Повышение эффективности отслеживания перемещения автономных поисково-спасательных групп

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Общие и комплексные проблемы технических и прикладных наук и отраслей народного хозяйства


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

УДК 614. 8
Повышение эффективности отслеживания перемещения автономных поисково-спасательных групп
Ю. В. Седельников, Н.В. Хлебцов
Аннотация
В статье предложен способ повышения эффективности процесса отслеживания передвижения поисково-спасательной группы при проведении спасательных работ за счет его автоматизации и применения RFID-меток. Намечается сокращение объема передаваемой информации при сохранении ее информативности, что позволяет увеличить время автономной работы мобильных средств связи поисково-спасательных групп.
Ключевые слова: поисково-спасательная операция, поисково-спасательная группа, энергопотребление, мобильные средства связи, префиксное кодирование.
Increasing the Efficiency of Tracking Autonomous Search and Rescue Teams
U. Sedelnikov, N. Khlebtsov
Abstract
The authors propose a method for increasing the efficiency of tracking SAR teams during rescue operations by automating the process and using RFID tags. It is planned to reduce the amount of trasmitted data while preserving its informativity and thus increase the battery-run time for mobile communication devices of SAR teams.
Key words: search and rescue operation, search and rescue team, power consumption, mobile communication devices, prefix coding.
Проведение поисково-спасательной операции тесно сопряжено с надежностью канала связи между поисково-спасательной группой (ПСГ) и центром управления. Одним из факторов, влияющих на надежность связи в случае проведения автономной операции, является ограниченная емкость элементов питания и отсутствие возможности их подзарядки на маршруте. В связи с тем, что энергопотребление существенно зависит от количества переданных сообщений, одним из способов повышения эффективности использования элементов питания устройств связи является уменьшение общего объема передаваемых данных без сокращения числа сообщений.
Поток передаваемых сообщений представляет собой кодированную информацию о перемещении
группы и событиях, происходящих на маршруте движения, например, обнаружение объекта поиска, обвал, проход контрольных точек. Так как количество затраченного времени на передачу сообщений пропорционально их количеству и суммарной длительности, то общий объем использованного времени существенно увеличивается с ростом числа событий, происходящих на маршруте.
Для передачи информации предлагается использование дискретного канала связи, предназначенного для передачи информации о событиях, происходящих на маршруте, в кодированном виде.
Одним из способов повышения эффективности процесса отслеживания передвижения поисково-спасательной группы при проведении спасатель-
Технологии гражданской безопасности, том 8, 2011, № 1 (27)
/37
ных работ является его автоматизация, которая может быть реализована на основе современных технологий (в частности, с применением ЯРГО-меток). На критически важных объектах в контрольных точках возможного прохождения поисково-спасательных групп должны быть предварительно установлены ЯРГО-метки. Поисково-спасательные группы оснащаются мобильными средствами связи с возможностью считывания ЯРГО-меток. Считывание осуществляется в автоматическом режиме при прохождении соответствующей контрольной точки.
Для уменьшения объема передаваемых в автоматическом режиме данных предлагается введение подсистемы кодирования информации на базе префиксных кодов [1]. Подсистема кодирования базируется на статистической информации о событиях, которые могут произойти на маршруте (прохождение контрольных точек, обнаружение завалов, людей, очагов возникновения ЧС и т. д.). Статистические характеристики ожидаемых событий должны быть определены заранее на основе анализа всех возможных маршрутов движения группы с использованием математического аппарата теории графов и теории вероятностей, используя имеющиеся планы объекта и места установки ИРГО-меток.
Эти действия могут быть алгоритмизированы и реализованы программно для выполнения на вычислительной машине в автоматизированном режиме.
Механизм обмена строится на базе асинхронной симплексной передаче информации о событиях на маршруте [2]. Информация передается в виде кадров, каждый из которых состоит из стартового бита необходимого для корректной синхронизации передатчика, и приемника п бит данных (0 & lt- п) (рис. 1). Суммарное количество переданных бит определяется по формуле
м =, (2)
где I — тип сообщения, N — его бинарное представление, К, _ количество передаваемых сообщений 1-го типа.
При этом необходимо составить правило установления соответствия между событиями и сообщениями. Следует учитывать, что отдельными событиями являются прохождение той или иной контрольной точки, обнаружение завала, обнаружение людей (помехи, препятствия).
Применение префиксного кодирования предпола-
гает выделение наиболее часто возникающих событий, которыми могут являться факты прохождения контрольных точек с установленными ЯРГО-метками в местах наиболее частого прохождения поисково-спасательной группы. События необходимо отсортировать в порядке понижения вероятности их возникновения.
Пример анализируемого участка маршрута представлен на рис. 2, на котором кружком обозначены сообщения, генерируемые автоматически на основе считывания ИРШ-метки- прямоугольниками обозначены сообщения, передаваемые в ручном режиме поисково-спасательной группой.
Как видно, маршрут включает в себя следующий тип анализируемых событий: перемещение по маршруту (8 переходов), возникновение события «Обвал» (3 перехода), возникновение события «Люди» (3 перехода).
