Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ процесса принятия решений при управлении силами и средствами мчс в чрезвычайных ситуациях 8
1.1. Исследование характера функционирования систем управления МЧС в чрезвычайных ситуациях 8
1.2. Структура и функции системы управления МЧС (на примере Северо-Западного регионального центра) 17
1.3. Анализ информационной системы для управления силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях 34
Выводы 43
ГЛАВА 2. Математическое моделирование процесса принятия решений при управлении силами и средствами мчс в чрезвычайных ситуациях 45
2.1. Общие принципы и критерии принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях 45
2.2. Модель развития чрезвычайной ситуации 57
2.3. Модель процесса принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях 62
Выводы 74
ГЛАВА 3. Информационное обеспечение процесса принятия решений при управлении силами и средствами мчс в чрезвычайных ситуациях 75
3.1. Информационная поддержка процесса принятия групповых управленческих решений з
3.2. Автоматизация информационной поддержки процесса принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях 78
3.3. Концептуальная структура информационной базы для принятия решений при управлении силами и средствами МЧС
в чрезвычайных ситуациях 87
Выводы 99
Заключение 100
Список использованных источников
- Анализ информационной системы для управления силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях
- Модель развития чрезвычайной ситуации
- Модель процесса принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях
- Автоматизация информационной поддержки процесса принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях
Анализ информационной системы для управления силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях
К сожалению, многочисленные примеры показывают, что даже достоверной и четкой информации нередко оказывается недостаточно для того, чтобы немедленно отреагировать на возникающую чрезвычайную ситуацию, прибегнув к оперативным и эффективным ответным действиям, выражающимся в принятии и реализации адекватных обстановке стратегических и тактических решений [71].
Третий режим характеризуется обстоятельствами, совокупность которых в соответствии с существующими нормативами определяется как чрезвычайная ситуация.
Задачи системы управления в этом режиме следующие: оперативные действия по защите населения, объектов и территорий от поражающих факторов, проведение неотложных мероприятий.
Практика ликвидации ЧС показывает, что наиболее сложным с любой точки зрения является начальный период возникновения ЧС. Отсутствие достоверных сведений о ситуации служит средой для возникновения и распространения широкого диапазона оценок, зачастую полярных, в равной степени претендующих на достоверность. Сформировавшиеся в этот период оценки с большим трудом поддаются коррекции, достоверная компетентная информация не воспринимается. Изменение мнений и установок, сложившихся в начальный период из-за дефицита проверенной информации, достигается лишь систематическими целенаправленными усилиями. Особая ситуация создается в тех случаях, когда реально существует недостаток информации о возможных последствиях от пребывания и работы в условиях ЧС. В принципе, практически любая деятельность проходит в условиях некоторой неопределенности. Однако при ЧС повышенная неопределенность зачастую формирует устойчивые неверные убеждения, которые могут послужить своеобразным пусковым механизмом принятия нерациональных управленческих решений [34, 47, 78].
В отличие от обычных систем управления, в том числе систем стратеги 14 ческого планирования, которые призваны рассматривать стратегические задачи в течение довольно долгого периода, системы управления в условиях чрезвычайных ситуаций должны действовать в реальном масштабе времени. Кроме того, системы управления в условиях ЧС должны быть ориентированы на необходимость, возможность и способность действовать в чрезвычайных условиях [32].
На время ЧС происходит перераспределение обязанностей руководящего состава. Одна группа должна принимать чрезвычайные меры, обеспечивать возможность реализации групповой формы принятия решений. Вторая группа должна оперативно работать над реализацией принятых решений с минимальным уровнем отклонения результатов от запланированных [25].
Для реализации мер чрезвычайного характера организуется и вводится в действие сеть оперативных групп. Ее первоначальной задачей является принятие быстрых и эффективных решений по действиям в условиях чрезвычайной ситуации.
