Формулирование научной задачи по обоснованию рациональных параметров текстовых сообщений сотовой связи для оповещения населения при чрезвычайных ситуациях

УДК 614.8

Формулирование научной задачи по обоснованию рациональных параметров текстовых сообщений сотовой связи для оповещения населения при чрезвычайных ситуациях

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2014

Р.А. Дурнев, А.В. Лукьянович, А.С. Котосонова

Аннотация

Во второй статье этой серии* приведена формулировка научной задачи по обоснованию рациональных параметров текстовых сообщений сотовой связи для оповещения населения при чрезвычайных ситуациях. Дана характеристика параметров текстовых сообщений и рассмотрены факторы, влияющие на них.

Ключевые слова: оповещение при чрезвычайных ситуациях; текстовые сообщения; параметры текстовых сообщений; действия при чрезвычайных ситуациях; риск поражения; управляющие, контролируемые и неопределенные факторы.

Formulation of the Scientific Task of Justification of rational Parameters of Text Messages of Cellular Communication for the Population Notification at Emergency Situations

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 2014

R. Durnev, A. Lukyanovich, A. Kotosonova

Abstract

The formulation of a scientific task of justification of rational parameters of text messages of cellular communication is provided in the second article of this series for the population notification at emergency situations. The characteristic of parameters of text messages is given and the factors influencing them are considered.

Key words: the notification at emergency situations; text messages; parameters of text messages; actions at emergency situations; risk of defeat; managing directors, controlled and uncertain factors.

* 1-ю этой серии см. в журнале «Технологии гражданской безопасности» № 2 (36), 2013.

Анализ, проведенный в [1], свидетельствует о целесообразности оповещения населения о чрезвычайных ситуациях (далее — ЧС) с помощью текстовых сообщений сотовой связи. При этом определенные трудности возникают при восприятии и осмыслении этих сообщений, а также инициировании последующих правильных действий по защите в ЧС. Это обусловлено, прежде всего, нерациональными параметрами текстовых сообщений. В связи с отсутствием в настоящее время соответствующих методических подходов, решение научной задачи по обоснованию рациональных параметров текстовых сообщений сотовой связи для оповещения населения при ЧС является актуальным.

Для формулирования данной научной задачи необходимо рассмотреть процесс оповещения как психологическую схему «стимул — рефлекс» или, что более правильно с точки зрения осознанности действий человека — «стимул — реакция». Под этим понимается поведение человека как совокупность двигательных и сводимых к ним мысленных (вербальных) и эмоциональных ответов (реакций) на воздействие (стимулы) внешней среды. При этом в качестве воздействий внешней среды принимаются не аудиовизуальные признаки источника ЧС (грохот, шипение, вспышка, задымление и т.п.), а в определенной степени абстрактные текстовые сообщения с предупреждающей информацией. Под реакцией понимаются действия человека при восприятии этих сообщений, т.е. реальные действия при неощущаемой, удаленной в пространстве и времени, опасности. Очевидно, что совершенствованием, улучшением параметров (с точки зрения объема информации, его смысла и т.д.) такого сообщения можно обеспечить повышение эффективности действий человека в ЧС. В этой связи предварительная формулировка научной задачи может быть следующей: обосновать такие параметры текстовых сообщений сотовой связи, используемых для оповещения, при которых вероятность последующих безопасных действий человека при ЧС близка к единице.

При такой формулировке существует неопределенность в понятиях «параметры сообщения» и «безопасные действия». Анализируя последнее словосочетание, возникают вопросы, связанные с категорией безопасности. Насколько безопасны должны быть действия, есть ли уровни, степени или градации такой безопасности, касается ли эта безопасность только одного человека и т.п.? В этой связи более корректно говорить о риске, мере опасности как с точки зрения вероятности ее возникновения, так и с позиций последствий такой опасности. Для этого возможно рассмотреть меру опасности поражения людей при невыполнении или неправильном выполнении защитных действий, инициируемых предупреждающим сообщением. В данном случае сообщение долж-

но быть таким, чтобы риск поражения оповещаемого населения был минимален.

В качестве параметров сообщения предлагается рассмотреть параметры, приведенные на рис. 1.

Рис. 1. Параметры текстового сообщения

Первый параметр выступает как ограничение по максимальному количеству алфавитно-цифровых символов. Это ограничение влияет на лаконичность сообщения, необходимость выделения в нем наиболее существенной информации. В определенной степени указанное ограничение смягчается с помощью услуги сегментирования сообщений. Но при этом, как отмечалась в [1], для владельцев телефонов, у которых нет функции объединения сегментов в единое сообщение, особую трудность вызывает определение для них содержания именно первого сообщения. Его информация не должна, с одной стороны, иметь слишком тревожный характер, чтобы не вызвать панические эмоции, с другой — слишком общий, тривиальный, характер, во избежание потери интереса к последующей информации.

