СПОСОБ ОПЕРАТИВНОГО СОСТАВЛЕНИЯ МОБИЛИЗАЦИОННЫХ КАРТ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ Российский патент 2015 года по МПК G01C21/00 G06F19/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способам составления карт, которые используются при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС).

Сведения о предшествующем уровне техники

Существует множество картографических интернет-сервисов (Google Maps https://maps.google.ru/ , Яндекс.Карты http://maps.yandex.ru/ и др.), дающих возможность:

a) Визуализировать местоположение различных точек интереса (POI - Point-Of-Interest);

b) Прокладывать маршруты между двумя заранее выбранными на карте точками, с добавлением промежуточных точек маршрута;

c) Прокладывать альтернативные маршруты с учетом дорожных препятствий (дорожные пробки, перекрытие дорог в связи с соответствующими мероприятиями и т.п.);

d) Прокладывать пешеходные маршруты, где существует соответствующий заранее подготовленный граф улично-дорожной сети для выполнения соответствующих расчетов.

Однако использовать сервис типа Яндекс.Карты при ликвидации последствий чрезвычайной ситуации достаточно проблематично. Для прокладки только одного маршрута от места дислокации одного подразделения экстренной службы (Скорая помощь, полиция, службы МЧС и т.п) до места ЧС придется выполнить набор из следующих операций:

а) Выбрать на карте район ЧС;

b) В поле поиска указать тип экстренной службы, например «Пожарная часть»;

c) В представленном поисковиком списке подразделений экстренных служб выбрать конкретное подразделение (усмотрение оператора), которое вводится в окне расчета маршрута как пункт «Б»;

d) Указать мышкой на карте точку «ЧС», которая будет введена как пункт «А» (ввод географических координат для места ЧС не предусмотрен);

e) Поменять местами точки «А» и «Б»;

f) Нажать кнопку «Проложить»;

g) Очистить содержание для пункта «А», нажав на кнопку «крестик»;

h) Очистить содержание для пункта «Б» », нажав на кнопку «крестик».

Использование сервиса Яндекс.Карты при ликвидации последствий ЧС имеет следующие недостатки:

a) Для каждого подразделения разных видов экстренных служб необходимо каждый раз выполнять указанные 8 операций для построения маршрута в режиме «из пункта А в пункт Б»;

b) Кроме того, визуализация мест дислокации подразделений экстренных служб в сервисе Яндекс.Карты реализована только для одной категории, что существенно снижает информационное содержание мобилизационной карты, т.к. диспетчер ситуационного центра не видит расположения всех подразделений экстренных служб, задействованных в ликвидации последствий ЧС;

c) Выбор района ЧС выполняется вручную;

d) Отсутствует возможность ввода географических координат места ЧС. Это особенно важно в случае автоматической передачи координат места ЧС от телематического оборудования с функцией определения местоположения от систем позиционирования GPS/ГЛОНАСС, установленного на транспортных средствах (автомобили, ж/д локомотивы и т.п.);

e) Сервис Яндекс.Карты не предоставляет т.н. динамический контент (характеристики подразделений экстренных служб) типа:

a. Наличие свободных койкомест для больниц;

b. Наличие в подразделениях соответствующего количества единиц и типов спецтехники для участия в ликвидации последствий ЧС и т.п.

f) Сервис Яндекс.Карты не дает возможности прокладывать маршруты для специальных сверхпроходимых транспортных средств.

Последний недостаток связан с тем, что используемые в коммерческих картографических интернет-сервисах для прокладки маршрутов графы улично-дорожных сетей включают только дороги и проезды с твердым покрытием, рассчитанные для движения стандартных гражданских транспортных средств (ТС). Например, наиболее часто используемый для этих целей дорожный граф компании HERE (Nokia/Navteq) включает следующий набор категорий дорог по критерию «Функциональный класс дорог»:

• Функциональный класс = 1 - дороги для движения больших объемов транспорта, с максимальной скоростью движения между городами и через них.

• Функциональный класс = 2 применяется для соединения дорог Функционального класса = 1 для движения между городами и через них за самое короткое время.

• Функциональный класс = 3 применяется для соединения дорог Функционального класса = 2 и обеспечивает высокую интенсивность движения на более низком уровне подвижности, чем Функциональный класс = 2 .