Руководители групп совместно с руководством системы в целом безотносительно к сложившимся внутри организационным связям составляют группу стратегического действия, или штаб. Связь между членами этой группы строится напрямую - по принципу полно связного графа. Руководство штаба формирует общую стратегию действий для ликвидации ЧС, распределяет ответственность между руководителями групп и осуществляет общую координацию действий. Группы выполняют работу на выделенных им участках в рамках общей стратегии. В системе может быть организовано несколько сетей связи различного назначения, однако вся информация, циркулирующая в этих сетях, должна быть доступна членам штаба. Создать штаб, сформировать группы и организовать связь между ними желательно заранее. Обучать действиям в нештатных ситуациях также необходимо заранее в режиме повседневной деятельности. При этом следует обратить внимание на выработку творческого подхода к решению неожиданно возникающих в непредвиденных ситуациях проблем, уметь идентифицировать в анализировать возникающие ситуации, прогнозировать их развитие, работать коллективно, в том числе при подготовке ответственных решений. В то же время в системе управления требуется неукоснительно реализовывать принцип единоначалия и личной ответственности за принимаемые решения [68].
Система управления начинает реагировать на возникновение ЧС в первую очередь обращением к нестандартным, чрезвычайным и радикальным мерам. Эти меры делятся на стратегические и тактические (оперативные).
Стратегические меры связаны со значительной реорганизацией существующей системы управления, образованием и вводом в действие новой функциональной структуры системы, организацией экстренной службы, реализацией новых для системы функций принятия определенных контрмер, созданием новой информационной среды и соответствующей системы информационного обеспечения [76].
Модель развития чрезвычайной ситуации
В соответствии с ними, и с указаниями руководителя, ставятся конкретные задачи руководству ССЗ, планируются операции и проводятся мероприятия по непосредственной организации и подготовке действий при ликвидации ЧС [97].
Доведение указанных решений до руководителей ССЗ и исполнителей -одна из первоочередных задач цикла управления и ответственейших обязанностей руководителя и штаба. Исполнители должны своевременно изучить конкретные задачи по ликвидации причин ЧС, вытекающие из общего плана, иметь время на всестороннюю подготовку к их выполнению. Особые требования предъявляются к оперативности решения этой задачи и обеспечению правильного понимания исполнителями смысла принимаемого решения.
Задачи до исполнителей доводятся устно, письменно (текстовые и графические документы), посредством передачи установленных сигналов и формализованных команд [58].
Устно ставит задачу руководитель, или по его поручению заместитель, либо руководитель группы при личном общении с руководителями ССЗ при переговорах с ними по каналам связи. Личное общение руководителей с подчиненными позволяет не только точнее довести до них задачи, но и убедиться в том, что эти задачи правильно поняты. При необходимости руководитель информирует о задачах, поставленных перед руководителями других ССЗ, т. е. каждый руководитель будет знать не только свою задачу, но и задачи соседних, взаимодействующих ССЗ сил и средств. Задачи, поставленные устно, во всех случаях должны быть подтверждены письменно. Однако подчиненные приступают к их реализации, не ожидая письменных документов [50].
Письменное доведение задач до исполнителей заключается в выработке и выдаче подчиненным документов, в которых излагаются все необходимые данные, характеризующие содержание задачи, время, в некоторых случаях и способы ее выполнения, а также особые указания. Письменные документы могут доставляться либо выделенными для этого лицами, либо с использованием технических средств. Контроль за прохождением документов и правильностью понимания поставленных задач осуществляет комиссия. Исполнители немедленно докладывают в комиссию о получении письменных или переданных устно приказов и распоряжений [46].
