Методика формирования информационно-технического обеспечения АСУ государственной противопожарной службы административно-территориальных единиц

Е.Н.Коровин, О.В.Родионов, Л.И.Ухин

Методика формирования информационно-технического обеспечения АСУ Государственной противопожарной службы административно-территориальных единиц

К основным функциям с учетом особенностей условий функционирования АСУ ГПС при формировании организационной и технической структуры относятся [1]:

1) сбор, обработка и выдача данных оперативной обстановки в гарнизоне, состояния, ресурсной обеспеченности и функциональной готовности подразделений к выполнению боевых задач;

2) сбор и обработка сведений о пожарно-тактических характеристиках обслуживаемых территорий, находящихся на данных территориях объектах, зданиях, сооружениях, наличии и состоянии транспортных сетей, систем противопожарного водоснабжения и т.п.;

3) сбор, накопление и обработка информации о боевой деятельности, организации службы и подготовки в гарнизонах пожарной охраны, входящих в состав ГПС ATE;

4) сбор, накопление и обработка информации о деятельности органов ГПС ATE по осуществлению государственного пожарного надзора;

5) сбор, обработка и анализ данных материально-технической, экономической и кадровой составляющих деятельности ГПС ATE;

6) обмен данными между подсистемами, входящими в состав АСУ ГПС ATE;

7) возможности импорта/экспорта сведений из внешних по отношению к АСУ ГПС ATE информационных систем;

8) проведение комплексного системного анализа итогов деятельности ГПС ATE, включая анализ взаимовлияния различных факторов и сторон деятельности;

9) получение на основе собранной и обработанной информации экспертной оценки обстановки и выработка на различных уровнях управления вариантов возможного решения.

В основу схемы построения системы управления ГПС (рис, 1) предлагается положить следующие основные принципы: в рамках системы функционирует центральная база данных (ЦБД), содержащая сведения обо всех аспектах деятельности УГПС ATE; доступ к информации ЦБД предоставляется всем пользователям, входящим в состав информационной системы ГПС; информация формируется и подвергается первичной обработке в местах ее возникновения; актуальность

ЦБД обеспечивается за счет реализации технологической схемы поддержания соответствия ЦБД и ЛБД.

Анализ предложенной схемы построения АСУ ГПС ATE (рис. 1) с учетом требований руководящих документов МВД, ГУ ГПС и органов управления ATE, организационно-штатной структуры типового управления ГПС ATE, особенностей и специфики решаемых задач показал, что комплекс технических средств автоматизации (КТСА) должен строиться в виде многопроцессорной структуры с наличием мощной серверной группы и высокоразвитой сетевой инфраструктуры, обеспечивающей устойчивые производительные каналы связи для организации информационного взаимодействия всех пользователей с ЦБД. В условиях постоянного увеличения объемов обрабатываемой информации такой подход к построению системы позволяет обеспечить модульность всего комплекса и соответственно возможность поэтапного наращивания производительности различных компонентов с целью поддержания необходимой производительности решаемых задач и увеличения функциональных возможностей информационных подсистем (рис. 2).

Рассмотрим последовательно аппаратно-программную реализацию каждого из узлов схемы.

Центральная серверная группа (ЦСГ) должна реализовать следующие основные возможности:

1) обеспечить организацию и централизованное управление всем комплексом технических средств, входящих в состав АСУ;

2) обеспечить режим совместного использования набора технических средств, входящих в состав АСУ, распределить вычислительные ресурсы при решении наиболее сложных и значимых задач и таким образом снизить функциональные требования к элементам системы;

3) предоставить набор средств организации и управления информационным взаимодействием (в том числе и удаленным) между пользователями сети и ЦСГ;

4) обеспечить централизованное хранение ЦБД с предоставлением средств администрирования БД;

5} обеспечить функционирование ХД;

6) обеспечить интеграцию АСУ ГПС ATE с другими информационными системами и сетями передачи данных.

