Целью исследования являлся анализ изменчивости стока р. Оредеж на основе многолетних данных гидрологических наблюдений (1953–2023 гг.) для оценки безопасности движения по местным воднотранспортным системам. В работе использованы статистические методы, включая критерии Стьюдента и Фишера для проверки трендов и однородности данных, а также построение кривых обеспеченности Крицкого — Менкеля. Результаты показали значимый тренд роста среднегодового стока с 3,38 до 4,86 м³/с, что свидетельствует об изменении гидрологического режима реки, вероятно, связанного с климатическими факторами. При этом ряд максимальных расходов оставался статистически стационарным, что указывает на устойчивость экстремальных гидрологических событий. Выявлены два квазистационарных периода (1953–1981 гг. и 1984–1998 гг.), характеризующихся разными нормами стока и сезонным распределением. Для практического применения построена кривая расходов Q = f(H), позволяющая прогнозировать уровни воды в диапазоне от 45 до 181 см. Полученные данные подчеркивают необходимость регулярного обновления гидрологических моделей в условиях меняющегося климата. Результаты исследования могут быть использованы для планирования судоходных маршрутов, оценки рисков подтопления и разработки мер по обеспечению безопасности водного транспорта на р. Оредеж. Работа также демонстрирует важность учета долгосрочных изменений стока при управлении водными ресурсами в регионе.
Безопасность в чрезвычайных ситуациях
Актуальной проблемой аэрологии, геофизики и безопасности при чрезвычайных ситуациях является выявление связей между изменениями среднесуточных значений общего содержания озона (ОСО) над Камчатским регионом, а также происходящими в нем опасными эндогенными геологическими явлениями (извержениями вулканов и землетрясениями). Такие связи могут носить причинный характер, поскольку при упомянутых явлениях происходит существенная активизация дегазации земных недр, которая приводит к увеличению потока поступающего в стратосферу водорода. Так как водород является одним из катализаторов реакций разрушения озона, рассматриваемое явление может приводить к снижению над соответствующим районом ОСО. Выдвинута гипотеза о том, что при рассматриваемых явлениях существенное снижение ОСО над некоторыми пунктами Камчатского региона происходит чаще, чем в промежутках между ними. Целью работы является ее проверка для периода 2016–2025 гг., в котором указанные явления в регионе происходили почти ежегодно. Установлено, что существенное снижение ОСО над многими пунктами региона при всех рассматриваемых явлениях наблюдалось с запаздыванием по отношению к датам их начала на несколько суток. Частоты, с которыми происходит это снижение, в периоды вулканических извержений и землетрясений значительно больше, чем в промежутках между ними. Значения этих частот повышены над районами, близкими к эпицентрам упомянутых катаклизмов. Существенные снижения ОСО над регионом в рассматриваемый период возникали и до начала изучаемых явлений.
В статье представлена математическая модель генетического алгоритма, предназначенного для решения задачи оптимизации порядка эвакуации объектов из зоны чрезвычайной ситуации. Разработанный алгоритм позволяет минимизировать общее время
эвакуации, которое складывается из трех ключевых составляющих: времени движения объектов к пунктам специальной обработки, времени ожидания в очередях перед этими пунктами, а также времени проведения самой специальной обработки. Предложенная модель формализует рассматриваемую задачу как многостадийную проблему составления расписаний, что относит ее к классу NP-трудных задач, для которых не существует эффективного точного решения за полиномиальное время. Для решения поставленной задачи разработан генетический алгоритм, включающий модифицированные операторы скрещивания и мутации. Эти операторы гарантируют генерацию только допустимых решений, исключая дублирование объектов в хромосомах и обеспечивая соблюдение всех ограничений модели. В работе также приведено подробное описание основной структуры генетического алгоритма, включая принципы кодирования решений, функцию приспособленности, стратегии отбора и критерии остановки. Предложенный подход может быть использован при планировании эвакуационных мероприятий в условиях ограниченных ресурсов и неопределенности внешней среды.
В статье рассматривается проблема предотвращения техногенных чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах в условиях ограниченных ресурсов и нормативно заданных требований. Предложена риск-ориентированная концепция системы
предотвращения чрезвычайных ситуаций техногенного характера, в рамках которой их предотвращение трактуется как задача управления целостной системой, включающей технический, организационный, ресурсный и нормативный компоненты. Введено системное представление структуры и функций системы предотвращения чрезвычайных ситуаций, а также сформулированы базовые принципы риск-ориентированной концепции, определяющие подходы к ее формированию и управлению. В качестве интегрального критерия эффективности функционирования системы используется техногенный риск, учитывающий вероятность возникновения аварийных событий как источников чрезвычайных ситуаций, время реагирования и тяжесть последствий. Разработана модель системы предотвращения чрезвычайных ситуаций техногенного характера, формализующая выбор согласованных конфигураций технических и организационных решений при заданных ресурсных и нормативных ограничениях. Представленные результаты носят концептуальный характер и предназначены для использования в качестве методологической основы при дальнейшем развитии и реализации риск-ориентированных подходов к управлению системами предотвращения чрезвычайных ситуаций техногенного характера на промышленных объектах.
В условиях стремительного развития технологических процессов, роста производственной сложности и усиления требований к промышленной безопасности особую актуальность приобретает внедрение инновационных мер противодействия чрезвычайным ситуациям на предприятиях. Настоящая статья посвящена анализу современных подходов к обеспечению безопасности, сформировавшихся в период 2020–2025 гг. в рамках концепции «Безопасность 4.0». Рассмотрены ключевые направления инноваций, среди которых особое внимание уделено применению систем прогнозной аналитики на основе искусственного интеллекта и машинного обучения для раннего выявления предаварийных состояний, широкому использованию интернета вещей для непрерывного мониторинга критически важных параметров производственной среды, разработке и применению цифровых двойников технологических процессов для моделирования сценариев развития аварийных ситуаций и поддержки оперативного принятия решений. Подробно проанализированы возможности виртуальной и дополненной реальности в процессе подготовки персонала к действиям в условиях
аварий и катастроф, а также описано использование носимых электронных устройств для контроля состояния работников и окружающей среды в режиме реального времени. Отдельное внимание уделено перспективам применения робототехнических комплексов и беспилотных летательных аппаратов для реагирования на аварийные ситуации в условиях, опасных для человека. Приведены примеры успешного внедрения указанных технологий в зарубежной и российской практике, что позволяет сделать вывод о глобальной тенденции перехода от реактивного к проактивному управлению промышленной безопасностью. Отмечены основные вызовы на пути интеграции инновационных решений, включая необходимость обеспечения кибербезопасности, совершенствования нормативной правовой базы, стандартизации данных и подготовки высококвалифицированного персонала нового типа (Оператор 4.0). Статья направлена на формирование целостного представления о современном состоянии и перспективах развития системы противодействия чрезвычайным ситуациям на предприятиях с использованием цифровых и интеллектуальных технологий, демонстрируя важность комплексного междисциплинарного подхода к решению задач обеспечения безопасности в условиях цифровизации промышленности.
В рамках исследования разработан алгоритм автоматизированного детектирования и анализа пожарной обстановки по данным дистанционного зондирования Земли со спутниковых сенсоров MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Предложенный подход обеспечивает непрерывный процесс идентификации термальных аномалий, характерных для очагов открытого горения, с последующей оценкой их ключевых параметров (координаты, площадь, динамика распространения). Генерируемая информация систематизируется для анализа пространственно-временных закономерностей развития пожаров. Результаты обработки предназначены для интеграции в системы поддержки принятия решений, обеспечивая органы управления актуальными и объективными данными для планирования мероприятий по предотвращению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, связанных с пожарами природного и техногенного характера. Таким образом, внедрение данного алгоритма способствует обеспечению безопасности в чрезвычайных ситуациях за счет оперативного предоставления критически важной аналитической информации.
Статья посвящена апробации многопараметрической модели, предназначенной для оптимизации стратегий переработки отходов и организации мониторинга на промышленных объектах. Модель объединяет показатели остаточного ущерба, затраты на переработку отходов и мониторинг полигонов, а также возможную прибыль от утилизации в единую целевую функцию совокупных потерь. Ее применение направлено на формализацию выбора управленческих решений в условиях ограниченного бюджета. В качестве примеров рассмотрены твердые коммунальные отходы и органическая составляющая отходов металлургических предприятий, для которых исходные параметры заданы по литературным источникам и экспертным данным. Проведенные расчеты позволили определить оптимальную долю переработки отходов для различных технологий, а также оценить влияние объема выделяемого бюджета на распределение ресурсов между переработкой и мониторингом. Модель продемонстрировала способность количественно оценивать совокупные потери, остаточный ущерб и эффективность альтернативных стратегий управления. Результаты показывают, что интеграция переработки и мониторинга в рамках риск-ориентированного подхода позволяет минимизировать общий ущерб и повысить устойчивость производственных систем. Практическая значимость работы заключается в возможности использования модели при технико-экономическом обосновании решений и разработке программ управления техногенной безопасностью промышленных предприятий.
Объекты техносферы могут подвергаться различным негативным внешним воздействиям, в том числе и со стороны опасностей природного характера. Опасные и неблагоприятные природные процессы и явления способны стать как прямой, так и косвенной причиной чрезвычайных ситуаций (ЧС) на технологических или инфраструктурных объектах. В обоих случаях это приводит к авариям на них или нарушению режима их нормального функционирования. Возникающие ЧС характеризуются как природно-техногенные. Цель данного исследования — проанализировать особенности природных воздействий на техносферу, проследить их возможные последствия, приводящие к формированию ЧС. Это важно для планирования мероприятий по повышению защищенности техносферных объектов от таких внешних воздействий и предотвращению нежелательных последствий. Основным методом исследования является мониторинг природно-техногенных ЧС, происходящих на территории России, путем фиксации этих событий в авторской электронной базе данных с последующим их анализом. Более 90 % всех зарегистрированных в БД природно-техногенных событий было обусловлено воздействием опасных гидрометеорологических процессов и явлений. Проведена группировка субъектов РФ по уровню риска возникновения природно-техногенных ЧС, выделены регионы наибольшего риска. Работа выполнена по теме 1.7 «Опасность и риск природных процессов и явлений» государственного задания Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова № АААА-А21-121051300175-4.
В статье представлена постановка задачи выбора рационального набора мероприятий по снижению рисков чрезвычайных ситуаций (ЧС) на объектах топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Разработана математическая модель оптимизации защитных мероприятий с интеграцией вероятностных, экономических и энтропийных критериев. Проведен численный эксперимент, подтверждающий корректность алгоритма и практическую применимость предложенного подхода для объектов ТЭК. Обоснована актуальность учета информационной неопределенности при анализе редких, но катастрофически значимых сценариев ЧС, для чего в модель введен энтропийный критерий. Предложен алгоритм оптимизации, учитывающий ограничения по бюджету, количеству мероприятий, допустимому уровню остаточного риска и уровня неопределенности. В демонстрационном примере с одним сценарием проанализирована работа алгоритма, подтверждена корректность модели. Установлено, что интеграция энтропии необходима для многосценарных задач, перспективных для практического применения. Полученные результаты могут быть использованы для повышения обоснованности и адаптивности решений в системах управления промышленной безопасностью объектов ТЭК в условиях высокой неопределенности и ограниченных ресурсов. Работа ориентирована на внедрение в процессы проектного управления рисками ЧС на уровне промышленного объекта и может служить основой для создания интеллектуальных инструментов поддержки принятия решений.
В статье рассматривается подход к формированию аналитического вида показателя защищенности опасных производственных объектов от селевых потоков, а также факторы, влияющие на его величину. Представлен анализ физических, техногенных, организационно-управленческих и экономических аспектов, определяющих уровень риска. Предложена модель интегрального показателя, включающая параметры инженерной и организационной защиты, вероятность возникновения селевых процессов и влияние антропогенных факторов. Особый приоритет отдается анализу и учету не выявленных ранее опасных обстоятельств, позволяющий повышать точность итоговой оценки. Результаты могут использоваться для сравнительного анализа объектов и принятия решений по приоритетному финансированию противоселевых мероприятий. Предложенный подход направлен на повышение точности прогнозов, оптимизацию распределения ресурсов и снижение потенциального ущерба, что поспособствует повышению готовности органов управлений объектов к реагированию на чрезвычайные ситуации в виде селевых явлений. Разработано и приведено обоснование аналитического вида интегрального показателя защищенности опасных производственных объектов от поражающих факторов селевых потоков, аккумулирующего множество разнородных параметров. В ходе исследования применялся системный анализ и синтез существующих подходов к оценке рисков. В основу формирования показателя положен метод функционального моделирования. Его применение обусловлено необходимостью комплексного учета четырех ключевых групп факторов: физико-географических, техногенных, организационно-управленческих, экономических. Для факторов экономической группы отдельно оценивается эффективность инженерно-технических и организационно-управленческих мероприятий, при этом модель интегрирует такие переменные, как вероятность возникновения селевого события и степень влияния антропогенной деятельности.
В данной статье представлены результаты испытаний опытного образца мобильного средства, предназначенного для локализации разливов нефти и нефтепродуктов на сухопутных объектах их добычи, транспортировки, перевалки, хранения и переработки. Работа выполнена в развитие предыдущих теоретических исследований, в которых были обоснованы конструктивные и геометрические параметры мобильного средства локализации разливов нефти и нефтепродуктов, а также определены основные факторы, влияющие на устойчивость его конструкции при воздействии распределенной нагрузки, эквивалентной давлению слоя нефти и нефтепродуктов. Целью испытаний являлось получение экспериментальных данных, необходимых для оценки устойчивости конструкции мобильного средства локализации на различных типах подстилающей поверхности. Проведено сравнение поведения конструкции при изменении распределенной нагрузки и характеристик подстилающей поверхности, определены зависимости, отражающие общие закономерности взаимодействия мобильного средства локализации с подстилающей поверхностью. Полученные данные позволяют рассматривать результаты испытаний в качестве основы для дальнейшего уточнения расчетных моделей, совершенствования проектных решений и разработки практических рекомендаций по применению мобильных средств при локализации и ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов в различных природных бедствиях и техногенных авариях на объектах промышленности, транспорта и инфраструктуры.
Статья посвящена разработке многопараметрической модели оптимизации стратегии обращения с отходами и организации мониторинга на промышленных объектах в условиях ограниченного бюджета. Актуальность исследования обусловлена необходимостью снижения техногенных рисков при одновременной ограниченности финансовых, технических и организационных ресурсов, что требует поиска рациональных решений в области промышленной и экологической безопасности. В работе отмечено, что традиционная раздельная реализация мероприятий по переработке отходов и мониторингу технологических процессов приводит к неэффективному использованию ресурсов и не обеспечивает достаточного снижения риска. Для преодоления этого противоречия предложена многопараметрическая модель, включающая в себя остаточный ущерб, затраты на переработку и мониторинг, а также возможную прибыль от утилизации. Научная новизна заключается в формализации взаимосвязи между долей переработанных отходов, уровнем охвата мониторингом и ресурсными ограничениями, что позволяет перейти от фрагментарного подхода к целостной системе риск-ориентированного управления. Модель создает методологическую основу для обоснования стратегий переработки и мониторинга, а также для разработки практических решений, направленных на минимизацию совокупного ущерба. В качестве примера применения модели рассмотрены стратегии переработки нефтешламов на промышленных объектах, что позволило продемонстрировать возможность определения оптимальной доли переработки, обеспечивающей баланс между затратами и снижением остаточного ущерба.