/
/
РЕФЕРАТ
Пояснювальна записка дипломної роботи містить: 136 сторінок, 26 малюнка, 2 формули, 23 таблиць, 4 додатки, 19 джерел.
Об'єктом дослідження даної дипломної роботи є Управління з питань цивільної оборони і надзвичайних ситуацій харківської облдержадміністрації,, як орган виконавчої влади, компетентний у питанні прогнозування і ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій. Об'єктом дослідження є методика прогнозування, що використовується при прогнозуванні.
Як метод дослідження обране проектування програмних систем за допомогою CASE-нотацій SADT, ERD і DFD, використання мов високого рівня і серверних мов програмування.
Метою роботи є проектування підсистеми візуалізації, складової частини територіальної підсистеми 'Урядової інформаційно-аналітичної системи надзвичайних ситуацій', а також написання програмного продукту, що дозволяє реалізувати дану підсистему. Користувачем підсистеми є чергові диспетчери міністерства надзвичайних ситуацій.
Для досягнення цієї мети проводиться порівняльна характеристика методів проектування, виробляється їхній аналіз і вибір найкращих. Розглядається стадії аналізу, проектування і реалізації підсистеми. Розробляється функціональна модель підсистеми і проектується база даних за допомогою сучасних CASE-засобів. Підсистема реалізується мовою високого рівня під СУБД. Виробляється налагодження реалізованого продукту і його тестування.
У ході дипломної роботи повинні бути отримана: функціональна модель підсистеми; модель бази даних, приведена до третьої нормальної форми; реалізована підсистема нагадування.
Результати виконаної розробки можуть бути використані в роботі органів виконавчої влади.
Ключові слова:
міністерство надзвичайних ситуацій, надзвичайні ситуації, візуалізація, проектування, автоматизація, база даних, НС, SQL, клієнт-сервер, CASE - технологія
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка дипломной работы содержит: 136 страниц, 26 рисунков, 17 формулы, 23 таблицы, 4 приложения, 19 источников.
Объектом исследования данной дипломной работы является Управление по вопросам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций харьковской облгосадминистрации, как орган исполнительной власти, компетентный в вопросе прогнозирования и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Объектом исследования является методика прогнозирования, которая используется при прогнозировании.
В качестве метода исследования выбрано проектирование программных систем с помощью CASE-нотаций SADT, ERD и DFD, использование языков высокого уровня и серверных языков программирования.
Целью работы является проектирование подсистемы визуализации, составной части территориальной подсистемы «правительственной информационно-аналитической системы чрезвычайных ситуаций», а также написание программного продукта, позволяющего реализовать данную подсистему. Пользователем подсистемы являются дежурные диспетчеры министерства чрезвычайных ситуаций.
Для достижения этой цели проводится сравнительная характеристика методов проектирования, производится их анализ и выбор наилучших. Рассматривается стадии анализа, проектирования и реализации подсистемы. Разрабатывается функциональная модель подсистемы и проектируется база данных при помощи современных CASE-средств. Подсистема реализуется на языке высокого уровня под СУБД. Производится отладка реализованного продукта и его тестирование.
В ходе дипломной работы должны быть получены: функциональная модель подсистемы; модель базы данных, приведенная к третьей нормальной форме; реализованная подсистема напоминания.
Результаты выполненной разработки могут быть использованы в работе органов исполнительной власти.
Ключевые слова:
Министерство чрезвычайных ситуаций, чрезвычайные ситуации, визуализация, проектирование, автоматизация, база данных, ЧС, SQL, клиент-сервер, CASE - технология
ABSTRACT
The given degree work contains: 136 pages, 26 drawings, 17 formulas, 23 tables, 4 exhibits, 19 sources.
The object of management given degree work is Management on questions of the civil defense and exceeding situation of kharkov's regional state, as organ executive authorities competent in question of the forecasting and liquidations consequence exceeding situation. The Object of the study is a methods of the forecasting, which is used at forecasting.
As method of the study is chose designing the programme systems by means of CASE-notation SADT, ERD and DFD, use the languages high level and server programming languages.
The purpose of the work is a subsystem designing to visualizations, component part of territorial subsystem 'governmental information-analytical system exceeding situation', as well as writing the programme product, allowing realize the givenned subsystem.The User of the subsystem are a man on duty traffic managers ministry exceeding situation.
For achievement of this purposes is conducted comparative feature of the methods of the designing, is produced their analysis and choice best. It is considered stage of the analysis, designing and realization of the subsystem. It is developed functional subsystem model and is designed database with the help of modern CASE-facilities. The subsystem is realized on language high level under DBMS. Debugging the marketed product and its testing are produced.
In the course of degree functioning must be received: functional subsystem model; the model database, brought about the third normal form; the marketed subsystem of the reminder.
The results of the executed development can be used in functioning organ executive authorities.
ministry exceeding situation, exceeding situation, visualization, designing, automation, database, es, sql, client-server, case - technology
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в эпоху достижений в науке и технике в Украине большое развитие получила промышленная индустрия. Большинство предприятий используют в технологическом цикле опасные химические вещества, находящиеся непосредственно на территориях предприятий в различных количествах и концентрациях. Зачастую они находятся в непосредственной близости от населённых пунктов, что ставит под угрозу жизни людей и экологию в случае аварий с выбросом сильнодействующих отравляющих веществ на этих потенциально опасных объектах. С целью предупреждения и прогнозирования последствий таких аварий существуют специальные комитеты экологического контроля и министерство чрезвычайных ситуаций (далее МинЧС). Именно на МинЧС и его структурные подразделения возложена задача прогнозирования масштабов поражения и динамики развития чрезвычайных ситуаций для оперативной оценки возможных масштабов и степени поражения населения, объектов хозяйственной деятельности, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность и инфраструктуру регионов. В связи с компьютеризацией и широким распространением так называемых автоматизированных рабочих мест, становится вопрос проектирования комплекса задач для сотрудников многих организаций с целью повышения эффективности информационного обмена внутри них и снятия с плеч людей рутинных операций. Как правило, в таких системах упорядочиваются и классифицируются используемые данные, то есть создаются соответствующие базы данных, что коренным образом меняет технологию формирования данных. Использование такой технологии значительно ускорило и упростило процедуру сбора исходной информации, резко снизило трудоёмкость операций по сбору и передаче на обработку необходимых данных. Тем самым стало возможно оперативное информирование пользователей, что очень важно в работе таких служб, как МинЧС.
В данной дипломной работе разрабатывается подсистема визуализации зоны поражения при чрезвычайных ситуациях как элемент территориальной подсистемы правительственной информационно-аналитической системы (ТП ПИАС) и предназначена для прогнозирования химической обстановки при авариях на промышленных объектах и транспорте и должна быть выполнена в соответствии с методикой прогнозирования, утвержденной рядом министерств Украины. При разработке организационной части работы на первом месте должны быть требования обеспечения безопасности труда и экономичности проектируемой системы.
В настоящее время созданы санитарные нормы и правила, направленные на обеспечение оптимальных условий режимов труда и отдыха работников в сфере разработки и эксплуатации автоматизированных систем.
Практическая реализация всех изложенных в работе требований будет способствовать улучшению условий труда, а также его безопасности.
1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Анализ предметной области и постановка задачи
1.1.1 Обзор и анализ современного состояния проблемы
В последние десятилетия в мире наблюдается тенденция увеличения числа техногенных катастроф и ЧС с одновременным ростом обусловленных ими социальных и экономических потерь. Это связано с рядом причин, таких как усложнение технологических процессов, использование критических режимов работы оборудования, ростом его концентрации и количества и т.д. Вдобавок, природные ЧС на заселённых так называемых рисковых зонах ставят перед странами мира, в том числе и Украиной задачи создания национальных систем предупреждения и локализации ЧС. Создание и поддержание в работоспособном состоянии таких систем требует больших затрат. Существует специальный международный информационно-аналитический центр по предупреждению и локализации ЧС, основной целью которого является минимизация суммарных социально-экономических потерь за счёт ЧС. На Украине такой организационной структурой является Министерство чрезвычайных ситуаций. В настоящее время ведётся разработка различных информационно-аналитических систем в ряде городов Украины: Киеве, Одессе, Днепропетровске, Донецке, Полтаве, Харькове. Одним из таких является технический проект правительственной ИАС, Одним из таких является технический проект правительственной ИАС, одной из задач которго является задача, решаемая в ходе данного дипломной работы и предназначена для оперативного и аварийного прогнозирования характеристик последствий аварий на промышленных объектах и транспорте при заражении местности сильнодействующими отравляющими веществами.
Дадим определение аварии с сильнодействующими отравляющими веществами и её основным характеристикам.
Сильнодействующее ядовитое вещество (СДЯВ) - химическое вещество, непосредственное или опосредствованное действие которого может причинить гибель, острое или хроническое заболевания или отравления людей и (либо) нанести ущерб окружающей среде.
Авария с выбросом СДЯВ - это событие техногенного характера, которое произошло на химически опасном объекте вследствие производственных, конструктивных, технологических или эксплуатационных причин, которое привело к повреждению технологического оснащения, устройств, сооружений, транспортных средств с выбросом СДЯВ в атмосферу и реально угрожает жизни, здоровью людей.
Облако СДЯВ - смесь паров и мелких капель СДЯВ с воздухом в объемах (концентрациях), опасных для окружающей среды (поражающих концентрациях). Различают первичное и вторичное облако загрязненного воздуха.
Первичное облако СДЯВ - это парообразная часть СДЯВ, которая есть в любой емкости над поверхностью сжиженного СДЯВ и которая выходит в атмосферу непосредственно при разрушении емкости без испарения из подстилающей поверхности.