• Функциональный класс = 4 применяется к дорогам, которые обеспечивают высокую интенсивность движения с умеренными скоростями между областями (районами). Эти дороги соединяются с более высоким Функциональным классом дорог для распределения движения между областями (районами).

• Функциональный класс = 5 применяется к дорогам с объемом и скоростью движения - ниже уровня любого Функционального класса . Кроме того, дороги, предназначенные только для грузовиков, автобусов или автомобилей аварийно-спасательных служб, имеют Функциональный класс = 5.

• Функциональный класс = не применяется - для внедорожных связей.

В случае ликвидации последствий ЧС, помимо стандартных ТС (кареты скорой помощи, автомобили ГИБДД и других экстренных служб), могут быть задействованы специальные транспортные средства с возможностью сверхпродимости вне графа стандартной общегражданской дорожной сети с твердым покрытием. Такие транспортные средства (включая ТС на гусеничной тяге) могут использовать любые открытые естественные пространства без твердого покрытия, а также лесные просеки для подъезда к месту ЧС. То же самое будет полезно использовать и мобильным пешеходным бригадам спасателей, которые прибудут на стандартных гражданских транспортных средствах к ближайшей к месту ЧС точке графа улично-дорожной сети с твердым покрытием, для дальнейшего пешего следования к месту ЧС.

Для этих целей потребуется доработать стандартный граф улично-дорожной сети с твердым покрытием для случаев прокладки маршрутов для спецтехники и пешеходных бригад спасателей. Для этого надо добавить в граф улично-дорожной сети как минимум следующий набор категорий дорожных объектов:

a) дорожная сеть внутри крупных промышленных зон (которой нет на общедоступных навигационных картах);

b) полевые дороги без твердого покрытия;

c) полевые тропы;

d) лесные дороги без твердого покрытия;

e) лесные тропы;

f) лесные просеки;

g) зимники и т.п.

Это можно сделать либо путем оцифровки указанных категорий картографических объектов на крупномасштабных топографических картах, либо путем традиционной полевой топографической съемки.

Известен также способ составления мобилизационных карт с указанием маршрутов эвакуации населения при ЧС и их характеристик (http://www.gr-obor.narod.ru/p566.htm). В указанном способе на мобилизационную карту заранее наносят несколько маршрутов эвакуации в режиме «от пункта А в пункт Б». Хотя информационное содержание такой мобилизационной карты выше, чем в сервисе Яндекс.Карты, но данный способ имеет ряд недостатков для его использования в оперативной работе (режим on-line) при ликвидации последствий ЧС, а именно:

a) Проложенные и указанные на карте маршруты выполняют совершенно другую функцию, нежели функцию, которая требуется при оперативной работе по ликвидации последствий ЧС (маршруты в указанном способе эвакуации обладают свойством центробежных сил в отличие от требуемого свойства в предлагаемом способе, где маршруты должны обладать центростремительными свойствами);

b) По своей природе местоположение чрезвычайной ситуации не может быть заранее определено;

c) Соответственно, невозможно заранее определить местоположение ближайших подразделений экстренных служб и заранее спланировать маршруты подъезда. Поэтому способы прокладки маршрутов для эвакуации в режиме off-line нельзя использовать для прокладки маршрутов для ликвидации последствий ЧС в режиме on-line;

d) Запланированные маршруты стационарны и не имеют возможности получать альтернативные варианты при изменении дорожной ситуации в режиме on-line.

При ликвидации ЧС маршруты надо прокладывать оперативно в режиме on-line и одновременно в режиме «от множества точек к одной», т.е. в режиме «из пунктов A,B,C… в пункт X (место ЧС)».

Предлагаемое техническое решение имеет ряд преимуществ перед известными способами составления мобилизационных карт. Оно учитывает:

a) неопределенность места ЧС;

b) Соответственно с п. а) оно учитывает неопределенность и мест дислокации и видов, требуемых для ликвидации ЧС подразделений экстренных служб;

и обеспечивает:

a) одновременное построение маршрутов подъезда от мест дислокации всех ближайших выбранных подразделений экстренных служб до места ЧС с учетом видов транспорта и дорожной ситуации;

b) Критериальную выборку POI: т.е. выборку мест дислокации подразделений служб, с учетом передаваемых ими в ситуационный центр данных о своих текущих ресурсах, которые потребуются для ликвидации последствий ЧС в режиме on-line.

c) Визуализацию на электронной карте мест дислокации подразделений экстренных служб и их характеристики и визуализацию всех маршрутов с соответствующими характеристиками на единой электронной карте местности района ЧС.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение позволяет осуществлять оперативное составление мобилизационных карт, которые можно эффективно использовать при ликвидации последствий ЧС.

