Математические модели лавинных процессов для автоматизированных систем поддержки принятия управленческих решений в чрезвычайных ситуациях

• Автор: Лебедев, Олег Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЛАВИННОЙ

ОПАСНОСТИ ГОРНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ЮЖНОГО И СЕВЕРОКАВКАЗСКОГО ФЕДЕРАЛЬНЫХ ОКРУГОВ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

1.1 Общая характеристика снеголавинного режима

территории южного макросклона Западного Кавказа

1.2 Факторы лавинообразования Западного Кавказа

1.3 Рекреационное освоение района Красной

Поляны

1.4 Лавинная опасность района Красной Поляны

Выводы к главе 1

ГЛАВА 2 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
ЛАВИННОЙ ОПАСНОСТИ
2.1 Статистические методы
2.2 Экспертная нейросетевая модель
2.3 Модель динамики течения снежного пласта
2.4 Модель осаждения снега и движения снежной
массы вдоль склона
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СХОДА СНЕЖНОЙ ЛАВИНЫ НА ПРИМЕРЕ ОБЪЕКТОВ ОЛИМПИЙСКОЕ О СТРОИТЕЛЬСТВА
3.1 Влияние состояния поверхности склона на характер движения снежной массы на примере саннобобслейной трассы
3.2 Имитационное моделирование удара снежной
лавины о неподвижное препятствие на примере горнолыжного центра РозаХутор
3.3 Изучение защитного действия искусственного препятствия на примере комплекса трамплинов
Выводы к главе 3 ГЛАВА 4 ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА
ДАННЫХ ЛАВИНАС
4.1 Информационные системы для прогнозирования лавин
4.2 Разработка интерфейса программного продукта Имитационная модель схода снежной лавины
4.3 Разработка интерфейса программного продукта Расчт социальноэкономического ущерба при аварии на предприятии i
4.4 Функционирование информационной системы анализа данных ЛавинаС
Выводы к главе 4 ГЛАВА 5 ВОЗМОЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
АНАЛИЗА ДАННЫХ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ
УЩЕРБА ОТ СХОДА СНЕЖНЫХ ЛАВИН
5.1 Классификация и характеристики снежных лавин
5.2 Действующая система противолавинных мероприятий
5.3 Оптимизация параметров искусственных препятствий
5.4 Предложения по использованию информационной системы анализа данных ЛавинаС в существующих системах
мониторинга
5.5 Практическое применение программного
продукта Расчет социальноэкономического ущерба при аварии на предприятии i . 7 Выводы к главе 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Практическая значимость исследования состоит в разработке оригинальных компьютерных программ «Имитационная модель схода снежной лавины» (предназначенной для многократного проведения компьютерных экспериментов с моделью и изучения на этой основе влияния основных физикомеханических параметров снежной массы на интенсивность ее движения по склону) и «Расчёт социально-экономического ущерба при аварии на предприятии Risk Nature» (предназначенной для оценки экономического ущерба), а также информационной системы анализа, управления и оценки последствий схода снежных лавин «Лавина-С». Разработанная информационная система «Ла-вина-С» может применяться при оценке степени лавинной опасности для принятия своевременных управлсэтеских решений, обеспечивающих исключение человеческих жертв и минимизацию экономического ущерба, связанных со сходом лавин. Кроме того, система информационного прогнозирования «Лавина-С» путем параллельного включения без каких-либо дополнительных затрат способна увеличить функциональные возможности действующей системы мониторинга опасных явлений «Мониторинг ЧС» МЧС России. Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследования применяются в практической деятельности ГУ «Центр управления в кризисных ситуациях МЧС России по Воронежской области» и учебном процессе ФГБОУ ВПО Воронежский институт ГПС МЧС России. Результаты комплексного исследования осаждения снежной массы и движения лавины вдоль горного склона, с применением SPH-метода (Smoothed Particles Hydrodynamics). Проблемно-ориентированная программа для имитационного моделирования накопления, схода снежной массы и взаимодействия лавин с различными объектами (инженерными сооружениями). Алгоритм оценки ущерба при возникновении чрезвычайной ситуации, связанной со сходом снежной лавины, реализованный в виде оригинального программного продукта. Система мониторинга опасных явлений и комплекс программ «Мониторинг ЧС», дополненная информационной системой «Лавина-С», с целью прогнозирования лавинной опасности и принятия своевременных управленческих решений, обеспечивающих исключение человеческих жертв и минимизацию экономического ущерба. Апробации работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: международной научно-практической конференции «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы» (Воронеж, г. II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Пожарная безопасность: проблемы и перспективы» (Воронеж, г. XI научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» (Москва, г. X международной научно-практической конференции «Пожарная безопасность -» (Украина, Харьков, г. Двадцатой научно-технической конференции «Системы безопасности - » (Москва, г. XXII международной научно-практической конференции «Комплексная безопасность. Новые горизонты» (Москва, г. IV международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы» (Санкт-Петербург, г. VIII международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (Воронеж, г. Исследования выполнялись в соответствии с планом научно-технической деятельности МЧС России на - гг. Публикации. По результатам проведенных исследований и практических разработок опубликовано научных работ (7 статей, 6 материалов научных конференций), включая 6 работ [4-6, 2, 4, 5] в научных изданиях и журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ для публикации результатов кандидатской диссертации, в том числе 1 работа опубликована без соавторов; получено 1 свидетельство о государственной регистрации программного продукта. В работах, выполненных в соавторстве, автором лично выполнены: в [4-6] - интерпретация полученных результатов, в [2] - разработка концепции информационной системы и алгоритма ее функционирования, в [3,7-1, 3-5] - рассмотрение механизма образования снежной массы и проверка адекватности разработанной модели, в [Приложение 3] - разработка основных программных модулей. Структура и объём работы. Диссертация включает в себя 8 страниц печатного текста, состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 9 наименований, 3 приложений, содержит 7 таблиц и рисунка.