Диссертация (Информационно-аналитическое и аппаратное обеспечение управления безопасностью автомобильных перевозок опасных грузов)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования «Московский государственный техническийуниверситет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательскийуниверситет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана)На правах рукописиКирсанов Александр АнатольевичИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИАППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮАВТОМОБИЛЬНЫХ ПЕРЕВОЗОК ОПАСНЫХ ГРУЗОВДиссертация на соискание ученой степеникандидата технических наук05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах(технические науки)Научный руководитель:доктор физико-математических наук,профессорПрус Юрий ВитальевичМосква – 20202ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………..... 4ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗАЦИИАВТОМОБИЛЬНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ОПАСНЫХ ГРУЗОВ,МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ………… 111.1.

Организация перевозки опасных грузов на автомобильном транспорте.. 111.2. Статистика инцидентов при автомобильной транспортировкеопасных грузов…………………………..…………………………………. 181.3. Система обеспечения безопасности автомобильной перевозкиопасных грузов в Российской Федерации..……………………………….. 261.4. Система информирования об инцидентах при автомобильнойтранспортировке опасных грузов………………………….……………… 331.5. Выводы по первой главе………………………………………………. 41ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ВСИСТЕМЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙТРАНСПОРТИРОВКИ ОПАСНЫХ ГРУЗОВ…………………………… 452.1. Методы формализации управления в системе обеспечениябезопасности автомобильной транспортировки опасных грузов………...

452.1.1. Анализ особенностей функционирования системыобеспечения безопасности автомобильной транспортировкиопасных грузов……………………………………………………….. 452.1.2. Информационно-аналитическая система поддержкиуправления безопасностью автомобильной транспортировкиопасных грузов………………………………………………………... 532.1.3. Функциональные модели процессов управления в системеобеспечения безопасности перевозки опасных грузов присовершенствовании методов и способов получения обработкиинформации…………………………………………………………… 562.2. Математическое моделирование функционирования системыидентификации инцидентов на транспортном средстве с опасным грузом....

622.2.1. Моделирование инцидентов на транспортном средстве сопасным грузом………………………………………………………. 622.2.2. Идентификация аварийных ситуаций на автотранспорте сопасным грузом с помощью системы датчиков……………………. 662.2.3. Дискретно-событийная модель системы «автомобильныйтранспорт - опасный груз»…………………………………………… 712.3. Выводы по второй главе………………………………………………. 74ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ И МЕТОДЫ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНИЯВ СИСТЕМЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОЙТРАНСПОРТИРОВКИ ОПАСНЫХ ГРУЗОВ………………………..…... 763.1.

Организация инфотелекоммуникационного взаимодействия всистеме обеспечения безопасности автомобильной транспортировкиопасных грузов …………………………………………………………….. 7633.2. Алгоритмы управления реагированием на инциденты с опаснымгрузом при внедрении новых информационных технологий ……………3.3. Математическое обеспечение в информационной системеуправления подразделениями служб экстренного реагирования приавтомобильных авариях с опасным грузом ……………………………….3.4.

Прогнозирование рисков транспортировки опасных грузовавтомобильным транспортом………………………………………………3.4.1. Разработка алгоритмов оперативного прогнозированиярисков при автомобильных авариях с опасным грузом……….…...3.4.2. Моделирование управления силами и средствами РСЧС припроведении оперативного прогнозирования ..……………………...3.5. Выводы по третьей главе……………………………...……………….ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИУПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИАВТОМОБИЛЬНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ОПАСНЫХ ГРУЗОВ……4.1.

Разработка архитектуры новых информационных технологиймониторинга и поддержки управления……………………………………4.1.1. Обоснование требований к архитектуре программноаппаратного комплекса……………………………………………….4.1.2. Разработка информационной подсистемы системыуправления безопасностью автомобильной транспортировкиопасных грузов………………………………………………………...4.1.3. Применение геоинформационных технологий в системеобеспечения безопасности автомобильной транспортировкиопасных грузов………………………………………………………..4.1.4. Разработка программных средств поддержки управленияподразделениями служб экстренного реагирования приавтомобильных авариях с опасным грузом………………………….4.2. Описание интерфейса веб-портала программно-аппаратногокомплекса……………………………………………………………………4.3. Описание пользовательского интерфейса программно-аппаратногокомплекса……………………………………………………………………4.4.

Оценка эффективности применения программно-аппаратногокомплекса поддержки управления безопасностью автомобильнойтранспортировки опасных грузов………………………………………….4.5. Экономический эффект………………………………………………..4.6. Выводы по 4 главе…………..………………………………………….ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………..СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ……………………………….………………...СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………….…………………………….ПРИЛОЖЕНИЕ А.

Информационное..………...………………………….ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Свидетельство о государственной регистрациипрограмм для ЭВМ………………………………………………………….ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акты внедрения результатов работы………………...81941001001031081101101101131191241261301361391431451471491651731764ВВЕДЕНИЕАктуальностьтемыисследования.Развитиеиукрупнениесоциотехнических систем сопровождается возрастанием опасности и тяжестипоследствий техногенных аварий. Инновационная деятельность на данномэтапе развития становится важным фактором в управлении социальноэкономическими и техническими системами, обусловливающим реализациютехнических и организационных предпосылок создания эффективных средстви систем, а также организацию управленческих процессов, направленных насущественное снижение техногенных рисков.Транспортная логистика является важной составляющей экономическойсистемы государства, обеспечивающей экономический рост и социальноеблагополучие.

В то же время недостатки организации транспортной логистикипри неблагоприятных обстоятельствах, как правило, становятся источникаминестабильности в социально-экономических системах. Одна из ключевыхцелей действующей транспортной стратегии Российской Федерации –повышение уровня безопасности транспортной системы и снижениенегативного воздействия на окружающую среду.Эффективноеуправлениебезопасностьютранспортнойсистемыневозможно без использования современных средств и систем мониторинга.Государственнаяполитикавобластиобеспечениябезопасностиавтомобильной перевозки опасных грузов направлена на активную поддержкувнедрения современных спутниковых и информационных технологий с цельюповышения уровня безопасности транспортировки опасных грузов.

Однако нев полной мере реализованы механизмы, обеспечивающие эффективнуюдеятельность персонала транспортной логистики, надзорных органов и службэкстренного реагирования по обеспечению безопасности на транспорте; вчастности, не решены вопросы:5– информационного взаимодействия между транспортной логистикой ислужбамиэкстренногореагирования,обеспечивающегонепрерывнуюпередачу сведений о системе «автомобильный транспорт – опасный груз»;– обеспеченияэкстренныхслужбпрограммнымисредствамиподдержки управления по реагированию и ликвидации последствийавтомобильной аварии с опасным грузом;– оповещения об автомобильной аварии с опасным грузом вавтоматическом режиме в реальном масштабе времени.Диссертационная работа посвящена решению ряда задач оперативногоинформирования и поддержки управления деятельностью экстренных службпо обеспечению безопасности на основе современных информационных испутниковых технологий в режиме реального времени.Степеньразработанноститемыисследования.Проблемыобеспечения эффективного управления экстренными службами в системахобеспечения безопасностью изучались отечественными и зарубежнымиучеными и специалистами.

Применение информационных технологий иавтоматизированных систем управления в деятельности экстренных службрассматривались в работах: Н.Н. Брушлинского, Н.Г. Топольского,С.Ю. Бутузова, С.А. Качанова, Д.В. Тараканова, T. J. Cova, Li Juan и др.Вопросы моделирования процессов управления в условиях чрезвычайныхситуаций (ЧС) отражены в работах И.У. Ямалова, В.В. Кульбы, Н.И.

Архиповой,A.A. Kovacs и др. Проблемы повышения оперативности оповещения обавтомобильных авариях с опасным грузом затронуты в работах Л.Г. Одинцова,С.А. Гарагана, В.В. Комарова, V. Verter, Ph. Scheuerman и др.Вместе с тем, вышеуказанные исследования не отражают в полной меретенденции развития систем поддержки принятия решений при управлениибезопасностью, основанных на современных технологиях получения иобработки мониторинговой информации об объектах повышенной опасности.Объектом исследования является система управления безопасностьюна автомобильном транспорте, а предметом исследования являются модели и6алгоритмыинтеллектуальнойподдержкиуправлениябезопасностьюавтомобильной перевозки опасных грузов.Цель исследования – снижение ожидаемых социально-экономическихпотерь от аварий при автомобильной транспортировке опасных грузов наосновесовершенствованияуправлениябезопасностьюисистемымониторинга, а также управления профилактической деятельностью иреагированием при авариях.Для достижения поставленной цели необходимо решить следующийкомплекс задач:– моделирование и анализ процессов управления в системе обеспечениябезопасности автомобильной перевозки опасных грузов;– построение математической модели идентификации инцидентов приавтомобильной транспортировке опасных грузов и генерации планареагирования на них;– построениеуправленческихмоделейрешенийипоалгоритмовуправлениюподдержкирискамипринятияавтомобильнойтранспортировки опасных грузов и реагированию на инциденты привнедрениипрограммно-аппаратногокомплексававтоматизированнуюсистему управления безопасностью автомобильной транспортировки опасныхгрузов;– разработка программно-аппаратного комплекса информационноаналитическойсистемы,обеспечивающеймониторингиподдержкууправления безопасностью автомобильной транспортировки опасных грузов.Научная новизна работы состоит в обосновании и создании новыхинформационно-аналитическихалгоритмовподдержкитехнологийуправленияипостроениибезопасностьювмоделейисовременныхтранспортных системах:– математическогоинструментарияподдержкиуправленияприавтомобильной аварии с опасным грузом, основанного на заданиимногомерныхбулевыхфункцийотпараметровсостояниядатчиков7автоматической идентификации инцидентов на транспортном средстве сопасным грузом;– дискретно-событийноймоделифункционированиясистемыидентификации инцидентов на транспортном средстве с опасным грузом дляописания множества возможных состояний и прогнозирования переходовмежду ними в системе «автомобильный транспорт-опасный груз»;– функциональных моделей и алгоритмов управления системойобеспечения безопасности автомобильной транспортировки опасных грузовдля анализа взаимодействия элементов и синтеза новых процессов приреинжиниринге системы управления транспортной логистикой опасныхгрузов;– информационно-аналитической системы мониторинга и поддержкиуправления безопасностью автомобильной транспортировки опасных грузов,включающей в себя подсистемы управления рисками и реагированием наинциденты при автомобильной транспортировке опасных грузов.Теоретическая значимость работы заключается в разработке новыхподходов к созданию средств, методов и технологий информационноаналитической поддержки управления безопасностью в транспортныхсистемах,основанныхнаполучении,обработкеииспользованиимониторинговой информации об объектах повышенной опасности.Практическаядействующегомакетазначимостьработызаключаетсяпрограммно-аппаратноговкомплекса,созданииатакжепостроении ряда моделей и алгоритмов, обеспечивающих поддержкууправления в системе обеспечения безопасностью автомобильной перевозкиопасных грузов.Методология и методы исследования.