Это достигается за счет создания базы геокодированных данных по местам дислокации подразделений экстренных служб с соответствующими динамическими характеристиками, создания картографической базы данных улично-дорожной сети для внедорожных связей при прокладке комбинированных маршрутов подъезда сверхпроходимых ТС и пешеходных бригад, ввода географических координат места ЧС, автоматического выбора из базы данных набора требуемых категорий экстренных служб, которые необходимо задействовать для конкретной категории ЧС, автоматического поиска ближайших подразделений экстренных служб с заданным радиусом зоны поиска, автоматической прокладки маршрутов от мест дислокации каждого выбранного подразделения экстренных служб до места ЧС с учетом категории используемого транспортного средства или пешехода и визуализации места ЧС, проложенных маршрутов и всех мест дислокации ближайших подразделений экстренных служб, задействованных в ликвидации последствий ЧС с соответствующими динамическими характеристиками на электронной карте местности в районе ЧС и передачи полученных мультимединейных данных цифровой мобилизационной карты в диспетчерские центры соответствующих экстренных служб для дальнейшего исполнения.

Перечень фигур

На Фиг. 1 представлен пример создания геокодированной базы данных мест дислокации подразделений экстренных служб на территории Российской Федерации с динамическим контентом (характеристиками);

На Фиг. 2 представлены примеры специальной доработки общедоступных коммерческих графов улично-дорожной сети (Фиг. 2а) для возможности прокладки маршрутов для внедорожных подъездов спецтехники и пешеходных подходов мобильных бригад спасателей внутри границ промзон, в которых нет геоданных по дорожной сети в общедоступном графе (Фиг. 2б);

На Фиг. 3 представлен пример выполнения операции ввода категории ЧС и ее местоположения;

На Фиг. 4 представлен пример интерфейса диспетчера при выборе условий прокладки маршрутов для различных видов ТС и мобильных бригад;

На Фиг. 5 представлен пример визуализации проложенной сети маршрутов от мест дислокации выбранных для ликвидации последствий ЧС подразделений экстренных служб до места ЧС с возможностью визуализации, как характеристик маршрутов, так и характеристик подразделений экстренных служб (включая динамические);

На Фиг.6 представлен пример мобилизационной карты для ее последующей печати на принтере, отправки по электронной почте или факсу в диспетчерские центры соответствующих экстренных служб для последующей передачи в навигационные и телематические устройства, установленные на задействованных для ликвидации ЧС транспортных средствах.

Подробное описание изобретения

Способ оперативного составления мобилизационных карт работает следующим образом.

Заранее создают две базы географических данных:

a) Базу данных POI для всех категорий экстренных служб с динамическим контентом (характеристиками) на всей территории страны или региона.

База данных по местам дислокации подразделений экстренных служб заранее создается с использованием известной технологии геокодирования POI, как , например, это реализовано в сервисе Яндекс.Карты. Каждое подразделение экстренный службы дополнительно обеспечивает передачу в базу данных диспетчерского центра в режиме on-line информации о своих ресурсах, которые диспетчер центра по ликвидации ЧС может использовать при планировании операции по ликвидации соответствующей категории ЧС (например больницы будут передавать в БД диспетчерской ЧС информацию о свободных местах в реанимации и/или в стационарных палатах требуемого отделения и т.п.) (Фиг.1). Это является существенным отличием от известных способов составления мобилизационных карт.

b) Добавляют в известный граф улично-дорожной сети новый набор картографических объектов и их дорожных атрибутов для возможности работы вычислителя маршрутов, а именно:

i. дорожная сеть внутри крупных промышленных зон (которой нет на общедоступных навигационных картах);

ii. полевые дороги без твердого покрытия;

iii. полевые тропы;

iv. лесные дороги без твердого покрытия;

v. лесные тропы;

vi. лесные просеки

vii. зимники и т.п.

