СИСТЕМА ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ УГРОЗЕ И ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧС Российский патент 2023 года по МПК G08B27/00 

Область техники, к которой относится изобретение.

Данное изобретение относится к области обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, которая включает в себя подсистему сбора и обработки обращений; подсистему поддержки принятия решений; подсистему комплексного информирования и оповещения; подсистему хранения и обработки информации; интеграционную геоинформационную подсистему.

В данном описании используются следующие сокращения:

АПК – аппаратно-программный комплекс

ИГП – интеграционная геоинформационная подсистема

ИАП – информационно-аналитическая подсистема

КИС – корпоративные информационные системы

ННЭ – нарушение нормальных условий эксплуатации;

НИР – научно-исследовательская работа

НТИ – научно-техническая информация

НКИ – национальная классификация изобретений

ОПТБ – обеспечение природно-техногенной безопасности

ПАК – программно-аппаратный комплекс

ПАЭ – подсистема администрирования эксплуатации

ПВКД – подсистема взаимодействия и координации действий

ПИ – патентные исследования

ПИБ – подсистема информационной безопасности

ПИД – подсистема интеграции данных

ПКД – производственно-контрольная документация;

ПКИО – подсистема комплексного информирования и оповещения

ПКМП – подсистема комплексного мониторинга и прогнозирования

ПППР – подсистема поддержки принятия решений

ПСОО – подсистема сбора и обработки обращений

ПТД – производственно-технологическая документация;

ПТК – программно-технический комплекс

ПХО – подсистема хранения и обработки информации

ПУК – подсистема управления контентом

ПЭВМ – персональная электронная вычислительная машина

ТКП – телекоммуникационная подсистема

ЧС – чрезвычайная ситуация

ЭСППР – экспертная система поддержки принятия решений

В данном описании используются следующие понятия:

Сервер (англ. server) — электронное устройство, выполняющий сервисные функции по запросу клиента, предоставляя ему доступ к определённым ресурсам. В целях настоящего описания рассматривается сервер, имеющий постоянное подключение к объединенной сети, которая может передавать данные на сервер с клиентских устройств. Сервер может обрабатывать эти данные и передавать результат обработки обратно на клиентское устройство.

Объединенная сеть, а также все соединения между всеми модулями и блоками включают в себя различные топологии, конфигурации и компоновки компонентов межсетевого соединения, выполненные с возможностью соединять между собой корпоративные, глобальные и локальные вычислительные сети, и включает в себя, без ограничения, традиционные проводные, беспроводные, спутниковые, оптические и эквивалентные сетевые технологии.

Модуль - это то же, что и вычислительный модуль – это модуль сервера, который представляет собой микропроцессор, специально приспособленный для обработки сигналов.

База данных или модуль хранения базы данных – это модуль сервера, в котором хранятся данные, соответствующие данному модулю данные, который может быть выполнен как накопитель на жёстком магнитном диске, или как флэш-память (flash memory), которая относится к полупроводникам электрически перепрограммируемой памяти. При этом некоторые модули могут быть объединены в отдельных реализациях. Например, разные базы данных могут храниться в одном модуле памяти.

Уровень техники.

В настоящее время существуют системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ. Так из уровня техники известна система обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, которая включает в себя подсистему сбора и обработки обращений; подсистему поддержки принятия решений; подсистему комплексного информирования и оповещения; подсистему хранения и обработки информации; интеграционную геоинформационную подсистему (патент на изобретение № 2726957, дата публикации 20.07.2020).

Данная система является наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату и выбрана за прототип предлагаемого изобретения как системы.

Недостатком этого прототипа также является отсутствие автоматизации прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; оценки природно-техногенных рисков и выдачи рекомендаций по снижению их уровня с учетом распределения населения по территории и смоделированных параметров поражающих факторов; поддержки принятия управленческих решений при угрозе возникновения или ликвидации последствий ЧС.

Раскрытие изобретения.

Настоящее изобретение, главным образом, имеет целью предложить систему обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ провода, позволяющую, по меньшей мере, сгладить, как минимум, один из указанных выше недостатков, а именно возможность автоматизации прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; оценки природно-техногенных рисков и выдачи рекомендаций по снижению их уровня с учетом распределения населения по территории и смоделированных параметров поражающих факторов; поддержки принятия управленческих решений при угрозе возникновения или ликвидации последствий ЧС, что и является поставленной задачей.

Для достижения этой цели система включает в себя также

• подсистему взаимодействия и координации действий по ликвидации КиЧС;

• подсистему комплексного мониторинга и прогнозирования КиЧС;

• подсистему интеграции данных, обеспечивающую автоматизированный обмен данными между подсистемами;

• подсистему управления контентом для обеспечения упорядоченного реестра информационных объектов КиЧС;

• информационно-аналитическую подсистему для отображения, обмена информацией о КиЧС и генерации отчетных форм на основании информации, хранящейся в БД системы;

• телекоммуникационную подсистему, обеспечивающую передачу данных и взаимодействие между подсистемами,

• подсистему администрирования эксплуатации для выполнения задач мониторинга технического состояния и функционирования подсистем;

• подсистему информационной безопасности для защиты информации и средств ее обработки системы,

• причем подсистема поддержки принятия решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС включает в себя компонент оценки вероятности возникновения очагов лесных пожаров, выполненный на основе принципа искусственного интеллекта.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера; оценки природно-техногенных рисков и выдачи рекомендаций по снижению их уровня с учетом распределения населения по территории и смоделированных параметров поражающих факторов; поддержки принятия управленческих решений при угрозе возникновения или ликвидации последствий ЧС. При этом характеристикам появляется возможность автоматизации прогнозирования вероятности возникновения очагов лесных пожаров на основе принципа искусственного интеллекта с применением нейросети.

Автоматически производится анализ риска:

• идентификация источников опасности и определение их характеристик;

• идентификация возможных сценариев инициации источников опасности;

• моделирование последствий реализации всех возможных сценариев инициации источников опасности;

• определение вероятности реализации каждого из рассматриваемых сценариев.

Существует преимущественный вариант исполнения данной системы, при котором подсистема комплексного мониторинга и прогнозирования КиЧС включает в себя:

• модуль интеллектуального видеонаблюдения за задымлениями и очагами возгорания;

• модуль мониторинга систем ЖКХ;

• модуль мониторинга пожарной обстановки;

• модуль мониторинга состояния окружающей среды для контроля состояния текущих угроз природного характера;

• компонент прогнозирования в составе следующих модулей:

• модуль пожаров и взрывов на потенциально опасных объектах;

• модуль аварий с выбросом ядовитых веществ на химически опасных объектах;

• модуль наводнений, вызванных паводком;

• модуль лесных и степных пожаров.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность комплексного мониторинга и прогнозирования пожарной обстановки, состояния окружающей среды, пожаров и взрывов на потенциально опасных объектах, аварий с выбросом ядовитых веществ на химически опасных объектах, наводнений, вызванных паводком, лесных и степных пожаров.

Существует ещё один вариант исполнения данной системы, при котором подсистема поддержки принятия решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС включает в себя:

• компонент оценки и управления природно-техногенными рисками;

• компонент ситуационных планов;

• компонент расчета сил и средств для спасательных и восстановительных работ;

• компонент подготовки управленческих документов

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации оценки и управления природно-техногенными рисками, ситуационных планов, расчета сил и средств, подготовки управленческих документов.

Существует также вариант исполнения данной системы, при котором подсистема взаимодействия и координации действий по ликвидации КиЧС включает в себя:

• компонент обмена информацией;

• компонент контроля исполнения.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации обмена информацией и контроля исполнения.

Существует ещё один вариант исполнения данной системы, при котором подсистема интеграции данных, обеспечивающая автоматизированный обмен данными между подсистемами, включает в себя:

• компонент протоколов взаимодействия для стандартизации форматов, правил и регламентов взаимодействия между подсистемами;

• компонент сбора данных;

• компонент передачи данных;

• компонент классификаторов и справочников.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации протоколов взаимодействия, сбора и передачи данных, а также создания классификаторов и справочников.

Существует также вариант исполнения данной системы, при котором подсистема управления контентом для обеспечения упорядоченного реестра информационных объектов КиЧС включает в себя:

• компонент управления информационными объектами (КИО);

• компонент управления содержимым интернет-портала (КСИ).

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации управления информационными объектами, управления содержимым интернет-портала.

Существует ещё один вариант исполнения данной системы, при котором геоинформационная подсистема для преобразования векторных форматов геопространственных данных в растровые форматы и обеспечения оперативного отображения информации на основе электронных карт территорий включает в себя:

• компонент преобразования картографических данных;

• компонент отображения местонахождении сил и средств единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС);

• компонент отображения картографической информации;

• компонент редактирования паспортов территорий.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации преобразования картографических данных, отображения сил и средств, как и вообще отображения картографической информации, а также редактирования паспортов территорий.

Существует также вариант исполнения данной системы, при котором телекоммуникационная подсистема, обеспечивающая передачу данных и взаимодействие между подсистемами, включает в себя:

• средства вычислительной техники;

• средства коммуникационной техники;

• средства организационной техники;

• аппаратное и программное обеспечение подсистемы хранения и обработки информации.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность реализации телекоммуникационной подсистемы в виде средств вычислительной, коммуникационной и организационной техники.

Наконец, существует ещё один вариант исполнения данной системы, при котором подсистема информационной безопасности для защиты информации и средств ее обработки системы включает в себя:

• компонент управления доступом;

• компонент регистрации и учета действий пользователей в системе;

• компонент обеспечения безопасного межсетевого взаимодействия;

• компонент криптографической защиты информации;

• компонент антивирусной защиты;

• компонент идентификации пользователей.

