Предупреждение. Спасение. Помощь

Вид материалаРеферат

Содержание


Искусственные нейронные сети
Методолого-методические аспекты социально-философского исследования феномена техногенных ситуаций
Проблема техногенных ситуаций
На применение средств по её преодолению
Птс-м, птс-2 , птс-3 , гсп, пмм-2, пмп-м, ппс-84, пп-91, дпп-40
Пмп-м, ппс-84, пп-91
В.Ю. Арбузов
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   19

ВВЕДЕНИЕ


Развитие Академии как научно-образовательного и инновационного центра осуществляется в рамках приоритетных направлений развития науки, техники и критических технологий Российской Федерации.

Свою научную деятельность Академия осуществляет в соответствии с приоритетными направлениями МЧС России на основе:

плана научно-технической деятельности МЧС России;

отдельных оперативных заданий МЧС России;

плана научной деятельности Академии;

приказов и распоряжений начальника (ректора) Академии.

Основные исследования проводятся в рамках критических технологий: мониторинга и прогнозирования состояния атмосферы и гидросферы; обеспечения защиты и жизнедеятельности населения и опасных объектов при угрозах террористических проявлений; обработки хранения, передачи и защиты информации; снижения риска и уменьшения последствий природных и техногенных катастроф.

В 2009–2010 годах выполнен комплекс работ в рамках федеральной целевой программы «Преодоление последствий радиационных аварий на период 2010 года» по информационной поддержке и социально-психологической реабилитации граждан, проживающих на загрязнённых территориях, оснащению учебно-тренажёрными комплексами подготовки специалистов к работе на радиоактивно загрязнённых территориях.

Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы является одним из базовых элементов поддержки молодёжи в сфере науки и образования, стимулирующим фактором всей инновационной деятельности для вузов.

Выполненные научно-педагогическим составом в 2010 году научные разработки внедрены в образовательный процесс подготовки и повышения квалификации, часть из котрых поступят на вооружение в системе МЧС России. По результатам проведенных исследований Академией за период 2007-2010 годы получены 11 патентов.

Количество работ, выполненных Академией в 2009 и 2010 гг., и объемы их финансирования показаны на рис. 1.



Рис. 1. Количество работ, выполненных Академией в 2009 и 2010 гг., и объемы их финансирования


На данный момент в Академии обучаются 21 адъюнкт и аспирант. Однако это количество не позволяет Академии достигнуть «университетского» критерия «Возможность продолжения образования по образовательным программам послевузовского и дополнительного профессионального образования» (рис. 2).



Рис. 2. Количество адъюнктов/аспирантов


Количественные показатели изменения научного потенциала Академии с 2009 по декабрь 2010 гг. показаны на рисунках 5 и 6.



Рис. 5. Количество профессорско-преподавательского состава,

имеющее ученую степень или звание



Рис. 6. Количество профессорско-преподавательского состава,

имеющих ученую степень доктора наук или ученое звание профессора


Анализ научной деятельности Академии показал, что основная системная проблема заключается в том, что темпы развития и структура научных исследований и разработок не в полной мере отвечают развивающимся потребностям системы обеспечения национальной безопасности населения и территорий от ЧС и растущему спросу со стороны ряда сегментов образовательного сектора на передовые методики.

    Повысит эффективность решения этой проблемы выделение четырёх направлений.
  1. Объединение научного и образовательного процессов и их направленности на подготовку высококвалифицированных кадров для МЧС России.
  2. Увеличение прикладной направленности и объемов НИОКР, в том числе за счет участия в ФЦП.
  3. Развитие системы подготовки научно-педагогических кадров:
  • открытие докторантуры;
  • увеличение оценочных показателей до университетских критериев;
  • улучшение качества и прикладной направленности диссертационных исследований.
  1. Создание новых приоритетных направлений научной деятельности.
  2. Развитие совместных межотраслевых научных исследований с ВНИИ ГОЧС, ВНИИПО, ЦСИ и АГПС.
  3. Дооснащение лабораторной базы Академии до требований сертификационных стандартов.

Настоящая XXI Международная научно-практическая конференция под традиционным девизом Академии «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. СПАСЕНИЕ. ПОМОЩЬ» проводится в соответствии с планом основных мероприятий на 2010/2011 учебный год в форме секционных заседаний.

