Системы мониторинга

Курсы валют ЦБ РФ

+0.3599 39.7518 +0.4504 31.3921

Современный термин "мониторинг окружающей среды" означает систематическое наблюдение, анализ и оценку состояния окружающей среды, ее изменений под влиянием, как хозяйственной деятельности человека, так и общих геофизических и астрофизических процессов. Поэтому при функционировании системы мониторинга его результаты в значительной степени зависят от достоверности и своевременности поступления исходной информации, адекватности методик оценки состояния контролируемых объектов и реализации этих методик в системе. Отсюда следует, что система приобретает свойства мониторинга только тогда, когда ее средствами из результатов наблюдений (измерений) выделяются своевременные и достоверные прогнозы развития процессов в окружающей среде, негативно влияющих на жизнь человека и развития страны в целом.

С точки зрения инженерии базисом для системы мониторинга за состоянием сложных объектов является информационно-аналитическая система (ИАС). Классическая схема такой системы выражается следующей последовательностью циклических процессов со сведениями о целевом объекте: сбор - обработка - формирование - доведение. Каждый из этих процессов разбивается на множество подпроцессов, которые могут быть реализованы с помощью разных технических устройств и организованы в разные агрегированные аппаратно-программные среды с множеством вариантов поведения, но подчиненные ограниченному количеству целей и управляемые человеком.

Для большинства пользователей, примерно представляющих, что такое разработка общих систем, все ограничивается покупкой "ящика" под названием "системный блок" и кодировки программы, которая сделает все, в том числе, "спасет нацию". По этой причине придется использовать тематическую информацию из секторов экономики, наиболее понятных общей массе народа, и в которых ИАС получили наибольшее распространение. Это финансы и нефтегазовый комплекс.

В этих секторах экономики мониторинг состояния технических объектов и окружающей среды (в самом широком смысле) - наиболее востребованная и сложная задача, которую может решать ИАС. И все же, зачастую, организации для оценки подконтрольных объектов используют заказные экспертизы, которые проводят группы экспертов.

Заказные экспертизы (а к ним можно отнести как экспертизы сложных технических объектов, так и аудиты финансового состояния организаций) не могут полноценно обеспечивать систематический контроль за состоянием объектов управления. Просто, заказ на экспертизу может быть, а может и нет. Да и периодичность экспертиз (в лучшем случае год) не может считаться систематической. Кроме того, группа экспертов не может обеспечить тотальный контроль качества на массовых производствах. Ими могут контролироваться только ограниченные выборки параметров.

К сожалению, аварии и связанные с ними критические ситуации могут возникать и на полностью исправных технических объектах, а падение стоимости акций - и для абсолютно благополучных организаций. И причиной этих негативных явлений может стать все, что угодно: производство зависит от финансирования, экология от производства и обратно.

Низкая экологическая и промышленная безопасность объектов лишь одна из многих причин аварий в нефтегазовом комплексе. А аварии лишь одна из многих причин резкого ухудшения финансового положения организации. Но аварии происходят на местах эксплуатации, даже если причины их "скрывается" в кабинетах и головах руководства. Поэтому мониторинг должен осуществляться не в кабинетах институтов, а на местах эксплуатирующих предприятий с интеграцией информации о текущем состоянии и прогнозами развития ситуаций (в первую очередь, критических) непосредственно у руководства организации, т.к. реакция всей системы на возможную угрозу в этом случае должна быть мгновенной, и время на принятие решения о предотвращении критической ситуации минимальным. Если разработка системы мониторинга позволит реализовать именно такую концепцию ИАС, то это обеспечит снижение реальных рисков и ущербов при эксплуатации объектов любой сложности, и получить значительную экономию средств. Кроме того, структура организации, оснащенной ИАС, становится более устойчивой, поскольку у узлов управления появляется возможность полноценно поддерживать не только вертикальные иерархические связи, но горизонтальные на каждом из уровней управления, не выходя за рамки стратегических целей организации. Это возможно потому, что в рамках ИАС обеспечивается гибкая настройка (адаптация) и контроль соблюдения правил (критериев) функционирования организации любого масштаба. ИАС относительно легко настраиваются на бизнес-процессы потребителя, позволяют хранить и анализировать разнородную информацию. При анализе и прогнозе используется большой спектр методов анализа: статистические методы, ситуационное моделирование, нейросетевые алгоритмы, нечеткая логика, теория аналогий и др.