Базу данных по указанным элементам дорожной сети, создают известными способами путем оцифровки соответствующих картографических объектов на крупномасштабных топографических картах либо путем традиционной полевой топографической съемки с последующим для обоих способов присваиванием новым картографическим объектам необходимых транспортных атрибутов/характеристик с использованием известных инструментов ГИС технологий (Фиг. 2б).

На базе заранее созданных и описанных выше двух баз географических данных создается программный инструмент (набор серверов со специализированным программным обеспечением), который реализует следующий набор отличительных операций по оперативному составлению мобилизационных карт:

a) Задание на электронной карте или ввод географических координат места ЧС. На самом деле это принципиально важный признак, который не позволяет должным образом использовать общедоступные сервисы типа Яндекс.Карты или Google Maps для решения задачи одновременного построения серии маршрутов от нескольких мест дислокации подразделений экстренных служб до случайного места ЧС, которое нельзя заранее спланировать.

a. Ввод местоположения ЧС. В предлагаемом способе предоставляется возможность использования функции ввода географических данных места ЧС как минимум двумя различными способами, а именно:

i. Точку ЧС можно указать на географической карте района ЧС как на сервисе типа Яндекс.Карты. Т.е. осуществляется стандартный ввод географических координат точки ЧС путем указания на электронной карте курсором манипулятора - клика «мышки» в точке интереса, т.е. точки ЧС.

ii. Ввод реальных географических координат точки ЧС в формате «градусы: минуты: секунды» (Фиг. 3).

b) Критериальный выбор категории текущей ЧС (Фиг.3). Каждая категория ЧС определяет соответствующую комбинацию категорий экстренных служб, которые необходимо задействовать в ликвидации данной категории ЧС. (Фиг. 3). Например, Категория ЧС 1 может описывать аварию пассажирского поезда с травмами, но без возгорания. Для ее ликвидации должна быть обязательно задействована медицина, но не обязательно задействование пожарных. А Категория ЧС 2 может описывать аварию грузового состава с возгорание нефтепродуктов, но без человеческих жертв. Для этой категории необязательным будет задействование пожарных и т.д.

c) Выбор из базы данных категорий подразделений экстренных служб, требуемых для ликвидации последствий текущей категории ЧС (Фиг. 3).

d) Автоматическое определение мест дислокаций ближайших подразделений выбранных категорий экстренных служб от точки ЧС с заданным радиусом зоны поиска (Фиг. 4).

e) Выбор требуемых опций для построения маршрутов, как минимум из набора опций, представленного на Фиг. 4.

f) Автоматического расчета нескольких маршрутов и их характеристик одновременно от всех выбранных в районе ЧС мест дислокации подразделений экстренных служб до точки ЧС (режим «от нескольких точек к одной»).

g) Отображение на электронной карте местности района ЧС: зоны автоматической выборки подразделений экстренных служб (например, в виде окружности с заданным радиусом в км), мест дислокации выбранных подразделений экстренных служб и всех проложенных маршрутов подъезда к точке ЧС с возможностью визуализации вычисленных характеристик для каждого маршрута (Фиг. 5) и динамических характеристик каждого выбранного подразделения экстренной службы (Фиг. 1).

h) Формирование мультимедийных копий мобилизационной карты (МК) как для всего района ЧС, так и отдельно для каждого проложенного маршрута (Фиг. 6), как минимум в следующих возможных видах:

a. Электронная версия МК района ЧС;

b. МК района ЧС, распечатанная на твердом носителе;

c. Электронная версия МК отдельного маршрута с легендой маневров по маршруту;

d. МК отдельного маршрута с легендой маневров по маршруту, распечатанная на твердом носителе;

e. Вычисленный маршрут с голосовым сопровождением в формате для передачи в навигатор транспортного средства, соответствующего подразделения экстренной службы.

Если при выполнении операции d) по автоматической выборке подразделений экстренных служб в зоне с заданным радиусом поиска, не будет найдено хотя бы одного подразделения из любой заданной категорий экстренных служб, то в этом случае в способе предусмотрено автоматическое увеличение радиуса поиска до разумной величины в конкретных условиях текущей ЧС.