Планирование операций по ликвидации ЧС заключается в установлении определенной последовательности и способов выполнения в ССЗ каждой из задач операции, распределении усилий и материальных средств по ССЗ для выполнения поставленных задач, установлении порядка взаимодействия ССЗ при решении задач операции в целом, организации работы всех видов обеспечения, морально-психологической подготовке сотрудников. При планировании комиссия разрабатывает комплекс документов (планов), в которых устанавливаются последовательность, способы и время выполнения сотрудниками поставленных задач, распределяются их усилия, материальные и технические средства по ССЗ и сотрудникам, определяется порядок взаимодействия, проводится социально-психологическая работа с сотрудниками.
Высокая динамика развития ЧС, возможность резких и быстрых изменений в обстановке, большой расход материально-технических средств и разнообразие видов обеспечения предъявляют высокие требования к детальному планированию операций. Вместе с тем планирование должно быть гибким, позволяющим вносить изменения в состав и структуру ССЗ, способы действий команд и их обеспечение [39].
Основным стратегическим документом является план операции, в котором детализируется решение руководителя, определяются последовательность, способы и сроки выполнения задач ССЗ. К плану прилагаются пояснительная записка, необходимые расчеты, обоснования и справочные данные. Основную работу по планированию проводит комиссия. Председатель комиссии определяет, общий порядок работы всех органов управления при планировании, номенклатуру документов, сроки и ответственных за их отработку, согласование и сроки представления руководителю на утверждение. Он непрерывно контролирует ход и правильность разработки основных плановых документов.
Планирование, как правило, начинается после определения руководителем замысла операции по ликвидации ЧС и завершается обработкой, рассмотрением и утверждением всех документов плана реализации этой операции [79].
Под организацией взаимодействия понимаются определенный порядок и приемы работы руководства при согласовании усилий команд, работающих в ССЗ и способов их действии в целях обеспечения максимальной эффективности при ликвидации ЧС.
Обязательными условиями эффективной организации взаимодействия являются знание всеми руководителями ССЗ замысла общей задачи, способов действий, а также возможность взаимного обмена информацией. Большую роль при этом играет оперативное поддержание информационной базы в рабочем состоянии, идентичном для всех взаимодействующих сил. Это позволяет комиссии и руководителям ССЗ быстрее и правильнее ориентироваться в обстановке, что, в свою очередь, повышает эффективность принимаемых решении и организации взаимодействия [35, 97].
Модель процесса принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях
В результате работы программы формирования диалогового монитора генерируются служебные базы данных и системные словари, описывающие интерфейс пользователя с системой, на основе которых происходит автоматический вызов функциональных задач.
Режим ведения персональных баз данных обеспечивает возможность создания специалистами системы управления баз данных и использования универсальных средств их ведения.
Как уже было отмечено выше, основным назначением системы является оперативное обеспечение информацией, необходимой для управления, кон троля и организации мероприятий по предупреждению и ликвидации послед ствий ЧС. Требуемая степень оперативности должна достигаться путем соз дания в кратчайшие сроки персональных (в соответствии с возложенными обязанностями) информационных систем различного класса и назначения (информационных, информационно-поисковых, информационно управляющих), функционирующих на базе ПЭВМ, либо локальных сетей ПЭВМ, а также современных средств связи. Такая система позволяет идентифицировать и регистрировать информацию о возникшей ЧС, ее хранение, непрерывное ведение и использование путем сбора, агрегирования, классификации, переработки и выдачи информации в удобной для пользователя форме.
Рассматриваемый режим позволяет автоматизировать разработку и корректировку пользовательских баз данных. Методологической основой автоматизации разработки средств формирования пользовательских баз данных является концепция метаданных, описывающая семантику баз и элементов данных, взаимосвязи между ними, способы доступа и формы физической организации данных. Система генерирует структуру и устанавливает взаимосвязи между атрибутами пользовательских баз данных, значениями элементов БД, повторяющимися группами атрибутов и справочниками. На основе данной информации автоматически формируются базы данных пользователей, а также служебные базы и словари. Имена элементов структуры создаются автоматически.
