Информационная технология поддержки принятия решений в чрезвычайной ситуации, вызванной неуправляемым спуском с орбиты космического аппарата с ядерной энергетической установкой

Civil Securitiy Technology, Vol. 7, 2010, No. 1-2

УДК 614.001.18.502.5:001.18

информационная технология поддержки принятия решений в чрезвычайной ситуации, вызванной неуправляемым спуском с орбиты космического аппарата с ядерной энергетической установкой

О. В. Яковлев, С. А. Запорожец Аннотация

В условиях дефицита времени на принятие решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с неуправляемым сходом с орбиты космического аппарата с ядерной энергетической установкой на борту, важное значение приобретает технология поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации подобной чрезвычайной ситуации. С этой целью разработана информационная технология поддержки принятия решений, применение которой позволит более эффективно решать задачи оперативного управления в чрезвычайной ситуации, обучения личного состава дежурных смен и проведения исследовательских работ в области повышения безопасности населения и территорий.

Ключевые слова: космический аппарат, информационная технология, ядерная энергетическая установка, чрезвычайная ситуация, технология поддержки принятия решений, оценка обстановки, технологический прогресс.

Information Technology of Decision-making support in the Emergency Caused by uncontrollable disorbit the spacecraft with On-board Nuclear Power system

O. Yakovlev, S. Zaporozhets

Abstract

Technology of decision- making support acquire the great importance in time constraint conditions for decision making concerting the prevention and liquidation of emergencies connected with uncontrollable orbit ejection of spacecraft with on- board nuclear power system. For this purpose the information technology of decision- making support has been developed which application will allow more efficiently to solve operating problems in emergencies, training of duty- shift staff and carrying out of research activities in the area of furthering safety of people and territories.

Key words: spacecraft, information technology, nuclear power installation, emergency situation, technology of support of decision- making, conditions estimation, technological process.

В результате проведенного анализа использования космических аппаратов (КА) с ЯЭУ для решения научных, народно-хозяйственных, экспериментальных и военно-прикладных задач следует, что из общего количества запущенных КА с ЯЭУ у нас в стране и за рубежом примерно 15—20 % КА создавали угрозу возникновения чрезвычайных ситуаций (ЧС). [1]. Возможный ущерб в ЧС при авариях КА с ЯЭУ варьируется в очень широких пределах. Так, по разным источникам, ущерб при разрушении КА «Космос-954» над безлюдной областью тундры на севере Канады был оценен правительством Канады на сумму 12 млн долларов. Соответственно радиоактивное загрязнение местности в густонаселенной зоне вызовет значительно больший ущерб [2,3].

Концепция развития космической ядерной энергетики в России предусматривает создание научно-технического задела, обеспечивающего возможность разработки ядерных энергетических установок (ЯЭУ) нового поколения после 2010 г. [4].

В этой связи вопросы обеспечения безопасности космических ядерных установок прорабатываются в различных сферах деятельности общества — в науке и технике, в международной и во внутренней политике государств.

Поэтому в случае возникновения подобных ЧС, необходимо иметь технологию, позволяющую органам управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС различных уровней в кратчайшие сроки получать оценки возможного радиоактивного загрязнения местности, на основе которых можно будет принимать обоснованные решения по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций подобного вида.

Технологический процесс поддержки принятия решений по оценке обстановки можно представить в виде последовательности связанных между собой этапов д{.

Взаимосвязи этапов задаются ориентированным графом. Пример такого графа приведен на рисунке 1, где элементарные действия в технологическом процессе отмечены штриховкой. Дуга, связывающая любую пару этапов qj, д^ и ориентированная от д! к д^, означает, что выполнение этапа не может быть начато до завершения этапа д!.

Порядок выполнения этапов в работе задается технологическими графами с выделением технологической ориентации этапов, описываемых сильноориентированными технологическими цепочками (СТ-цепочки), частично-ориентированными технологическими цепочками (ЧТ-цепочки) и неориентированными технологическими цепочками (НТ-цепочки).

Необходимость выполнения некоторой технологической цепочки определена как технологическая потребность (ТП). R = {г | ге1} — множество всех возможных ТП для заданного Т-графа.

