This paper presents a method of information resources formation to estimate and manage the territorial risks. The monitoring data classification as a basis for formation of centralized data warehouse is proposed in the paper.
Ничепорчук В.В.(1), Чернякова Н.А.(2) Предложен метод формирования информационных ресурсов для оценивания и управления территориальными рисками. Дана классификация данных мониторинга, положенная в основу формирования централизованного хранилища данных.
Ключевые слова: хранилище данных, информационный обмен, технологии анализа данных. В современных условиях проявляются новые и самые различные по характеру опасности и угрозы, а, следовательно, и риски для населения и территорий. Масштабность реализации опасностей природного и техногенного характера в Сибири обусловлены географическими характеристиками, особенностями инфраструктуры и экономики, реализацией крупных инвестиционных проектов в области природопользования. Обеспечение безопасности жизнедеятельности населения является одной из приоритетных задач управления, без решения которой невозможно устойчивое развитие территорий. Для оценивания состояния безопасности территорий, определения приоритетных направлений снижения рисков жизнедеятельности и планирования превентивных мероприятий необходимо формирование информационных ресурсов, разработка методов их обработки и использования в территориальном управлении.
Актуальность решения задач управления рисками обусловлена необходимостью комплексного рассмотрения процессов, происходящих в окружающей среде, техносфере и обществе. Для аналитической оценки долгосрочных перспектив развития территории, прогнозирования вероятности и масштабов чрезвычайных ситуаций (ЧС) требуются базы данных длительных наблюдений, а также результаты их обработки, реализованные в виде, удобном для восприятия и формирования управленческих решений. Помимо традиционных форм (таблиц и диаграмм) широко используются картографические продукты: атласы опасностей и рисков, инфографика, карты оперативной обстановки при техногенных авариях и стихийных бедствиях. Существующий в настоящее время регламент актуализации результатов оценивания территориальных рисков (3-5 лет) не отражает динамичность развития процессов в социальноприродно-техногенной системе [1]. Кроме того, методы оценивания и формирования управленческих решений, основанные на данных комплексного мониторинга и реализованные в виде информационно-аналитической системы, позволяют детализировать оценки рисков до регионального и муниципального уровней. В отличие от «статичных» отчётов информационная система позволяет манипулировать анализируемыми данными, изменять представления, наборы данных, угол зрения и т.п.
Проблема формирования комплексных информационных ресурсов заключается в необходимости интеграции большого количества данных ведомственных информационных систем [2]. Однако большинство корпоративных систем управления построено по вертикальному (отраслевому) принципу и ориентировано на решение функциональных задач ведомства. Организация межведомственного обмена и создание интегрированных проблемно ориентированных хранилищ данных (ХД) территориального управления идёт недостаточно интенсивно. Примером системы, консолидирующей ведомственные ресурсы, является веб-портал Росстата. Однако степень агрегации и частота актуализации данных позволяет использовать их для обоснования уровней рисков только на федеральном уровне управления. Для создания ХД и информационно-аналитических систем поддержки управления необходимо дальнейшее совершенствование нормативно-правовой базы, разработка стандартов хранения и обмена данными мониторинга, включая архивы наблюдений, справочники и классификаторы, а также пространственную информацию. Формирование надведомственного информационного пространства должно привести к синергетическому эффекту – повышению оперативности, качества и результативности управления территориями.
В работе описаны методы создания и использования инфраструктур данных для оценивания территориальных рисков на основе больших объёмов мониторинговой информации и современных технологий анализа данных.
Этапы создания системы информационной поддержки мероприятий по управлению территориальными рисками. Как показано в [3], математическое описание предельных состояний технических систем хорошо разработано в математике и механике. Применение этих методов к описанию событий и процессов в региональном масштабе требует использования методов системного анализа и синтеза модели социально-природно-техногенной системы с привлечением данных комплексного мониторинга, включая данные дистанционного зондирования. При этом должно быть обеспечено совмещение аналитических, имитационных и сложных нелинейных моделей системы с регулярно обновляемыми базами данных наблюдений.