Второй параметр — количество смысловых блоков — определяет число относительно независимых частей информации об обстановке в зоне ЧС, рекомендациях по отдельным действиям, правилах поведения и т.п. С учетом этого смысловые блоки могут быть разделены на описательные (дескриптивные) и предписывающие (прескриптивные).

Описательные блоки представлены на рис. 2.

Считается, что при наличии у человека достаточных знаний (или, по-другому, базы знаний, включающей базу данных и базу правил) описательные блоки должны вызывать его определенную реакцию (действия). При этом, чем обширней и практичней данные знания, тем более полные и правильные действия должен совершать человек. Применительно к ЧС эти знания формируются в ходе обучения населения в области гражданской обороны (далее — ГО) и защиты от ЧС. При высоком качестве обучения в данной области достаточно только этих блоков текстовых сообщений для выполнения человеком правил безопасного поведения при ЧС. Характерный

Рис. 2. Описательные блоки текстового сообщения

пример этому дает опыт Великой Отечественной войны. Так, сигнал «Воздушная тревога», подаваемый электросиреной при налете авиации противника, инициировал однозначно правильные действия мирного населения по укрытию в бомбоубежищах, занятию постов местной противовоздушной обороны (для тушения зажигательных бомб и т.п.) [2].

Однако в настоящее время качество обучения в области ГО и защиты от ЧС не находится пока на высоком уровне [3, 4], и представляется преждевременным говорить о сформировавшейся базе знаний. Поэтому только описательных блоков сообщений недостаточно для инициации правильных действий человека при ЧС.

Для этого необходимы предписывающие блоки, целью которых является регламентация действий. При этом также необходимо, чтобы человек обладал определенными знаниями на уровне, позволяющем

понять и реализовать указанные предписания. Указанные блоки представлены на рис. 3.

И, наконец, третий параметр сообщений — сложность смысловых блоков, их доступность для правильного восприятия и осмысления, также связан со знаниями человека. Очевидно, что описательные блоки для различных ЧС не будут сильно различаться с точки зрения их сложности. Однако предписывающие блоки могут иметь значительные отличия, связанные, например, с трудностью реализации защитных мер.

Например, при угрозе землетрясений в текстовых сообщениях можно рекомендовать занять место в комнате в проеме капитальной стены, укрыться под прочным столом, в ванной и т.п. Несомненно, что это достаточно простые и легко реализуемые рекомендации. Большинство людей имеет представление о понятии «капитальная стена» и почти все люди — о понятиях «прочный стол», «ванная».

В то же время, при угрозе и возникновении аварии, например, на химически опасном объекте, такие рекомендации будут более обширные, сложные для понимания и реализации в действиях. Они могут включать в себя предписания «провести герметизацию помещения», «изготовить ватно-марлевую повязку и смочить ее 2 % раствором соды» и т. п. Для проведения герметизации помещений нужно заклеить окна и форточки скотчем, завесить дверные проходы влажным одеялом, закрыть вентиляционные отверстия и т.п. Изготовление ватно-марлевой повязки (ВМП) также сопряжено с многочисленными операциями по подбору материала, изготовления ее по определенной форме и т.д. Даже рекомендация по смачиванию ВМП в 2 % растворе соды может вызвать определенные сложности.

СИЗ — средство индивидуальной защиты; ЗСГО — защитное сооружение ГО Рис. 3. Предписывающие блоки текстового сообщения

С учетом вышесказанного возможно следующим образом уточнить формулировку научной задачи:

обосновать объем, количество и сложность смысловых блоков текстовых сообщений сотовой связи, при которых риск поражения оповещаемого населения минимален.

С учетом того, что в настоящее время еще невозможно детально объяснить механизмы протекания мыслительных процессов человека [5], восприятия и осмысления им информации и реализации ее содержания в практических действиях, схему решения сформулированной научной задачи можно представить в виде так называемого «черного ящика», для которого важны только соотношения «вход-выход», и не играет роли внутренняя структура (рис. 4) [6]. При этом, в качестве «входа» рассматриваются движущие силы (причины) процесса инициирования у человека правильных действий вследствие его оповещения, или, по-другому, факторы, определяющие характер этого процесса или отдельные его черты. К ним относятся контролируемые (учитываемые), неопределенные и управляющие факторы.