Для создания программного инструмента для реализации указанных выше операций способа (промышленная реализация), можно использовать известные технологические средства:

a) Для создания необходимых баз географических данных - известные инструментальные средства ГИС, например, ArcGIS, MapInfo, ГИС «Панорама» и т.п.;

b) Для разработки специализированных серверов, выполняющих операции по составлению МК, используются известные технологии программирования, например, такие как: Ruby on Rails, Python, HTML5, Javascript, Cascading Style Sheets, Mongo DB и т.п.;

c) Для передачи вычисленного маршрута в навигатор, установленный в транспортном средстве, можно использовать известные технологии, например, технологии типа Google Send-To-Car (см. http://1autonews.com/3331606/nissan-juke-n-tec-udalennoe-podklyuchenie-k-mashine/ ).

На Фиг. 1-6 представлены примеры работы опытного образца системы составления мобилизационных карт (промышленно внедренной), разработанного авторами предлагаемого изобретения.

Изобретение относится к способам составления карт, которые могут быть использованы при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС). Сущность: заранее создают базу геокодированных данных мест дислокации подразделений экстренных служб с соответствующими динамическими характеристиками на требуемую территорию. Заранее создают граф улично-дорожной сети на требуемую территорию с дополнительными внедорожными и пешеходными связями. Определяют на электронной карте район и местоположение точки текущей ЧС. По основным параметрам текущей ЧС критериально выбирают категории экстренных служб, которые необходимо задействовать для ликвидации ее последствий. Автоматически из базы данных выбирают места дислокаций ближайших к точке текущей ЧС подразделений выбранных категорий экстренных служб с заданным радиусом зоны поиска. Интерактивно задают параметры для расчета маршрутов подъезда и подхода к точке текущей ЧС. По графу улично-дорожной сети одновременно рассчитывают все маршруты и их характеристики от всех выбранных мест дислокации ближайших подразделений экстренных служб до точки текущей ЧС. Отображают на электронной карте местности района ЧС все места дислокации выбранных подразделений экстренных служб и все проложенные маршруты подъезда и подхода к точке текущей ЧС. При этом имеется возможность визуализации вычисленных характеристик для каждого маршрута и динамических характеристик каждого выбранного подразделения экстренной службы. Формируют мультимедийные копии мобилизационной карты как для всего района текущей ЧС, так и отдельно для каждого проложенного маршрута. Передают мультимедийные копии мобилизационной карты в подразделения экстренных служб, задействованные в ликвидации последствий текущей ЧС. Технический результат: оперативное составление мобилизационных карт, которые можно эффективно использовать при ликвидации последствий ЧС. 7 ил.

Способ оперативного составления мобилизационных карт при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, в котором:
- заранее создают базу геокодированных данных мест дислокации подразделений экстренных служб с соответствующими динамическими характеристиками на требуемую территорию;
- заранее создают граф улично-дорожной сети на требуемую территорию с дополнительными внедорожными и пешеходными связями;
- определяют на электронной карте район и местоположение точки текущей чрезвычайной ситуации;
- по основным параметрам текущей чрезвычайной ситуации критериально выбирают категории экстренных служб, которые необходимо задействовать для ликвидации ее последствий;
- автоматически из базы данных выбирают места дислокаций, ближайших к точке текущей чрезвычайной ситуации подразделений выбранных категорий экстренных служб с заданным радиусом зоны поиска;
- интерактивно задают параметры для расчета маршрутов подъезда и подхода к точке текущей чрезвычайной ситуации;
- по графу улично-дорожной сети одновременно рассчитывают все маршруты и их характеристики от всех выбранных мест дислокации ближайших подразделений экстренных служб до точки текущей чрезвычайной ситуации;
- отображают на электронной карте местности района чрезвычайной ситуации все места дислокации выбранных подразделений экстренных служб и все проложенные маршруты подъезда и подхода к точке текущей чрезвычайной ситуации с возможностью визуализации вычисленных характеристик для каждого маршрута и динамических характеристик каждого выбранного подразделения экстренной службы;
- формируют мультимедийные копии мобилизационной карты как для всего района текущей чрезвычайной ситуации, так и отдельно для каждого проложенного маршрута, и
- передают мультимедийные копии мобилизационной карты в подразделения экстренных служб, задействованные в ликвидации последствий текущей чрезвычайной ситуации.