ис

подразделения к+1

подразделения

у

АРМ специалиста 1

Анализ по направлениям деятельности

Самостоятель-

ные

ИС-Ы

Подсистемы проведения анализа и обработки _информации__/

АРМ специалиста к

Самостоятельные ИС - т+1

Комплексный анализ

Подсистема обеспечения соответствия ЦБД и ЛБД

Подсистема выгрузки информации в ХД

Рис. 1. Принципиальная схема построения АСУ ГПС АТЕ

ЛВС Управления

ИС СПС "01"

Набор технических средств системы определения координат подвижных объектов

Интернет

ИС предприятий

ИС мобильных подразделений

ИС - информационная система АК - аппаратура коммутации АС - аппаратура связи СПС "01" - служба пожарной

ЛВС объектовых ОПО

ИС вышестоящих органов

ИС У ГПС смежных АТЕ

ИС органов управления АТЕ

ИС взаимодействующих структур

ИС органов управления соответст-

вующих территориальных образований

ЛВС ОП, районных ОПО

Центральная серверная группа

Рис. 2. Принципиальная схема аппаратно-технической реализации АСУ ГПС АТЕ

Таким образом, в серверной группе должны присутствовать следующие функциональные составляющие: сервер управления, мониторинга сети и администрирования системы; файловый сервер; сервер приложений; сервер баз данных; почтовый сервер; сервер удаленного доступа, сервер организации доступа к Интернет/интранет и сервер межсетевого взаимодействия.

Сервер управления, мониторинга сети и администрирования системы предназначается для централизованного выполнения процедур установки, настройки и поддержки элементов системы, обеспечения наивысшей производительности серверов и сегментов сети.

Файловый сервер используется как централизованное хранилище большого количества коллективно используемых файлов.

Сервер приложений в рамках системы обеспечивает выполнение наиболее ресурсоемких задач в режиме клиент-сервер, т.е. само задание выполняется на высокопроизводительной машине-сервере, а результаты ее деятельности передаются на клиентские станции.

Сервер баз данных (СБА) предназначен для высокоэффективной организации системы хранения и обработки баз данных. СБД должен быть обеспечен такой системой управления БД, которая позволила бы обеспечить контроль за целостностью, непротиворечивостью данных, предоставить полный набор функций администрирования и манипулирования информацией. Наличие в рамках системы большого количества территориально удаленных пользователей, работающих на низкоскоростных каналах передачи данных, требует от СУБД обеспечения минимального трафика сети при обращении к БД с удаленных рабочих станций. Наиболее предпочтительным способом организации СБД, реализующим все вышеперечисленные требования, является использование СУБД, работающих в режиме клиент-сервер и хорошо себя зарекомендовавших на узкополосных информационных сетях.

Почтовый сервер предназначен для обеспечения системы электронного документооборота, т.е. он должен предоставить пользователям возможность обмениваться электронными сообщениями и документами.

Сервер удаленного доступа предназначен для обеспечения мобильных пользователей системой возможности доступа к ресурсам информационной сети и поддержки протоколов обмена между клиентской и серверной частями приложений,

Сервер Интернет необходим для обеспечения присутствия ГПС ATE в глобальной компьютерной сети Internet, защиты, управления и контроля при подключении к ней, возможности распространения на уровень организации технологий Internet (интранет), предоставляющих пользователям большое разнообразие методов коммуникации и способов доступа к информации, к которым относятся удаленный доступ к БД, электронная

почта, электронная доска объявлений, обмен файлами, проведение электронных и видеоконференций и т.д.

Сервер межсетевого взаимодействия в сочетании с сервером управления, мониторинга сети и администрирования системы предназначен для обеспечения сопряжения разнородных сетей, организации более тесного взаимодействия со смежными информационными системами.

Для организации данных серверов необязательным является требование выделения каждого из них на отдельную аппаратную платформу. Технические возможности серверных станций при грамотном распределении позволяют сочетать на одной аппаратной платформе несколько функциональных серверов без существенной потери производительности.

Аппаратно ЦСГ представляет собой группу серверных станций, связанных между собой через АК высокоскоростными каналами.

Ключевой составляющей АСУ ГПС вследствие специфики и объема выполняемых данным подразделением функций является Информационная система службы "01" (ИС), которая предназначена для:

сбора сведений об оперативной обстановке в гарнизоне;

обеспечения приема, обработки заявок о возможных пожарах и авариях;

формирования на основе имеющихся сведений приказа на выезд подразделений;

обеспечения подразделений информацией о пожарно-тактических характеристиках объекта и маршрутах следования, подъезда и развертывания;

информирования руководителей и сотрудников заинтересованных служб о ходе пожаротушения; оповещения личного состава; регистрации и контроля действий подразделений, информационной поддержки руководителя тушения пожара;

формирования в составе ЦБД информации о боевой работе подразделений;

протоколирования действий диспетчерского состава и работы системы;

автоматизации различных вспомогательных функций, возложенных на сотрудников СПС "01".