Вторичное облако СДЯВ - это облако СДЯВ, которое возникает на протяжении определенного времени вследствие испарения СДЯВ из подстилающей поверхности (для легко испаряемых веществ время развития вторичного облака после окончания действия первичного облака отсутствующее, для других веществ оно зависит от свойств СДЯВ и температуры воздуха).
Зона возможного химического загрязнения (ЗВХЗ) - территория, в границах которой под влиянием изменения направления ветра может возникнуть перемещения облака СДЯВ с опасными для человека концентрациями.
Зона химического загрязнения СДЯВ (3Х3) - территория, которая включает сосредоточение химического загрязнения, где фактически разлита СОВ, и участок местности, над которыми образовалась облако СДЯВ.
Прогнозируемая зона химического загрязнения (ПЗХЗ) - расчетная зона в границах ЗВХЗ, параметры которой приблизительно определяются по форме эллипса.
Химически опасный объект (ХОО) - промышленный объект (предприятие) или его структурные подразделы, на котором находятся в обращении (вырабатываются, перерабатываются, перевозятся, загружаются или разгружаются, выполняются в производстве, размещаются или складываются, уничтожаются и т.п.) одно или несколько СДЯВ (к ХОО не относят железной дороги).
Химически опасная административно-территориальная единица (ХОАТО) - административно - территориальная единица, к которой относят области, районы, а также любые населенные пункты областей, которые попадают в ЗВХЗ при авариях на химически опасных объектах
Для расчёта характеристик последствий аварий была введена и утверждена рядом министерств методика прогнозирования с целью предупреждения угрозы и возникновения аварий, связанных с явлениями, а именно:
а) транспортные аварии и катастрофы;
б) аварии на пожарных объектах;
в) аварии на химических объектах;
г) аварии на коммунально-энергетических сетях;
д) аварии на нефтегазопроводах;
е) стихийных бедствий (ураганный ветер, сильный дождь, и т.і.);
ж) гидродинамических аварий (прорыв дамб, плотин, дождевых и паводковых подтоплениях, сдвигах и т.д.);
з) лесных, степных, хлебных пожарах;
Как правило, на занимающиеся данными проблемами службы информационно-аналитической обработки информации по вопросам ЧС возлагаются такие задачи:
а) организация взаимодействия с государственными и негосударственными организациями, средствами массовой информации и общественностью;
б) поддержания в круглосуточном режиме телефонного, телексного, факсимильного и других видов связи со структурными элементами ТП ПИАС ЧС относительно всех видов ЧС;
в) ведения базы данных, регистрации оперативной информации относительно ЧС;
г) информирования председателя облгосадминистрации относительно угрозы возникновения ЧС, возникновения ЧС и ликвидации их последствий;
д) информационно-аналитическое обеспечение работы областной комиссии по вопросам ЧС;
е) подготовка документов про ЧС, которые произошли, масштабы, жертвы, материальные ущербы и ход ликвидации их последствий;
ж) систематизация информации относительно ЧС, которые произошли;
з) анализ обстоятельств возникновения ЧС и их следствий;
и) моделирования ЧС и ее следствий, разработка рекомендаций относительно первоочередных мероприятий из преодоление ЧС, которая возникла;
к) подготовка проектов решений относительно осуществления мероприятий из ликвидации последствий ЧС;
л) подготовка рекомендаций относительно рационального использования ресурсов, предназначенных для ликвидации последствий ЧС;
м) обеспечения регламента работы территориальной подсистемы ИАС ЧС;
н) поддержка средств информационного обмена между структурными элементами ТП ПИАС ЧС;
о) обеспечения режимов доступа и пользования информацией ТП ИАС ЧС;
п) организация информационной безопасности ТП ПИАС ЧС.
Службы информационно-аналитической обработки информации создаются на базе существующих информационно-аналитических отделов (служб) облгосадминистрации, областных управлений, горисполкомов, райгосадминистраций и вычислительных центров потенциально опасных объектов. На них возлагаются дополнительные функции относительно информационно-аналитического обеспечения функционирования органов территориальной подсистемы ЧС в соответствии с Регламентом работы ТП ПИАС ЧС. На дежурно-диспетчерские службы органов исполнительной власти области, районов дополнительно возлагается задача относительно обеспечения круглосуточного приема-передачи и обработки информации по вопросам ЧС. Для обработки, анализа и подготовки управленческих решений по вопросам ЧС привлекаются аналитики, эксперты по определенной специальности и специалисты уполномоченных органов по вопросам ЧС. Зачастую в таких службах используют большие программные комплексы, реализующие ряд вышеперечисленных функций, а именно:
а) координация деятельности систем и структур в области мониторинга опасных явлений с целью прогнозирования ЧС и их последствий;
б) информационно-аналитическая поддержка управленческих решений территориальных органов исполнительной и государственной власти на основе ГИС;
в) комплексный анализ влияния техногенных и природных факторов на среду обитания и население во взаимодействии с природоохранными и техническими органами надзора;
г) оперативная обработка в реальном масштабе времени с использованием автоматизированных систем мониторинга и результатов наблюдений за источниками техногенной, радиационной и природной опасности, моделирование возможного развития чрезвычайных ситуаций;
д) подготовка прогнозов возможной обстановки в районах повышенного риска на основе результатов мониторинга во взаимодействии с территориальными органами надзора и мониторинга.
1.1.2 Описание и анализ особенностей систем прогнозирования ЧС
Разработка ТП ПИАС ведётся с учётом определённой методики, разработанной и утверждённой рядом министерств, которая периодически дополняется и обновляется.
Уже разработан и внедрён ряд таких программных комплексов, которые служат для приема, обработки и регистрации информации о происшествиях и чрезвычайных ситуациях, прогнозе ЧС и выдачи рекомендаций по ликвидации ЧС, проведения оповещения городских служб и населения, некоторые из них позволяют сразу же после прогнозирования и отображения результатов на карте получить интегральные и детальные оценки количества пораженных объектов и находящихся в них людей - как в целом, так и для отдельных зон поражения, категорий объектов, отдельных объектов (АРМ оперативного дежурного ПК «Итог»). К примеру АРМ диспетчера спасательной бригады 'Азимут' совмещает в себе функции АРМ, системы управления базами данных (СУБД), геоинформационной системы и др. В нём обрабатываются различные данные, условно разбитые на следующие категории:
а) топология;
б) административное деление;
в) здания и сооружения;
г) потенциально опасные объекты;
д) коммуникации;
е) людские ресурсы.
ПК 'Азимут' позволяет осуществлять заблаговременное и оперативное прогнозирование масштабов зон заражения при разрушениях технологических емкостей, хранилищ и других химически опасных объектов, авариях при транспортировке железнодорожным, трубопроводным и другими видами транспорта, а также при других чрезвычайных ситуациях.
При разработке программного комплекса «Азимут» было предусмотрено прогнозирование случаев выброса СДЯВ в атмосферу, оценка масштабов заражения СДЯВ в зависимости от их физических свойств и агрегатного состояния, расчет для первичного и вторичного облаков, прогноз по разрушениям в городе в случае землетрясения, подбор необходимой информацию о пострадавших строениях: адрес, этажность, сейсмостойкость, список жильцов, перечень коммуникации (газо-, водо-, тепло-, электроснабжение, телефонные линии и колодцы, котельные), подведенных к какому-либо из домов. Для оперативного составления маршрута движения спасательных команд система находит оптимальный вариант их следования с учетом интенсивности движения и качества дорожного покрытия. В случае возникновения завалов программа составит альтернативные пути. При этом оптимальный маршрут выделяется на карте и выдается в текстовом виде.
Все комплексы отличаются и специфичны в силу разработки их по заказу государственных органов. Программный комплекс RISK, разработанный компанией 'КАСКАД ТЕЛЕКОМ' предназначается для прогнозирования последствий конкретных сценариев чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с аварийными или террористическими взрывами. Программный комплекс позволяет также проводить зонирование территории по степени риска поражения людей при авариях, связанных с транспортировкой и хранением взрывоопасных веществ, а также оценивать эффективность мероприятий по снижению уровня риска. При проведении зонирования территории в качестве основного поражающего фактора рассматривается воздушная ударная волна. По результатам расчета может быть построена карта регионального риска для рассматриваемого участка местности и определен обобщенный интегральный показатель уровня риска в нем - средневзвешенное по вероятности математическое ожидание потерь. При рассмотрении последствий конкретных сценариев ЧС программный комплекс обеспечивает прогнозирование результатов поражающего воздействия взрывов зарядов конденсированных ВВ, емкостей (резервуаров, газгольдеров) со сжатыми инертными газами (физических взрывов), а также химических взрывов, связанных с детонацией газов в емкостях. В методике производится контроль и реализация повторных взрывов (эффект домино), инициируемых воздействием поражающих факторов первичного взрыва. Задание сценария ЧС проводится в интерактивном режиме на компьютерной (векторной) карте местности. После проведения моделирования ЧС программа позволяет получить параметры поражающих факторов, воздействовавших на каждый объект, и оценить состояние объектов после взрыва. Рассмотрим более детально понятие прогнозирования и ЧС.
Прогнозирование ЧС - метод ориентировочного выявления и оценки обстановки, складывающейся в результате стихийных бедствий, аварий и катастроф.
Цель прогнозирования - это использование данных для изменения обстановки и ориентировочное определение времени возникновения ЧС. При этом используются научные достижения. Например, ураганы, тайфуны, извержения вулканов прогнозируются с помощью метеоспутников земли. Применяются и математические методы. При прогнозировании определяются границы зон разрушений, затопления, пожаров, заражения, а также потери населения и ущерб народному хозяйству.
Мероприятия, необходимые для локализации ЧС, подразделяются на фоновые и защитные.