Пример системы мониторинга

Для демонстрации возможностей системы мониторинга можно использовать web-мониторинг за состояния окружающей среды, реализованный в рамках проекта "IDP-Аналитика WM", по семи категориям опасностей, три из которых являются по большинству параметров критических ситуаций предельными:

• землетрясения, вулканическая активность и цунами. Критические ситуации этой категории в большей степени обусловлены геофизическими и астрофизическими катаклизмами природы, имеют систематический характер, могут иметь мгновенные разрушительные последствия в густонаселенных районах. Окружающая среда в данном случае ограничена сведениями о сейсмической и вулканической активности (землетрясения, вулканы и цунами), а также о причинах и последствиях их возникновения;
• эпидемии. Критические ситуации этой категории в равной степени обусловлены как природными процессами, так техногенным характером деятельности человека, имеют широкий спектр периодов воздействия на окружающую среду, способность к самозатуханию и произвольному развитию (мутациям), их разрушительная способность проявляется не сразу, но ликвидация последствий может растянутся на поколения или вообще иметь фатальные последствия для человека. Окружающая среда в данном случае ограничена сведениями о негативных медико-биологических факторах (эпидемии, отравления и загрязнения), угрожающих жизни и здоровью людей, о причинах, порождающих эти факторы, и о последствиях их воздействия;
• пожары. Критические ситуации этой категории имеют в подавляющем количестве случаев техногенный характер, скоротечны и крайне опасны для людей, имеют несистематический характер, но большую частоту возникновения, как правило, являются следствием других катастрофических опасностей как в природных явлениях, так и в техногенной деятельности человека. Окружающая среда в данном случае ограничена сведениями о температурных аномалиях (пожары, высокие и низкие температуры, угрожающие жизни и здоровью людей), а также о причинах и последствиях их возникновения.

Для оценки ущербов и эффективности мероприятий следует использовать полный пакет финансового аудита, представленного в web-приложении "Оценка финансово-экономической деятельности". Кроме того, через обоснованное получение кредитов можно производить мониторинг финансового состояния и системы кредитования, чтобы обеспечить стабильное развитие организации, в том числе и в условиях воздействия на ее объекты факторов окружающей среды. А именно, необходимо воспользоваться следующим порядком расчетов: оценить платежеспособность и другие финансовые показатели - подобрать наиболее приемлемые для финансового состояния организации условия погашения кредита, проще, определить банк, а также определить период выплаты и размеры помесячных платежей, или мониторинг - оценка - принятие решения.

В качестве подсистемы прогнозирования состояния окружающей среды можно использовать:

• web-страницы долгосрочных прогнозов;
• web-приложение для формирования оперативных прогнозов;

Представление об итоговой визуализации результатов и заключений можно получить:

• на web-странице аналитического заключения о финансово-экономическом состоянии организации;
• на web-странице отчета о детализированном мониторинге эпидемиологической обстановки в части эпидемии ОРВИ и гриппа второй половины 2009 года;
• в web-приложении геотаргетинга контактов в web-среде (подробно о геотаргетинге см. статью "Геотаргетинг с точки зрения веб-программиста").

Оповещение в web-мониторинге формируется автоматически при обнаружении в RSS-каналах новостей о негативных тенденциях и критических ситуациях в окружающей среде, которая доводится до пользователей автоматически посредством web-информера.

Примерный перечень работ

• разработка специальной или использование существующей базы данных;
• разработка подсистемы повышения достоверности входных данных;
• разработка учетных и информационной подсистем;
• разработка нормативно-справочной базы;
• разработка расчетно-аналитических функций и подсистем;
• разработка подсистемы визуализации результатов мониторинга.

Ожидаемые результаты

• систематическое получение данных о фактических значениях параметров состояния контролируемых объектов и процессов;
• оперативный, плановый и опережающий контроль состояния сложных объектов и процессов на основании устанавливаемых или вычисляемых критериев;
• планирование мероприятий по восстановлению объектов контроля;
• прогнозирование изменений состояний контролируемых объектов и процессов;
• прогнозирование возможных критических ситуаций;
• визуализация изменения значений параметров контролируемых объектов и процессов;
• формирование и доведение до потребителей заключений о состоянии контролируемых объектов и процессов, а также оперативное оповещение потребителей об обнаруженных негативных тенденциях и критических ситуациях.