контролируемые факторы: реальная обстановка при ЧС, характеристика . реципиента информации

. выход:

1 , риск

управляющие »¿мнив поражения

факторы: НнШШШШ! оповеща-

параметры ^ИМИ^М ч. емого

текстового ~^населения сообщения сотовой ^щВШХщ^Я ПРИ

связи реализа-

Тции

действий по защите

неопределенные факторы: ...-••''' случайный характер возникновения и развития ЧС, нечёткость восприятия информации, выбора варианта действий

Рис. 4. Схема решения научной задачи в виде «черного ящика»

В качестве контролируемых факторов рассматриваются следующие:

а) прогнозируемые и реальные параметры обстановки при ЧС — вид источника чрезвычайной ситуации, время и место его возникновения, характер, интенсивность и поля распространения ПФ, метеорологические характеристики, рельеф местности, характер застройки, параметрические и координатные законы разрушения объектов и поражения людей, объемы мероприятий по предупреждению и ликвидации ЧС и т.п. Очевидно, что различные параметры обстановки даже при одном и том же виде ЧС в определяющей степени влияют на требуемый характер действий и, соответственно, на содержание предупреждающей информации (пример — быстроразвиваю-щиеся наводнения на реках юга России и наводнения на реках Сибири, развитие которых продолжается от нескольких часов до нескольких суток);

б) характеристика реципиента информации — социальный статус, вид и уровень образования, возраст, физические возможности и др. Все это влияет, прежде всего, на знания человека, также на область его практических действий.

Так, не вызывает сомнения то, что гражданин, получивший высшее профессиональное образование в области безопасности жизнедеятельности, занимающий в каком-либо учреждении руководящий пост, связанный с исполнением обязанностей по предупреждению и ликвидации последствий, например, техногенных аварий имеет более обширные знания в указанной области, чем студент начального курса вуза гуманитарного профиля. С этим связано и различие для них содержания предупреждающих текстовых сообщений.

Достаточно очевидно и то, что для пожилых людей с ограниченными физическими возможностями трудно выполнить предписания о необходимости переноса ценного имущества, предметов домашней утвари на верхний этаж, чердак частной постройки при угрозе катастрофического наводнения. В целях предупреждения затрат физических сил на такие сложные для них мероприятия, сообщение должно рекомендовать посильный комплекс действий;

в) место нахождения реципиента информации. Это тоже влияет на содержание сообщений при оповещении населения о ЧС и связано, например, с наличием ЗСГО в непосредственной близости от места пребывания человека. Кроме того, данный фактор необходимо учитывать и в смысле градаций зон оповещения (см. [1]).

Говоря о неопределенных факторах, нужно рассмотреть схему на рис. 5 [7, 8].

В соответствии с данной схемой, неопределенные факторы включают в себя:

физическую неопределенность факта ЧС, связанную как с неточностью прогнозирования ЧС вследствие ограничений используемых методов или неточности приборного измерения предвестников ЧС, так и ярко выраженным стохастическим характером возникновения ЧС;

лингвистическую неопределенность текстового сообщения сотовой связи для оповещения населения при ЧС.

Последняя связана с необходимостью оперирования конечным числом слов и структур фраз (предложений, абзацев, текстов) для описания за ограниченное время бесконечного множества разнообразных обстоятельств при ЧС [8]. Лингвистическая неопределенность порождается, с одной стороны, множественностью значений слов (полисемией), а, с другой стороны, неоднозначностью смысла фраз.

Для целей обоснования рациональных параметров текстового сообщения достаточно выделить два вида полисемии: омонимию и нечеткость. Примером полисемии первого вида в сообщении может быть, например, понятие «формирование» — как организа-

Рис. 5. Неопределенные факторы при решении научной задачи

ционно-штатная структура (поисково-спасательное формирование), так и процесс «придания формы» или явление «приобретения формы» (формирование облаков отравляющих веществ). Второй вид полисемии связан с определенным сходством объектов. Вероятно, именно этот вид и будет превалировать в текстовых сообщениях. Это могут быть словосочетания «сильные порывы ветра» (15, 20 или 25 м/с), «значительная глубина зоны заражения» (1, 5 или 25 км), «взять ценные вещи» (ценные с точки зрения стоимостного эквивалента или дальнейшего удобства в процессе жизнеобеспечения?).

Рассматривая источники неоднозначности смысла фраз, можно выделить синтаксическую и семантическую неоднозначности. В первом случае уточнение синтаксиса позволяет понять смысл фразы. Например, словосочетание «взять с собой йодосодержащие препараты и продукты питания» применительно к аварии на радиационно опасном объекте может означать предписание взять как йодсодержащие препараты (например, йодистый калий) и продукты питания (обычные), так и йодсодержащие препараты и йодсодержащие продукты (например, йодированную соль).

Во втором случае характерными являются словосочетания, непонятные для определенных категорий людей. Например, для лиц, работающих в сфере культуры, по всей видимости, не будет понятна фраза в текстовом сообщении «отравляющее вещество при пероральном или перкутанном поступлении».

