Введение к работе
з
Актуальность темы. Эффективность мероприятий по ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера напрямую связана с эффективностью функционирования Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС), которая в свою очередь, зависит в том числе, и от качества решения задач навигации, позиционирования, а также мониторинга потенциально-опасных и критически важных объектов.
В настоящее время в рамках формирования концепции единого информационного пространства органов управления МЧС России с использованием существующих средств и технологий, созданы информационно-навигационные комплексы обеспечения аварийно-спасательных формирований МЧС России (АСФ МЧС). Однако, несмотря на внушительный технический прорыв в данной области исследований, научно-методическое сопровождение в области информационно-навигационного обеспечения органов управления АСФ МЧС требует своего дальнейшего развития.
Перспективным направлением в этой области является разработка методик построения систем спутникового мониторинга с функциями позиционирования и отслеживания действий АСФ МЧС, эксплуатация которых в настоящее время ограничена рядом проблем, обусловленных наличием районов с большими углами закрытия (трюмы кораблей, подвальные помещения, шахты и т.д.), где условия приема сигналов являются проблематичными.
Таким образом, тема диссертационной работы, посвященная научно-методическому сопровождению построения систем информационно-навигационного обеспечения органов управления АСФ МЧС России при ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) в сложных навигационных условиях, является актуальной научной задачей.
Цель диссертационного исследования состоит в повышении качества информационно-навигационного обеспечения органов управления АСФ МЧС при ликвидации ЧС в сложных навигационных условиях.
Необходимость решения выявленного противоречия между существующим и требуемым положением дел в области информационно-навигационного обеспечения АСФ МЧС при ликвидации ЧС обусловила формулировку главной научной задачи диссертации - разработка научно-методического аппарата построения систем информационно-навигационного обеспечения АСФ МЧС при ликвидации ЧС в сложных навигационных условиях.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих частных задач:
-
анализ современных технологий мониторинга и прогнозирования ЧС, места и роли информационно-навигационного обеспечения в системе управления МЧС России;
-
обоснование алгоритмов обработки FDMA-сигналов и CDMA-сигналов для определения координат подвижных объектов и органов управления АСФ МЧС;
-
разработка методик построения и применения средств информационно-навигационного обеспечения органов управления АСФ МЧС при ликвидации ЧС в сложных навигационных условиях с использованием псевдолитов.
Объект исследования система информационно-навигационного обеспечения органов управления АСФ МЧС.
Предмет исследования методы и модели информационно-навигационного обеспечения органов управления АСФ МЧС при ликвидации ЧС в сложных навигационных условиях с использованием псевдолитов.
Методы исследования. Работа базируется на методах математического моделирования, теории экспертных оценок, теории вероятностей и математической статистики, статистических методах принятия решений, методе системных матриц, комбинаторных методах принятия решений, теории
сверхширокополосной технологии обработки сигнала, методах ретрансляции данных и измерительной информации, псевдодальномерных и радиально-скоростных методах измерения.
В процессе исследования обосновывались и выбирались рациональные методы, тактические принципы управления и технические решения по обоснованию информационно-навигационного обеспечению органов управления АСФ МЧС при ликвидации ЧС на критически важных и потенциально-опасных объектах в сложных навигационных условиях на основе ретрансляции FDMA-сигналов и CDMA-сигналов глобальной навигационной системы ГЛОНАСС (ГНСС ГЛОНАСС).
Основные научные результаты, выносимые на защиту:
-
Структурный анализ ретрансляции FDMA-сигналов и CDMA-сигналов для позиционирования подвижных объектов и органов управления аварийно-спасательных формирований МЧС России при ликвидации ЧС на потенциально-опасных объектах промышленности с использованием псевдолитов.
-
Методы и модели обработки FDMA-сигналов и CDMA-сигналов для определения аварийно-спасательных формирований МЧС России при проведении спасательных операций на потенциально-опасных объектах промышленности в сложных навигационных условиях.
-
Методы и модели построения и применения средств информационно-навигационного обеспечения и систем спутникового мониторинга в деятельности АСФ МЧС.
Научная новизна результатов заключается в разработке и обосновании методов и моделей информационно-навигационного обеспечения для определения координат подвижных объектов и органов управления АСФ МЧС при ликвидации ЧС на потенциально-опасных объектах промышленности в сложных навигационных условиях с использованием псевдолитов; организацию построения и применения радиотехнических технологий позиционирования
6 подвижных объектов АСФ МЧС и управления ими в условиях экстренного реагирования на ЧС.
В этом случае, ключевые научные вопросы, исследуемые в диссертации, являются следующие:
- обоснование технических требований к средствам навигации и системам
спутникового мониторинга со стороны АСФ МЧС;
выбор и обоснование критерия эффективности средств навигации и систем спутникового мониторинга в решении задач аварийно-спасательных формирований МЧС России;
алгоритмы обработки FDMA-сигналов и CDMA-сигналов для решения задач аварийно-спасательных формирований МЧС России в условиях экстренного реагирования на ЧС;
рекомендации по практической реализации разработанных методов и моделей.
Теоретическая значимость заключается в разработке автором научно-методического аппарата, позволяющего учитывать требования по обеспечению основных показателей качества управления силами и средствами АСФ МЧС, а так же в совершенствовании научно-методического аппарата использования средств информационно-навигационного обеспечения и систем спутникового мониторинга для АСФ МЧС - выработке конкретных рекомендаций для моделирования и исследования таких систем.
Практическая значимость работы заключается в определении роли, места и задач информационно-навигационного обеспечения на различных этапах деятельности АСФ МЧС. Выявленные системные особенности ретрансляции FDMA-сигналов и CDMA-сигналов ГНСС ГЛОНАСС и предлагаемые методы обработки позволили повысить достоверность и сократить время позиционирования подвижных объектов и органов управления АСФ МЧС при ликвидации ЧС на потенциально-опасных объектах промышленности в сложных навигационных условиях.
Реализация. Результаты диссертационного исследования реализованы в следующих организациях: ООО «Панасоник Рус», ООО «НПП «Радар».
Научные результаты диссертационного исследования, алгоритмы и методы внедрены в учебный процесс Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России и Уральского института Государственной противопожарной службы МЧС России.
Достоверность научных положений и выводов автора диссертации подтверждена обоснованностью исходных теоретико-методологических позиций, включающих обращение к смежным отраслям знаний, анализа опыта применения средств информационно-навигационного обеспечения и систем спутникового мониторинга подразделениями МЧС России в условиях экстренного реагирования на ЧС, корректно выполненными экспериментальными исследованиями, результаты которых хорошо согласуются с теоретическими выводами автора, а также апробацией материалов диссертации в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России».
Апробация исследования. Научные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на XXI Межвузовской научно-технической конференции ВМИРЭ им. А.С. Попова «Военная радиоэлектроника: опыт использования и проблемы, подготовка специалистов», V Научно-практической конференции «Безопасность большого города», Научно-практической конференции «Совершенствование работы в области обеспечения пожарной безопасности людей на водных объектах» (Вытегра, Вологодская область, УСЦ «Вытегра» МЧС России); II Международной научно-практической конференции «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы»; Научно-практическом семинаре «Гидрологические и сейсмические риски (наводнения, землетрясения и цунами - риски затопления и разрушения территорий)».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ из них 2 монографии, 5 статей в журналах, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ. Объем публикаций - 9,7 п.л.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы из 123 наименований. Работа содержит 135 страниц текста, в том числе 12 таблиц и 21 рисунок.