Благодаря данным выгодным характеристикам появляется возможность автоматизации управления доступом, регистрации и учета действий пользователей в системе, обеспечения безопасного межсетевого взаимодействия, криптографической защиты информации, антивирусной защиты, идентификации пользователей.

Совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения неизвестна из уровня техники для способов аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для изобретения в отношении способа. Кроме того, данное решение неочевидно для специалиста в данной области.

Краткое описание чертежей.

Другие отличительные признаки и преимущества данного изобретения ясно вытекают из описания, приведенного ниже для иллюстрации и не являющегося ограничительным, со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:

- фигура 1 изображает первую часть функциональной схемы системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ согласно изобретению,

- фигура 2 изображает вторую часть функциональной схемы системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, согласно изобретению.

На фигурах 1, 2 изображена функциональная структура системы, включающая такие элементы как:

• Подсистема сбора и обработки обращений (ПСОО);

• Подсистема комплексного мониторинга и прогнозирования (ПКМП);

• Подсистема поддержки принятия решений (ПППР);

• Подсистема взаимодействия и координации действий (ПВКД);

• Подсистема комплексного информирования и оповещения (ПКИО);

• Подсистема хранения и обработки информации (ПХО);

• Подсистема интеграции данных (ПИД);

• Подсистема управления контентом (ПУК);

• Интеграционная геоинформационная подсистема (ИГП);

• Информационно-аналитическая подсистема (ИАП);

• Телекоммуникационная подсистема (ТКП);

• Подсистема администрирования эксплуатации (ПАЭ);

Подсистемы сбора и обработки обращений (ПСОО) обеспечивает прием, регистрацию и классификацию сообщений о кризисных и чрезвычайных ситуациях через интернет-портал, подсистему комплексного мониторинга и прогнозирования, внешние информационные системы, пользовательский интерфейс системы.

ПСОО обеспечивает выполнение следующих функций:

• прием сообщений через интернет-портал посредством интеграции с порталом взаимодействия с населением;

• прием сообщений, поступающих от подсистемы комплексного мониторинга и прогнозирования;

• обеспечение двустороннего взаимодействия (посредством Подсистемы интеграции данных) в части получения и передачи основных сведений о происшествиях с существующей «Системой обеспечения вызова экстренных оперативных служб по единому номеру «112»;

• формирование информационной карточки события и предоставление возможностей по её заполнению оператору в процессе дополнительного опроса абонента посредством интеграции с интернет-порталом взаимодействия с населением;

• определение состава информируемых о событии органов повседневного управления РСЧС в зависимости от типа происшествия с возможностью корректировки этого перечня оператором;

• обеспечение обмена текстовой и графической информацией служб, привлекаемых к реагированию посредством зарегистрированной информационной карточки, относящейся к конкретному КиЧС;

• обеспечение взаимодействия с подсистемой поддержки принятия решений (посредством подсистемы интеграции данных) с целью предоставления информации о зарегистрированных обращениях;

• обеспечение взаимодействия с интеграционной геоинформационной подсистемой с целью определения геолокации места происшествия;

• предоставление аналитических и статистических отчетов по поступившим сообщениям о КиЧС.

Подсистема комплексного мониторинга и прогнозирования (ПКМП) предназначена для обеспечения мониторинга данных, полученных от взаимодействующих автоматизированных (автоматических) систем мониторинга на территории субъекта Российской Федерации (на примере Самарской области) с целью обеспечения прогнозирования, мониторинга угроз природного, техногенного и биолого-социального характера на территории Самарской области, в том числе, с использованием современных «сквозных технологий» («интернет вещей», «большие данные», «искусственный интеллект»).

ПКМП включает:

• компонент мониторинга в составе следующих модулей в случае предоставления организационной и технической возможности сопряжения с внешними системами:

• модуль интеллектуального видеонаблюдения;

• модуль мониторинга систем ЖКХ;

• модуль мониторинга пожарной обстановки;

• модуль мониторинга состояния окружающей среды;

• компонент прогнозирования в составе следующих модулей:

• модуль пожаров и взрывов на потенциально опасных объектах;

• модуль аварий с выбросом ядовитых веществ на химически опасных объектах;

• модуль наводнений, вызванных паводком;

• модуль лесных и степных пожаров.

Компонент мониторинга обеспечивает взаимодействие с информационными системами, контролирующими работу датчиков, установленных на стационарных и подвижных объектах мониторинга, находящихся на территории муниципальных образований субъекта РФ (в данном проекте на примере территории Самарской области) за счет загрузки накопленных данных непрерывного мониторинга параметров, значения которых получаются в синхронном или асинхронном режиме из внешних/смежных систем.

Компонент прогнозирования предоставляет возможность оперативного прогнозирования последствий ЧС и поддержки принятия решений и включает в себя программные модули по прогнозированию обстановки и поддержке принятия решений по защите населения и территорий в случае:

• пожаров и взрывов на потенциально опасных объектах;

• аварий с выбросом ядовитых веществ на химически опасных объектах;

• наводнений, вызванных паводком;

• лесных и степных пожаров.

Данные, получаемые из компонентов и модулей ПКМП, доступны другим подсистемам системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

Предусмотрена возможность загрузки исторических данных.

Информационные сообщения, свидетельствующие о высокой вероятности наступления ЧС, направляются в подсистему сбора и обработки обращений.

Подсистемы сбора и обработки обращений, поддержки принятия решений и интеграционная географическая подсистема получают данные из компонентов и модулей ПКМП для регистрации полученных сведений о происшествии в автоматизированном режиме. Модуль прогнозирования получает данные для построения прогноза после обработки сообщений о ЧС.

Модуль интеллектуального видеонаблюдения обеспечивает интеграцию с существующими системами интеллектуального видеонаблюдения субъекта РФ или муниципального образования и предоставляет возможность формировать в Системе в автоматизированном режиме обращения при получении информации от интеллектуальных систем видеонаблюдения о следующих типах происшествий:

• угрозе возникновения лесных/ степных пожаров (задымление);

• возникновении лесного/ степного пожара (очаг возгорания).

Модуль предоставляет возможность просмотра видео с камеры, зафиксировавшей угрозу возникновения или возникновение КиЧС.

Модуль мониторинга систем ЖКХ предназначен для мониторинга и контроля состояния существующей инфраструктуры посредством интеграции, в случае предоставления организационной и технической возможности, с существующими информационными системами мониторинга субъекта РФ или муниципального образования.

Модуль мониторинга систем ЖКХ позволяет формировать обращения в систему обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ при получении от внешних интегрируемых систем информации о происшествиях на следующих объектах:

• газовых магистралей и трубопроводах, проложенных на территории муниципального образования;

• газового снабжения стационарных объектов мониторинга и мест проживания жителей муниципального образования;

• водопроводно-канализационного хозяйства муниципального образования;

• электрификации стационарных объектов мониторинга и мест проживания населения муниципального района.

Модуль мониторинга пожарной обстановки обеспечивает информационное взаимодействие в случае предоставления организационной и технической возможности с существующими информационными системами пожарной обстановки, функционирующими на территории субъекта РФ или муниципального образования и позволяет формировать в автоматизированном режиме карточку события при получении информации о нем из внешних интегрируемых систем.

Модуль мониторинга состояния окружающей среды обеспечивает контроль состояния текущих угроз природного характера муниципального образования посредством получения в случае предоставления организационной и технической возможности данных из существующих информационных систем мониторинга окружающей среды, установленных на территории субъекта РФ или муниципального района о следующих событиях:

• превышения содержания вредных веществ в воздухе;

• превышения безопасного уровня воды в водоемах (паводковой обстановки) на территории муниципального образования.

Модуль позволяет рассчитывать зоны действия поражающих факторов пожаров, моделируя следующие сценарии горения легковоспламеняющихся жидкостей:

• горение внутри емкости;

• горение внутри обвалования;

• горение при свободном разливе;

• горение на заданной площади;

• факельное горение;

• огненный шар;

• пожар-вспышка.

Модуль также позволяет рассчитывать зоны действия поражающих факторов при следующих типах взрывов:

• взрывы газопаровоздушных смесей;

• взрывы твердых взрывчатых веществ;

• взрывы пылевоздушных смесей;

• взрывы резервуаров с перегретой жидкостью;

• взрывы емкостей со сжатым газов;

• взрывы емкостей со сжиженным горючим газом;

• взрывы емкостей со сжиженным негорючим газом.

При расчете поражения людей при пожаре и взрыве модуль позволяет учитывать количество людей, проживающих или работающих в жилых и промышленных зданиях, находящихся в зоне пожара и взрыва, а также плотность размещения людей на открытой местности и прилегающих территориях.

Модуль при расчете потерь учитывает места скопления людей и количество людей, находящихся в них.

Пользователю предоставлены возможности:

• изменения количества людей в зданиях;

• корректирования значения плотности размещения людей на открытой местности;

• нанесения мест массового скопления людей.

После окончания расчета модуль выдает отчет в формате:

• совместимом с Microsoft Word, LibreOffice, Apache OpenOffice с указанием радиусов поражения людей, радиусов зон воспламенения объектов, радиусов разрушения зданий и их элементов и материалов, а также количества погибших и пострадавших людей в зданиях и на открытой местности. Также должен выводиться список всех зданий, попавших в зону пожара и взрыва, с указанием количества пострадавших людей;

• объектов слоя интеграционной географической подсистемы с указанием радиусов поражения людей, радиусов зон воспламенения объектов, радиусов разрушения зданий и их элементов и материалов.

Модуль аварий с выбросом ядовитых веществ на химически опасных объектах позволяет моделировать распространение облака ядовитых веществ с учетом параметров ветра и рассчитывать последствия аварии.

При расчете потерь населения при авариях на химически опасных объектах модуль учитывает количество людей, проживающих или работающих в жилых и промышленных зданиях, находящихся в зоне заражения, а также плотность размещения людей на открытой местности. Пользователю предоставлена возможность изменять количество людей в зданиях и корректировать значение плотности размещения людей на открытой местности.

