Інформаційні технології створення автоматизованих систем управління підрозділами Міністерства надзичайних ситуацій України при надзвичайних ситуаціях у природних екосистемах - Автореферат

Ефективна робота автоматизованих систем управління підрозділами МНС України (АСУ МНС) при ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій (НС) є однією з найважливіших ланок у системі діяльності МНС, оскільки, врешті, це позначається на зменшенні кількості людських жертв, шкоди народному господарству країни, втрат майна тощо. Сьогодні в структурах МНС України для підтримки АСУ застосовують інформаційні технології, які базуються на методах розрахунку найкоротшого шляху до місця події, оптимального розташування депо, кількості підрозділів, залежно від типу події, застосуванні системи GPS та навігаційних карт тощо. Отже, під поняттям “створення” АСУ МНС в дисертаційній роботі мається на увазі її добудова до експлуатаційного стану при наявності базового (спільного для всіх можливих систем) стану. Існуючі інформаційні технології розрахунку необхідної кількості підрозділів для побудови АСУ МНС та їх розташування у природних екосистемах базуються лише на розрахунках перекриття територій за відстанями. Для досягнення цієї мети в дисертаційній роботі розвязані такі задачі: - проаналізовано сучасний стан створення систем автоматизованого управління підрозділами МНС України при надзвичайних ситуаціях у природних екосистемах;Аналіз існуючих інформаційних технологій створення АСУ МНС для ліквідації наслідків НС показав малоефективність їх застосування, оскільки створені на їх основі системи ліквідації НС ситуацій не враховують особливості місцевості (розмір, тип тощо), що призводить до збільшення кількості підрозділів та витрат часу для створення АСУ МНС. Розвязанням оптимізаційної задачі визначаються параметри оптимального розміщення підрозділів АСУ МНС, при яких час прибуття підрозділів до місця НС для кожного з типів НС буде найменшим, тобто знаходиться В роботі вперше визначені граничні значення частот сигналів передачі інформації - від 400 МГЦ до 1,3 МГЦ, висот розташування передатчиків та приймачів інформації - від 0,9 до 3,1 м, мінімальних відстаней до перешкод - 2,4 м, які забезпечують потрапляння розрахункових відстаней між підрозділами до області допустимих значень, в яких найменша ймовірність припинення в передачі інформації. Особливістю передачі інформації в АСУ МНС у природних екосистемах, де застосовуються технології WPAN стандартів, є мала потужність (кілька десятків МВТ) передавальних станцій та однакова кількаметрова висота антен (на відміну від стільникових мереж GSM стандарту, що застосовувалися раніше, з потужністю передавальних станцій у кілька десятків Вт та висотою базових антен 30 - 50 м). Визначено потужність сигналу передачі інформації між передавачами підрозділів залежно від відстані між ними: де h - висота передавальної (приймальної) антени; d - відстань між підрозділами; с - швидкість світла; f - частота сигналу передачі інформації; - потужність, яка виміряна на стандартній відстані ; ? - діелектрична проникність поверхні віддзеркалення (ґрунту, асфальту тощо); ?р - параметр, що визначає напрямок поляризації (?р = ? для вертикальною поляризації, ?р = 1 - для горизонтальної).За результатами аналізу існуючих інформаційних технологій для створення АСУ МНС встановлено, що в даних технологіях не враховані особливості території (тип, розмір охопленої місцевості, ландшафт тощо). Оптимізація структури базового стану автоматизованої системи управління підрозділами МНС на території Канівського району Черкаської області дозволило в 1,34 рази скоротити час прибуття підрозділів до найвіддаленішого місця можливих надзвичайних ситуацій. Статистична обробка результатів дослідження моделей із багатоканальною передачею інформації дозволила визначити значення частот передачі інформації - від 400 МГЦ до 1,3 МГЦ, висот розташування передавачів та приймачів інформації - від 0,9 до 3,1 м, мінімальних відстаней до перешкод - 2,4 м, які забезпечують потрапляння розрахункових відстаней між підрозділами до області допустимих значень.

2. Основний зміст роботи

1. За результатами аналізу існуючих інформаційних технологій для створення АСУ МНС встановлено, що в даних технологіях не враховані особливості території (тип, розмір охопленої місцевості, ландшафт тощо). Параметри, що використовуються в таких технологіях, описують характеристики міських населених пунктів. Наслідком цього є неефективне застосування АСУ МНС, створених на основі існуючих інформаційних технологій.