Фоновые (постоянно проводимые) основаны на долгосрочном прогнозе: надежная система оповещения населения об опасностях, устройство защитных сооружений, обеспечение населения средствами индивидуальной защиты, организация радиационного, химического и бактериологического наблюдения, разведки и лабораторного контроля, обучение населения правилам поведения и действиям в ЧС; отказ от строительства АЭС, химических и других опасных объектов - источников опасности в экономически уязвимых районах.
Защитные мероприятия после предсказания момента ЧС: развертывание систем наблюдения и разведки для уточнения прогноза, ввод в действие специальных правил функционирования экономики и общественной жизни, нейтрализация источников (объектов) повышенной опасности, готовность спасательных служб, частичная эвакуация населения.
1.2 Постановка задачи
1.2.1 Характеристика задачи
Технический проект на создание правительственной информационно-аналитической системы по чрезвычайным ситуациям содержит ряд задач по разработке подсистем. К подсистемам данного проекта относят следующие программы:
а) программа «Журнал мониторинга опасностей на объектах и территориях и сообщений о возникновении и развитии аварийных событий и чрезвычайных ситуаций»;
б) программа «Анализ ЧС»;
в) программа «Обработка отчетов»;
г) программа «Расчет экономического убытка»;
д) программа «Расчет оптимального маршрута»;
е) программа «Прогнозирование последствий разлива СДЯВ и их визуализация»;
ж) программа «Справочник опасностей»;
з) программа «Справочник опасных веществ»;
и) программа «Мониторинг общих характеристик АТО»;
к) программа «Мониторинг общих характеристик объектов химической деятельности»;
л) программа «Мониторинг сил и средств»;
м) программа «Контроль».
Определим основные цели и функции подсистем.
Программа «Журнал мониторинга опасностей на объектах и территориях и сообщений о возникновении или развитии аварийных событий и чрезвычайных ситуаций» предназначена для:
- ведения журнала мониторинга опасностей на ОХО и АТЕ, определенных их паспортами;
- ведения журнала сообщений о возникновении, развитии и ликвидации аварийных событий, стихийных бедствий и их классификации как чрезвычайных ситуаций (ЧС);
- ведения журнала метеоданных;
- ведения значений характеристик аварийных событий и стихийных бедствий, которые требуют выходные формы отчетов.
Программа «Анализ ЧС» предназначена для:
- общего анализа количественных показателей по ЧС;
- анализа количественных показателей чрезвычайных ситуаций по видам ЧС;
- анализа количественных показателей чрезвычайных ситуаций по административно-территориальным объектам (АТО).
Программа «Обработка отчетов» предназначена для автоматического занесения данных отчетов из документов MS Word в базу данных.
Программа «Расчет экономического убытка» предназначена для автоматизации расчетов оценки экономических убытков от последствий ЧС природного и техногенного характера по утвержденной в Украине методике.
Программа «Расчет оптимального маршрута» предназначена для расчета оптимального маршрута передвижения транспортных средств от мест их дислокации к пункту назначения.
Программа «Прогнозирование последствий разлива СДЯВ и их визуализация» предназначена для автоматизации расчетов по утвержденной в Украине Методике прогнозирования последствий вылива (выброса) опасных химических веществ при авариях на промышленых объектах и транспорте а также предназначена для обеспечения визуального отображения карт с нанесёнными на них условно обозначенных последствий аварии.
Программа «Справочник опасностей» предназначена для ведения базы данных опасностей, их характеристик и пороговых значений характеристик.
Программа «Справочник опасных веществ» предназначена для ведения справочника опасных веществ.
Программа «Мониторинг общих характеристик АТО» предназначена для ведения базы данных основных характеристик территориальных объектов.
Программа «Мониторинг общих характеристик объектов химической деятельности» предназначена для ведения базы данных основных характеристик объектов хозяйственной деятельности, в том числе потенциально-опасных объектов.
Программа «Мониторинг сил и средств» предназначена для ведения базы данных подразделений и формирований и их материально-технической базы.
Программа «Контроль» предназначена для автоматизации контроля выполнения приказов и распоряжений.
Целью дипломной работы является разработка подсистемы прогнозирования последствий разлива СДЯВ и визуализации зоны поражения ЧС, как составной части ТП ПИАС «ЧС».
Прогнозирование выполняется в соответствии со специальной методикой, а визуализация прогнозируемой зоны поражения выполняется схематически на карте в виде эллипса в зависимости от направления и скорости ветра.
Общая постановка задачи включает в себя разработку подсистемы которая выполняет следующие функции:
а) расчёт ряда параметров последствия заражения исходя из исходных параметров;
б) визуализация полученных результатов в виде зоны поражения, нанесённой на карте.
Полученная в ходе проектирования функциональная модель подсистемы должна отвечать следующим требованиям:
а) согласованность с методологией;
б) сбалансированность;
в) простота.
Полученная база данных системы должна быть приведена к третьей нормальной форме.
Программная реализация этих функций должна сопровождаться дружественным и наглядным интерфейсом, доступным для пользователя любой квалификации.
Частота решения данной задачи постоянна в любое время работы организации.
1.2.2 Входные данные
Программа обрабатывает ряд данных, введённых пользователем , а также использую информацию в базе данных (например, свойства СДЯВ) Список входной информации приведен в таблице 2.1.
Таблица 1.1
Входные данные
№ |
Наименование входящей информации |
Идентификатор |
|
1 |
Название отравляющего вещества |
SubstanceName |
|
2 |
Количество ёмкостей |
Quantity |
|
3 |
Вес вещества в каждой из ёмкостей |
Weight |
|
4 |
Тип местности |
Name_Lanshaft |
|
5 |
Степень вертикальной стойкости ветра |
Name_Svsp |
|
6 |
Скорость ветра |
Skorost_Vetra |
|
7 |
Температура воздуха |
Temperature |
|
8 |
Название населённого пункта |
Ato_Name |
|
9 |
Население |
Population |
|
10 |
Расстояние до химического объекта |
Distance |
|
11 |
Площадь населённого пункта |
Area |
1.2.3 Выходные данные
Программа выдает информацию на экран монитора в виде таблицы и передает в MS Word, а также выводит графическое изображение визуализированной зоны поражения (рис. 1.1). Где ЗВХЗ - зона возможного химического загрязнения, ПЗХЗ - прогнозируемая зона химического загрязнения. Список выходящей информации приведен в таблице 1.2.
Таблица 1.2
Выходные данные
№ |
Наименование |
|
1 |
Глубина распространения заражения |
|
2 |
Ширина зоны прогнозированного химического загрязнения, которые проходит через населённый пункт |
|
3 |
Часть площади населенного пункта, которая оказывается в прогнозируемой зоне химического загрязнения |
|
4 |
Количество населения, которое оказывается в прогнозируемой зоне химического загрязнения |
|
5 |
Время прихода облака загрязнённого воздуха к населенному пункту |
|
6 |
Площадь зоны возможного химического загрязнения |
|
7 |
Площадь прогнозируемой зоны химического загрязнения. |
|
8 |
Графическое изображение последствий аварии |
Рисунок 1.1 - Графическое изображение последствий аварии
1.3 Математическое обеспечение
Подсистема прогнозирования должна быть разработана согласно методике прогнозирования последствий выброса опасных химических веществ при авариях на промышленных объектах и транспорте, утверждённой рядом министерств и ведомств Украины (МЧС, аграрной политики Украины, экономики, экологии и природных ресурсов).
Данная методика может быть использована для долгосрочного (оперативного) и аварийного прогнозирования при авариях на химически опасных объектах (ХОО) и транспорте, а также для определения степени химической опасности ХОО и административно-территориальных единиц (табл. 1.3).
Таблица 1.3
Критерии классификации административно-территориальных единиц и химически опасных объектов (кроме железных дорог)
п/п |
Наименования объекта, который классифицируется |
Критерии классификации |
Единица измерения |
Численное значение критерия, который используется при классификации ХОО и АТЕ для присвоения степени химической опасности |
||||
Степень химической опасности |
||||||||
I |
II |
III |
IV |
|||||
Химически опасный объект |
Количество населения, которое попадает в прогнозируемую зону химического загрязнения (ПЗХЗ) при аварии на химически опасном объекте |
тыс. чел. |
более 3,0 |
Более 0,3 до 3,0 |
Более 0,1 до 0,3 |
менее 0,1 |
||
Химически опасная административно-территориальная единица |
Часть территории, которая попадает в зону возможного химического загрязнения (ЗМХЗ) при авариях на химически опасных объектах |
% |
более 50 |
Более 30 до 50 |
Болем 10 до 30 |
менее 10 |
1.3.1 Долгосрочное (оперативное) прогнозирования
Долгосрочное прогнозирование осуществляется заранее для определения возможных масштабов загрязнения, сил и средств, которые будут привлекаться для ликвидации последствий аварии, составления планов работы и других долгосрочных (справочных) материалов.
Для долгосрочного прогнозирования используются такие данные:
- общее количество СДЯВ для объектов, которые расположены в опасных районах. В этом случае принимается разлив СДЯВ 'свободно';
- количество СДЯВ в единичной максимальной технологической емкости для других объектов. В этом случае принимается разлив СДЯВ 'в поддон' или 'свободно' в зависимости от условий сохранения СДЯВ;
- метеорологические данные: скорость ветра в приземном пласте - 1 м/с, температура воздуха +20°С, степень вертикальной стойкости воздуха (СВСВ) -инверсия, направление ветра не учитывается, а распространения облака загрязненного воздуха принимается в круге 360°;
- средняя плотность населения для этой местности;
- площадь зоны возможного химического загрязнения (ЗВХЗ) S(звхз)=3,14Г2;
- площадь прогнозируемой зоны химического загрязнения (ПЗХЗ) S (пзхз)=0,11Г2;
- степень заполнения емкости (емкостей) принимается 70% от паспортного объема емкости;
емкости со СДЯВ при авариях разрушаются полностью;
- при авариях на продуктопроводах (амиакопроводах и т.п.) количество СДЯВ, которое может быть выброшено, принимается за его количество между отсекателями (для продуктопроводов объем СДЯВ принимается 300-500 т);
Мероприятия по защите населения детальнее планируются на глубину зоны возможного химического загрязнения, которое получается на протяжении первых 4 часов после начала аварии.
1.3.2 Аварийное прогнозирование
Аварийное прогнозирование осуществляется во время возникновения аварии по данным разведки для определения возможных последствий аварии и порядка действий в зоне возможного загрязнения.
Для аварийного прогнозирования используются такие данные:
- общее количество СДЯВ на момент аварии в емкости (трубопроводе), на которой возникла авария;
- характер разлива СДЯВ на подстилающей поверхности ('свободно' или 'в поддон'), высота обвала (поддона);
- реальные метеорологические условия: температура воздуха (°С), скорость (м/с) и направление ветра в приземном пласте, степень вертикальной стойкости воздуха СВСВ (инверсия, конвекция, изотермия).
- средняя плотность населения для местности, над которой распространяется облако СДЯВ;
- площадь зоны возможного химического загрязнения (ЗВХЗ);
- площадь прогнозируемой зоны химического загрязнения (ПЗХЗ) ;
- прогнозирование осуществляется на срок не больше чем на 4 часа, после чего прогноз может быть уточнен.
1.3.3 Определения параметров зон химического загрязнения во время аварийного прогнозирования.
Размер ЗВХЗ принимается как сектор круга, форма и размер которого зависят от скорости и направления ветра (табл. 3.2), и рассчитывается по формуле.
Площадь ЗВХЗ:
S звхз= 8,72 * 10-3 * Г2 ц, кв. км, (1.1)
где Г - глубина зоны, значение из набора таблиц (пример - таблица 1.5);
ц - коэффициент, который условно равняется угловому размеру зоны (табл. 1.4).
Для оперативного прогнозирования =3600.
Таблица 1.4
Коэффициент , который зависит от скорости ветра
м/с |
< 1 |
1 |
2 |
> 2 |
|
360 |
180 |
90 |
45 |
Таблица 1.5
Пример таблицы глубины распространения облака загрязненного воздуха в случае аварии на химически опасных объектах и транспорте, км
Количество СДЯВ, тонн |
Температура С0 |
ИНВЕРСИЯ |
||||||||||||
хлор |
амиак |
|||||||||||||
Скорость ветра, м/с |
||||||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
|||
0,5 |
-20 |
2,65 |
1,65 |
1,45 |
1,30 |
|||||||||
0 |
2,85 |
1,85 |
1,55 |
1,40 |
||||||||||
+20 |
3,15 |
2,05 |
1,65 |
1,50 |
||||||||||
1,0 |
-20 |
4,25 |
2,70 |
2,15 |
1,90 |
< 0,5 |
||||||||
0 |
4,65 |
2,90 |
2,30 |
2,05 |
||||||||||
+20 |
4,80 |
3,00 |
2,40 |
2,10 |
||||||||||
3,0 |
-20 |
8,35 |
5,10 |
3,95 |
3,35 |
1,15 |
0,80 |
0,65 |
0,55 |
|||||
0 |
8,75 |
5,30 |
4,15 |
3,50 |
1,25 |
0,85 |
0,70 |
0,60 |
||||||
+20 |
9,20 |
5,60 |
4,35 |
3,70 |
1,30 |
0,90 |
0,75 |
0,65 |
||||||
5,0 |
-20 |
11,6 |
6,90 |
5,30 |
4,50 |
1,50 |
1,00 |
0,85 |
0,75 |
|||||
0 |
12,2 |
7,30 |
5,60 |
4,70 |
1,60 |
1,10 |
0,95 |
0,85 |
||||||
+20 |
12,8 |
7,60 |
5,80 |
4,90 |
1,65 |
1,15 |
1,00 |
0,90 |
||||||
10 |
-20 |
17,7 |
10,4 |
7,90 |
6,60 |
2,30 |
1,50 |
1,20 |
1,05 |
|||||
0 |
18,5 |
10,9 |
8,30 |
6,90 |
2,45 |
1,55 |
1,30 |
1,15 |
||||||
+20 |
19,3 |
11,3 |
8,60 |
7,20 |
2,65 |
1,75 |
1,45 |
1,25 |
||||||
20 |
-20 |
27,1 |
15,7 |
11,8 |
9,80 |
3,80 |
2,35 |
1,90 |
1,60 |
|||||
0 |
28,3 |
16,4 |
12,3 |
10,2 |
4,05 |
2,55 |
2,05 |
1,80 |
||||||
+20 |
29,7 |
17,2 |
12,9 |
10,7 |
4,30 |
2,70 |
2,15 |
1,90 |
||||||
30 |
-20 |
35,0 |
20,1 |
15,0 |
12,4 |
4,90 |
3,05 |
2,40 |
2,10 |
|||||
0 |
36,7 |
21,0 |
15,7 |
12,9 |
5,25 |
3,25 |
2,60 |
2,25 |
||||||
+20 |
38,5 |
22,0 |
16,4 |
13,5 |
5,45 |
3,40 |
2,70 |
2,35 |
||||||
50 |
-20 |
48,2 |
27,3 |
20,3 |
16,6 |
6,60 |
4,05 |
3,20 |
1,25 |
|||||
0 |
50,4 |
28,6 |
21,2 |
17,3 |
6,85 |
4,20 |
3,30 |
1,35 |
||||||
+20 |
52,9 |
30,0 |
22,1 |
18,1 |
7,20 |
4,40 |
3,45 |
2,45 |
||||||
70 |
-20 |
59,9 |
33,7 |
24,8 |
20,3 |
8,10 |
4,95 |
3,85 |
3,25 |
|||||
0 |
62,6 |
35,2 |
25,9 |
21,1 |
8,45 |
5,15 |
4,00 |
3,40 |
||||||
+20 |
65,6 |
36,8 |
27,1 |
22,0 |
8,90 |
5,45 |
4,20 |
3,60 |
||||||
100 |
-20 |
75,0 |
41,9 |
30,8 |
25,0 |
10,2 |
6,20 |
4,75 |
3,95 |
|||||
0 |
78,7 |
43,8 |
32,1 |
26,1 |
10,8 |
6,50 |
5,00 |
4,15 |
||||||
+20 |
82,2 |
45,9 |
33,6 |
27,2 |
11,3 |
6,75 |
5,20 |
4,35 |
||||||
300 |
-20 |
149 |
81,6 |
59,2 |
47,8 |
20,1 |
11,8 |
9,00 |
7,40 |
|||||
0 |
156 |
85,4 |
61,9 |
49,9 |
21,0 |
12,4 |
9,30 |
7,70 |
||||||
+20 |
164 |
89,5 |
64,8 |
52,2 |
21,9 |
12,9 |
9,70 |
8,00 |
Прогнозируемая зона химического загрязнения (ПЗХЗ) , то есть площадь рассчитывается по формуле:
S прог. =К * Г2 * N 02, кв. км, (1.2)
где К - коэффициент (табл. 1.6);
N - время, на которое рассчитывается глубина ПЗХЗ.
Ширина ПЗХЗ:
при инверсии Ш=0,З *Г 0,6, км;
при изотермии Ш=0,З *Г*0,75, км;
при конвекции Ш=0,З*Г0,95, км,
где Г - глубина зоны загрязнения, которая определяется с использованием набора таблиц
Таблица 1.6
Коэффициент зависящий от степени вертикальной стойкости воздуха (СВСВ)
Инверсия |
Изотермия |
Конвекция |
|
0,081 |
0,133 |
0,235 |
1.3.4 Определения времени образования заражённого облака над объектом
Время подхода облака СДЯВ к заданному объекту зависит от скорости перенесения облака воздушным потоком и определяется по формуле
, час., (1.3)
где Х - расстояние от источника загрязнения к заданному объекту, км;
V - скорость переноса переднего фронта загрязненного воздуха в зависимости от скорости ветра (табл. 1.7), км/ч.
Таблица 1.7
Скорость переноса переднего фронта облака загрязненного воздуха в зависимости от скорости ветра и СВСП
Скорость ветра, м/с |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Скорость переноса переднего фронта облака загрязненного воздуха, км/ч |
||||||||||
Инверсия |
||||||||||
5 |
10 |
16 |
21 |
|||||||
Изотермия |
||||||||||
6 |
12 |
18 |
24 |
29 |
35 |
41 |
47 |
53 |
59 |
|
Конвекция |
||||||||||
7 |
14 |
21 |
28 |
1.3.5 Принятые допуски
Для прогнозирования по этой методике разлив 'свободно' принимается, если вылитое СДЯВ разливается подстилающей поверхностью при высоте пласта (h) не выше 0,05 м. Разлив 'в поддон' принимается, если вылитая СДЯВ разливается по поверхности, которая содержит рельефные обвалы, при этом высота пласта разлитой СДЯВ может быть h =Н-0,2 м, где Н - высота обвала.
При аварии с емкостями, которые содержат количество СДЯВ меньше от низших границ, которые указанны в таблицах, глубины рассчитываются методом интерполирования между низшим значением и нулем.
Все расчеты выполняются на срок не более 4 часов. После получения данных с учетом всех коэффициентов полученное значение сравнивается с максимальным значением переноса воздушных масс за 4 часа.
1.4 Выбор CASE-средств для проектирования подсистемы
Функциональная структура подсистемы реализована с помощью CASE-средства BPwin, которое поддерживает три методологии: IDEF0, IDEF3 и DFD.
Для проектирования базы данных подсистемы, была выбрано средство концептуального моделирования ERwin, которое создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки. ERwin реализует проектирование схемы БД, генерацию ее описания на языке целевой СУБД (ORACLE, Informix, Ingres, Sybase, DB/2, Microsoft SQL Server, Progress и др.) и реинжиниринг существующей БД. ERwin выпускается в нескольких различных конфигурациях, ориентированных на наиболее распространенные средства разработки приложений 4GL. Версия ERwin/OPEN полностью совместима со средствами разработки приложений PowerBuilder и SQLWindows и позволяет экспортировать описание спроектированной БД непосредственно в репозитории данных средств.
Применение ERwin существенно повышает эффективность деятельности разработки информационных систем. Основные преимущества ERwin:
а) существенное повышение скорости разработки за счет мощного редактора диаграмм, автоматической генерации базы данных, автоматической подготовки документации;
б) нет необходимости ручной подготовки SQL-предложений для создания базы данных;
в) возможность легко вносить изменения в модель при разработке и расширении системы;
г) разработчики прикладного программного обеспечения снабжены удобными в работе диаграммами;
д) поддержка однопользовательских СУБД позволяет использовать для персональных систем современные технологии, что значительно упрощает переход от настольных систем к системам в технологии клиент-сервер.
Другие CASE-средства менее подходят для решения данной задачи. Так, в частности, в средстве Silverrun американской фирмы Сomputer Systems Advisers отсутствует жесткий взаимный контроль между компонентами различных моделей. В Vantage Team Builder процесс проектирования реализуется в виде 4-х последовательных фаз, при этом любое моделирование требует наличие каждой стадии. CASE-средство Designer/2000 фирмы ORACLE не поддерживает никаких СУБД кроме Oracle, а при решении данной задачи необходимо предусмотреть возможность реализации подсистемы под любое СУБД.
1.5 Построение функциональной модели задачи
1.5.1 Описание подсистемы
Подсистема визуализации зоны поражения при чрезвычайных ситуациях предназначена для прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций и их визуализации.
Основным назначением подсистемы является автоматизация расчетов по утвержденной в Украине Методике прогнозирования последствий выброса опасных химических веществ при авариях на промышленных объектах и транспорте.
Подсистема содержит следующие модули:
а) инициализация подсистемы;
б) поиск административно-территориальной единицы;
г) расчёт;
д) визуализация.
1.5.1.1 Модуль инициализации
Осуществляет соединение с сервером баз данных, осуществляется загрузка из базы содержимого списков формы, таких как список СДЯВ, тип местности, список административно-территориальных единиц.
1.5.1.2 Модуль поиска административно-территориальной единицы
Позволяет пользователю найти необходимую АТЕ определённого типа, критериями поиска являются название и тип АТЕ. Используя базу данных (непосредственно данные и хранимые процедуры Oracle) модуль возвращает список-дерево результатов. В таблице 1.8 приведены типы АТЕ.
Таблица 1.8
Типы административно-территориальных единиц
№ п/п |
Наименование типа АТО |
|
1 |
Село |
|
2 |
Населенные пункты, подчинённые горсоветам |
|
3 |
Область |
|
4 |
Район города |
|
5 |
Канал |
|
6 |
Поселки городского типа, подчинённые району области |
|
7 |
Посёлок городского типа, подчинённый району области |
|
8 |
Города областного подчинения |
|
9 |
Поселки городского типа, подчиненные горсовету |
|
10 |
Поселок городского типа, подчиненный горсовету |
|
11 |
Город областного подчинения |
|
12 |
Города районного подчинения |
|
13 |
Город районного подчинения |
|
14 |
Район области |
|
15 |
Сельсоветы района области |
|
16 |
Сельсовет района области |
|
17 |
Поселок |
|
18 |
Обвалоопасная территория |
|
19 |
Все типы АТЕ |
|
20 |
Зона подтопления |
|
21 |
Реки, речки, каналы |
|
22 |
Большая речка |
|
23 |
Средняя речка |
|
24 |
Маленькая речка |
|
25 |
Улицы |
|
26 |
Площадь |
|
27 |
Улица |
|
28 |
Въезд |
|
29 |
Провулок |
|
30 |
Проїзд |
|
31 |
Бульвар |
|
32 |
Проспект |
|
33 |
Подъем |
|
34 |
Набережная |
|
35 |
Шоссе |
|
36 |
Квартал |
|
37 |
Тупик |
|
38 |
Спуск |
1.5.1.3 Модуль расчёта возможных последствий ЧС
Модуль расчёта является главным в подсистеме. Он включает в себя аварийное и оперативное прогнозирование параметров последствий ЧС. Расчёт производится в соответствии с методикой, описанной выше. Расчёт производится исходя из начальных данных, выбранных/введённых пользователем. Далее, используя эти данные, программа делает необходимые запросы к базе данных (например, для поиска значения скорости распространения заражённого облака для выбранного СДЯВ) и используя полученные параметры проиводит расчёт.
1.5.1.4 Модуль визуализации
Предназначен для графического отображения информации, являющейся результатом работы модуля расчёта. На экране ЭВМ отображается карта населённого пункта, для которого выполнялось прогнозирование. На этой карте отображается согласно методике табло дежурного с зонами возможного и прогнозируемого химического заражения.
1.5.2 Функциональная модель
Функциональная модель предназначена для описания функционирования системы. Опишем модель подсистемы с помощью методологии DFD, которая предписывает построение иерархической системы диаграмм [10], которая описывает потоки данных в системе.
Для построения диаграммы будем использовать CASE-средство BPwin 4.0.
Для работы в подсистеме визуализации необходимо запустить приложение, установить соединение с БД. Вход в систему приводит к выводу главной формы приложения, содержащей ряд полей ввода и списков выбора.
Входными данными к задаче будут являться данные для прогнозирования.
Выходными данными будет являться отчёт о прогнозировании ЧС.
Таким образом, определим контекстную диаграмму системы (рис. 1.2).
Рисунок 1.2 - Контекстная диаграмма системы
Проведём декомпозицию контекстной диаграммы, описав последовательность работы модулей:
а) инициализация подсистемы;
б) поиск административно-территориальной единицы;
г) расчёт;
д) визуализация.
Получим диаграмму, изображённую на рисунке. 1.3
Рисунок 1.3 - Декомпозиция работы «Прогнозирование последствия аварии»
При входе в систему происходит инициализация списка СДЯВ на форме при помощи запросов к БД. Далее при вводе данных пользователь имеет возможность поиска необходимой ему АТЕ. Для этого он задаёт тип АТЕ и ключевое слово. Далее, специальным запросом возвращаются найденные данные. Работа «Расчёт» является главной в системе и использует специальные хранимые процедуры Oracle, которые исходя из параметров, введённых пользователем осуществляют поиск информации в БД и дальнейшую её обработку на стороне клиента. Модуль «Визуализация» получает в качестве входных данных результаты работы модуля «Расчёт» и при помощи графических библиотек на экране ЭВМ выводит графическое представление последствий ЧС. При дальнейшей декомпозиции получим схему, изображённую на рисунке 1.4, на которой декомпозирована работа «Расчёт». Модуль «Расчёт» состоит и аварийного и оперативного прогнозирования и использует исходные данные (пользователя) и базу данных. На выходе системы результаты представлены в виде специального табличного отчёта. Остальные модули не требует более детальной декомпозиции ввиду отсутствия
Рисунок 1.4 - Декомпозиция работы «Расчёт»
1.6 Проектирование базы данных подсистемы визуализации последствий ЧС со СДЯВ
1.6.1 Построение логической модели базы данных
Проектирование БД заключается главным образом в разработке структуры данных, в определении таблиц (сущностей и их атрибутов) и связей между ними. При этом структура должна быть эффективной и обеспечивать быстрый доступ к данным, отсутствие дублирования данных и целостность данных. Рассмотрим данные понятия подробнее:
а) производительность. Базы данных, разработанные для использования их оператором терминала, должны обеспечивать время ответа, удовлетворительное для диалога человека - терминал. Кроме того, система баз данных должна обеспечивать соответствующую пропускную способность, которая оказывает решающее влияние на выбор организации физического хранения данных;
а) минимальная избыточность данных. Избыточные данные нежелательны тем, что они занимают некоторый объём памяти, дублируя уже имеющиеся данные. Целью организации базы данных должно быть уничтожение избыточных данных там, где это выгодно, и контроль за теми противоречиями, которые вызываются наличием избыточных данных;
б) возможности поиска. Пользователь базы данных может обращаться к ней с самыми различными вопросами по поводу хранимых данных. В большинстве современных коммерческих приложений типы запросов предопределены, и физическая организация данных разрабатывается для наилучшей их обработки. Возросшие требования к системам заключаются в обеспечении обработки таких запросов или формирования таких ответов, которые заранее не запланированы;
в) целостность базы данных. Если база данных содержит данные, используемые многими пользователями, очень важно, чтобы элементы данных и связи между ними не разрушались;
г) простота использования. Средства, которые используются для представления общего логического описания данных, должны быть простыми и интуитивно понятными. Интерфейс программного обеспечения должен быть ориентирован на конечного пользователя и учитывать возможность того, что пользователь не имеет необходимых знаний по работе с базами данных.
В данной задаче будем использовать реляционную базу данных.