Также пользователю предоставлена возможность наносить места массового скопления людей. При расчете потерь модуль учитывает места скопления людей и количество людей, находящихся в них.

После окончания расчета модуль выдает отчет в форматах:

• совместимом с Microsoft Word, LibreOffice, Apache OpenOffice с указанием максимальных величин зон поражения людей, а также количества погибших и пострадавших людей в зданиях и на открытой местности;

• объектов слоя интеграционной географической подсистемы с указанием максимальных величин зон поражения людей, а также количества погибших и пострадавших людей в зданиях и на открытой местности.

Модуль позволяет выводить список всех зданий, попавших в зону заражения, с указанием количества погибших и пострадавших в каждом здании.

Модуль наводнений, вызванных паводком обеспечивает проведение расчета с использованием исходных данных, получаемых как из подсистемы комплексного мониторинга и прогнозирования, так и посредством ручного ввода исходных данных пользователем Системы:

• координаты участка реки;

• уровня подъема воды в реке.

В программном модуле формируются результаты расчета последствий наводнений:

• общая площадь затопления с разбивкой по глубинам затопления;

• общая численность населения, оказавшегося в зоне затопления;

• список населенных пунктов городского типа в зоне затопления;

• список населенных пунктов сельского типа в зоне затопления;

• силы и средства для ликвидации последствий наводнения.

• графическое отображение на карте.

Средствами модуля формируется графическое представление на карте зоны затопления с возможностью определения глубины затопления в каждой точке.

В программном модуле реализована функция расчета последствий наводнения как по всей зоне протяженности реки, так и по отдельно выбранной области.

После окончания расчета модуль выдает отчет в форматах:

• совместимом с Microsoft Word, LibreOffice, Apache OpenOffice с указанием зон затопления и количеством пострадавших людей.

• объектов слоя интеграционной географической подсистемы с указанием зон затопления и глубины затопления.

Модуль лесных и степных пожаров обеспечивает проведение расчетов с использованием исходных данных, получаемых как из Подсистемы комплексного мониторинга и прогнозирования, так и посредством ручного ввода исходных данных пользователем Системы:

• характеристик лесного пожара:

• типа пожара;

• класса горимости леса;

• продолжительности пожара;

• класса пожарной опасности погоды;

• метеоусловий на момент возникновения лесного пожара:

• направления ветра;

• скорости ветра.

При проведении расчета пользователь программного модуля имеет возможность наносить очаг лесного пожара на карту.

В программном модуле формируются результаты расчета последствий лесного пожара:

• суммарная площадь зоны лесного пожара;

• силы и средства для ликвидации последствий лесного пожара.

Средствами модуля формируется графическое представление на карте зон лесного пожара.

После окончания расчета модуль выдает отчет в форматах:

• совместимом с Microsoft Word, LibreOffice, Apache OpenOffice с указанием зон пожара;

• объектов слоя интеграционной географической подсистемы с указанием зон пожара.

Подсистема поддержки принятия решений (ПППР) предназначена для обеспечения информационной поддержки принятия управленческих решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС, на основе ситуационных планов, представляющих формализованное описание комплекса действий по предупреждению или ликвидации ЧС.

Основные цели функционирования подсистемы — формирование ситуационных планов действий в чрезвычайных ситуациях, формирование рекомендаций для принятия управленческих решений, анализ и корректировка планов по результатам анализа с целью оптимизации и внесение их в Базу ситуационных планов (БСП), а также формирование управленческих документов. При работе подсистемы учитываются данные из паспортов территорий, об угрозе возникновении или о возникновении ЧС данные из подсистемы комплексного мониторинга и прогнозирования, данные о происшествиях, получаемые из подсистемы сбора и обработки обращений. Подсистема поддержки принятия решений включает в свой состав следующие функциональные компоненты:

• компонент оценки и управления природно-техногенными рисками;

• компонент ситуационных планов;

• компонент расчета сил и средств;

• компонент подготовки управленческих документов.

Для заблаговременного планирования мероприятий по защите населения, учитывая масштабный характер последствий ЧС техногенного и природного характера, в составе системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ предусмотрен компонент оценки и управления природно-техногенными рисками, реализующий возможность построения карт риска территорий субъекта РФ при угрозе возникновении ЧС.

Компонент оценки и управления природно-техногенными рисками позволяет решать задачи по информационно-аналитическому обеспечению деятельности муниципальных образований при организации мероприятий экстренного реагирования.

Компонент оценки и управления природно-техногенными рисками обеспечивает автоматизацию решения задач оценки риска и выработки решений по управлению рисками при угрозе или возникновении как минимум:

ЧС техногенного характера, обусловленных:

• авариями на пожароопасных объектах;

• авариями на взрывоопасных объектах;

• авариями на химически опасных объектах;

ЧС природного характера, вызванных:

• наводнениями;

• лесными пожарами.

Компонент позволяет выполнять анализ риска как по наличию информации о фактических источниках опасности, так и на основе статистических данных.

Компонент обеспечивает прогнозирование возникновения ЧС (вероятности ущерба) на территории муниципального района посредством анализа текущих опасностей. Для прогнозирования возникновения ЧС используется информация об идентификации ЧС, поступающая из интегрируемых систем анализа социальных сетей и открытых источников информации.

Компонент ситуационных планов обеспечивает формализованное представление данных об оперативном планировании и мероприятиях по ликвидации ЧС, привлечении сил и средств на ликвидацию ЧС, обеспечении их необходимыми ресурсами в части:

• планирования состава мероприятий;

• планирования группировки сил и средств;

• планирования привлечения ресурсов;

• оптимизации существующих ситуационных планов при ликвидации последствий ЧС.

Компонент расчета сил и средств, предназначен для расчета количества сил и средств, необходимого для выполнения неотложных спасательных и восстановительных работ, в том числе:

• определение потребного количества коек, в т.ч. специализированных, с указанием конкретных учреждений для госпитализации пострадавших;

• определение потребности в силах и средствах РСЧС, инженерной технике, необходимой для ликвидации последствий ЧС, с указанием наименований организаций, из числа не попавших в зону ЧС;

• определение потребности в технике для эвакуации;

• определение потребного количества комплектов продовольственного и вещевого снабжения;

• выполнение актуализации результатов расчетов сил и средств при изменении информации об обстановке.

Компонент расчета сил и средств предоставляет оперативную информацию пользователю с целью принятия управленческих решений как в формате информации, содержащейся в экранных формах, так и в виде объектов слоя интеграционной геоинформационной подсистемы.

Компонент подготовки управленческих документов предназначен для выдачи формализованных документов.

В число формализованных документов входят:

• отчетно-информационные выходные документы в вышестоящие органы управления;

• выходные документы для подчиненных и взаимодействующих организаций, в том числе статистические отчеты;

• распорядительно-выходные документы.

Выходными документами, формируемыми для передачи вышестоящим органам управления, взаимодействующим и подчиненным организациям при угрозе, возникновении, локализации и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС), являются:

• сообщение об угрозе (прогнозе) ЧС;

• сообщение о факте и основных параметрах ЧС;

• сообщение о мерах по защите населения и территорий, ведении аварийно-спасательных и других неотложных работ;

• сообщение о силах и средствах, задействованных для ликвидации ЧС;

• доклад оперативного дежурного ЕДДС в адрес ЦУКС ГУ МЧС России субъекта РФ об обстановке в зоне ЧС;

• суточный доклад оперативного дежурного ЕДДС в адрес ЦУКС ГУ МЧС России субъекта РФ об обстановке на территории субъекта РФ;

• рабочая карта обстановки в зоне ЧС;

• рабочая карта обстановки на территории муниципального образования Субъекта РФ;

• сводный отчет со статистикой КиЧС и реагирования на ЧС.

Подсистема поддержки принятия решений выполняет функции формирования предложений по составу группировки сил и средств в случае угрозы возникновения ЧС техногенного и природного характера на основе результатов расчетов, проведенных в компонентах подсистемы и результатов расчётов, проведенных в подсистеме мониторинга и прогнозирования.

Подсистема взаимодействия и координации действий осуществляет оперативное доведение информации до органов государственной власти и органов управления РСЧС на территории муниципальных образований субъекта РФ (в данном проекте на примере Самарской области) в соответствии с утвержденными планами реагирования с постановкой задачи и контроль исполнения.

Подсистема взаимодействия и координации действий включает в свой состав следующие функциональные компоненты:

• компонент обмена информацией (КИ);

• компонент контроля исполнения (КК).

Компонент обмена информацией позволяет доставлять пользователям сообщения с текстом, гипертекстовыми ссылками и/или файлами (ограничиваемого размера) с гарантией доставки и целостности посредством обеспечения взаимодействия органов государственной власти и органов управления РСЧС с использованием инструментария ситуационных планов.

Компонент контроля исполнения предназначен для автоматизированного контроля исполнения поручений и позволяет назначать задачи, оповещать исполнителей о назначенных задачах, отслеживать прогресс исполнения, оповещать автора о прогрессе исполнения и вести архив выполненных задач.

Компонент контроля исполнения позволяет сформировать порядок действий пользователей системы для рассматриваемой ситуации. Порядок действий представляет собой перечень задач с привязкой ко времени исполнения. Порядок действий может формироваться как по появлению события в системе (например, получение мониторинговых данных со значением, превышающим пороговые, формирование карточки события оператором или получение ее из внешней системы, получение в качестве результатов аналитических расчетов значений, превышающих заданные, изменение статуса одной из задач и др.). С помощью компонента контроля исполнения будет реализована работа с ситуационными планами.

К каждому из действий возможно привязать документы. Задача в качестве одного из свойств имеет статус, которое может принимать одно из значений: не начата, выполняется, выполнено. Статус задачи может назначаться по условию или самим пользователем. Задаче назначается время выполнения.