2. Оптимізація структури базового стану автоматизованої системи управління підрозділами МНС на території Канівського району Черкаської області дозволило в 1,34 рази скоротити час прибуття підрозділів до найвіддаленішого місця можливих надзвичайних ситуацій.

3. Статистична обробка результатів дослідження моделей із багатоканальною передачею інформації дозволила визначити значення частот передачі інформації - від 400 МГЦ до 1,3 МГЦ, висот розташування передавачів та приймачів інформації - від 0,9 до 3,1 м, мінімальних відстаней до перешкод - 2,4 м, які забезпечують потрапляння розрахункових відстаней між підрозділами до області допустимих значень. Визначені обмеження дозволили виявити частоти технологій WPAN стандарту: 433 МГЦ, 868 МГЦ та 1,2 ГГЦ та умови їх застосування в підрозділах МНС, що дозволяє організовувати передачу збільшеного обєму інформації, наприклад, відеоінформації.

4. На основі порівняння результатів, отриманих під час дослідження моделей із кількістю інформативних каналів від двох до десяти (із застосуванням в якості міри середньоквадратичні відстані між функціями) визначено, що для моделювання систем із підрозділами, що знаходяться на невідкритій місцевості, доцільно використовувати моделі з кількістю інформаційних каналів не більше чотирьох.

5. Застосування методів теорії математичної статистики та функціонального аналізу при дослідженні моделей із багатоканальною передачею інформації дозволило розрахувати області допустимих значень відстаней між підрозділами та коефіцієнти зменшення довжин інформаційних каналів залежно від типу та профілю місцевості для різних частот передачі інформації, використання яких дозволяє побудувати топологічні структури підрозділів МНС із гарантованою передачею інформації.

6. Застосування коефіцієнтів зменшення довжини інформаційних каналів при побудові топологічних структур місцезнаходжень мобільних підрозділів МНС дозволило адаптувати топологію розміщення підрозділів на територіях із різним типом та профілем місцевості для забезпечення гарантованої передачі інформації.

7. Застосування нових методів побудови топології мобільних підрозділів на території Мошенських лісових масивів Черкаської області дозволило в 2,3 рази скоротити час побудови та кількість задіяних мобільних підрозділів (на три підрозділи при застосуванні пристроїв із дальністю передачі даних 100 - 300 метрів; на два - з дальністю передачі даних 300 - 700 метрів; на один - із дальністю передачі даних 700 - 1000 метрів).

Мусиенко М. П. Разработка навигационных програмно-аппаратних GPS/GPRS комплексов на движущихся объектах / М. П. Мусиенко, В. И. Томенко, О. Л. Савчук, М. П. Рудь // Вісник Черкаського державного технологічного університету. - 2007. - № 1. - С. 119 - 122.

Мусиенко М. П. Беспроводные информационно-коммуникационные и навигационные технологии на транспортных средствах / М. П. Мусиенко, В. И. Томенко // Радиоэлектроника. Информатика. Управление. - Запорожье : ЗНТУ, 2007. - № 2(18). - С. 127 - 131.

Томенко В. И. Построение информационно-коммуникационных систем оперативного пожаротушения на базе беспроводных технологий / В. И. Томенко , М. П. Мусиенко // Науковий вісник УКРНДІПБ. - Київ. - № 2(16). - 2007. - С. 135 - 139.

Мусиенко М. П. Выбор беспроводной технологии в автоматизированных системах передачи данных / М. П. Мусиенко, В. И. Томенко // Вісник Черкаського державного технологічного університету. - 2007. - № 3-4. - С. 164 - 169.

Мусієнко М. П. Розрахунок втрат розповсюдження радіохвиль в комунікаційних системах на транспортних засобах / М. П. Мусієнко, В. І. Томенко // Вісник Черкаського державного технологічного університету. - 2008. - № 1. - С. 122 - 126.

Заика П. И. Критерии комплексной оценки физико-химических свойств пластмасс, предъявляемые к утеплителям для жилых и общественных зданий / П. И. Заика, В. Г. Мусин, В. И. Томенко // Матеріали II міжнародної науково-практичної конференції “Emergency Situations: Prevention and Elimination”. - Мінськ, 2003. - C. 189 - 190.