Целью конференции является обсуждение путей повышения эффективности:

проведения независимой оценки рисков в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и обеспечения пожарной безопасности;

ведения аварийно-спасательных работ в современных условиях;

подготовки и повышения квалификации специалистов МЧС России, РСЧС и ГО.

В ходе конференции предполагается решение следующих задач:

проведение обмена опытом между вузами и научными организациями МЧС России, Российской Федерации и стран СНГ по профильным направлениям деятельности кафедр Академии;

обсуждение результатов формирования и развития научных школ, презентация наиболее значимых достижений, полученных коллективами Академии в ходе выполнения научных исследований и разработок;

привлечение к научно-исследовательской работе в научных кружках кафедр наибольшее количество слушателей, курсантов и студентов, молодых преподавателей, выявление наиболее талантливых из них в резерв будущих научных и научно-педагогических кадров;

разработка предложений по уточнению тематики и повышению эффективности научных исследований кафедр и научных подразделений с учётом приоритетных направлений развития науки, техники и технологий в системе МЧС России и плана научно-технической деятельности МЧС России на 2011–2013 годы.

В сборник материалов конференции включены тексты стендовых докладов авторов вузов и научных учреждений, сотрудничающих с Академией по различным профильным направлениям научно-образовательной деятельности.


Е.В. Агулов

ФГОУ ВПО «Академия гражданской защиты МЧС России»


ИСКУССТВЕННЫЕ НЕЙРОННЫЕ СЕТИ

В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ СИСТЕМНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ


Способность нейронной сети к самообучению впервые была исследована Дж. Маккалоком и У. Питтом. В 1943 году вышла их работа "Логическое исчисление идей, относящихся к нервной деятельности", в которой была построена модель нейрона и сформулированы принципы построения искусственных нейронных сетей. Крупный толчок развития нейрокибернетики связан с именем американского нейрофизиолога Ф. Розенблатта, предложившего в 1962 году свою модель нейронной сети – персептрон. Воспринятый сначала с энтузиазмом, он вскоре подвергся (как обычно) интенсивным нападкам со стороны крупных научных авторитетов, что приостановило крупные исследования по нейронным сетям на 10 лет.

Преимущества нейросетевого подхода заключаются в следующем:

параллелизм обработки информации;

единый и эффективный принцип обучения;

надежность функционирования;

способность решать неформализованные задачи.

Нейронные сети могут менять свое поведение в зависимости от состояния окружающей их среды. После анализа входных сигналов вместе с требуемыми выходными сигналами они самонастраиваются и обучаются, чтобы обеспечить правильную реакцию. Обученная сеть может быть устойчивой к некоторым отклонениям входных данных, что позволяет ей правильно «видеть» образ, содержащий различные помехи и искажения.

Настоящая работа посвящена постановке научной задачи моделирования в системах безопасности с использованием искусственных нейронных сетей (далее – ИНС):
  1. В настоящее время широко используются модели ИНС в ссылка скрыта, для ссылка скрыта, в задачах ссылка скрыта, а также в решении задач системной безопасности. Предложено рассмотрение ИНС как системы соединённых и взаимодействующих между собой простых ссылка скрыта с применением методов ссылка скрыта, ссылка скрыта, ссылка скрыта.
  2. Нейронные сети – исключительно мощный метод моделирования, позволяющий воспроизводить чрезвычайно сложные зависимости. Модель системной безопасности как полный спектр возможных опасностей, парируемых до приемлемо­го уровня исчерпывающей системой мер, предполагает построение полного спектра возможных опасностей воздействия на человека заданной социальной и возрастной группы, а также моделирование операций для оценки показателей эффективности и безопасности.
  3. В данной постановке эффективность всей целенаправленной деятельности учитывается на этапах ресурсного и жизненного циклов. Характер функционирования объекта защиты определяется как структурированный набор ком­понент спектра опасностей, так и их количественными параметра­ми.

Цель данного исследования – использование ИНС для прогнозирования и оценки системной безопасности в муниципальных образованиях, а также анализа эффективных ва­риантов аналитического инструментария моделирования превентивных мер комплексной безопасности.

Н.И. Андрейчук

Московский государственный областной университет


МЕТОДОЛОГО-МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ФЕНОМЕНА ТЕХНОГЕННЫХ СИТУАЦИЙ


В научной и философской литературе отсутствует целостное видение техногенных ситуаций. Оно, как правило, подменяется исследованием ее части – техногенными ЧС. Подтверждением такого положения дел служат не только школьные учебники по «Основам безопасности жизнедеятельности» с классификациями техногенных ЧС, но и существующие организационно-государственные структуры, когда за техногенные ситуации в целом и ее аномальную часть (техногенные ЧС) отвечают разные ведомства. Такое положение дел делает актуальной необходимость перехода в этом вопросе от классификаций к типологии.

В основу предлагаемой типологии положены критерии: а) целостность (соотношение нормального и аномального функционирования); б) технологичность (степень возрастания сложности техногенных объектов и сопутствующих им технологических цепочек; в) пространственность (масштаб пространственных воздействий на окружающую среду, человека, общество); г) социальность (степень материального, социального, духовного, физического воздействия на людей). Применение этих критериев способствовало получению представлений о двух диалектически взаимодействующих мегатипах (техногенные ситуации и их антипод – техногенные ЧС) и трех типах техногенных ситуаций: элементном, локальном и глобальном, которым соответствуют типы техногенных ЧС: местный, муниципальный, межмуниципальный, региональный, межрегиональный, федеральный и трансграничный.

Предложенная типология позволяет реализовать методику измерения техногенных ситуаций посредством установления единицы и шкалы измерения, а также определения индекса их опасности. Эта методика может осуществлять количественно-качественные замеры и с помощью выявленного индекса опасности сравнивать разноплановые события. Единицей измерения может быть признана абстрактная величина «техноген» (условно тгн), имеющая для каждого типа техногенных и чрезвычайных техногенных ситуаций свои значения, основанные на единой системе выработанных критериев (масштаб чрезвычайных ситуаций, границы распространения поражающих факторов, количество людей с нарушенными условиями жизнедеятельности, размер материального ущерба, информационный резонанс, особое значение придается оценке количества пострадавших людей). Превышение показателей по любому из названных критериев, кроме информационного резонанса, автоматически переводит тип чрезвычайной техногенной ситуации на соответствующий уровень.

Шкала измерения рассчитана на диапазон от 0 до 700 тгн – уровень мегатипов. Заданы количественно-качественные значения для всей иерархии типов. Элементный тип техногенных ситуаций измеряется в диапазоне от 0 до 200 тгн, их аномальное функционирование способно породить местные (от 0 до 100 тгн) и муниципальные (от 101 до 200 тгн) ЧС. Локальные техногенные ситуации оцениваются от 201 до 500 тгн, межмуниципальные от 201 до 300 тгн, региональные от 301 до 400 тгн, межрегиональные от 401 до 500 тгн, федеральные от 501 до 600 тгн и трансграничные от 601 до 700 тгн, способные привести к ЧС такого уровня. В соответствии с этими показателями устанавливается сумма баллов, которая и рассматривается как индекс опасности.

Н.И. Андрейчук

Московский государственный областной университет


ПРОБЛЕМА ТЕХНОГЕННЫХ СИТУАЦИЙ

В СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКОМ КОНТЕКСТЕ


Следует различать понятия: «техническая реальность», обозначающая всю совокупность технических механизмов, технических знаний, технологий, социально-технических стереотипов прошлого, настоящего и будущего; «техника», фиксирующая статическое состояние технической реальности; «техногенные ситуации» – функционирующая техническая реальность. Такое понимание содержания понятий и их соотношения, устраняет имеющуюся методологическую расплывчатость, позволяет перейти к более осмысленному исследованию техногенных ситуаций как категории в контексте развития социально-философской мысли.

Обнаруженные подходы в понимании техногенных ситуаций с известной долей условности могут быть названы натуралистическим, антропологическим и праксиологическим. В натуралистической парадигме категория «техногенные ситуации» эволюционировала от дихотомического противопоставления «естественное-искусственное», свойственного античной философии через дополнение признака «искусственный» новым признаком «эмпирический», характерным для философской мысли Нового времени, и последующим дополнением «эмпирического» критерием «теоретический», проявившемся в философских исканиях с 18 века по наше время. Категория «техногенные ситуации» понималась как «естественно-искусственная среда». Представителями такого подхода были Платон, Аристотель, Ф. Бэкон и другие. В антропологической парадигме категория «техногенные ситуации» также прошла несколько содержательных этапов: от «органопроекции» (Э. Капп), утверждавшей, что техника – это образ и подобие человеческих органов, через восприятие функционирующей техники как «символа бытия человека» (М. Хайдеггер) к пониманию техногенных ситуаций в качестве «реализации самого человека» (Х. Ортега-и-Гассет, К. Ясперс). Категория «техногенные ситуации» употреблялась как «человек – звено машинного оборудования». В праксиологической парадигме категория «техногенные ситуации» разрабатывалась от анализа содержание технического действия через техническую деятельность (А. Эспинас, Ф. Энгельс) к промышленному производству (Ф. Юнгер, К. Маркс) и понятийно фиксировалась как «организованное хищничество», «всеобщая техническая деятельность».

Становится очевидной необходимость преодоления односторонности перечисленных парадигм. Социально-философский анализ позволяет выявить существенные признаки исследуемой категорий: по направленности – техногенные ситуации телеологичны, представляют собой процесс целенаправленного отражение настоящего в будущем, реализуемый посредством технических средств воздействия на человека, общество, окружающую среду; по содержанию – техногенные ситуации являются объективно существующими, искусственно созданными, наукоемкими образованиями, в известной степени противостоящие природе, культуре, цивилизации и в то же время вырастающими из них и взаимодействующие с ними; по происхождению (генезису) – техногенные ситуации обладают ярко выраженной конкретно-исторической и культурной обусловленностью; по специфике проявления – техногенные ситуации многофакторны, целостны, альтернативны, относительно стабильны (безопасны). Сказанное, позволяет дать развернутое определение техногенным ситуациям. Техногенные ситуации как социально-философская категория обозначает целенаправленно сложившийся в конкретно-исторических условиях процесс функционирующей технической реальности, нуждающейся в безопасном воздействии искусственно созданных механизмов и технологий на человека, общество, окружающую среду.


В.Ю. Арбузов

Военно-инженерная академия Минобороны России


ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК затопления местности

НА ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ ПО ЕЁ ПРЕОДОЛЕНИЮ


Опыт ведения боевых действий во время Великой Отечественной войны, в локальных войнах и вооруженных конфликтах, а также опыт проводимых учений показывают, что гидрологическая обстановка существенно влияет на действия войск.

При организации инженерного обеспечения боевых действий войск, особенно на территории, где широко развитая гидрографическая сеть, представленная водотоками с размещенными на них гидроузлами, необходим тщательный анализ влияния гидрологических факторов на условия изменения местности. Одним из основных гидрологических факторов является гидрологический режим, который характеризует состояние водной преграды. Он может изменяться под влиянием естественных условий и искусственным путем.

Особенно сложные условия возникают на водных преградах, при изменении гидрологического режима водных преград одновременно под влиянием естественных условий и искусственным путем.

Наиболее сильное влияние на ведение наступления войсками Красной Армии в годы Великой Отечественной войны оказали водные заграждения, созданные противником на реках Висла, Бубр, Квиса, Одер.

Так, например, значительные затруднения встретили советские войска при форсировании рек Бубр и Квиса. С 12 по 14 февраля 1945 года противник осуществлял попуски воды из водохранилищ, расположенных в верховьях реки Бубр. Уровень воды в реке поднимался на 1–1,5 м, скорость течения возрастала до 1,5 м/с. В результате этого затруднялось строительство мостов и оборудование паромных переправ. Форсировав реку Бубр, советские войска вышли к реке Квиса. Неоднократными попусками воды из водохранилищ в верховьях реки Квиса противнику удалось нарушить функционирование паромных переправ, затруднить строительство мостов при форсировании реки войсками Красной Армии. Например, 50 исбр, которая оборудовала переправы в районе Чибсдорфа, в течении нескольких суток не могла подготовить мостовые переправы на реке. Только после захвата гидроузлов советскими войсками, бригаде удалось построить мосты.

Таким образом, опыт Великой Отечественной войны показывает, что трудности, возникавшие при преодолении водных преград, были связаны с образованием волн попуска, возникавших при использовании противником существующих сооружений гидроузлов, и волн прорыва, являвшихся следствием разрушения гидротехнических сооружений.