В обобщенном виде этапы разработки информационной системы оценки и управления территориальными рисками представлены на рис. 1.
Перечень показателей, используемых для оценки рисков, аналогичен используемым при оценивании устойчивого развития территорий [4]. Однако информационная система, постоянно используемая в процессах территориального управления, должна иметь автоматически актуализируемые информационные ресурсы. Иными словами, добавление нового источника данных приводит к расширению перечня анализируемых характеристик территории, большей обоснованности формируемых управленческих решений. Информационная модель системы при этом не изменяется.
Рис. 1. Этапы и результаты элементов информационной системы.
Технологии консолидации данных в централизованное ХД должны отвечать следующим требованиям: работать со всеми распространенными СУБД; статистические базы – должны содержать социально-экономические характеристики территорий (показатели урбанизации), используемые для оценивания конкретных видов рисков. Например, аналитические модели оценивания и управления лесопожарной обстановкой помимо базы данных природных пожаров должны учитывать площади лесной территории, характеристики повреждений растительности, показатели деятельности в лесу, климатические характеристики территории.
Предложенный подход оправдан по следующим причинам: консолидация ведомственных данных обо всех опасных событиях позволяет избежать грубых оценок состояния безопасности территорий, присущих оценкам на основании информации о единичных случаях ЧС, различные представления данных можно использовать для решения широкого спектра задач управления; привлечение к анализу дополнительных характеристик территории, позволяет сформировать перечень управляемых факторов и оценить стоимость мероприятий снижения рисков.
Применение «классической» формулы оценки рисков, как произведения вероятности на ущерб, для большинства баз данных опасных событий возможно только при определённых попущениях. Статистически достоверная оценка вероятности реализуется для достаточно длинных рядов наблюдений (20 лет и более). Однако за это время программное обеспечение неоднократно модернизировалось, изменялась структура информационных ресурсов. Автоматизировать интеграцию годовых архивов затруднительно. Стандартизация инфраструктур данных позволяет сформировать ресурсы централизованного хранилища с минимальными потерями информативности.
Анализ большой совокупности разнородных данных приводит к необходимости использования экспертных коэффициентов, использующихся для перевода характеристик опасных событий к единой шкале ущербов для последующего вычисления интегрированных показателей опасности территорий. Коэффициенты применяются для перевода в денежный эквивалент человеческой жизни, ущерба здоровью, продолжительности и пространственных характеристик опасных событий. Они же позволяют учесть нелинейность масштабов произошедших опасных событий. Экспертные коэффициенты включаются в аналитические модели с возможной корректировкой в зависимости от необходимости информационного обоснования управленческих решений. [1] Москвичёв В.В., Бычков И.В., Потапов В.П., Тасейко О.В., Шокин Ю.И. Информационная система территориального управления рисками развития и безопасностью // Вестник РАН, 2017. – том 87, №8. – с. 696-705. [2] Бычков И.В., Ружников Г.М., Хмельнов А.Е. и др. Интеграция информационно-аналитических ресурсов и обработка пространственных данных в задачах управления территориальным развитием. ИСДТУ СО РАН. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2011. 369 с. [3] Бондур В.Г., Крапивин В.Ф., Савиных В.П. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. – М.: Научный мир, 2009. 692 с. [4] Левкевич В.Е., Лепихин А.М., Москвичёв В.В., Никитенко В.Г., Ничепорчук В.В., Шапарев Н.Я., Шокин Ю.И. Безопасность и риски устойчивого развития территорий. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2014. 224 с. [5] Шокин Ю.И., Москвичев В.В., Ноженкова Л.Ф., Ничепорчук В.В. Кризисные базы данных для управления безопасностью территорий // Вычислительные технологии. 2011. Т.16. – №6. С.115126. [6] Бычков И.В., Ружников Г.М., Хмельнов А.Е., Гаченко А.С. и др. Инфраструктура пространственных данных для создания информационно-аналитических систем территориального управления. ИСДТУ имени В.М. Матросова СО РАН. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2016. 242 с. [7] Чубукова И.А. Data Mining: учебное пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 382 с.