Воєвода О. П. Вибухові способи подавлення та розпилення вогнегасної порошкової суміші / О. П. Воєвода, В. І. Томенко // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Пожежна та техногенна безпека”. - Черкаси, 2005. - С. 226 - 232.

Томенко В. И. Использование каналов GSM/GPRS связи в GPS навигационных комплексах оперативного пожаротушения / В. И. Томенко, М. П. Мусиенко // Матеріали міжнародної НПК “Пожежна безпека-2007”. - Черкассы, 2007. - С. 412 - 413.

Томенко В. И. Использование каналов мобильной связи в навигационных GPS системах на транспорте / В. И. Томенко, М. П. Мусиенко // Матеріали XIII міжнародної науково-практичної конференції “Наука в інформаційному просторі”. - Том. 1. - Дніпропетровськ, 2007. - С. 79 - 80.

Томенко В. И. Применение беспроводных технологий в коммуникационных полиабонентных системах / В. И. Томенко, М. П. Мусиенко // Матеріали ІІІ міжнародної НТК “Інформатика та компютерні технології - 2007”. - Донецьк, 2007. - С. 90 - 93.

Томенко В. И. Применение информационных технологий передачи данных в системе передвижной мобильной связи / В. И. Томенко, М. П. Мусиенко // Матеріали XIII міжнародної науково-практичної конференції “Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти”. - Київ, 2007. - С. 43 - 45.

Мусиенко М. П. Использование беспроводных технологий в ЖКХ / М. П. Мусиенко, В. А. Дидук, В. И. Томенко, С. В. Куценко // Материалы ІІІ международной научно-практической конференции “Наука и образование без границ - 2007”. - Том 17. - София, Болгария, 2007. - С. 47 - 49.

Томенко В. И. Применение беспроводных технологий в системах подвижной радиосвязи / В. И. Томенко // Матеріали ІІ міжнародної науково-практичної конференції “Perspektywiczne opracowania nauki I techniki - 2007”. - Tom 10. - Techniczne nauki: Пшемисль, Польща, 2007. - C. 85 - 87.

Томенко В. И. Проблемы выбора топологии сети и типа технологии беспроводной передачи данных / В. И. Томенко // Матеріали IV міжнародної науково-практичної конференції “Klicove aspekty vedecke cinnosti - 2008”, Прага, Чехія, 2008. - С. 55 - 57.

Томенко В. И. Алгоритм работы программы с привязкой к заданному местоположению навигационно-коммуникационных систем на транспортных средствах / В. И. Томенко // Материалы IV международной научно-практической конференции “Наука и образование - 2008”. - Том 11. - София, Болгария, 2008. - С. 59 - 61.

Томенко В. И. Метод побудови топологічної структури комунікаційної мережі на основі технологій WPAN стандартів / В. И. Томенко // Матеріали IV міжнародної науково-практичної конференції “Veda a technologie: krok do budoucnosti - 2008”. - Tom 12. - Moderni informacni technologie: Прага, Чехія, 2008. - С. 63 - 65.

Томенко В. И. Математичне моделювання трактів розповсюдження радіохвиль технологій WPAN стандартів / В. И. Томенко // Матеріали IV міжнародної науково-практичної конференції “Veda a technologie: krok do budoucnosti - 2008”. - Tom 12. - Moderni informacni technologie: Прага, Чехія, 2008. - С. 23 - 27.

Мусиенко М. П. Топологическая модель построения беспроводной сети / М. П. Мусиенко, В. И. Томенко, В. А. Дидук // Матеріали IV міжнародної науково-практичної конференції “Nowoczesnych naukowych osiagniec - 2008”. - Tom 13. - Nowoczesne informacyjne technologie: Пшемисль, Польща, 2008. - С. 75 - 78.

Патент України № 30216. Система представлення інформації на рухомих обєктах / Мусієнко М. П., Томенко В. І. (Україна). - № u200800381; заявл. 11.01.08; опубл. 19.02.08, Бюл. № 2.

Патент України № 30217. Система відображення інформації / Мусієнко М. П., Томенко В. І. (Україна). - № u200800382; заявл. 11.01.08; опубл. 19.02.08, Бюл. № 2.