Волна прорыва, образующаяся в результате разрушения напорного фронта гидроузла, будет являться серьезным поражающим фактором. Даже частичный прорыв напорного фронта крупного гидроузла может привести к катастрофическим изменениям гидрологического режима рек и условий преодоления участков местности, особенно прилегающей поймы. Это связано с резким увеличением гидравлических нагрузок, выражающихся в повышении расхода водного потока. Это в свою очередь приведет к изменению скорости течения, ширины водной преграды, резкому подъему уровня воды и, как следствие, затоплению значительных территорий, с нарушением коммуни­каций (мостов, дорог, и т.п.), выводом из строя военных и промышленных объектов и затопленных населенных пунктов.

Как показывает анализ проведенных ранее исследований, особое влияние оказывают водные преграды на действия войск при изменении гидрологических нагрузок, которые выражаются в следующем:

при скорости течения водного потока свыше 2–3 м/с невозможно оборудование и содержание десантных переправ и переправы в брод;

при скорости течения 3–4 м/с невозможно оборудование и содержание паромных и мостовых переправ;

при затоплении местности и увеличении ширины водной преграды усложняются оборудование и содержание мостовых переходов, замедляется темп преодоления водной преграды войсками, увеличивается потребность в переправочно-десантных средствах, а образование мелководных участков усложняет оборудование паромных переправ;

при глубине водной преграды более 5 м затруднено строительство низководных мостов;

при расходе водного потока, превышающего пропускную способность мостовых переходов, особенно для потоков, несущих значительное количество плавающих предметов, возможны разрушения мостовых переходов.

Исходя из этого, можно считать, что основным параметром гидрологического фактора, влияющим на условия преодоления войсками водных преград при использовании современных переправочных средств, является скорость течения, так как при ее значении более 4 м/с невозможно оборудование и содержание всех видов переправ (таблица 1).

Таблица 1

Максимально допустимые скорости течения, при которых возможно применение

существующих плавающих средств

Скорость течения, м/с

Плавающее средство

До 1,5

ПТС-М, ПТС-2 , ПТС-3 , ГСП, ПММ-2, ПМП-М, ППС-84, ПП-91, ДПП-40

До 2,5

ПТС-М, ПТС-2 , ПТС-3, ПММ-2, ПМП-М, ППС-84, ПП-91,

До 3,0

ПМП-М, ППС-84, ПП-91,

До 4,0

ППС-84

Свыше 4,0

----------


После прохождения волны прорыва, как остаточное явление, образуются заболоченные участки местности, преодоление которых является сложной и порой невыполнимой на длительный срок задачей. Проведя анализ заболоченности пойм рек западных областей страны при бытовом режиме, не трудно понять, что протяженность заболоченных пойм после прохождения волны прорыва существенно возрастет (рис. 1). Как следствие, возникает необходимость альтернативных средств для преодоления болотистой местности и водной поверхности, скорость потока которой переваливает за 4 м/с.

Однако, такие параметры водного заграждения как скорость течения, ширина затопления, глубина водной преграды и заболоченные участки местности не влияют на применение амфибийных средств на воздушной подушке. На рис. 2 представлен вариант амфибийного средства на воздушной подушке, которое может в короткие сроки обеспечить преодоление водной преграды, как в момент прохождения волн прорыва или попуска, так и сразу после схода воды с поймы реки, несмотря на труднопроходимость переувлажненных участков местности.



Рис. 1. Сравнительные диаграммы количества рек западных областей страны

и длин их заболоченных и незаболоченных участков


На сегодняшний день такие средства передвижения разработаны и внедряются ОАО «Газпромом» в эксплуатацию. Технические характеристики представлены в табл. 2.






Рис. 2. Грузовая платформа на воздушной подушке

Таблица 2

Технические характеристики

Грузоподъемность, кг

30000

Сухой вес платформы, кг

25000

Полный вес, кг

65000

Экипаж, чел

3

Преодоление препятствий:

траншеи, канавы, трещины шириной, м.

крутизна подъема, градусов


до 2,5

до 28

Максимальная скорость км./час

над снегом, сушей и чистой водой;

над болотом заросшим травой, и низким кустарником.


до 100

до 60

Удельное давление воздушной подушки на грунт или воду, кг/м2

85…190

Запас плавучести

250%

Запас хода, не менее, часов

2...3


В.Ю. Арбузов

Военно-инженерная академия Минобороны России