Пользователь с помощью средств системы имеет возможность формировать входные и выходные (списковая и статистическая) формы документов по созданным базам данных. При этом обеспечиваются: - создание словарей-справочников и идентификаторов данных, использование расширенной семантики баз данных в проектируемой системе (что дает возможность работать на языке предметной области, а не на языке внутреннего представления данных); - указание и автоматическое использование связей между базами данных при реализации типовых процедур ведения БД; - применение встроенных средств контроля правильности ввода данных в БД; - использование средств контроля корректности структуры создаваемых БД (связь между атрибутами, нулевая длина данных и т.д.). При использовании программных средств ведения базы данных разработчик имеет возможность: - автоматизировать проектирование входных экранных форм с учетом связей между различными БД, а также расширенных семантик атрибутов (основа - семантика атрибутов, независимость ввода от структуры базы); - использовать типовые процедуры ввода данных с учетом связей между БД; - использовать типовые процедуры коррекции БД с поиском требуемой записи по любому ключу и их комбинации; - применять специально разработанный модуль запросов к БД на основе семантики атрибутов.
Центральный монитор системы представляет собой управляющую программу, которая обеспечивает выбор основных режимов работы с системой. Перемещение курсора по меню осуществляется клавишами управления, текущий пункт выделяется рамкой. Для выбора режима работы необходимо, используя клавиши управления, курсором выбрать соответствующий пункт меню. В результате выполненных действий центральный монитор передаст управление программе, реализующей выбранный режим. После завершения работы в указанном режиме система возвратится в центральный монитор. Окончание работы с системой осуществляется выбором пункта меню конец работы.
Ведение персональных баз данных производится таким образом. При формировании пользовательских структур баз данных разработчик (пользователем) вводит имя БД длиной до шести символов (в операционной системе MS-DOS имя файла имеет длину до восьми знаков). В результате система формирует служебную базу данных с именем [а-]+"имя пользовательской БД", имеющую структуру, приведенную в таблице 3.1. В поле NAME содержится имя поля пользовательской БД, формируемое автоматически и имеющее вид [М]+ порядковый номер поля . В поле ATR хранится наименование поля прикладной базы данных в терминах предметной области.
Автоматизация информационной поддержки процесса принятия решений при управлении силами и средствами МЧС в чрезвычайных ситуациях
В зависимости от имеющихся средств вычислительной техники возможна разработка СУЧС на однородной сети ЭВМ либо на неоднородной, состоящей из машин различных классов - больших ЭВМ, мини-ЭВМ, персональных ЭВМ. В общем случае структура системы может представлять собой совокупность локальных и/или глобальных сетей вычислительных машин, связанных между собой телекоммуникационными каналами. Очевидно, что даже при выборе вполне конкретной архитектуры структуры системы существует большое количество вариантов ее технической реализации.
К основным требованиям, предъявляемым к техническому обеспечению СУЧС, относятся: - аппаратные и программные средства реализации, которые должны обеспечивать в распределенной вычислительной сети совместное функцио нирование вычислительных машин с различной архитектурой и операцион ными системами; высокая производительность основного сервера сети (хост-компьютера) с мощной операционной системой и поддержкой сетевого обеспечения; - возможность увеличения производительности хост-компьютера путем наращивания аппаратных средств по модульному принципу без изменения аппаратно-программной конфигурации других частей системы; - оснащение хост-компьютера системой управления базами данных реляционного типа, которая должна поддерживать язык запросов стандарта SQL (Structured Query Language) и обладать очень высокой производительностью (скорость обработки транзакций) для обслуживания большого количества абонентов системы; - поддержка распределенной базы данных в рамках универсальных стандартов по протоколам обмена данными, что обеспечит простоту и надежность подключения абонентов к системе.