Префиксное кодирование предполагает присвоение символам с большей вероятностью возникновения коротких кодовых слов- с меньшей вероятностью — более длинных кодовых слов. Например, сообщение «Прохождение контрольной точки & quot-Развилка"-«, как наиболее вероятное, должно кодироваться самым коротким кодовым словом, сообщение «Прохождение контрольной точки & quot-Путь 1& quot-«, «Прохождение контрольной точки & quot-Путь 2& quot-«, «Прохождение контрольной точки & quot-Путь 3& quot-» — более длинными кодовыми словами, а сообщения «Обвал» и «Люди» — самыми длинными кодовыми словами (как самыми редко встречающимися).
Для этого можно применять известные префиксные коды, например, код Хаффмена, код Шеннона-Фано.
Пусть в процессе передвижения по маршруту поисково-спасательной группы было пройдено 100 контрольных точек с передачей ИРГО-метки. Если длина метки (с учетом стартового бита) составляет 97 бит, то общее количество переданных бит без применения предложенной методики составили 97*100 = 9700 бит.
В случае применения префиксного кодирования максимальная длина ЯРГО-метки (с учетом стартового бита) в данном случае составит 8 бит (1+^2100). Таким образом, общее количество переданных бит составит 8*100 = 800 бит, экономия — 92%.
Предложенный способ позволит повысить эффективность процесса отслеживания передвижения поисково-спасательной группы при проведении спасательных работ за счет его автоматизация и при этом незначительно увеличить объем передаваемой информации, а в некоторых случаях и уменьшить его за счет применения эффективных методов кодирования, что позволит увеличить время автономной работы мобильных средств связи поисково-спасательных групп.
Рис. 1. Структура кадра данных
Рис. 2. Маршрут движения ПСГ
Литература Сведения об авторах
1. Сэломон Д. Сжатие данных, изображения и звука. М.: Техносфера, 2004. 368 с.
2. Хвощ С. Т. и др. Организация последовательных мультиплексных каналов систем автоматического управления. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989.
3. Кельберт М. Я., Сухов Ю. М. Вероятность и статистика в примерах и задачах // Т. II Марковские цепи как отправная точка теории случайных процессов и их приложения.
4. Яглом А. М., Яглом И. М. Вероятность и информация. М.: Наука, 1973.
Седельников Юрий Викторович: МЧС России, Департамент гражданской защиты, заместитель директора. 121 357, Москва, ул. Ватутина, 1.
Хлебцов Николай Владимирович: аспирант, Тульский государственный университет. E-mail: nvhleb@km. ru
Разработки ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
/39
УДК 351. 861 (470+571)
ББК 68.9 (2 Рос)
O-93
Р. Х. Цаликов, В. А. Акимов, К. А. Козлов. МЧС
России. Оценка природной, техногенной и экологической безопасности России. — М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009. — 464 стр.
ISBN 978−5-93 970−040−5
В монографии впервые в отечественной литературе системно изложены проблемы оценки природной, техногенной и экологической безопасности России.
При разработке монографии авторы руководствовались принципом «предвидеть и предупредить», в соответствии с которым методология анализа риска возникновения чрезвычайных ситуаций направлена на оценку уровня опасности для населения и территорий.
В монографии представлены фактические материалы по анализу основных опасностей и угроз кризисного характера, изложены новые подходы к прогнозированию возникновения чрезвычайных ситуаций на территориях субъектов и регионов Российской Федерации.
При этом использован обширный статистический материал по чрезвычайным ситуациям за последние 10 лет. Большое внимание уделено оценке опасностей в техносфере и экологическим последствиям.
На основе экспертно-прогностической оценки потенциально опасных источников ЧС, с учетом статистического анализа за последние 10 лет, определена степень риска возникновения ЧС на территории всех 83 субъектов РФ.
Материалы монографии могут быть полезны широкому кругу читателей, интересующихся проблемами защиты населения и территорий от ЧС. Она может представлять большой интерес для специалистов и сотрудников администраций субъектов Российской Федерации и органов местного самоуправления, а также для инвесторов, предпринимателей и руководителей страховых компаний в процессе их профессиональной деятельности на территории России.
© МЧС России, 2009
© ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009
© Оформление ИПП «Куна», 2009
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Опасности возникновения чрезвычайных ситуаций
1.1. Виды опасностей возникновения чрезвычайных ситуаций
1.2. Оценка опасностей в техносфере
1.3. Природные опасности
1.4. Оценка экологической обстановки
1.5. Степень риска чрезвычайных ситуаций
2. Северо-Западный регион
3. Центральный регион
4. Южный регион
5. Приволжский регион
6. Уральский регион
7. Сибирский регион
8. Дальневосточный регион
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Настоящий труд включает в себя восемь глав и содержит уникальные по своей значимости информационно-справочные материалы с прогностическими оценками степени опасности по 7 регионам России и 83 субъектам Российской Федерации (в работе учтены все объединения в регионах по состоянию на 1 марта 2008 г.).
В первой главе рассматриваются потенциальные источники опасности в природе и техносфере. Определены прогностические оценки степени потенциальной опасности возникновения чрезвычайных ситуаций на территории субъектов (регионов) Российской Федерации.
Главы вторая — восьмая посвящены оценке безопасности субъектов РФ в разрезе федеральных округов. Все главы структурно идентичны. В каждой из них дается краткая характеристика региона, которая сопровождается схемами районирования территории субъектов. Раскрываются общие данные, природные условия, экономика, потенциальные источники ЧС. Дается оценка экологической безопасности. Приводятся результаты расчетов сравнительной оценки природных и техногенных опасностей субъектов Российской Федерации по федеральным округам.
Электронная версия книги в формате PDF
http: //elibrary. ru/item. asp? id=15 017 860

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой