Інформаційно-аналітична система цивільного захисту. Застосування СУБД в підрозділах МНС

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інформаційно-аналітична система цивільного захисту. Застосування СУБД в підрозділах МНС

Вступ

Проблема, перед якою сьогодні опинилися підрозділи пожежно-рятувальної служби, полягає у тому, що застосовані у цих підрозділах системи автоматизованого зв'язку і оперативного управління перестали задовольняти як за кількістю і якістю наданої персоналу інформації, так і за набором функцій. І справа навіть не в тому, яке програмне забезпечення або які за потужністю засоби обчислювальної техніки при цьому використовуються.

Справа в тому, що змінилася точка зору на основні функції автоматизованих систем, а також у застарілій технології проектування таких систем. Функції існуючих автоматизованих систем зазвичай обмежуються поточним контролем за основними процесами діяльності, рутинною обчислювальною роботою і, у рідких випадках, автоматизацією виконання локальних оперативних команд.

Функції сучасних і перспективних автоматизованих комп'ютерних систем значно розширюються як стосовно області керуючих впливів, так і в області інформаційного забезпечення. Цей процес зміни функцій супроводжується тим, що стара термінологія, яка відноситься до комп'ютерних технологій, поступово починає витіснятися новою, у якій визначальними стають поняття «інформаційні системи», «інформаційно-управляючі системи», «інтегровані системи управління» і т.п. Даний процес зміни термінології відображає перехід комп'ютерних систем управління на якісно новий рівень, де основну роль грають інформаційні технології, точніше, технології інформаційної підтримки прийнятих (автоматично або людиною) рішень по управлінню процесом оперативної та службової діяльності підрозділів МНС.



1. Загальне призначення і класифікація інформаційних систем

Інформаційні системи, а саме інформація і інформаційні технології існували з моменту появи суспільства, оскільки на будь-якій стадії його розвитку існує потреба в керуванні. А для управління потрібно систематизована, попередньо підготовлена інформація.

Таким чином, місія інформаційних систем - виробництво потрібної для організації інформації з метою забезпечення ефективного управління всіма її ресурсами, створення інформаційного і технічного середовища для здійснення управління.

Розглядаючи систему управління, можна виділити три рівні управління: стратегічний, тактичний і оперативний. На кожному з цих рівнів управління вирішуються свої задачі, для рішення яких виникає потреба в інформації, тобто інформаційних запитів до інформаційної системи.

Ці запити спрямовані до відповідної інформації в інформаційній системі. Інформаційні технології дозволяють обробити запити і, використовуючи наявну інформацію, сформувати відповідь на ці запити.

Таким чином, на кожному рівні управління з'являється інформація, що служить основою для прийняття відповідних рішень.

Відповідно до характеру інформації і рішень в організації з'являються інформаційні системи визначеного рівня.

Приклади інформаційних систем:

- автоматизовані інформаційні системи забезпечення і контролю пожежної безпеки об'єктів (ІУС пожежного нагляду);

- автоматизовані інформаційні системи зв'язку й оперативного управління діяльністю ПРС (оперативно-диспетчерські ІУС);

- автоматизовані інформаційні системи правового забезпечення діяльності ПРС (ІУС правового забезпечення)і т.п.

Щоб розібратися в роботі інформаційної системи, необхідно зрозуміти суть проблем, що вона вирішує, а також організаційні процеси, у які вона включена.

У кожній з таких систем організується і ведеться робота щодо:

* визначення інформаційних потреб;

* здійснення добору джерел інформації;

* збору інформації;

* введення інформації від зовнішніх або внутрішніх джерел;

* дій по обробці інформації, оцінці її повноти і значимості і по формалізації даних (представлення інформації в зручному вигляді);

* виведення інформації для надання споживачам або передачі в іншу систему;

* використання інформації для оцінки тенденцій, розробки прогнозів, оцінки альтернатив рішень і дій, вироблення стратегії;

* організація зворотного зв'язку -- за інформацією, переробленою людьми даної організації, здійснення корекції вхідної інформації.

Всі зазначені дії передбачають використання певних інформаційних технологій у рамках інформаційної системи МНС України.

Принципово важливим питанням є встановлення регламенту (порядку) функціонування інформаційної системи -- від виявлення інформаційних потреб до безпосереднього використання інформації.

Мова йде про типізацію задач, розв'язуваних в підрозділах МНС України, встановлення періодичності одержання, обробки і використання інформації, а також щодо стандартизації вхідних і вихідних документів, стандартизації процедур обробки інформації.

Запити до інформаційної системи і, отже, процедури формування відповіді на них можна розподілити на рутинні і не рутинні.

Рутинні процедури характеризуються заданістю вихідної і вихідної інформації, а також визначеністю алгоритму одержання останньої з першої.

Виділення рутинних задач і процедур обробки інформації дозволяє формалізувати ці задачі, а надалі автоматизувати процес їх розв'язання. Складність питання полягає лише в тому, чи спроможні інформаційні технології, які використовуються в підрозділах МНС, забезпечити інфраструктуру для цього.

В основі будь-якої системи лежить процес. В основі інформаційної системи -- процес виробництва інформації. В цьому змісті ми можемо розглядати інформаційну систему як систему управління, де процес виробництва інформації є об'єктом управління.

Як і в будь-який системі управління, в ІУС існують органи управління інформаційною системою (Таблиця 1.)

Таблиця 1 Інформаційна система як об'єкт управління

Об'єкт управління	Оперативний рівень управління	Тактичний рівень управління	Стратегічний рівень управління
Інформаційна система МНС України	Керівний і виконавчій склад ГУ МНС України в області	Керівники і виконавці пожежно-рятувальних підрозділів	Керівний склад МНС України
Інформаційні технології, що застосовані	Персонал інформаційної системи	Персонал інформаційної системи	Головне керівництво інформаційною системою

Інформаційні системи можуть бути класифіковані по ряду ознак:

за ступенем автоматизації (автоматизовані або неавтоматизовані);

за сферою функціонування об'єкта управління;

за рівнем у системі управління (державні, територіальні, окремого підрозділу МНС України і т.п.);

за видом процесів управління (технологічні процеси, управлінські процеси);

за видом використання (емпіричні і теоретичні).

У даний час склалася думка про інформаційну систему як про систему, яка реалізована за допомогою комп'ютерної техніки. Це не так, інформаційні системи, як і інформаційні технології, можуть функціонувати як із застосуванням технічних засобів, так і без такого застосування. Це питання економічної доцільності.

Зростання обсягів інформації в інформаційній системі МНС України, потреба в прискоренні і більш складних способах її переробки викликають необхідність автоматизації роботи інформаційної системи, тобто автоматизації обробки інформації.

У неавтоматизованій інформаційній системі всі дії з інформацією, а також прийняття рішення здійснює людина.

Автоматизація процесів обробки інформації призводить до появи, в рамках алгоритмів обробки інформації, вирішальних правил. Це приводить до переростання «чистої» інформаційної системи в інформаційну систему управління. У рамках останньої частково реалізовані функції людини з прийняття рішень.

інформаційний система автоматизований

2. Структурні компоненти та вимоги автоматизованої інформаційної системи

Автоматизована інформаційна система управління діяльністю підрозділів МНС України -- є взаємозалежна сукупність даних, устаткування, програмних засобів, персоналу, стандартів процедур, призначених для збору, обробки, розподілу, збереження, видачі (надання) інформації відповідно до вимог, що випливають з цілей діяльності підрозділів МНС України.

Як правило, це система для підтримки прийняття рішень і виробництва інформаційних продуктів, що використовує комп'ютерну інформаційну технологію, і персонал, взаємодіючий з комп'ютерами і телекомунікаціями.

Технологія роботи в комп'ютеризованій інформаційній системі повинна бути доступна для розуміння фахівцем некомп'ютерної області і може бути успішно використана для контролю процесів професійної діяльності і управління ними.

За думкою Г.Поппеля і Б.Голдстайна*, обмін інформацією починається і закінчується мовою, даними або зображенням, сприйманими органами сприйняття людини: слухом, зором і дотиком. А між цими вхідними і вихідними елементами в комп'ютеризованій інформаційній системі знаходиться електронний продукт різних рівнів -- операційні системи, системи управління базами даних, прикладне забезпечення і сама інформація. Ця інформація, програмні засоби і компоненти інформаційної системи, за допомогою яких інформація збирається, обробляється і передається, часто недоступні для використання в той самий момент часу. Тому характеристикою таких інформаційних систем є можливість зсуву в часі процесів обробки даних.

Автоматизована інформаційна система має частину забезпечення і функціональну частини (Рис. 3).

Частина, що забезпечує, складається з інформаційного, технічного, математичного, програмного, методичного, організаційного і лінгвістичного забезпечення.

Інформаційне забезпечення -- сукупність проектних рішень по обсягах, розміщенню, формам організації інформації (єдиної системи класифікації і кодування інформації, уніфікованих систем документації, схем інформаційних потоків), що циркулює в організації, а також методологія побудови баз даних.

Містить у собі: показники, довідкові дані, класифікатори і кодифікатори інформації, уніфіковані системи документації, інформацію на носіях і т.д.

У рамках інформаційного забезпечення маються позамашинні й внутрішньомашинні дані.

Позамашинна інформаційна база сприймається людиною без допомоги технічних засобів -- наряди, акти, накладні і т.п.

Структурні компоненти інформаційної системи
Частина забезпечення	Функціональна частина
Технічне забезпечення Математичне забезпечення Лінгвістичне забезпечення Програмне забезпечення	Інформаційне забезпечення Організаційне забезпечення Методичне забезпечення Правове забезпечення

Внутрішньомашинна інформаційна база утримується на носіях і складається з файлів. Вона може бути створена як сукупність окремих файлів, кожний з яких відбиває деяку множину однорідних управлінських документів (наряди, накладні і т.п.), або як база даних.

В останньому випадку файли будуть залежними і структура одних файлів буде залежати від структури інших, а структури файлів бази даних не будуть відповідати структурі управлінських документів.

В інформаційному забезпеченні розрізняють вхідні і вихідні документи.

Технічне забезпечення -- комплекс технічних засобів, призначених для роботи інформаційної системи, а також відповідна документація на ці засоби і технологічні процеси.

Містить у собі:

* технічні засоби збору, реєстрації, накопичення, обробки, передачі, відображення, виводу, розмноження інформації;

* комп'ютери будь-яких моделей (персональні комп'ютери і високопродуктивні комп'ютери); комп'ютери можуть поєднуватися в обчислювальні мережі;

* оргтехніку і т.д.;

* пристрої автоматичного зняття інформації;

* експлуатаційні матеріали й ін.

Попередній вибір технічних засобів, організація їхньої експлуатації, технологічний процес обробки даних, технологічне оснащення оформляються документацією. Документацію можна умовно розділити на три групи:

загальносистемну, що включає державні і галузеві стандарти з технічного забезпечення;

спеціалізований, утримуючий комплекс методик по всіх етапах розробки технічного забезпечення;

нормативно-довідкову, яка використовується при виконанні розрахунків з технічного забезпечення.

Математичне забезпечення - сукупність математичних методів, моделей, алгоритмів обробки інформації, як використовуються при рішенні задач в інформаційній системі (функціональних і автоматизації проектування інформаційних систем).

До засобів математичного забезпечення відносяться:

засоби моделювання процесів управління;

типові задачі управління;

методи математичного програмування, математичної статистики й ін.

Програмне забезпечення - сукупність програм для реалізації цілей і задач інформаційної системи, а також нормального функціонування комплексу технічних засобів.

До складу програмного забезпечення входять загальносистемні і спеціальні програмні продукти, а також технічна документація, у тому числі: операційна система, системи програмування, інструментальні засоби, тестові і діагностичні програми, програмні засоби телекомунікації, захисту інформації, функціональне програмне забезпечення (автоматизовані робочі місця, системи управління базами даних і ін.).

Спеціальне програмне забезпечення являє собою сукупність програм, розроблених при створенні конкретної інформаційної системи. У його склад входять пакети прикладних програм, що реалізують розроблені моделі різного ступеня адекватності, що відбивають функціонування реального об'єкта.

Технічна документація на розробку програмних засобів повинна містити опис задач, завдання на алгоритмізацію, економіко-математичну модель задачі, контрольні приклади.

Методичне забезпечення й організаційне забезпечення - сукупність методів, засобів і документів, що регламентують взаємодію персоналу інформаційної системи з технічними засобами і між собою в процесі розробки й експлуатації інформаційної системи.

ФУНКЦІОНАЛЬНА ЧАСТИНА ІНФОРМАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ забезпечує виконання і призначення інформаційної системи. Фактично тут утримується модель системи управління організацією. У рамках цієї частини відбувається трансформація цілей управління у функції, функцій - у підсистеми інформаційної системи. Підсистеми реалізують задачі.

Підсистема - це частина системи, виділена за якою-небудь ознакою. Звичайно в інформаційній системі функціональна частина розбивається на підсистеми по функціональних ознаках:

рівень управління (вищий, середній, нижчий);

вид керованого ресурсу (матеріальні, трудові, фінансові й ін.);

сфера застосування (фінансові, технологічні й ін.);

функції управління і період управління.

Прикладом може служити інформаційна система управління технологічними процесами - комп'ютерна інформаційна система, що забезпечує підтримку прийняття рішень по управління технологічними процесами з заданою дискретністю й у рамках визначеного періоду управління.

Загальні вимоги до інформаційних систем

Основними вимогами, актуальними для сучасних інформаційно-керуючих систем, можна вважати:

· наявність єдиного інформаційного простору всієї організації, до складу якого повинні входити фактографічні бази даних, як у частині технології, так і адміністративно-господарської діяльності; бази документів, прецедентів і об'єднуючий їхній компонент - предметно-орієнтоване сховище даних, що дозволяє використовувати всю накопичену інформацію для прийняття технологічних і управлінських рішень;

· автоматизована підтримка методичного забезпечення аналізу, оцінки і прогнозу діяльності підприємства в цілому, але і також його структурних частин;

· орієнтація на створення й ефективне застосування розподілених процесів формування варіантів рішень для керівного персоналу всіх рівнів;

· відповідність функціональності автоматизованих робочих місць персоналу організації їхнім посадовим обов'язкам;

· підвищення якості управління за рахунок більш оперативного і повного використання інформації про хід управлінського процесу;

· наявність корпоративної мережі як інформаційної основи організації;

· забезпечення вірогідності і цілісності даних при інформаційному обміні, як усередині організації, так і при виході на зовнішніх користувачів;

· технологічна цілісність, що виявляється в застосуванні погодженого набору промислових інформаційних технологій для більш ефективного використання і управління інформаційними ресурсами організації;

· інформаційна наступність старих і нових інформаційних систем;

· забезпечення високого рівня надійності даних при цілодобовій роботі.

Вимоги до інформаційної системі, не можуть бути задоволені звичайним набором комп'ютерного устаткування і програмних додатків.

Кінцевою метою розробки інформаційної системи повинно бути створення єдиної корпоративної інформаційно-управляючої системи. Сучасна інформаційна система орієнтована не на виконання окремих задач, а на забезпечення раціонального виконання основних функцій організації, тобто на здійснення організаційних, управлінських, і технологічних функцій, що не є допоміжною або сервісною програмою.

Природно, що універсальних рецептів, що могли б однаково успішно застосовуватися у різних організаціях, немає. Але є методи, з використанням яких можуть бути побудовані системи управління діяльністю підрозділів.

Ці методи являють собою формалізовану сукупність понять і процесів, що дозволяє створити інформаційну систему того, як організація повинна працювати, і мають сугубо конструктивний характер, тобто її можна сприйняти як набір інструкцій (алгоритм), розроблених у результаті аналізу діяльності підрозділів визначеної організації.

При цьому принципово важливою якістю такої інформаційної системи є те, що система має можливість розвитку “зверху вниз”, коли в першу чергу автоматизується не діяльність виконавців, а рівень підготовки і структурованого представлення інформації для керівництва організації.

Побудова інформаційної піраміди “зверху вниз” дозволяє:

· мінімізувати витрати на формальні заходи, результати яких не будуть затребувані через зміну потреб організації до моменту завершення робіт з автоматизації;

· різко скоротити час від початку робіт до одержання практичних результатів;

· поміняти місцями групи споживачів (першими користувачами системи, що зможуть оцінити ефект від її впровадження, є не виконавці, а керівники організацій);

· оптимізувати інформаційну структуру організації.

3. Призначення та побудова геоінформаційних систем

Необхідність удосконалення інформаційних систем, що забезпечують прийняття рішень на державному рівні викликало розвиток та впровадження геоінформаційних ресурсів. Використання Гіс-технологий для забезпечення урядових інформаційних систем навіть позначено у світовій практиці спеціальним терміном "G-Government" (як елемент системи "E-Government" - "електронний уряд"), що підкреслює особливості цієї сучасної й ефективної форми роботи з просторовою інформацією.

В Україні одним з важливих кроків у цьому напрямку стало створення Урядової інформаційно-аналітичної системи по надзвичайних ситуаціях (УІАС НС). Її основними замовниками є Кабінет Міністрів України і Міністерство України з питань надзвичайних ситуацій і по справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи (МНС).

ПРИЗНАЧЕННЯ Система створена для забезпечення міжвідомчої інформаційної взаємодії та аналітичної підтримки прийняття рішень на основі сучасних методів просторового аналізу, моделювання розвитку надзвичайних ситуацій і прогнозування їхніх наслідків.

Для реалізації настільки масштабних комплексних проектів потрібні чималі фінансові, організаційні й інтелектуальні ресурси. Тому одним з важливих моментів є розгляд місця і ролі геоінформаційних технологій і обґрунтування необхідності їхнього впровадження в загальну інформаційну структуру урядових систем.

СТРУКТУРА ГІС Виходячи з виконуваних функцій, дану інформаційну структуру можна представити у виді трьох блоків: збору даних, аналітичний, підтримки управлінських рішень.

Блок збору даних

Призначення Цей блок відповідає за оперативне одержання і систематизацію даних з метою їхньої необхідної організації для наступного аналізу.

Світовий досвід показав, що інформаційна структура урядового рівня повинна спиратися на розподілені джерела інформації. У противному випадку забезпечити легітимність і актуальність даних для прийняття рішень буде украй важко. З огляду на це, у процесі створення УІАС НС забезпечується як міжвідомчий обмін електронними інформаційними ресурсами, так і загальне інформаційне середовище для взаємного спілкування державних органів: захищена телекомунікаційна мережа, електронна пошта, електронний документообіг і т.д.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ Блок збору даних УІАС НС одержує й обробляє інформацію від ряду структур і відомств: МНС (БД повідомлень про надзвичайні ситуації); Український Гідрометцентр (БД гідрометеорологічної інформації); Міжвідомчий центр електронної картографії (МЦЕК), м. Харків (фонд електронних тематичних карт території України); ін-т Мікрографії, м. Харків (БД "Загальнодержавний реєстр потенційно небезпечних об'єктів") і т.д.

Яке ж місце геоінформаціоної складової в цьому процесі?

У першу чергу, це організація базових електронних карт місцевості і цифрових моделей рельєфу.

Потім - створення тематичних карт, що характеризують стан навколишнього середовища; карт розміщення мереж спостереження за природними і техногенними явищами; схем розподілу сил і засобів реагування на НС із прив'язкою потенційно небезпечних об'єктів і НС, що відбулися.

Ці операції найбільше ефективно виконуються за допомогою геоінформаційних технологій, хоча кожен елемент розподіленої інформаційної бази системи не повинний неодмінно створюватися на платформі ГІС.

Працювати усім в одному програмному середовищі, тим більше в ГІС, звичайно заманливо. Але сам факт забезпечення всіх співвиконавців навіть найсучаснішими ГІС- продуктами ще не означає автоматичного створення єдиного інформаційного середовища. Так, у випадку з УІАС НС, практично всю роботу з організації просторових даних на платформі ГІС могли б узяти на себе розроблювачі фонду електронних тематичних карт (МЦЕК). Виконати це побажання сьогодні заважає лише недолік фінансування.

Таким чином, необхідною умовою для створення блоку збору даних геоінформаційної інфраструктури є наявність хоча б одного розроблювача, що інтегрує просторову інформацію розподілених джерел на платформі ГІС.

Інші постачальники даних можуть передавати інформацію в доступному для них виді - таблиці, бази даних, цифрові карти і т.д., але відповідно до загальних вимог розроблювачів центральної ГІС до організації просторової інформації.

Аналітичний блок

Призначення Аналітичний блок забезпечує аналіз вихідних даних і одержання якісно нової результуючої інформації у формі, оптимальної для підготовки управлінських рішень.

Склад Це визначає наявність у системі прогнозу надзвичайних ситуацій двох підблоків, що можуть бути просторово й організаційно розподілені між організаціями, що здійснюють аналіз і обробку даних:

- блок методик і алгоритмів обробки даних, зв'язаних з нормативно-правовим і методичним забезпеченням прогнозу і ліквідації наслідків НС;

- блок моделюючих систем, що здійснюють власне обробку даних на основі спеціалізованих програмно-технічних комплексів.

Для уніфікованої обробки інформації атрибутивних банків даних за прогнозом і ліквідацією наслідків НС необхідна розробка спеціалізованих регіональних і національних баз даних методик і алгоритмів, а також нормативно-правової інформації на основі застосування телекомунікаційних технологій. Це особливо важливо для регіональних інтегрованих систем міжвідомчого екологічного моніторингу, у структурі яких ряд однакових показників виміряється різними міністерствами й організаціями. Кроки в цьому напрямку вже починаються, але ще більше має бути зробити.

Вибір алгоритму прогнозування просторового розвитку й оцінки наслідків ЧС значною мірою визначається детальністю і повнотою інформації про об'єкт досліджень і його оточення. Досвід робіт зі створення Прогнозно-моделюючих комплексів прогнозування й оцінки наслідків надзвичайних ситуацій (ПМК НС), як аналітичної складової УІАС НС, допомагає виділити кілька типових проблем, що виникають при створенні загальної геоінформаційної інфраструктури.

Блок підтримки управлінських рішень

Механізми і методи автоматизованої підтримки управлінських рішень поки є найбільше слабкою ланкою в системах розглянутого типу.

ЗАДАЧА блоку є вибір оптимального рішення з декількох конкуруючих варіантів, підготовлених і візуалізованих у блоці обробки й аналізу даних.

Критерії оптимізації (пріоритет тактичного або стратегічного аспектів, орієнтація на максимальний економічний або соціальний ефект, вибір найбільш адекватних поставленої мети результатів і т.д.) у даний час практично не формалізовані. Їхній вибір поки визначений або життєвим досвідом особи, що приймає рішення, або корпоративними інтересами.

У цьому плані, такі елементи технології експертних систем, бази знань і бази метаданих, ще не одержали широкого розвитку в Україні.

Роль геоінформаційної складової, досягши максимуму в аналітичному блоці, на даному рівні знижується. Це не дивно, оскільки чиновник, що приймає рішення на даному рівні, не має можливості освоювати всі технології, за допомогою яких сьогодні готується інформація про ситуації. Він і не повинний цього робити. Його основний інструмент - документ, отже й інформація повинна подаватися у виді документа. Тому мова повинна йти скоріше не про впровадження ГІС у верхній ешелон системи прийняття рішень, а про адаптацію системи електронного документообігу до повноцінного використання інформації, отриманої в результаті ГІС аналізу.

У той же час, на цьому етапі зростає роль наочного відображення всієї доступної просторової інформації про досліджувану надзвичайну ситуацію. Саме логіка візуального сприйняття часто допомагає відтворити цілісну картину явища. Способи відображення можуть використовуватися самі різні - від карт, схем і ілюстрацій до технологій "віртуальної реальності". Досить ефективно віртуальна реальність використовувалася при дослідженні приміщень 4-го блоку ЧАЕС, у яких після аварії перебування людини має бути вкрай обмежене або неможливе. При виборі оптимальних варіантів трас магістральних трубопроводів зазначена технологія дає можливість запросити необхідних експертів до екрана комп'ютера, а не в польову експедицію і, тим самим, заощадити значні засоби і час. Як приклад ефективності застосування ГІС на етапі прийняття рішень, на рис. 65 приведена візуальна оцінка прогнозованої зони затоплення 1% забезпеченості в заплаві р. Боржава (Закарпаття, Україна) з використанням технологій "віртуальної реальності", реалізованих у додатку ArcScene системи ArcGIS. Для відтворення актуального покриття землі використовувався космічний знімок Landsat 7. Зона затоплення отримана за даними прогнозування в ПМК НС.

Размещено на Allbest.ru