РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ СОЗДАНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА
СЕЛЕОПАСНОСТИ В ГОРНЫХ И ПРЕДГОРНЫХ РАЙОНАХ

Михайлов Петр Григорьевич, доктор технических наук, профессор, генеральный директор,
Научно-производственный центр«Контрольные измерительные технологии»
(Россия, г. Пенза, ул. Кустодиева, 23), E-mail: pit_mix@mail.ru
Ломтев Евгений Александрович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: rectorat@pnzgu.ru
Аналиева Ажар Уразбаевна, преподаватель, Колледж экономики и информационных технологий
при Казахстанском университете инновационных и телекоммуникационных систем,
(Республика Казахстан, г. Уральск, ул. М. Маметовой, 81)
Гусманова Мира Саменовна, магистр, кафедра технических дисциплин, Казахстанский университет инновационных и телекоммуникационных систем, (Республика Казахстан, г. Уральск, ул. М. Маметовой, 81)

 551.32, 551.311.8

Актуальность и цели. Рассмотрены вопросы создания системы мониторинга (СМ) возникновения и развития процессов селеобразования в горных и предгорных территориях. Показано, что для повышения эффективности и надежности функционирования СМ она должна иметь многоуровневую структуру. Сформулированы технические требования к комплексу программно-аппаратных средств СМ.  
Материалы и методы. Предложена методика синтеза единичных и интегральных критериев опасности, основанная на математическом аппарате квалиметрии. Показано, что информативность СМ в наибольшей степени обеспечивается ее нижним уровнем, уровнем датчиков физических величин (ДФВ), устанавливаемых в критических точках контролируемой системы. Определен и исследован состав и номенклатура комплекса технических средств СМ, сформулированы качественные требования к основным параметрам ДФВ, при этом доказано, что описание их количественных параметров зависит от конфигурации и местоположения конкретного объекта.
Результаты. Предложена концепция построения многоуровневой СМ и прогнозирования селевой опасности. Определен состав и номенклатура основных типов технических и программных средств, используемых на различных иерархических уровнях СМ. При этом на нижнем уровне целесообразно использовать многофункциональные ДФВ, а на верхнем – обучаемые искусственные нейронные сети, способные оценивать и прогнозировать состояние объектов мониторинга.
Выводы. Определена концепция создания многоуровневой интеллектуальной СМ возникновения и развития процессов селеобразования. Показано, что информативность СМ в наибольшей степени обеспечивается ее нижним уровнем, уровнем ДФВ, устанавливаемых в критических точках контролируемой системы. Сделаны выводы о возможности реализации многоуровневой СМ на основе многофункциональных микроэлектронных ДФВ и нейросетевых технологий. Разработана структура и определены функции СМ.

Ключевые слова

мониторинг, информация, искусственные нейронные сети, радиоканал, сель, чрезвычайная ситуация, комплекс, система, техническое средство, датчик, программа, гора, цель, критерии, модели.

 Скачать статью в формате PDF

1. Заруднев, В. М. Лавинно-селевая опасность бассейнов рек Теберда, Большой Зеленчук, Мзымта и защита от лавин и селей горнолыжных комплексов Домбай, Архыз, Красная Поляна / В. М. Заруднев, А. Д. Салпагаров, И. И. Хома. – Кисловодск : Северокавказское издательство МИЛ, 2007. – 288 с.
2. Замай, В. И. Проблемы мониторинга селевой опасности горных районов Казахстана / В. И. Замай // Проблемы автоматики и управления. – 2014. – № 2. – С. 31–40.
3. Казаков, Н. А. Грязекаменные сели катастрофических объемов в низкогорье острова Сахалин / Н. А. Казаков, Ю. В. Генсиоровский // Селевые потоки: катастрофы, риск, прогноз, защита : тр. Междунар. конф. – Пятигорск : Изд-во Севкавгипроводхоза, 2008. – С. 45–48.
4. Баринов, А. В. Чрезвычайные ситуации природного характера и защита от них / А. В. Баринов. – М. : Мир, 2004. – 204 с.
5. Перов, В. Ф. Селеведение : учеб. пособие / В. Ф. Перов. – М. : Изд-во МГУ, 2012. – 272 с. 6. Шеко, А. И. Закономерности формирования и прогноз селей / А. И. Шеко. – М. : Недра, 1980. – 296 с.
7. Постановление Правительства РФ от 30 декабря 2003 г. № 794 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций». – М., 2003.
8. Федеральный закон № 68 ФЗ от 21 декабря 1994 г. «О защите населения и территории от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера». – М., 2003.
9. ГОСТ Р 22.1.02–1995. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения. – М., 1995.
10. Шкареда, В. Б. Правила нанесения на карты обстановки о чрезвычайных ситуациях : метод. пособие / В. Б. Шкареда, О. М. Помазков, В. В. Тимченко ; Южный региональный центр по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий. – Ростов н/Д, 2002. – 52 с.
11. Михайлов, П. Г. Исследование вопросов диагностики и контроля чувствительных элементов и измерительных модулей микроэлектронных интеллектуальных датчиков / П. Г. Михайлов, К. А. Ожикенов, А. О. Касимов // Доклады НАН РК. – 2014. – № 4. – С. 35–40.
12. Михайлов, П. Г. Микроэлектронный датчик давления и температуры / П. Г. Михайлов // Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика. – 2003. – № 11. – С. 29–31.
13. Михайлов, П. Г. Принципы построения датчиков с расширенными функциональными  возможностями / П. Г. Михайлов, А. В. Варламов, В. П. Михайлова // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2009. – № 2. – С. 48–50.
14. Соколов, М. Аппаратные средства реализации беспроводных решений ZigBee/802.15.4 / М. Соколов, А. Гришин // Современная электроника. – 2006. – № 9. – С. 28–35.
15. Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс : пер. с англ. / С. Хайкин. – 2-е изд. – М. : Вильямс, 2006. – 1104 с.
16. Камышинский, В. И. Нейронные сети и их применение в системах управления и связи / В. И. Камышинский, Д. А. Смирнов. – М. : Горячая линия – Телеком, 2003. – 94 с.
17. Литвак, Б. Г. Экспертные оценки и принятие решений / Б. Г. Литвак. – М. : Патент, 1996. – 271 с.
18. Михайлов, П. Г. Стабильность микроэлектронных датчиков и технологий : моногр. / П. Г. Михайлов. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2003. – 231 с.
19. Михайлов, П. Г. Разработка моделей качества датчиков физических величин на основе квалиметрического подхода / П. Г. Михайлов, П. Н. Цибизов // Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2012. – № 5 (130). – С. 99–104.