Все действия пользователей в компоненте протоколируются с привязкой ко времени. Задачи, не начатые или не завершенные в установленное время, выделяются как просроченные, о чем информируется исполнитель задачи и его руководитель. Присутствует возможность распределить роли пользователей с возможностью назначения руководящих, которым доступна консолидированная информация о всех задачах и статусах в группе.

Подсистема взаимодействия и координации действий позволяет передавать во внешние системы не менее 50 документов в минуту.

Подсистема комплексного информирования обеспечивает выдачу рекомендаций по запуску средств информирования и оповещения, получение данных о статусе оповещения и работоспособности устройств оповещения, визуализацию выполнения оповещения посредством интеграционного взаимодействия с внешними информационными системами информирования и оповещения в случае предоставления технической и организационной возможности.

Подсистема комплексного информирования обеспечивает следующие функциональные возможности:

• отправка рекомендаций о старте процесса информирования и оповещения оператору внешней информационной системы;

• получение данных из внешней информационной системы о текущем статусе процесса информирования и оповещения;

• визуализации выполнения оповещения;

• информирование операторов системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ по заранее определенному списку о необходимости информирования;

• информирование населения посредством размещения информации о происшествии на интернет-портале;

• обеспечения хранения информации о результатах мониторинга работоспособности внешней системы оповещения и информирования.

Подсистема комплексного информирования предоставляет оператору инструменты для работы с информацией о системах информирования и оповещения населения преимущественно на объектах социального значения (школы, детские сады и т.д.), в торговых и развлекательных центрах, местах массового скопления людей, на предприятиях и в организациях с муниципальной системой оповещения.

Подсистема комплексного информирования получает из БД системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ информацию о местах расположения оконечного оборудования систем оповещения и его работоспособности. В случае получения системой обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ информации о кризисной ситуации (из внешней системы или заведенное пользователем вручную), формируется карточка события, пользователь имеет возможность произвести оценку последствий возможной ЧС в результате которой производится зонирование территории по поражающим факторам, например, по зоне химического заражения. Подсистема комплексного информирования, в случае наличия данных позволяет сформировать перечень систем оповещения и информирования, попадающих в зону поражающих факторов и сформировать задачу пользователю, ответственному за оповещение и информирование задействовать данные системы оповещения и информирования для передачи населению сформированного предупреждающего сообщения. В случае, если используемые системы оповещения и информирования имеют техническую возможность передачи информации об окончании процесса оповещения на конечных устройствах, данная информация может визуализироваться для оператора, ответственного за оповещение и информирование. В случае наличия информации в БД системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ о зонах покрытия оконечных устройств оповещения и информации о распределении населения на территории подсистема сформирует отчет с указанием задействованных систем, оконечных устройств, времени их срабатывания, площади покрытия, прогнозируемого количества оповещенного населения.

Подсистема хранения и обработки информации включает в себя СУБД, базы данных и программное обеспечение для организации среды выполнения исполняемых модулей системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, выполнения вычислений, хранения и передачи данных.

Данные в системе хранятся в виде совокупности баз данных, содержащих структурированную информацию, необходимую для работы системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

Подсистема использует как централизованный, так и децентрализованный способ организации хранения данных. Источниками хранимых данных могут быть как элементы системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, так и внешние системы, передающие данные через подсистему интеграции данных.

Структура баз данных допускает хранение информационных объектов всех форматов, которые используются подсистемами системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

Подсистема хранения данных допускает наращивание как числа узлов хранения, так и ёмкости памяти отдельных узлов.

Подсистема интеграции данных – составная часть системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, обеспечивающая автоматизированный и автоматический обмен разнородными данными между существующими системами.

Подсистема интеграции данных включает в свой состав следующие функциональные компоненты:

• компонент протоколов взаимодействия;

• компонент сбора данных;

• компонент передачи данных;

• компонент классификаторов и справочников.

Компонент протоколов взаимодействия обеспечивает стандартизацию форматов, правил и регламентов взаимодействия между всеми участниками информационного обмена в рамках системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ и позволяет управлять протоколами взаимодействия с конкретными автоматизированными системами для осуществления автоматизированного обмена данными. В состав протоколов взаимодействия входят как форматы и способы передачи сообщений, так и данные по авторизации и адресации. Компонент протоколов взаимодействия выполняет конвертацию получаемых данных об объектах в стандартный формат системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ и обеспечивает информационных обмен с другими подсистемами в стандартизированном формате.

Формат данных из внешних систем и логика их конвертации настраивается с помощью параметров конфигурационных файлов.

Компонент протоколов взаимодействия определяет регламенты доступа к данным для всех участников информационного взаимодействия в рамках системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

Компонент сбора данных на основе информации из компонента протоколов взаимодействия обращается во внешние информационные системы по указанному адресу с использованием заранее настроенных каналов связи (в том числе защищенных) и аутентификационных данных.

Компонент сбора данных позволяет обеспечить взаимодействие с внешними системами и телеметрическими датчиками в синхронном или асинхронном режимах, путем опроса внешних систем мониторинга или приема данных, отправляемых внешними системами и устройствами (в зависимости от технической возможности внешних систем). Для интеграции с телеметрическими оконечными устройствами реализованы протоколы LwM2M/MQTT/TCP в части, необходимой для интеграции с конкретными оконечными устройствами.

Компонент классификаторов и справочников обеспечивает получение списка справочников, загрузки выбранных справочников, выгрузки выбранных справочников, передачи этих данных в другие системы.

Компонент справочников и классификаторов обеспечивает работу пользователю со следующими справочниками:

• единиц измерений;

• автомобильной техники;

• видов АСФ;

• видов атмосферных осадков;

• видов органов управления;

• типов кризисных ситуаций;

• классификации ЧС;

• видов уровней ЧС.

Подсистема интеграции данных реализовывает получение из других систем и визуализацию:

данных паспортов потенциально опасных и социально значимых объектов;

данных об обстановке на территории муниципального образования (муниципальных образований) и субъекта РФ (в целом);

данных о решениях и выполненных мероприятиях по предупреждению, смягчению последствий и ликвидации ЧС на территории муниципального образования (муниципальных образований) и субъекта РФ (в целом).

В рамках создания подсистемы интеграции данных интегрированы:

1. Внешние информационные системы:

• АИУС РСЧС-2030;

• АПК «Безопасный город» (ЕЦОР);

• АС ЕДДС;

• АС органов управления РСЧС;

• Многоуровневая навигационно-информационная система мониторинга транспортных средств МЧС России.

2. Внешние информационные системы, относящиеся к следующим классам:

• пожарная сигнализация;

• мониторинг лесных/ степных пожаров;

• геоинформационные системы;

• гидрологический мониторинг;

• спутниковый мониторинг лесных пожаров;

• интернет-портал взаимодействия с населением;

• мониторинг содержания опасных веществ в воздухе;

• видеонаблюдения (в том числе интеллектуального видеонаблюдения);

• мониторинг потенциально опасных объектов;

• мониторинг подвижных объектов;

• мониторинг инфраструктуры ЖКХ;

• систем координации и взаимодействия сил и средств РСЧС;

• приёма и обработки сообщений о КиЧС;

• информирования и оповещения населения муниципального района, а также органов государственной власти и органов управления РСЧС на территории субъекта РФ;

• анализа социальных сетей;

• анализа открытых источников информации, размещённых в сети интернет.

Подсистема интеграции данных позволяет обрабатывать и сохранять в БД не менее 200 событий, поступивших из внешних систем в минуту, объемом не более 1 килобайта каждое, не менее 1500 пакетов телеметрических данных, поступивших из внешних систем в минуту, объемом не более 1 килобайта каждое.

Подсистема управления контентом включает в себя:

• компонент управления информационными объектами (КИО);

• компонент управления содержимым интернет-портала (КСИ).

Компонент управления информационными объектами обеспечивает ведение упорядоченного реестра всех информационных объектов системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, поддерживает загрузку расширений профилей информационной модели (то есть добавление новых классов объектов, атрибутов и т.д.), имеет интерфейсы для обмена информационной моделью со сторонними системами в формате XML.

Компонент предоставляет следующие функции:

• вывод списка типов информационных объектов;

• запрос и вывод атрибутивной информации о заданном типе информационных объектов, включающую информацию об их общем количестве в базе данных;

• запрос и вывод списков информационных объектов заданного типа и заданной атрибутивной информацией, с возможностью ограничения их количества (например, с 100-го по 200-й);

• создание, редактирование, удаление объектов и типов объектов;

• формирование уведомлений при внесении изменений в объекты;

• создание иерархий типов объектов с наследованием определений свойств от верхнего к нижним уровням;

• применимость одного и того же свойства к объектам разных типов;

• хранение сведений о конкретных информационных объектах, с возможностями присвоения нескольких значений каждому свойству каждого конкретного объекта, отнесения каждого объекта одновременно к нескольким типам.

Каждый информационный объект системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ характеризуется набором атрибутов различных типов данных.

Компонент предоставляет пользовательский интерфейс администрирования, позволяющий создавать и изменять типы информационных объектов.

Компонент предоставляет унифицированный интерфейс доступа как к информационным объектам, содержащимся в едином хранилище данных, так и к внешним информационным объектам, хранящимся в сторонних информационных системах, автоматически обращаясь при необходимости к подсистеме информационного взаимодействия.

Компонент управления содержимым интернет-портала обеспечивает выполнение следующих функций:

• отображать информацию на карте с помощью инструментов Интеграционной геоинформационной подсистемы системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ;

• фильтровать события, отображаемые в виде маркеров на картографической основе и списков;

• настраивать параметры подписки на события системы;

• настраивать перечень выводимых списком статистических данных по событиям системы;

• настраивать перечень (из доступных) и параметры отображения информационных слоев картографической информации;

• настройку типов, отображаемых данных и перечня их характеристик.

Интеграционная геоинформационная подсистема предназначена для преобразования форматов геопространственных данных и обеспечения оперативного отображения информации на основе электронных карт. В подсистеме предусмотрен механизм регулярного обновления электронных карт подсистемы для обеспечения актуальности картографической информации и поддерживаются форматы обмена данных mif/mid.

Пользовательский интерфейс подсистемы предоставляет следующие функциональные возможности:

• атрибутивный поиск на карте объектов классифицированных типов;

• указание и уточнение местоположения объектов, связанных с происшествием, как с помощью визуальных графических средств, так и с помощью прямого ввода координат;

• отображение информации о происшествиях в виде соответствующих маркеров с возможностью предоставления оперативного доступа к информации о происшествии;

• отображение результатов выполнения алгоритмов подсистемы комплексного мониторинга и прогнозирования и подсистемы поддержки принятия решения.

Интеграционная геоинформационная подсистема включает в свой состав следующие функциональные компоненты:

• компонент преобразования картографических данных;

• компонент отображения сил и средств;

• компонент отображения картографической информации;

• компонент редактирования паспортов территорий.

Компонент преобразования картографических данных обеспечивает возможность преобразования векторной картографической основы в растровую для ее отображения в Web-интерфейсе системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

Компонент отображения сил и средств предназначен для получения и отображения данных о местонахождении сил и средств РСЧС с использованием технологии ГЛОНАСС.

При работе компонента информация о местонахождении сил и средств РСЧС предоставляется только авторизованным пользователям в соответствии с их правами доступа. Права доступа пользователей могут быть отдельно настроены для каждого из видов ведомственной принадлежности сил и средств.

Компонент отображения картографической информации поддерживает отображение свободнораспространяемых картографических подложек (ЯндекКарты, OpenStreetMap, GoogleMaps). Отображение карт реализовано в системе координат WGS-84.

Компонент позволяет получать семантическую информацию о геометрических объектах, отображаемых поверх картографической основы в пользовательских слоях.

Компонент предоставляет возможность создавать пользовательские слои для отображения одного или нескольких типов информационных объектов системы. Для каждого слоя предусмотрены следующие настройки:

• название и описание слоя;

• тип слоя (слой объектов, слой раскраски регионов);

• исходные данные для слоя (типы информационных объектов с возможной фильтрацией);

• включение всплывающих подсказок для объектов слоя;

• включение кеширования тайлов слоя;

• объединение слоев в интегральный слой;

• кластеризация точечных объектов слоя;

• ограничение масштабов отображения слоя;

• стили слоя, отдельно для линии (толщина, цвет и прозрачность линии), полигонов (толщина линий штриховки, размер и стиль штриховки, цвет и прозрачность заполнения), точки (условный знак или тип, размер, цвет и прозрачность точки) и текста (цвет и размер шрифта, смещение текста относительно условного знака, паттерн текста).

Компонент отображения картографической информации включает в себя перечень слоёв:

• карта муниципального района (в виде картографической подложки);

• места расположения органов управления территориальной подсистемы РСЧС;

• зоны ответственности ЕДДС и ДДС;

• места расположения объектов здравоохранения;

• оперативная обстановка в ЧС;

• места расположения сил постоянной готовности и зон их ответственности;

• места расположения вертолетных площадок;

• отображение плотности населения в зоне возникновения ЧС;

• места расположения потенциальноопасных объектов и их территории;

• места размещения складов чрезвычайных резервов;

• места расположения гидротехнических сооружений;

• мобильные объекты, оборудованные терминалами ГЛОНАСС (с возможностью разделения: пассажирские ТС, ТС для перевозки школьников, ТС 03, ТС ЖКХ, ТС ОИВ, ТС сил и средств РСЧС);

• маршруты следования общественного транспорта;

• места расположения камер видеонаблюдения системы (включая информацию о местоположении);

• места расположения метеорологических датчиков и датчиков мониторинга параметров окружающей среды;

• места расположения гидропостов;

• места расположения объектов, оснащенных системами пожарной сигнализации;

• слои прогнозирования: угроза подтопления и наводнения, пожар, АХОВ;

• пространственный слой линий уровня рельефа для интересуемой территории;

• пространственный слой покрытия мобильной связи;

• пространственный полигональный слой территорий границ населённых пунктов;

• пространственный слой застройки населённых пунктов;

• пространственный слой лесных кварталов интересуемой территории;

• пространственный слой дорог интересуемой территории и улиц населённых пунктов;

• пространственный линейный слой осей водотоков;

• пространственный полигональный слой рек;

• социальнозначимые объекты, в том числе с круглосуточным пребыванием людей;

• объекты с массовым пребыванием людей;

• отображение информации о загруженности дорог (в случае наличия необходимых данных).

Компонент редактирования паспортов территорий предоставляет пользователю системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ функции редактирования структуры и данных паспортов территорий.

Интеграционная геоинформационная подсистема позволяет отображать в браузере пользователя за 15 секунд до 20 кешированных слоёв (с полностью сгенерированным кешем). Обновление данных в некешированных слоях (содержащих не более 20 тысяч объектов) происходит не позже, чем через 15 секунд (при отсутствии других обновлений).

Информационно-аналитическая подсистема обеспечивает информационное освещение оперативной обстановки на территории региона, предоставляет возможность взаимодействия должностных лиц региональных и муниципальных органов власти, государственных организаций и населения по вопросам обеспечения общественной безопасности, правопорядка и безопасности среды обитания посредством интернет-портала.

В состав подсистемы информационно-аналитического сопровождения входит интернет-портал, предназначенный для отображения и обмена информацией о КиЧС на территории пилотных муниципальных образований (местоположение, статус, привлеченные силы и средства) участникам информационного обмена, в том числе территориальных органов исполнительной власти, подведомственных учреждений, ЕДДС, ДДС, муниципальных служб и населения.

Информационно-аналитическая подсистема предоставляет пользователю функционал по генерации отчётных форм на основании информации хранящейся в БД системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ. В отчетных формах может быть использовано текстовое, табличное, графическое представление данных. Информационно-аналитическая позволяет формировать сводные данные по информации, хранящейся в БД.

Телекоммуникационная подсистема включает:

• средства вычислительной техники;

• средства коммуникационной техники;

• средства организационной техники;

• аппаратное и программное обеспечение подсистемы хранения и обработки информации;

• общесистемное программное обеспечение.

Средства вычислительной техники обеспечивают реализацию комплексных технологий обработки и хранения информации и являться базой интеграции технических средств обеспечения управления информационными ресурсами.

Коммуникационная техника обеспечивает реализацию технологий передачи данных и предполагает функционирование в комплексе со средствами компьютерной техники.

Организационная техника обеспечивает реализацию технологий хранения, представления и использования информации, а также выполнение различных вспомогательных операций в рамках тех или иных технологий информационной поддержки управленческой деятельности.

Общесистемное программное обеспечение совместимо с разрабатываемым в рамках системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ специальным программным обеспечением.

Подсистема администрирования процесса эксплуатации предназначена для выполнения задач мониторинга технического состояния и функционирования системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, а также установки, изменения и контроля основных параметров системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ в процессе эксплуатации.

Подсистема администрирования включает в свой состав следующие компоненты:

• компонент централизованного администрирования программного обеспечения, сетевого и серверного оборудования, входящего в состав системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ;

• компонент контроля исправности, сбора и хранения данных о параметрах функционирования основных элементов системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ;

• компонент учета и диагностирования неисправностей в работе сетевых, программных и аппаратных средств системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

Подсистема администрирования записывает все регистрируемые сбои в работе как программных, так и аппаратных средств с указанием места, вида и причины возникновения сбоев, а также имеет возможность их долговременного хранения и формирования отчетов за произвольный период времени.

Функции компонента централизованного администрирования программного обеспечения, сетевого и серверного оборудования, входящего в состав системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ выполняет общесистемное программное обеспечение, как и часть функций компонента контроля исправности.

Компонент контроля исправности, сбора и хранения данных о параметрах функционирования основных элементов системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ обеспечивает централизованный сбор и отображение на информационных радиаторах данных о параметрах функционирования подсистем и модулей системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ включая:

• количество входящих HTTP-запросов внешних систем;

• количество ошибок, возникающих при обработке входящих HTTP-запросов системы;

• количество созданных документов в хранилище документов;

• количество выполненных прогнозов по расчету рисков ЧС;

Компонент учета и диагностирования неисправностей в работе сетевых, программных и аппаратных средств системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ выполняет следующие контрольные проверки:

• доступность устройств, серверов, подсистем, компонент, баз данных, сервисов

• достаточность резерва свободных системных ресурсов: дискового пространства, оперативной памяти, ядер процессора.

Функции подсистемы администрирования могут выполняться средствами свободно распространяемых информационных систем. В качестве компонента учета и диагностирования неисправностей в работе сетевых, программных и аппаратных средств системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ используется свободно распространяемое специальное программное обеспечение Zabbix. Функционал данного ПО позволяет автоматически диагностировать в реальном времени все значимые параметры состояния оборудования и программного обеспечения. Также предусмотрено автоматическое уведомление администраторов и других ответственных лиц о всех событиях.

Подсистема информационной безопасности (ПИБ) предназначена для защиты информации и средств ее обработки. ПИБ является совокупностью организационных мероприятий, технических, программных и программнотехнических средств защиты информации и средств контроля эффективности защиты информации. Состав и техническая реализация ПИБ определяется исходя из анализа разработанных модели угроз и модели нарушителя в соответствии с законодательством Российской Федерации в области охраны государственной тайны и защиты персональных данных и другой конфиденциальной информации.

Подсистема информационной безопасности включает в свой состав следующие функциональные компоненты:

• компонент управления доступом;

• компонент регистрации и учета действий пользователей в системе;

• компонент обеспечения безопасного межсетевого взаимодействия;

• компонент криптографической защиты информации;

• компонент антивирусной защиты;

• компонент идентификации пользователей.

В состав ПИБ также включены все необходимые средства для администрирования вопросов информационной безопасности и проведения профилактических работ.

Обеспечивается ведение журнала авторизации пользователей.

Компонент управления доступом

Осуществляет идентификацию и проверку подлинности субъектов доступа при входе в систему по идентификатору (логину) и паролю условнопостоянного действия с ограничениями на минимальную длину и сложность.

Осуществляется идентификация терминалов, узлов сети, каналов связи, внешних устройств по логическим именам при наличии технической возможности.

Осуществляется контроль доступа субъектов к защищаемым ресурсам в соответствии с матрицей доступа.

Компонент регистрации и учета действий пользователей в системе

Осуществляется регистрация входа (выхода) субъектов доступа в систему (из системы). Регистрация выхода из системы или остановка не проводится в моменты аппаратурного отключения.

Компонент обеспечения безопасного межсетевого взаимодействия

В связи с наличием подключения системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ к сетям связи общего пользования данный функциональный компонент реализован путем использования средств межсетевого экранирования. Средства межсетевого экранирования закупаются, монтируются и администрируются в рамках отдельного договора или могут быть использованы существующие в субъекте.

Компонент криптографической защиты информации

СКЗИ, применяемые в системе обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ имеют все соответствующие сертификаты. СКЗИ закупаются, монтируются и администрируются в рамках отдельного договора или могут быть использованы существующие в субъекте.

Компонент антивирусной защиты

В составе системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ на рабочих станциях и серверах применяются сертифицированные средства антивирусной защиты в целях защиты конфиденциальной информации, персональных данных и программно-технических средств от воздействия вредоносного программного обеспечения. Средства антивирусной защиты закупаются, инсталлируются и администрируются в рамках отдельного договора или могут быть использованы существующие в субъекте.

Компонент идентификации пользователей

Компонент идентификации пользователей обеспечивает единый учет пользователей и управление их правами.

Компонент масштабируем для поддержки вновь создаваемых подсистем внутри системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ. Авторизация пользователей (определение имеющихся у пользователя прав на информационные ресурсы и набор действий с ними) определяется каждой функциональной подсистемой отдельно, с привязкой к уникальным идентификаторам пользователей и с учетом их ролей.

У администратора есть возможность вести базу данных, содержащую для каждого пользователя его текущее состояние, роли, а также другие сведения, необходимые для функционирования системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ.

После осуществления идентификации работа с различными функциональными подсистемами не требует повторной идентификации (за исключением случая бездействия пользователя свыше настраиваемого периода времени – таймаут сессии).

Компонент предоставляет программный интерфейс взаимодействия, позволяющий:

• идентифицировать пользователя по имени и паролю, с выдачей уникального сеансового ключа (УСК);

• продлевать действие УСК;

• запрашивать действительность УСК;

• запрашивать идентификатор пользователя и его ролей по УСК;

• принудительно прекращать действительность УСК (выход пользователя из системы).

Компонент идентификации предоставляет пользовательский интерфейс администрирования подсистемы.

Имена и пароли (или их зашифрованное представление) пользователей передаются в систему через зашифрованное HTTPS-соединение.

Для программных средств, используемых при защите информации в системе обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ, обеспечен контроль отсутствия несанкционированного доступа. Все программное и аппаратное обеспечение, реализующее функционал защиты информации, сертифицировано в системе сертификации ФСТЭК России.

В качестве аппаратного и общесистемного программного обеспечения подсистемы информационной безопасности могут использоваться существующие в субъекте программно-аппаратные средства или организованы новые, развернутые силами Заказчика.

В ходе разработки системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ предусмотрены следующие инструменты:

• идентификации и аутентификации субъектов доступа и объектов доступа;

• управления доступом субъектов доступа к объектам доступа;

• журналирования событий идентификации и аутентификации в системе;

• просмотра и анализа информации о попытках идентификации и аутентификации в системе.

Инструменты идентификации и аутентификации субъектов доступа и объектов доступа обеспечивают присвоение субъектам и объектам доступа уникального признака (идентификатора), сравнение предъявляемого субъектом (объектом) доступа идентификатора с перечнем присвоенных идентификаторов, а также проверку принадлежности субъекту (объекту) доступа предъявленного им идентификатора (подтверждение подлинности).

Инструменты управления доступом субъектов доступа к объектам доступа обеспечивают управление правами и привилегиями субъектов доступа, разграничение доступа субъектов доступа к объектам доступа на основе совокупности установленных в информационной системе правил разграничения доступа, а также обеспечивают контроль соблюдения этих правил.

Инструменты журналирования обеспечивают сбор, запись, хранение и защиту информации о событиях идентификации и аутентификации в системе, а инструменты просмотра обеспечивают возможность просмотра и анализа информации о таких событиях и реагирование на них.

Осуществление изобретения.

Система обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ следующим образом. Приведем наиболее исчерпывающий пример реализации изобретения. Имея в виду, что данный пример не ограничивает применения изобретения.

С различных источников внешних данных, по линиям проводной связи по объединенной сети, то есть беспроводной связи, данные поступают в различные модули и подсистемы, описанные выше, где они обрабатываются. Покажем, как осуществляется применение искусственного интеллекта, больших данных и интернета вещей

Определение вероятности возникновения очагов лесных пожаров, их площади и географические координаты осуществляется в зависимости от погодных условий, наличия инфраструктурных объектов.

В качестве входных данных принимается вектор данных из числовых и категориальных признаков: дата, время, координаты термоточки (подтвержденной термоточки – очага пожара), площадь очага пожара, погодные условия (температура, осадки, ветер, давление, грозоактивность, солнечная активность), прогноз погодных условий на трое суток, класс пожарной опасности, расстояние до зданий, расстояние до железнодорожного участка, расстояние до участка автомобильной дороги.

В качестве выходных данных – площадь вероятной термоточки, её координаты. В случае бинарной классификации возвращается ноль при отсутствии термоточки и единица при её наличии, а также вероятность.

Так как модели искусственного интеллекта принимают на вход только числовые данные, то необходимо выполнить предобработку категориальных данных (например, описание облаков, погодных условий и т.д.).

Могут использованы следующие методы:

Метод One Hot Encoding заключается в формировании двоичного кода фиксированной длины, содержащего только одну 1 – прямой унитарный код или только один 0 – обратный (инверсный) унитарный код. Длина кода определяется количеством кодируемых объектов, то есть каждому объекту соответствует отдельный разряд кода, а значение кода – положением 1 или 0 в категориальном признаке. По умолчанию One Hot Encoding преобразует данные в разреженную матрицу.

Обработка размерности входных данных

Многие алгоритмы машинного обучения работают лучше, когда функции имеют относительно одинаковый масштаб и близки к нормальному.

Метод MinMaxScaler заключается в уменьшении размерности данных. Для каждого значения в объекте MinMaxScaler вычитает минимальное значение в объекте и затем делит на диапазон. Диапазон – это разница между исходным максимумом и исходным минимумом. MinMaxScaler сохраняет форму исходного дистрибутива. Это не приводит к значительному изменению информации, встроенной в исходные данные. Диапазон по умолчанию для функции, возвращаемой MinMaxScaler, составляет от 0 до 1.

,

где – новое значение;

– текущее значение;

– минимальное значение в диапазоне;

– максимальное значение в диапазоне.

Метод StandardScaler стандартизирует функцию путем вычитания среднего значения, а затем масштабирования до дисперсии единиц. Единица отклонения означает деление всех значений на стандартное отклонение.

StandardScaler составляет среднее значение распределения 0, т.е. около 68 % значений будут находиться в диапазоне от -1 до 1.

,

где z – стандартизированное значение;

– текущая выборка;

– среднее текущей выборки;

– стандартное отклонение.

Далее производится работа с разбалансированным набором данных.

В собранном датасете на 8200 наблюдаемых записей приходится около 420 записей о термоточках, что составляет 5 % от общего количества данных. Такой датасет можно считать разбалансированным.

Так как количество термоточек небольшое, то у нас нет возможности удалить лишние, в таком случае необходимо создание синтетических данных.

SMOTE – Способ Передискретизации Синтезированных Меньшинств, посредством которого мы создаём элементы в непосредственной близости от уже существующих в меньшем наборе.

Для работы системы могут использоваться алгоритмы глубокого машинного обучения:

1. Полносвязная нейронная сеть (многослойный перцептрон)

Многослойный перцептрон

Перцептрон – элементарный нейрон, представляющий собой линейный сумматор, каждый из входных сигналов которого умножается на некоторый весовой множитель, а выходной суммарный сигнал является ненулевым, если сумма превышает некоторое пороговое значение.

Многослойный перцептрон представляет собой классический пример однонаправленной (feed-forward) нейронной сети, т. е. нейронной сети, в которой отсутствуют как обратные воздействия сигналов выходных нейронов на вход сети, так и соединения между нейронами одного и того же слоя.

2. Свёрточные нейронные сети

Свёрточные нейронные сети (Convolutional Neural Networks) состоят из нескольких типов слоев: сверточный слой, субдискретизирующий слой, слой полносвязной сети.

Сверточный слой представляет из себя набор карт признаков, у каждой карты есть синаптическое ядро. Слой подвыборки выполняет уменьшение размера входной карты, характеристик (обычно в 2 раза). Это можно сделать разными способами, например, можно использовать метод выбора максимального элемента (max-pooling). Эти два типа слоев (сверточный, субдискретизирующий), чередующиеся друг с другом, образуют входной вектор признаков для последнего типа слоя – многослойного перцептрона. Сеть может быть обучена с использованием градиентных методов.

3. Рекуррентные нейронные сети

Рекуррентные нейронные сети – сети, содержащие обратные связи и позволяющие сохранять информацию в процессе обучения.