При использовании неоднородных сетей ЭВМ на машинах различных классов могут применяться различные типы СУБД. В этом случае необходимо обеспечивать совместимость форматов данных при их взаимодействии и выбрать соответствующий язык запросов. На сегодняшний день наибольшее распространение получил язык структурированных запросов SQL, являющийся своего рода стандартом на получение информации из реляционных баз данных. Почти все современные реляционные СУБД поддерживают данный стандарт, что обеспечивает эффективную интеграцию данных. При такой организации системы прикладные программы, работающие на персональных ЭВМ, но выдавать динамические SQL запросы путем обращения к интерфейсу API (Application Program Interface) с помощью соответствующих системных программных средств.
Программное обеспечение в целом должно реализовывать: - возможность работы в сетях ЭВМ и локальных вычислительных сетях; - возможность ведения локальных баз данных различных узлов и уровней автоматизированной системы и отдельных автоматизированных рабочих мест; - решение комплексов функциональных задач по обслуживанию пользователей в пакетном и диалоговом режимах; - контроль результатов каждого этапа обработки; - управление отдельными узлами и вычислительной сетью. Программное обеспечение автоматизированных рабочих мест одного уз ла сети должно обеспечивать: - возможность работы на ПЭВМ в среде используемых операционных систем; - возможность организации локальных баз данных на файл-серверах; - эффективную работу в локальных сетях персональных ЭВМ. Внутреннее программное обеспечение должно обеспечивать: - распределенную обработку данных; оптимальное распределение вычислительных ресурсов; - эффективное восстановление при сбоях и отказах; - решение комплексов функциональных задач в режиме реального времени и в режиме пакетной обработки; - возможность расширения и изменения состава решаемых задач; - поддержку распределенных баз данных; - защиту данных от несанкционированного доступа; - доступ к локальным базам открытых данных отдельных узлов системы для любого пользователя; - ведение диалога и обмен информацией между пользователями и системой на основе локальных сетей ПЭВМ; - ведение диалога и обмен информацией между рабочими местами пользователей; - реализацию комплекса диагностических программ и контрольно отладочных тестов. Прикладное программное обеспечение должно реализовывать: - контроль входной информации по допустимым граничным значениям, за наличием запрещенных комбинаций, логической непротиворечивости данных с целью обеспечить требуемый уровень достоверности; - диалог пользователя с системой; - формирование и ведение массивов нормативно-справочной информации; - формирование и ведение архивных данных и массивов специального назначения; - формирование и ведение массивов текущих (оперативных) данных. В специальный раздел программного обеспечения входят: программы, обеспечивающие жизнеспособность вычислительной сети, организацию работы всех подсистем и звеньев СУЧС, распределение вычислительных средств и каналов передачи данных, организацию выполнения протоколов сети, обеспечение эффективного восстановления системы при отказах и сбоях. Программное обеспечение СУЧС должно удовлетворять следующим общесистемным требованиям, предъявляемым к системам подобного типа: - гибкость программного обеспечения, обладающего широкой возмож ностью модификации; - простота включения новых программных комплексов, реализующих другие функциональные задачи; - простота реструктуризации баз данных; - возможность модификации входных и выходных форм документов; - модульная структура; - совместимость работы сетей на всех уровнях; - полная программная совместимость на уровне локальных сетей; - совместимость по передаваемым трафикам сообщений на уровне глобальной сети и региональных сетей; - использование типовых программных комплексов для решения одних и тех же функциональных задач в разных пунктах системы; - обеспечение удобного интерфейса с пользователем на любом уровне разрабатываемой системы путем организации эффективного диалога с ним с помощью терминала; - высокое качество, наглядность, читаемость выходных документов; - целостность и защита данных от несанкционированного доступа; - надежность хранения данных, создание резервных копий баз данных и отдельных массивов; - необходимый уровень достоверности на всех этапах обработки и хранения информации.
Программное обеспечение должно быть ориентировано на использование в территориально-распределенной многопользовательской среде, включающей хост-компьютеры с основными информационными массивами, сети связи и рабочие места конечных пользователей на базе персональных компьютеров. С точки зрения организации безопасности ИИБ ключевой является проблема ее резервирования в условиях ЧС.