С учетом рассмотренных факторов и приведенной схемы (рис. 5), решение научной задачи будет включать в себя оценку выхода «риск поражения оповещаемого населения при реализации действий по защите» при различных вариантах значений управляющих факторов (параметров текстового сообщения). При этом контролируемые факторы фик-

сируются в определенных значениях, а неопределенные учитываются при формулировании текстового сообщения с использованием их математических ожиданий (для случайных факторов), элементов нечетких множеств с максимальным, модальным и т.п. значением функции принадлежности (для лингвистических факторов) [9]. Для этого вначале фиксируются конкретные значения контролируемых факторов, варьируются управляющие факторы (параметры сообщения) и оценивается выход для различных вариантов управляющих факторов. Вариант параметров сообщения (определенная комбинация конкретного объема сообщения, количества и сложности его смысловых блоков), при котором выход наилучший (т.е. минимален риск поражения населения при реализации действий по защите) и считается рациональным для конкретных значений контролируемых факторов. Далее, перебирая все значения контролируемых факторов (все типы ЧС с конкретными вариантами обстановки и все характеристики реципиентов информации) и варьируя управляющими факторами для каждого такого значения контролируемых факторов можно определить рациональные параметры сообщения для каждого типа ЧС и группы населения.

В этой связи математическая формализация научной задачи будет иметь вид:

Rx ^ min

x е X,

где Rx — риск поражения населения;

x — параметры текстового сообщения;

X — множество допустимых вариантов параметров текстового сообщения для фиксированных значений контролируемых факторов.

Таким образом, сформулирована научная задача по обоснованию рациональных параметров текстовых сообщений сотовой связи для оповещения населения при ЧС. В следующей статье этой серии будет описан методический замысел ее решения.

Литература

1. Дурнев Р.А., Лукьянович А.В., Котосонова А.С. Оповещение населения с использованием текстовых сообщений: анализ состояния вопроса // Технологии гражданской безопасности. 2013. Вып. 2.

2. Соколов Ю.И. Оповещение населения при чрезвычайных ситуациях. М.: КРУК, 2001.

3. Дурнев Р.А. Обучение населения в области ГО и защиты от ЧС: анализ основных проблем // Военные знания. 2005. Вып. 4.

4. Сидельников Ю.Н., Твердохлебов Н.В. Проблемы формирования культуры безопасности жизнедеятельности и возможные пути их решения // Гражданская защита. 2010. Вып. 9.

5. Поспелов Д.А. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов. М.: Радио и связь, 1989.

6. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учеб. пособ. для вузов. М.: Высшая школа, 1989.

7. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Крумберг О.А. и др. Модели принятия решений на основе лингвистической переменной. Рига: Зинатне, 1982.

8. Борисов А.Н., Алексеев А.В., Меркурьева Г.В. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989.

9. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.

Сведения об авторах

Дурнев Роман Александрович: д. т. н., доц., ФГБУ ВНИИ

ГОЧС (ФЦ), зам. нач. ин-та.

121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.

Тел.: (499) 233-25-62.

E-mail: rdurnev@rambler.ru

Персональный идентификационный авторский SPIN-код в Научной электронной библиотеке elibrary.ru и системе SCIENCE INDEX — 3267-1337.

Лукьянович Алексей Викторович: ФГБУ ВНИИ ГОЧС, нач. отд.

121352, Москва, ул. Давыдковская, 7.

Тел.: (499) 445-45-07.

E-mail: lukyanovich_a_v@vniigochs.ru

Персональный идентификационный авторский SPIN-код в Научной электронной библиотеке elibrary.ru и системе SCIENCE INDEX — 7019-5142.

Котосонова Алена Сергеевна: ФГБУ ВНИИ ГОЧС, м. н. с. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 445-45-07. E-mail: center_kbg@mail.ru

Персональный идентификационный авторский SPIN-код в Научной электронной библиотеке elibrary.ru и системе SCIENCE INDEX — 9150-0382.

Information about authors

Durnev Roman A.: ScD (Technical Sc.), Associate Professor, Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), Deputy Head of the Institute. 121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. Tel.: (499) 233-25-62. E-mail: rdurnev@rambler.ru

Author's personal identification code in SPIN-scientific electronic library elibrary.ru and system SCIENCE INDEX — 3267-1337.

Lukyanovich Alexey V.: Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emer-gencies" (Federal Center of Science and high technology), Head of Department. 121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. Tel.: (499) 445-45-07. E-mail: lukyanovich_a_v@vniigochs.ru

Author's personal identification code in SPIN-scientific electronic library elibrary.ru and system SCIENCE INDEX — 7019-5142.

Kotosonova Alena S.: Federal Government Budget Institution "All-Russian Research Institute for Civil Defense and Emergencies" (Federal Center of Science and high technology), Junior Researcher.

121352, Moscow, str. Davydkovskaya, 7. Tel.: (499) 445-45-07. E-mail: center_kbg@mail.ru

Author's personal identification code in SPIN-scientific electronic library elibrary.ru and system SCIENCE INDEX — 9150-0382.