Для Т-графа, показанного на рис. 1, примерами технологических цепочек являются:

— СТ-цепочки:

СТ (д/, д/, д/,); СТ (д< д44, д45, д^; СТ (д/, д/);

— НТ-цепочки:

НТ(д2, д3); НТ (д36, д3); НТ (д/,НТ (д33 д33 д53));

— ЧТ-цепочки:

ЧТ(СТ (д4, д4) д3,); ЧТ(СТ(НТ(д3, д3), д/), д/). Дальнейшая детализация технологии в отношении ресурсов, а также в выборе программных и технологических средств, являющихся инструментальными средствами разрабатываемой технологии, основывается на операционном подходе.

В соответствии с этим подходом технология поддержки принятия решений представлена как процесс, состоящий из этапов, действий и операций разной степени сложности, направленный на получение информации, необходимой для оценки обстановки в ЧС.

Технология поддержки принятия решений в данном случае представлена в виде иерархической структуры, состоящей из нескольких уровней:

— уровень технологического процесса поддержки принятия решений, при выполнении которого будет получена информация по оценке обстановки;

— уровень этапов технологического процесса, на которых реализуются операции и действия последующих уровней;

— уровень операций, в результате выполнения которых будет получена информация для выполнения определенного этапа, например операция сбора данных о метеообстановке;

Рис. 1. Пример Т-графа

/164

См! Securitiy Technology, Vol. 7, 2010, N0. 1-2

Источники информации

Подсистема сбора информации

Лицо, принимающее решение

Рис. 2. Обобщенная структура распределенной системы поддержки принятия решений

— уровень действий, например ввод данных о метеообстановке в базу данных ЭВМ.

Обобщенная структура системы поддержки принятия решений по оценке обстановки в ЧС представлена на рис. 2. Предложенную обобщенную структуру системы поддержки принятия решений следует рассматривать как типовую.

В состав системы поддержки принятия решений по оценке обстановки в ЧС входят:

— подсистема сбора информации, осуществляющая сбор необходимых данных от установленных источников информации;

— подсистема документирования и архивации информации, которая осуществляет аналитическое изучение документов, изображений;

Рис. 3. Автоматизированные рабочие места в структуре технологии поддержки принятия решений

по оценке обстановки в ЧС

— подсистема визуализации информации, предназначенная для представления обработанной информации лицу, принимающему решения;

— подсистема моделирования, которая представляет собой комплекс математических моделей и реализующих их компьютерных программ.

С целью сокращения продолжительности выполнения технологических этапов используется программа технологического планирования Microsoft Project, позволяющая также осуществлять контроль за выполнением отдельных этапов и всего процесса сбора, анализа и представления информации для принятия решений.

Технологию поддержки принятия решения по оценке обстановки в ЧС технически предлагается реализовать в виде совокупности автоматизированных рабочих мест, представленных на рис. 3.

Программно-техническую реализацию технологии поддержки принятия решений по оценке обстановки в ЧС предлагается первоначально реализовать на базе информационно-аналитического модуля (ИАМ) оперативного управления силами РСЧС, который установлен в Академии гражданской защиты МЧС России. Для этого разработанное программное обеспечение по оценке обстановки в ЧС введено в состав прикладного программного обеспечения модуля.

Рассмотренная технология поддержки принятия решений в ЧС, вызванной неуправляемым спуском с орбиты КА с ядерной энергетической установкой, прошла предварительную апробацию в деловой игре, проведенной в Академии гражданской защиты. Использование разработанной технологи в деловой игре позволило со-

кратить время подготовки информации для принятия решений с 1,2 часа (время для проведения оценки обстановки без применения разработанной технологии) до 22—28 минут (с применением разработанной технологии). Данные показатели являются ориентировочными, но они тем не менее свидетельствуют о повышении оперативности работы дежурных смен в сложной обстановке.

литература

1. Запорожец С. А., Яковлев О. В. Анализ риска возникновения

чрезвычайных ситуаций при эксплуатации космических аппаратов с ядерными энергетическими источниками на борту. Проблемы анализа риска, т. 5, № 1, 2008. С. 54-61.

2. Steven Afterqood, Backqround on Space Nuclear Power. Science & Global Security, № 1-2. Vol.1. 1989, р. 93-107.

3. Joel R. Primack et al. Space Reactor Arms Control

Science and Global Security, 1989. Volume 1. № 1-2, p. 59-82.

4. Андреев П. В., Васильковский В. А. Космическая ядерная

энергетика: прошлое, настоящее, будущее. Атом-ПРЕССА. № 15, 2007.

Сведения об авторах

Яковлев Олег Владимирович, к.т. н., с.н.с., Академия гражданской защиты МЧС России. запорожец Сергей анатольевич, к.т. н., Академия гражданской защиты МЧС России.