4. Слой LSTM (Long short-term memory, долгая краткосрочная память) – разновидность архитектуры рекуррентных нейронных сетей, способная к обучению долговременным зависимостям. На рисунке В.6 приведена схема LSTM нейронной связи.

Ключевой компонент LSTM – это состояние ячейки (cell state) – горизонтальная линия, проходящая по верхней части схемы.

Первый шаг в LSTM – определить, какую информацию можно выбросить из состояния ячейки.

, (В.3)

где – вектор вентиля забывания, вес запоминания старой информации;

– функция активации на основе сигмоиды;

, , – матрицы параметров и вектора вентиля забывания;

– входной вектор;

– выходной вектор.

Второй шаг – решить, какая новая информация будет храниться в состоянии ячейки. Этот этап состоит из двух частей. Сначала сигмоидальный слой под названием «слой входного фильтра» (input layer gate) определяет, какие значения следует обновить. Затем tanh-слой строит вектор новых значений – кандидатов:

, (В.4)

где – вектор входного вентиля, вес получения новой информации;

, , – матрицы параметров и вектора входного вентиля.

,

где – вектор состояний;

– функция активации на основе гиперболического тангенса;

, , – матрицы параметров и вектора состояний.

Третий шаг – решить, какую информацию мы хотим получать на выходе. Выходные данные будут основаны на нашем состоянии ячейки, к ним будут применены некоторые фильтры.

,

где – вектор выходного вентиля, кандидат на выход;

, , – матрицы параметров и вектора выходного вентиля.

,

где – выходной вектор.

Так термоточки возникают и регистрируются во времени, можно полагать, что при использовании нейронов с памятью можно отследить некоторые зависимости, влияющие на возникновение очагов пожара.

Если принять термоточки за аномальное явление, то представляется возможным использовать алгоритмы, нацеленные на выявление этих аномалий.

5. Метод dLSTM (delayed long-short term memory, отсроченная долгая краткосрочная память) – метод обучения нейронной сети. Сначала мы строим прогнозирующую модель из нормальных (не аномальных) обучающих данных, а затем выполняем обнаружение аномалий на основе ошибки прогнозирования для наблюдаемых данных. После построения моделей, мы сравниваем ошибки прогноза на нормальных данных и на аномальных. Очевидно, что на аномальных данных ошибка будет выше.

6. Регуляризация

Регуляризация – это метод добавления ограничений на параметры модели, вместо их сокращения.

Dropout-регуляризация заключается в том, что на каждом шаге обучения каждый нейрон выключается с некоторой вероятностью p. По такой прореженной сети производится обратное распространение ошибки (при этом исключенные нейроны не влияют на процесс обучения), после чего все выключенные нейроны возвращаются в нейросеть. Таким образом, на каждом шаге настраивается одна из возможных 2N архитектур сети, где N – суммарное число нейронов. При применении нейросети нейроны уже не выключаются, но выход каждого нейрона умножается на (1− p) – благодаря этому на выходе нейрона будет математическое ожидание его ответа по всем 2N архитектурам. Таким образом, обученную с помощью Dropout-регуляризации нейросеть можно рассматривать как результат усреднения 2N сетей.

7 Функции активации

При построении архитектур нейронных сетей предполаается решение задач регрессии, а также классификации, с учетом чего используются следующие активационные функции:

У Sigmoid в диапазоне значений X от -2 до 2 значения Y меняются очень быстро. Это означает, что любое малое изменение значения X в этой области влечет существенное изменение значения Y. Такое поведение функции указывает на то, что Y имеет тенденцию прижиматься к одному из краев кривой.

Сигмоида не линейна по природе и комбинации тоже не линейны. Значит можно соединять слои между собой. Сигмоида не бинарна, что делает активацию аналоговой. Характерен гладкий градиент. Эта функция активации выглядит подходящей функцией для задач классификации. Она стремится привести значения к одной из сторон кривой (например, к верхней – при X = 2 и нижней – при X = -2). Такое поведение позволяет находить четкие границы при предсказании.

Сигмоида имеет фиксированный диапазон значений функции – [0,1]. Такое свойство сигмоиды очень полезно, так как не приводит к ошибкам в случае больших значений активации. При приближении к концам сигмоиды значения Y имеют тенденцию слабо реагировать на изменения X. Это означает, что градиент в таких областях принимает маленькие значения, что, в свою очередь, приводит к проблемам с градиентом исчезновения. В таком случае значение градиента мало или исчезает (не приведет к существенным изменениям из-за чрезвычайно малого значения). Нейросеть отказывается обучаться дальше или делает это крайне медленно (в зависимости от способа использования или до тех пор, пока градиент/вычисление не начнет страдать от ограничений на значение с плавающей точкой).

Функция ReLU

ReLU возвращает значение х, если х положительно, и 0 в противном случае.

ReLU не линейна по своей природе и комбинация ReLU также не линейна. (На самом деле, такая функция является хорошим аппроксиматором, так как любая функция может быть аппроксимирована комбинацией ReLU). Это означает, что мы можем соединять слои между собой. ReLU менее требовательна к вычислительным ресурсам, чем гиперболический тангенс или сигмоида, так как производит более простые математические операции. Поэтому имеет смысл использовать ReLU при создании глубоких нейронных сетей.

Функция Softmax

Функция Softmax применяется в машинном обучении для задач классификации, когда количество возможных классов больше двух (для двух классов используется логистическая функция).

Softmax используется для последнего слоя глубоких нейронных сетей для задач классификации. Для обучения нейронной сети при этом в качестве функции потерь используется перекрёстная энтропия.

Метрики оценки

Confusion matrix – матрица ошибок, это измерение производительности для задачи классификации машинного обучения, где выходными могут быть два или более классов (рисунок В.10). Это таблица с 4 различными комбинациями прогнозируемых и фактических значений.

Это чрезвычайно полезно для вычисления полноты, точности, специфичности.

TP – истинно-положительное решение: Интерпретация: Предсказано положительное число, что оказалось правдой.

TN – истинно-отрицательное решение: Интерпретация: Предсказано отрицательное значение, что оказалось правдой.

FP – ложно-положительное решение (Ошибка типа 1): Интерпретация: Предсказано положительное значение, что неверно (значение на самом деле отрицательное).

FN – ложно-отрицательное решение (Ошибка Типа 2): Интерпретация: Предсказано отрицательное значение, что неверно (значение на самом деле положительное).

Метрики позволяют полно оценить способность алгоритма к распознаванию.

Precision (точность) означает, сколько было сделано правильных предсказаний из всех классов. Точность должна быть как можно выше.

Recall (отзывчивость) означает, сколько было сделано правильных предсказаний из всех положительных классов. Этот параметр также должен быть как можно выше.

F-мера. Трудно сравнить две модели с низкой точностью и высокой отзывчивостью или наоборот. Поэтому, чтобы сделать их сопоставимыми, мы используем F-меру. F-мера помогает измерять полноту и точность одновременно. Она использует гармоническое среднее вместо среднего арифметического, наказывая экстремальные значения больше.

Метрики Accuracy и Specificity – почти не используются из-за их частичной необъективности.

Функции потерь / ошибок

Задача обучения нейронных сетей – минимизация ошибки.

Для задач классификации используется Categorical cross-entropy – категорийная перекрестная энтропия. На выходном слое – Softmax, тогда значения будут принимать значения от 0 до 1

Данные должны подаваться в формате One Hot Encoding

,

где p – «истинное» распределение, наблюдаемое лишь частично;

t – входное значение;

C – количество классов;

o – некоторое наблюдение.

Для задач регрессии используется:

MSE – средняя квадратичная ошибка

Суть метода заключается по сути в том, чтобы минимизировать сумму квадратов отклонений фактических значений от расчётных (SSE – «Sum of Squared Errors»). Если полученную сумму разделить на число наблюдений, то получится та самая MSE. Формула целевой функции в этом случае выглядит следующим образом:

,

где – истинное значение;

– расчетное значение;

n – количество наблюдений.

MAE – средняя абсолютная ошибка – среднее значение модуля разности предсказания и действительных значений/

Градиент одинаков во всех точках, т.к. имеется модуль. (при приближении к минимуму уменьшается) Несомненным преимуществом MAE является то, что модули не увеличивают в разы отклонения, считающиеся выбросами. Поэтому эта оценка является более робастной, чем MSE и фактически соответствует медиане.

Архитектура полносвязной нейронной сети

Слой Параметры Входной Количество нейронов: 128, 256, 512
Входная размерность: вектор [1]
Функция активации ReLU, Sigmoid Слой Параметры Первый скрытый слой Количество нейронов: 64, 128, 256
Функция активации ReLU, Sigmoid Регуляризация Batchnormalization
Dropout: 0.18; 0.2; 0.25; 0.3 Второй скрытый слой Количество нейронов: 256, 512, 1024
Функция активации: ReLU, Sigmoid Регуляризация Batchnormalization
Dropout: 0.18; 0.2; 0.25; 0.3 Третий скрытый слой Количество нейронов: 32, 64, 128
Функция активации: ReLU, Sigmoid Регуляризация Dropout: 0.18; 0.2; 0.25; 0.3 Выходной полносвязный слой Количество нейронов: 3
Функция активации: Sigmoid, Softmax Компиляция Функция ошибки: Categorical cross-entropy, MAE, MSE
Оптимайзер: Adam
Метрика: accuracy, precision, recall

Для каждого параметра производится эксперимент.

