.К., Кондратьев В.В., Нанева Т.Б., Щепкин А.В. Большие системы: моделирование организационных механизмов. М: Наука, 1989. 246 с.

61. Бурков В.Н., Ириков В.А. Модели и методы управления организационными системами. М.: Наука, 1994.

62. Бурков В.Н., Кондратьев В.В. Механизмы функционирования организационных систем. М.: Наука, 1981. 365 с.

63. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Изд. 5-е, стереотипное. М.: Высшая школа, 1998.

64. Вентцель Е.С. Введение в исследование операций. М.: Советское радио, 1964.

65. Власов А.Д. Измерение астрогеофизического пространства // Вопросы моделирования геокосмических связей. Труды научного центра «Экопрог-ноз». Новосибирск: СО РАСХН. 1999.

66. Гурман В.И., Дружинин И.П., Понько В.А. Модели природных систем. Новосибирск: Наука, 1978. 220 с.

67. Дегтярев В.Г. и др. Математические методы оптимизации. Л: ВМА, 1977, 502 с.

68. Жигилев B.C. Основы теории планирования многофакторных испытаний. Учебное пособие. Л.: ВИКИ им. А.Ф.Можайского, 1982

69. Искандеров Ю.М. Методологические аспекты инженерии знаний в предметных областях с экстремальными ситуациями // Тезисы докладов IV Международной конференции "Региональная информатика-95", Ч. I, СПб.: ЛЭ-ТИ, 1995.

70. Искандеров Ю.М. Методологические аспекты интеллектуализации информационных систем // Тезисы докладов VII Международной конференции "Региональная информатика-2000", Ч. 1. СПб.: ЛЭТИ, 2000.

71. Каазик Ю.Я. Математический словарь. Таллин: «Валгус», 1985.

72. Литвак Б.Г. Разработка управленческого решения. М.: Дело, 2003.

73. Литвак Б.Г. Экспертные технологии в управлении. М.: Дело, 2004. 400 с.

74. Лобри К. Динамические полисистемы в теории управления. Математические методы в теории систем. М.: Мир, 1979.

75. Малыгин И.Г. Методы принятия решений при разработке сложных по-жарно-технических систем. СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2007. 288 с.

76. Малыгин И.Г., Жуков Ю.И., Смольников А.В. Применение функционального моделирования в деятельности Государственной противопожарной службы / Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России, №2(5). СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2004. С. 66-69.

77. Малыгин И.Г., Жуков Ю.И., Смольников А.В.Методы и средства разработка информационных систем для обеспечения пожарной безопасности в чрезвычайных ситуациях / Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №4 (7). СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2004.

78. Малыгин И.Г., Чуприян А.П. Предложения по созданию информационной системы мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера субъекта Российской Федерации / М.: Пожа-ровзрывобезопасность, №4, 2005.

79. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. 244 с.

80. Микони С.В. Теория и практика рационального выбора. М.: Маршрут, 2004.

81. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. М.: Высшая школа, 1989.

82. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Основы системного анализа. Томск: Из-детельство научно-технической литературы, 1997

83. Петров А.В., Федулов Ю.Г. Подготовка и принятие управленческих решений. М.: Изд-во РГАПС, 2000. 241 с.

84. Понько В.А. Компьютерная система «Экосоциопрогноз» в концепции устойчивого развития // Труды Всероссийского симпозиума «Устойчивое развитие регионов и космический мониторинг». Новосибирск: 1998.

85. Понько В.А. Экопрогноз новая информационная технология. Услуги для предприятий и деловых людей. Новосибирск: 1998.

86. Руководство пользователя ERBA СНЕМ 7. Mannheim: ERBA DIAGNOSTICS MANNHEIM GmbH.

87. Статистические методы в инженерных исследованиях. Лабораторный практикум / под ред. Г.К.Круга. М.: Высшая школа, 1983.

88. Таранцев А.А. Случайные величины и работа с ними. Монография / под ред. Проф. B.C. Артамонова. СПб.: СПбГУ ГПС МЧС России, 2007.

89. Цыганов В.В. Адаптивные механизмы в отраслевом управлении. М.: Наука, 1991. 166 с.

90. Малых С.В. Информационная система мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера субъекта Российской Федерации (на примере Архангельской области). СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2005.