Данную ИС следует организовать на отдельном сегменте локальной сети с обеспечением через АК высокоскоростных каналов к ЦСГ,

Основным программным компонентом ИС СПС "01" является система оперативного диспетчерского управления СОДУ. Под этой системой следует понимать набор программных модулей, автоматизирующих основные функции данной службы.

Значительная часть используемой в структуре ГПС информации имеет территориально-адресную привязку. В связи с этим Боевой устав пожарной охраны в качестве обязательного требования предписывает обеспечение диспетчерских служб и пунктов связи

подразделений качественными картографическими материалами обслуживаемых территорий, Трансформируя это требование к АСУ ГПС, получаем необходимость применения в рамках комплекса геоинформационных систем (ГИС), Данные технологии позволяют использовать методы электронной картографии совместно с атрибутивными данными, связанными с конкретными графическими объектами. Заложенный в ГИС принцип "послойного" накопления и обработки данных позволяет прежде всего распределить функции по подготовке данных между пользователями ГИС, параллельно с эксплуатацией системы последовательно наращивая объем используемой информации. Наличие территориальной (координатной) привязки каждого конкретного показателя предоставляет возможность осуществления как программно-математической, так и визуально-аналитической оценки взаимовлияния различных факторов функционирования анализируемой среды. Применение ГИС-технологий в системе оперативного управления ГПС дает реальный эффект, так как с их помощью за счет интеграции графических и атрибутивных данных пользователь получает достоверную и наглядную информацию, необходимую для решения управленческих и аналитических задач [3].

К функциям ГИС, используемых в рамках СОДУ, следует отнести:

определение по адресу места пожара и точки входа в расписание выезда пожарных частей;

определение района и подрайона выезда; определение расстояния и рекомендуемого маршрута следования подразделений к месту вызова;

визуализацию участка карты для предварительного изучения обстановки с целью планирования боевого развертывания подразделений и проведения пожаротушения;

решение расчетных задач, требующих привязки к местности, например, расчет зон возможного заражения СДЯ6;

оптимизацию по временному признаку границ районов, подрайонов и формирование расписания выезда пожарных частей;

объединение всей совокупности данных об объектах и территориях через адресную и координатную привязку характеристик:

характеристики объекта пожаротушения на основе данных об объектах (с особенностями) и зданиях;

наличие и месторасположение водоисточников;

информацию о данной территории; состояние транспортных сетей [1, 3].

Значительный эффект получается при совместном использовании ГИС и систем слежения за подвижными объектами (ССПО). В результате такого объединения обеспечивается точное и наглядное представление об оперативной обстановке в гарнизоне с учетом место-

положения и маршрутов движения пожарной техники за пределами мест дислокации,

Для обеспечения функционирования ГИС в рамках ИС СПС "01" следует установить на каждом рабочем месте диспетчера графическую станцию (ГС) с набором программных средств ГИС, ГС может работать в режимах ручного или автоматического управления, Режим ручного управления подразумевает, что пользователь самостоятельно с помощью устройств управления ГС выбирает участок карты, масштаб, инструментарий, набор и порядок графических и атрибутивных информационных слоев, т.е. использует весь спектр возможностей, предоставляемых ГИС. Автоматический режим обеспечивает такую работу комплекса, при которой на основе заданных установок в результате анализа произошедших изменений оперативной обстановки ГИС сама выбирает участок карты и параметры его визуализации, Переход из режима в режим происходит автоматически.

Примерный сценарий работы следующий:

система СОДУ фиксирует в ЦБД информацию об оперативной обстановке в гарнизоне;

система ССПО с заданным временным интервалом фиксирует в ЦБД информацию о маршрутах перемещения техники;

ЦБД средствами СУБД (триггеры, хранимые процедуры и т.п.) сообщает пользователям об изменениях оперативной обстановки и местоположении техники;

программный модуль ГИС на графической станции, получив сообщение об изменении оперативной обстановки или местоположении техники, в соответствии с текущим режимом работы системы либо отображает на мониторе участок карты заданного масштаба с нанесенными маршрутами, либо через строку состояния информирует пользователя о произошедших изменениях;

в режиме ручного управления диспетчер может обратиться к адресному плану, получить дополнительную информацию об интересующих объектах, проверить состояние водоисточников, транспортных коммуникаций, измерить расстояние между графическими объектами, рассчитать площадь, проанализировать маршрут перемещения техники и т.д.

Таким образом, ГИС совместно с ССПО дополнительно обеспечивает целый спектр информационных потребностей СПС "01", которые невозможно или неэффективно реализовать другими способами.

В Воронежской области на основе ГИС-технологий исследуется противопожарная ситуация в регионе, а результаты позволяют провести классификацию территориальных единиц и получить участки риска, информация о которых используется при разработке плана мероприятий на очередной календарный год [2].

На основе статистических данных за последние 5 лет получены результаты визуализации информации по

Зарегистрировано выездов

|-1 69 - 456

457 - 901 902 - 1457

Тенденция выездов подразделений пожарной охраны в Семирукском районе

Соотношение выездов подразделений пожарной охраны в районах с наихудшей ситуацией

Рис. 3. Классификация районов Воронежской области по численности зарегистрированных выездов подразделений пожарной охраны за 5 лет

основным показателям ГПС территориальных единиц региона (рис. 3). Предложенная организационная модель автоматизированной системы управления в ГПС реализована в УГПС МЧС России Воронежской области при разработке единой системы управления подразделениями и службами пожарной охраны.

Использование при проектировании аппаратно-программного комплекса методики выбора рационального состава и структуры специального математического и программного обеспечения АСУ ГПС дало возможность выработать необходимые требования к системе, своевременно определяющие перспективные направления и последовательность ее дальнейшего развития. Проведенный анализ информационных потоков в рамках УГПС позволил выявить ключевые точки, с автоматизации которых следует начинать реализацию проекта. С учетом основных направлений деятельности пожарной охраны ими являются: информация о выездах подразделений УГПС, собираемая в службе пожарной связи "01"; сведения о деятельности инспекторского состава, накапливаемые в аппарате управления и подразделениях; данные ресурсного обеспечения УГПС.

Для оперативного сбора и обработки информации о выездах подразделений пожарной охраны, действиях при проведении пожаротушения, состоянии пожарной техники и личного состава в рамках единого комплекса разработана система оперативно-диспетчерского управления (СОДУ) "Воронеж". СОДУ функционирует в режиме реального времени в диспетчерской службе пожарной охраны и является базовой для решения оперативно-тактических задач.

Применение данной системы повлекло реальное улучшение информационного обеспечения диспетчерских служб пожарной охраны, обеспечило информационную поддержку при принятии оперативных управленческих решений для главного действующего лица процесса пожаротушения - руководителя тушения пожара. В результате эксплуатации были значительно улучшены показатели времени прибытия подразделений к месту вызова, времени, затрачиваемого на проведение разведки, времени подачи первого ствола. Систематизации и уточнению подвергся весь набор оперативной документации, консолидировались данные различных служб и подразделений, усилился контроль за служебной деятельностью сотрудников, увеличилась компетентность и информированность руководителей разного уровня при принятии управленческих решений и выявлении недостатков деятельности вверенных служб. Вследствие применения ГИС и GPS-технологий снизился процент ошибок диспетчерского персонала и необоснованных пробегов спецтехники.

Библиографический список

1. Ухин ЛИ. Принципы построения и организация комплекса технических средств АСУ ГПС II Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Тр, Всерос. конф. - Воронеж; ВГТУ, 2002, - С. 59-60,

2. Коровин E.H., Родионов О.В., Ухин ЛИ. Анализ состояния и прогнозирование пожаров в Воронежском регионе II Управление в социальных и экономических системах: Межвуз.сб.науч.тр. - Воронеж, 2002, - С.169-174,

3. Ухин ЛИ. Новые информационные технологии в совершенствовании деятельности ГПС на региональном уровне // ГИС Ассоциация. Информационный бюллетень. - 1998, - №4 (16). - С. 44,