Архитектура свёрточной нейронной сети (одномерная свёртка)

Слой Параметры Входной слой Количество карт признаков: 6, 12,24,32
Размер ядра свёртки: 2,3,6
Входной размер: матрица размером 0 х вектор [1]
Дополнение padding: same
Функция активации: ReLU Первый слой свёртки Количество карт признаков: 6, 12,24,32
Размер ядра свёртки: 2,3,6
Входной размер: матрица размером 0 х вектор [1]
Дополнение padding: same
Функция активации: ReLU Второй слой свёртки Количество карт признаков: 6, 12,24,32
Размер ядра свёртки: 2,3,6
Входной размер: матрица размером 0 х вектор [1]
Дополнение padding: same
Функция активации: ReLU Слой Параметры Регуляризация Flatten - выпрямление в вектор [1] Полносвязный слой Количество нейронов: 10, 32,64
Входная размерность: вектор [1]
Функция активации ReLU, Sigmoid Регуляризация Batchnormalization
Dropout: 0.18; 0.2; 0.25; 0.3 Выходной полносвязный слой Количество нейронов: 3
Функция активации ReLU, Sigmoid, softmax Компиляция Функция ошибки: Categorical cross-entropy, MAE, MSE
Оптимайзер: Adam
Метрика: accuracy, precision, recall

Для каждого параметра производится эксперимент.

Архитектура рекуррентной нейронной сети с LSTM слоями

Слой Параметры Входной слой Количество нейронов: 5, 10, 20,50
Входной размер: вектор [1]
Возвращать последовательность: true
(для стыковки со следующим слоем)
Функция активации: ReLU Первый скрытый слой Количество нейронов:10,15,20,40
Возвращать последовательность: true
(для стыковки со следующим слоем)
Функция активации: ReLU Второй скрытый слой Количество нейронов:5, 10,15,20
Возвращать последовательность: true
(для стыковки со следующим слоем)
Функция активации: Третий скрытый слой Количество нейронов: 5,10,15,20
Возвращать последовательность: false
(для стыковки со следующим слоем)
Функция активации: Регуляризация Flatten - выпрямление в вектор [1] Выходной полносвязный слой Количество нейронов: 3
Функция активации: ReLU, Sigmoid, Softmax Компиляция Функция ошибки: Categorical cross-entropy, MAE, MSE
Оптимайзер: Adam
Метрика: accuracy, precision, recall

Для каждого параметра производится эксперимент, выбирается с наилучшей точностью

Промышленная применимость.

Предлагаемая система обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ может быть осуществлена специалистом на практике и при осуществлении обеспечивают реализацию заявленного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения.

В качестве основных средств вычислительной техники могут быть использованы шесть серверов, объединенных в отказоустойчивые кластеры. На каждом из кластеров могут быть развернуты по две виртуальные машины: сервер базы данных, сервер приложений и картографический сервер.

Для решения задачи прогнозирования вероятности возникновения очагов лесных пожаров могут быть использованы арендованные вычислительные ресурсы с характеристиками 16vCPUx3ГГц, 400 Гб ОП, 800 Гб SSD-Диск, 1 Tesla T4 16Гб.

Для маршрутизации между устройствами хранения данных может быть использована высокоскоростная сеть передачи данных производительностью не хуже 10 Гбит/сек, для остальных нужд используются каналы связи с пропускной способностью не ниже 100 Мбит/сек.

Система обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ обеспечивает автоматизацию процесса, сбора и обработки информации об уровне природно-техногенных рисков на территории муниципальных образований субъекта РФ.

Система обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ обеспечивает выполнение следующих процедур:

1. прием, обработку и переадресацию обращений;

2. сбор и аналитическую обработку сигналов от сопрягаемых систем мониторинга угроз, в том числе систем видеонаблюдения, систем пожарной безопасности и систем обеспечения безопасности дорожного движения, систем мониторинга транспорта (ГЛОНАСС), систем экологического, гидрологического и метеорологического мониторинга;

3. координацию, управление и поддержку межведомственного взаимодействия при реагировании на поступившие вызовы и сигналы с отображением оперативной ситуации на электронной карте, согласно полученным прогнозам развития ситуации;

4. информирование населения посредством интеграции с интернет-порталом взаимодействия с населением и размещения на нем информационных сообщений;

5. прогнозирование последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;

6. оценку природно-техногенных рисков и выдачу рекомендаций по снижению их уровня с учетом распределения населения по территории и смоделированных параметров поражающих факторов;

7. информационное сопряжение с системами мониторинга объектов, оснащенных датчиками контроля параметров функционирования посредством обмена карточками информационного обмена и поручениями, а также данными из сопрягаемых информационных систем;

8. оперативное информирование населения об угрозе возникновения или возникновении КиЧС, органов государственной власти и органов управления РСЧС на территории муниципальных районов, посредством выдачи рекомендаций по запуску существующих систем оповещения;

9. поддержки принятия управленческих решений при угрозе возникновения или ликвидации последствий ЧС.

Система обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ разработана с применением технологий «интернета вещей», «больших данных» и «искусственного интеллекта» для прогнозирования вероятности возникновения очагов лесных пожаров и распознавания пожаров на рассматриваемой территории путем сопряжения с эксплуатируемыми системами обнаружения лесных пожаров.

Функциональные возможности системы обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта РФ по автоматизации реагирования на кризисные ситуации, не классифицированные как чрезвычайные, позволяет повысить эффективность организации взаимодействия различных экстренных служб и ведомств, органов управления РСЧС, диспетчерских служб предприятий и региональных органов исполнительной власти в случае возникновения происшествий, что является существенным преимуществом по сравнению с эксплуатируемыми в настоящее время Комплексной системой обеспечения безопасности жизнедеятельности и Системой-112.

Изобретение относится к области обеспечения природно-техногенной безопасности территорий субъекта. Технический результат заключается в расширении арсенала средств. Технический результат достигается за счет введенных в систему принятия управленческих решений при угрозе возникновения или ликвидации последствий ЧС средств автоматизации прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, оценки природно-техногенных рисков и выдачи рекомендаций по снижению их уровня с учетом распределения населения по территории и смоделированных параметров поражающих факторов, поддержки принятия управленческих решений при угрозе возникновения или ликвидации последствий ЧС. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система принятия решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС, включающая в себя соединённые между собой

• подсистему сбора и обработки обращений о кризисных и чрезвычайных ситуациях (КиЧС) и подсистему комплексного информирования и оповещения о КиЧС;

• подсистему поддержки принятия решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС;

• подсистему хранения и обработки информации;

• интеграционную геоинформационную подсистему для преобразования векторных форматов геопространственных данных в растровые форматы и обеспечения оперативного отображения информации на основе электронных карт территорий;

отличающаяся тем, что система включает в себя также:

• подсистему взаимодействия и координации действий по ликвидации КиЧС;

• подсистему комплексного мониторинга и прогнозирования КиЧС;

• подсистему интеграции данных, обеспечивающую автоматизированный обмен данными между подсистемами;

• подсистему управления контентом для обеспечения упорядоченного реестра информационных объектов КиЧС;

• информационно-аналитическую подсистему для отображения, обмена информацией о КиЧС и генерации отчетных форм на основании информации, хранящейся в БД системы;

• телекоммуникационную подсистему, обеспечивающую передачу данных и взаимодействие между подсистемами,

• подсистему администрирования эксплуатации для выполнения задач мониторинга технического состояния и функционирования подсистем;

• подсистему информационной безопасности для защиты информации и средств ее обработки системы,

• причем подсистема поддержки принятия решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС включает в себя компонент оценки вероятности возникновения очагов лесных пожаров, выполненный на основе принципа искусственного интеллекта.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема комплексного мониторинга и прогнозирования КиЧС включает в себя:

• модуль интеллектуального видеонаблюдения за задымлениями и очагами возгорания;

• модуль мониторинга систем ЖКХ;

• модуль мониторинга пожарной обстановки;

• модуль мониторинга состояния окружающей среды для контроля состояния текущих угроз природного характера;

• компонент прогнозирования в составе следующих модулей:

• модуль пожаров и взрывов на потенциально опасных объектах;

• модуль аварий с выбросом ядовитых веществ на химически опасных объектах;

• модуль наводнений, вызванных паводком;

•модуль лесных и степных пожаров.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема поддержки принятия решений при угрозе и ликвидации последствий ЧС включает в себя:

• компонент оценки и управления природно-техногенными рисками;

• компонент ситуационных планов;

• компонент расчета сил и средств для спасательных и восстановительных работ;

• компонент подготовки управленческих документов.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема взаимодействия и координации действий по ликвидации КиЧС включает в себя:

• компонент обмена информацией;

• компонент контроля исполнения.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема интеграции данных, обеспечивающая автоматизированный обмен данными между подсистемами, включает в себя:

• компонент протоколов взаимодействия для стандартизации форматов, правил и регламентов взаимодействия между подсистемами;

• компонент сбора данных;

• компонент передачи данных;

• компонент классификаторов и справочников.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема управления контентом для обеспечения упорядоченного реестра информационных объектов КиЧС включает в себя:

• компонент управления информационными объектами;

• компонент управления содержимым интернет-портала.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что геоинформационная подсистема для преобразования векторных форматов геопространственных данных в растровые форматы и обеспечения оперативного отображения информации на основе электронных карт территорий включает в себя:

• компонент преобразования картографических данных;

• компонент отображения местонахождения сил и средств единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС);

• компонент отображения картографической информации;

• компонент редактирования паспортов территорий.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что телекоммуникационная подсистема, обеспечивающая передачу данных и взаимодействие между подсистемами, включает в себя:

• средства вычислительной техники;

• средства коммуникационной техники;

• средства организационной техники;

• аппаратное и программное обеспечение подсистемы хранения и обработки информации.

9. Система по п. 1, отличающаяся тем, что подсистема информационной безопасности для защиты информации и средств ее обработки системы включает в себя:

• компонент управления доступом;

• компонент регистрации и учета действий пользователей в системе;

• компонент обеспечения безопасного межсетевого взаимодействия;

• компонент криптографической защиты информации;

• компонент антивирусной защиты;

• компонент идентификации пользователей.