Реляционная база данных - это совокупность отношений, содержащих всю информацию, которая должна храниться в БД. Однако пользователи могут воспринимать такую базу данных как совокупность таблиц. Реляционные базы данных имеют следующие признаки:
а) каждая таблица состоит из однотипных строк и имеет уникальное имя;
б) строки имеют фиксированное число полей (столбцов) и значений (множественные поля и повторяющиеся группы недопустимы). Иначе говоря, в каждой позиции таблицы на пересечении строки и столбца всегда имеется в точности одно значение или ничего;
в) строки таблицы обязательно отличаются друг от друга хотя бы единственным значением, что позволяет однозначно идентифицировать любую строку такой таблицы;
г) столбцам таблицы однозначно присваиваются имена, и в каждом из них размещаются однородные значения данных (даты, фамилии, целые числа или денежные суммы);
д) полное информационное содержание базы данных представляется в виде явных значений данных, и такой метод представления является единственным. В частности, не существует каких-либо специальных 'связей' или указателей, соединяющих одну таблицу с другой.
е) при выполнении операций с таблицей ее строки и столбцы можно обрабатывать в любом порядке безотносительно к их информационному содержанию. Этому способствует наличие имен таблиц и их столбцов, а также возможность выделения любой их строки или любого набора строк с указанными признаками.
В решаемой задаче необходимо спроектировать базу данных, которая является составной частью всей системы.
Первым этапом проектирования логической структуры является определение сущностей и атрибутов. БД будет содержать информацию об сильнодействующих ядовитых отравляющих веществах, характере их разлива и распространения облака при ЧС, видах химически-опасных объектов, ряд коэффициентов для расчёта последствий, типы местности, средства защиты и возможные жертвы среди населения.
Перечислим атрибуты таблицы «СДЯВ», таблица 1.9
Таблица 1.9
Атрибуты сущности «СДЯВ»
Атрибут |
Описание |
|
NAME |
Название хим. вещества |
|
SUBSTANSE_ID |
Первичный ключ таблицы |
|
KOEFFICIENT |
Переводной коэффициент для определения глубины распространения облака загрязненного воздуха |
|
SVOYSTVA |
Основные свойства |
|
VZR_POZH_OPASNOST |
Взрыво- и пожароопасность |
|
OPASNOST_DLYA_CHEL |
Опасность для человека |
|
SREDSTVA_ZASHCHITY |
Средства защиты |
|
OBEZZARAZHIVANIE |
Дегазация |
|
PERVAYA_POMOSHCH |
Мероприятия первой помощи |
|
PRIMECHANIE |
Примечания |
СДЯВ в своём наборе характеристик содержат время испарения, зависящее от ряда факторов (температура воздуха, скорость ветра и т.д.) Данная информация хранится в таблице «Время испарения» (Таблица 1.10)
Таблица 1.10
Атрибуты сущности «Время испарения СДЯВ»
Атрибут |
Описание |
|
SUBSTANSE_ID |
Идентификатор СДЯВ |
|
HARAKTER_ID |
Идентификатор характера разлива |
|
NOMER |
Идентификатор записи |
|
SKOROST_VETRA |
Скорость ветра, м/с |
|
TEMPERATURA |
Температура воздуха, С |
|
VREMYA_ISPARENIA |
Время испарения (срок действия источника загрязнения) для СДЯВ, часов |
|
VISOTA |
Высота обвала, м |
Атрибут «HARAKTER_ID» - внешний ключ на таблицу видов разлива. Важной информацией в системе является глубина распространения облака СДЯВ. Эти данные хранятся в таблице «Глубина распространения облака». Атрибуты этой таблицы описаны в таблице 1.11. В данной таблице есть атрибут SVSP_ID. Это внешний ключ на таблицу «Коэффициент СВСВ», в которой хранятся значения коэффициентов, соответствующих определённому состоянию вертикальной стойкости воздуха (изотермия, конвекция, инверсия).
Таблица 1.11
Атрибуты сущности «Глубина распространения облака»
Атрибут |
Описание |
|
SUBSTANSE_ID |
Идентификатор СДЯВ |
|
SVSP_ID |
Идентификатор степени вертикальной стойкости воздуха (СВСВ) |
|
KOLICHESTVO |
Количество |
|
SKOROST_VETRA |
Скорость ветра, м/с |
|
GLUBINA |
Глубина распространения облака, км |
|
GLUBINA_RASPR_ID |
Идентификатор глубины распространения облака |
|
TEMPERATURA |
Температура |
Также БД содержит таблицы: «Характер разлива», «Тип химически опасного объекта», «Критерии классификации административно-территориальных единиц», «Коэффициент уменьшения глубины распространения», и другие.
Логическая структура блока представлена на рис. 1.5. Соответствующая ей физическая структура блока «Прогнозирование последствий разлива СДЯВ» БД представлена на рис. 1.6.
Рисунок 1.5 - Логическая структура
Рисунок 1.6 - Физическая структура БД
1.7 Выбор языковых средств взаимодействия пользователя и подсистемы
В последнее время методы организации интерфейса в системе «человек-компьютер» получили значительное развитие и приобрели более-менее определенную логическую завершенность. Однако и в настоящее время проблема интерфейса остается по-прежнему объектом интенсивного научного исследования и инженерных разработок.
Общение между пользователем и системой заключается в том, что он задает вопросы, которые воспринимаются системой, и получает от нее ответы, которые ему понятны. Так как в данном случае пользователями являются люди, то возникает проблема обучения пользователя формальному языку вопросов, что делает систему неудобной в эксплуатации. В простейших случаях, когда язык вопросов очень беден, эта трудность не так велика, но в сложных системах она может оказаться непреодолимой, поэтому возникает проблема общения с системой на естественном языке.
Нужно отметить, что наиболее трудна «проблема вопросов». Ответы системы могут быть выданы на формальном языке, который является подмножеством естественного языка и понятен для человека. Значительно труднее добиться того, чтобы система «понимала» вопросы, заданные на естественном языке. Было осуществлено несколько попыток для решения данной проблемы, однако все они не привели к однозначному окончательному решению.
Впоследствии были разработаны процедуры перевода с естественного языка на входной информационный и с выходного на формализированный естественный. Однако если пользователю предоставлена возможность обращаться к системе на естественном языке, то как бы ни был близок язык вопросов к естественному языку, всегда возможна такая формулировка вопроса пользователем, которая не может быть воспринята системой. В связи с этим часто предусматривают диалог между пользователем и системой, в процессе которого пользователь имеет возможность уточнить вопрос.
Как и в общении между людьми, диалог с компьютером должен удовлетворять определенным правилам. Разработка диалога состоит в приведении этих правил в соответствие с психологическими потребностями и представлениями человека.
На сегодняшний день все большую популярность приобретает организация диалога на базе экранных форм.
Основное свойство организации диалога на базе экранных форм: на экран сразу высвечивается несколько форм различных форматов, иногда требуется жесткое движение по окнам. Данная структура предполагает независимость следующих ответов от предыдущих. Эта структура удобна при решении экономических или коммерческих задач. По форме ведения диалога - это диалог, управляемый компьютером. По количеству ответов - несколько. К достоинствам данной структуры можно отнести:
а) жесткие стандарты, форматы данных и контроль;
б) высокое быстродействие.
Разрабатывая структуру диалога необходимо руководствоваться пятью основными критериями качества любого диалога:
а) естественности;
б) последовательности;
в) краткости;
г) поддержки пользователя;
д) гибкости.
При разработке данной системы диалог имеет оконный интерфейс. Такой способ общения особенно удобен для начинающих и непрофессиональных пользователей. Интерфейс в форме окна (где окном называется ограниченная рамкой поверхность экрана) облегчает взаимодействие пользователя с компьютером, поскольку снимает с него необходимость заранее изучать язык общения с системой. На каждом шаге диалога представлены все возможные на данный момент команды в виде набора пунктов меню, из которых пользователь должен выбрать нужный.
Окно является основным инструментом задачи построения интерфейса разрабатываемой системы.
1.8 Выбор и обоснование технического обеспечения системы
1.8.1 Оценка требований к ЭВМ
Проанализируем состав программного обеспечения и требования к нему для того, чтобы выбрать минимальные требования для работы системы. СУБД Oracle 8.1.6 i, которое является сервером и обеспечивает хранение БД и ее объектов, требует минимальные требования: частота процессора 500 мГц, объём оперативной памяти 128 Мб, объём дискового пространства на НЖМД 800 Мб. Клиентское windows-приложение требует для нормальной работы частоту процессора 133 МГц, объём оперативной памяти 16 Мб, также требуется наличие сетевого интерфейса для взаимодействия с ЭВМ- сервером, для чего необходимо установить сетевую карту.
1.8.2 Выбор периферийных устройств
Для ввода, обработки и выдачи информации необходимы следующие периферийные технические устройства:
а) устройство ввода алфавитно-цифровой информации;
б) графический дисплей для отображения информации;
в) внешняя память для хранения БД и установки ПО.
Для ввода алфавитно-цифровой информации используется стандартная клавиатура. Для реализации диалога с помощью меню предусматривается манипулятор «мышь».
Для визуализации изображения требуемого качества необходимо использование растрового дисплея с поддержкой не менее шестнадцати цветов и разрешающей способностью 800х600. Такое качество обеспечивается дисплеем и адаптером SVGA.
Устройства внешней памяти представляются в виде накопителей на гибких и жестких магнитных дисках.
НЖМД предназначен для хранения исходных текстов и запускаемых модулей ПО, а также базы данных разрабатываемого приложения. НГМД - для хранения резервных копий прикладного ПО.
Для расчета требуемой емкости жесткого диска суммируем объем памяти, необходимый для размещения программного и информационного обеспечения.
Для установки операционной системы Windows 2000 или Windows XP потребуется 1 Гб свободного места на жестком диске. Для СУБД Oracle 8i необходимо около 800 Мб на НЖМД.
При этом следует учесть, что необходимо иметь дополнительное свободное пространство для вводимой в базу информации. Таким образом, необходим жесткий диск емкостью не менее 2 Гб.
Для хранения исходных текстов и загрузочного модуля программы потребуется дискета емкостью 1,44 Мб.
1.9 Разработка программного обеспечения
1.9.1 Выбор средства управления базами данных
Наиболее популярными СУБД на сегодняшний день являются: Oracle 8.1.7, Ms SQL Server 2000, MS Access 2000, Borland Interbase 6.0 и MySQL. Рассмотрим их характеристики.
Исходя из круга решаемых ими задач, эти СУБД можно разделить на три направления. Первое -- это корпоративные СУБД -- Oracle и Ms SQL Server. Второе направление -- это СУБД, предназначенные для разработки под нужды малых предприятий и небольших компаний, -- Borland Interbase и MS Access. И третье направление предназначено для создания Web-сайтов с небольшими базами данных -- это MySQL и Borland Interbase.
Oracle 8.1.6 Enterprise Edition - это наиболее мощная из рассматриваемых СУБД. Oracle может работать на большинстве современных платформ: Windows NT/2000/XP, Linux, FreeBSD, NetBSD, UNIX, AIX, Nowell Netware 5 и других. А это, в свою очередь, позволяет разработчикам корпоративных систем выбирать наиболее удобную для себя платформу. Например, если организация предпочитает использовать операционные системы не от Microsoft для своих разработок, она легко может себе это позволить. Некоторые организации могут ориентироваться на решения на базе UNIX-систем, которые славятся своей надежностью и устойчивостью в качестве серверной платформы, при этом на клиентских компьютерах продолжая успешно использовать Windows.
Используя Oracle 8.1.6 в качестве СУБД, разработчики имеют возможность выбрать язык программирования, на котором будет реализован код серверной части. Традиционно, для этого используется PL/SQL -- язык, являющийся мощным расширением SQL ANSI'92. Но ни одна СУБД, сколь бы мощной она ни была не найдет признания у разработчиков, если у нее не будет удобных графических средств администрирования, разработки и отладки. Разумеется, Oracle не является исключением, так как поставляемое в его составе ПО полностью удовлетворяет этим требованиям. C его помощью можно легко производить как локальное, так и удаленное администрирование не только одного сервера, а группы серверов, разбросанных по всему миру. Для такого удаленного администрирования используется Enterprise Manager. В качестве основных средств разработки, поставляемых в составе дистрибутива можно рассматривать Designer/2000 и SQL*Plus. Кроме того, существует великое множество средств разработки под Oracle, созданных сторонними фирмами, например PL/SQL Developer, SQL Navigator, Toad.
Основные преимущества СУБД Oracle:
а) Поддержка баз данных очень большого объема (до 64Тб) ;
б) Поддержка многопроцессорности ;
в) Мощные средства разработки и администрирования ;
г) Поддержка 2-х языковых сред -- PL/SQL и Java ;
д) Кроссплатформенность;
е) Интеграция с Web;
Недостатки системы:
а) Высокие аппаратные требования (для Enterprise Edition)
б) Высокая цена
СУБД MS SQL Server 2000 Enterprise Edition получила очень широкое распространение, а связано это с тем набором удобств, который она предлагает администратору и разработчику, сохраняя при этом свои богатые возможности. Эта СУБД легко масштабируется, что позволяет использовать ее как в информационных системах для среднего бизнеса, так и для больших информационных системах.
Что же касается платформ, на которых он может работать, то выбор тут невелик. Это серверные редакции Windows NT/2000/XP -- для MS SQL Server 2000 Enterprise Edition, рабочие станции Windows NT/2000/XP -- для MS SQL Server 2000 Standard Edition и все редакции Windows 98/ME/NT/2000/XP -- для MS SQL Server 2000 Developer Edition.
Следует обратить особое внимание на основное средство разработки и администрирования, включенное в состав дистрибутива, это Enterprise Manager, который позволяет решать практически все задачи администрирования MS SQL Server и, кроме того, удобен для разработчика. Но главное преимущество данной СУБД, даже не в удобном визуальном инструментарии, входящем в состав дистрибутива, а в тесной интеграции ее с другими программными продуктами от Microsoft. MS SQL Server 2000 активно использует решения на базе СОМ технологии, в частности источники данных OLEDB, и, конечно же, ActiveX компоненты. Например, данная СУБД отлично интегрируется как с MS Exchange, так и с Microsoft Internet Information Server.
Кроме того, существенным преимуществом этой СУБД перед другими, является возможность экспорта и импорта в большинство распространенных форматов данных, что включает как клиент-серверные и файл-серверные, так и XML формат. В качестве источников и приемников данных там выступают драйвера OLEDB. А если драйвер OLEDB отсутствует, для нужного источника данных можно использовать драйвер OLEDB для ODBC, что позволяет производить импорт-экспорт практически в любой формат данных. И все это с помощью инструментария, входящего в состав дистрибутива. Эта возможность позволяет использовать MS SQL Server 2000 в качестве централизованного хранилища данных как в OLTP, так и в OLAP-системах.
К недостаткам данного программного продукта, можно, пожалуй, отнести только то, что он не работает на платформах, отличных от Windows.
Borland Interbase 6.0 - в этом программном продукте есть все, что требуется от СУБД предназначенной для нужд малого и среднего бизнеса. Он характеризуется низкими требованиями к аппаратуре, широким набором поддерживаемых платформ, довольно серьезным диалектом языка SQL, высоким быстродействием, и главное, начиная с версии 6.0, данная СУБД является бесплатной, что тоже существенно.
Требования к аппаратуре действительно минимальны: Pentium 100, 32MB RAM, объем дисковой памяти, необходимый для хранения базы данных, должен быть не менее 50 MB. Набор поддерживаемых платформ тоже заслуживает внимания: Windows 95/98/ME/NT/2000 и Linux-системы. Кроме того, существует его GNU-аналог (СУБД FireBird), который, кроме перечисленных выше, работает на платформах FreeBSD, NetBSD и SCO UNIX. Диалект языка SQL позволяет реализовать большинство пользовательских запросов, требующихся в небольших информационных системах, при этом, не сильно отнимая ресурсы компьютера, на котором установлена эта СУБД, а это значит, что для ее установки не требуется выделенный сервер, что весьма критично для небольших организаций. По быстродействию данная СУБД уступает разве что MySQL (и то при условии, что MySQL не будет использовать транзакции).
К сожалению, средство разработки и администрирования поставляемое в составе дистрибутива (имеется в виду Interbase Console) недостаточно удобно, но обладает необходимой функциональностью. Поэтому существуют более продвинутые средства разработки и администрирования, созданные сторонними разработчиками, такие как IB Expert 1.0.
Как существенное преимущество следует рассматривать и то, что такие популярные продукты от Borland, как Kylix, Delphi и C++ Builder поставляются с компонентами, позволяющими работать с данной СУБД, используя ее собственное API, что позволяет достичь очень высокого быстродействия.
Назначение MS Access 2000 - решение локальных офисных задач, характеризуемых ограниченным объемом данных, а также выдача отчетов по результатам работы. При этом отчеты могут быть представлены как в стандартном для офисных приложений виде, так и в формате HTML .
Что же представляет собой данный программный продукт? Большинство пользователей, а тем более разработчиков и системных администраторов, знают Access как компонент Microsoft Office, предназначенный для работы с базами данных. Многие ли знают о его возможностях достоинствах и недостатках? А между тем, это феноменальный программный продукт, реализованный по принципу «All in One». Он одновременно является и CASE-средством и средой разработки на двух языках программирования (Visual Basic и сильно усеченный диалект SQL) и очень мощным визуальным средством создания отчетности, ядром СУБД и средой времени исполнения. Таким образом, используя только MS Access 2000 можно производить полный цикл работ над проектом от проектирования до внедрения готовой программы. Только MS Access позволяет создавать программы, состоящие из одного файла, который содержит как текст программы, так и реляционную базу данных, имеющую сложную структуру. Он содержит в себе, реализованное средствами VBA клиентское приложение, содержащее необходимую логику и формирующее необходимые документы, как в электронном виде (экранные формы, Web-content), так и в печатном. Кроме того, MS Access 2000 легко интегрируется с другими решениями от Microsoft, такими как MS SQL Server 2000, MS IIS 5.0, MS Exchange 2000 и, разумеется, с другими программными продуктами из офисного пакета. Что же касается поддержки технологии COM, то тут Access на высоте, в этом он не уступает даже MS SQL Server 2000.
В связи с высокой степенью интеграции данного программного продукта с MS SQL Server 2000 некоторые компании разработчики активно используют для своих проектов связку: MS SQL Server 2000 (серверная часть) и MS Access 2000 (клиентская часть).
К недостаткам MS Access 2000 в качестве СУБД можно отнести ее крайнюю медлительность. Это самая медленная из рассматриваемых здесь СУБД. Еще более серьезный недостаток заключается в ограниченности объема обрабатываемых данных, не рекомендуется использовать эту СУБД для базы, которая может разрастись более чем до 100MB. Хотя MS Access и обладает весьма привлекательной возможностью выполнения полного цикла работ над проектом, но недостаточная отлаженность его компонентов снижают возможности широкого применения, особенно в проектах, которые, как можно ожидать, будут расширяться в дальнейшем.
MySQL на сегодняшний день получила очень широкое распространение в качестве средства работы с базами данных во всемирной паутине Web. Это связано с тем, что она совершенно не требовательна к ресурсам сервера, на котором выполняется, очень быстрая (долгое время была самой быстрой реляционной СУБД, так как не поддерживала транзакций) и, что немаловажно, -- она бесплатная, т.е. распространяется по лицензии GNU GPL.
Набор поддерживаемых платформ предоставляет большую свободу выбора: Windows 95/98/ME/NT/2000, Linux, FreeBSD, NetBSD, UNIX, AIX и, завоевывающая популярность у пользователей Macintosh, Mac OS X.
Возможностями MySQL, увы, не балует, так как все что она поддерживает это SQL ANSI'92, да и поддержка транзакций в нем появилась совсем недавно. Что касается средств администрирования, и разработки под эту СУБД то в составе дистрибутива их нет совсем, зато существуют реализации от независимых разработчиков.
Рассмотренные здесь СУБД имеют свои достоинства и недостатки. Поэтому для того, чтобы определиться с выбором, следует четко представлять себе, для каких целей она будет применяться, а так же учесть знание СУБД разработчиками дипломной работы. В нашем случае наилучшим решением будет Oracle 8i потому что разрабатываемая подсистема входит в состав ИАС, которая базируется на данной СУБД.
1.9.2 Выбор визуальной среды программирования
Для разработки СУБД будет использоваться среда программирования Borland Delphi 6.0. Выбор именно этой среды не случаен, поскольку Delphi - это комбинация нескольких важнейших технологий, таких, как высокопроизводительный компилятор в машинный код, объектно-ориентированная модель компонент, визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов, а также обширные средства для построения баз данных с поддержкой языка запросов в базах данных SQL. Delphi 6.0 позволяет использовать библиотеку визуальных компонент для быстрого создания надежных приложений, которые легко расширяются до приложений с архитектурой клиент/сервер, выгодно отличается интуитивно понятным интерфейсом, большим количеством возможностей и достаточно проста в обращении.
Если попытаться оценить процент систем, которые так или иначе требуют обработки структурированной информации (как для внутри корпоративного использования, так и для коммерческого или иного распространения), то окажется, что цифра 60-70% может представлять лишь нижнюю границу. Важным свойством средств обеспечения доступа к базам данных является их масштабируемость, то есть возможность не только количественного, но и качественного роста системы. Например, обеспечение перехода от локальных, в том числе, файл-серверных данных, к архитектуре клиент-сервер или тем более к многоуровневой N-tier схеме.
Delphi 6 полностью компилирует программу в машинный код, понятный компьютеру. VB выполняет эту функцию только наполовину, транслируя команды BASIC в промежуточный язык, называемый p-кодом. При запуске таких программ VB интерпретирует p-код в реальные машинные команды. Delphi 5 сразу же переходит непосредственно на уровень машинного кода, что дает огромное преимущество в скорости .
Delphi 6 искусно справляется с проблемой обнаружения ошибок благодаря реализации концепции исключительных ситуаций. Вместо того чтобы работать в состоянии постоянного напряжения и сомнения, не приведет ли следующий ваш шаг к сбою, потенциальное выявление которого требует соответствующего тестирования, Delphi 6 позволяет писать программу, исходя из успешного выполнения всех ее операторов. В случае возникновения отказа Delphi 6 вызывает исключительную ситуацию, которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций. Такой подход позволяет программе достойно справиться с ошибкой.
Таким образом, Delphi 6, как среда программирования, сочетает в себе наиболее удачные и необходимые возможности, которые и обусловили ее выбор при работе над проектом.
1.9.3 Оценка необходимого программного обеспечения для функционирования системы
Для функционирования подсистемы необходимы установленная ОС Windows NT, Windows 2000 или Windows XP, а также СУБД Oracle 8i, 9i или 11i.
1.9.4 Описание алгоритма решения задачи
Алгоритм решения задачи приведен в приложении А на рисунке 6.
Рассмотрим алгоритм решения задачи. На первом шаге создаётся и открывается форма заставки. Заставка будет активна, пока производится инициализация объектов, создание остальных форм и соединение с БД. Далее производится инициализация объекта Application, который представляет собой приложение в целом, а также создаются все формы программы.
В процессе создания формы входа в систему запускается событие OnActivate формы и происходит следующее:
а) устанавливается связь с БД;
б) загружаются данные в списки опасных химических веществ, типов местности, выбора административно-территориальной единицы.
После инициализации вызывается метод Run объекта Application, который запускает системный цикл обработки сообщений Windows. Далее работа приложения будет зависеть от действий пользователей.
Главная форма приложения представляет собой окно с полями ввода и списками выбора всей необходимой информации (рис. 9.1).
Рисунок 1.7 - Главное окно программы
Для удобства выбора административно-территориальной единицы существует возможность поиска с критериями: типа АТЕ и название. После поиска название автоматически выбирается из списка и такие параметры этой АТЕ как площадь, население автоматически принимают хранящиеся в базе значения.
После ввода всех данных и нажатия кнопки «Расчёт» выполняется обработчик события нажатия кнопки процедура OnClick, в котором участвуют процедуры Oracle для поиска необходимой в расчёте информации из базы данных. Расчёт ведётся для выбранного типа прогнозирования. Далее выводится окно результатов (рис. 1.8). Из этого диалогового окна при нажатии кнопки «Так» результаты прогнозирования импортируются в MS Word в виде, представленном ниже.
Рисунок 1.8 - Окно результатов прогнозирования
При нажатии кнопки «Результати на карті» на экране отображается форма с графическим отображением последствий выброса СДЯВ (рис.1.9). На карте отображается населённый пункт с ЗВХЗ и ПЗХЗ с возможностью масштабирования и перемещения по карте.
Рисунок 1.9 - Визуализация зоны поражения
1.10 Оценка надежности функционирования программного средства
Надежность программного продукта представляет собой способность безотказной работы программного средства в течении определенного момента времени или может быть определена как свойство программы, которое выражается в выполнении заданных функций в заданных условиях работы и на заданной ПЭВМ. Программное приложение может содержать скрытые ошибки, обуславливающие снижение надежности вычислительного процесса даже в случае безотказной работы. Отказ программного приложения обусловлен несоответствием ПО поставленным задачам.
Несоответствие по первой причине встречается в первую очередь в сложных программных системах, где определенные ошибки программиста трудно обозримы и могут оставаться нераскрытыми.
Несоответствие по второй причине возникает в первую очередь потому, что при составлении спецификации многие факторы, влияющие на работу системы, неизвестны. Они выясняются только постепенно в ходе эксплуатации программы.
Характерной особенностью ошибок, которые могут вызывать отказы программ подсистемы, является скрытость ошибок - это означает, что скрытая ошибка проявляется только при отдельных редких комбинациях из огромного количества возможных комбинаций исходных данных и поэтому обнаруживаются не сразу, а только в ходе длительной ее эксплуатации.
Ошибки, проявляющиеся при любых исходных данных не опасны, поскольку обнаруживаются сразу при первых прогонах программы. Скрытые же ошибки могут значительно снизить достоверность выдаваемой пользователем информации в виде редкости их появления и трудности обнаружения.
В настоящее время разработано несколько десятков моделей для оценки числовых показателей надежности ПО, базирующихся на различных теоретических предпосылках. По методической основе эти модели относятся к вероятностным, эмпирическим и статическим.
Наиболее простыми моделями для оценки надежности являются эмпирические модели, основанные на анализе накопленной информации о функционировании ранее разработанных программ. Так, приводятся данные, что к началу системного тестирования программного средства на каждые 1000 операторов приходится 10 ошибок. Уровень надежности программного средства считается приемлемым для начала эксплуатации, если тому же объему операторов соответствует одна ошибка, то есть:
(1.4)
где - число ошибок в программе;
- число операндов в программе.
Модель Холстеда оценивает количество ошибок в программе после окончания ее разработки по формуле:
, (1.5)
где - коэффициент пропорциональности;
- число операторов и операндов в программном средстве соответственно.
Предложено выражение, связывающее общее число дефектов в программе с характеристиками ее объема в операторах и сложность СОМР, являющейся функцией количества внутренних и внешних связей программных факторов:
(1.6)
Уровень дефектности программного средства связан с интенсивностью потока программных отказов у конкретного пользователя зависимостью:
(1.7)
где - количество операторов в программном средстве, что принципе позволяет оценивать надежность программного средства с помощью эмпирических моделей для прогнозирования состояния ПО на стадиях его разработки или модернизации.
Рассчитаем число ошибок, возникающих до начала эксплуатации программы, разработанной в дипломной работе, по формулам, представленным выше.
В качестве численных значений норм для выбранных показателей надежности устанавливаются следующие значения:
коэффициент пропорциональности для модели Холстеда:
Для формулы (1.4) число ошибок не должно быть больше единицы на каждую тысячу операторов.
Произведем расчеты, которые показали бы, является ли число ошибок допустимым для программы, разработанной в дипломной работе.
Для этого предварительно подсчитаем число операторов и операндов, содержащихся в программе. Мы определили, что число операторов ,а число операндов .
Осуществим расчет числа ошибок в программе по формуле (1.4):
Исходя из полученного результата, можно сделать вывод: так как число ошибок не превышает 1, то для данного числа ошибок уровень надежности ПС является приемлемым.
Рассчитаем число ошибок в программе по методу Холстеда. Следует учитывать, что число ошибок не должно превышать 21.
, тогда
Исходя из полученного результата, можно сделать вывод, что в программе содержится допустимое количество ошибок (не превышает 21).
На основании приведенных выше расчетов, а также допустимых показателей норм надежности ПС, можно сделать вывод, что программа, представленная в дипломной работе, является работающим ПС и что уровень надежности является приемлемым для того, чтобы приступить к эксплуатации разработанного в дипломной работе программного средства.
1.11 Обоснование средств защиты информации от возможных неисправностей и несанкционированного доступа
1.11.1 Защита информации от возможных неисправностей
При использовании каких-либо программных средств всегда необходимо защищать данные от возможных неисправностей: от аварии системы в результате перебоев с электропитанием до более серьезных проблем, например, выхода из строя жёсткого диска.
Рассмотрим возможные причины различных неисправностей системы базы данных и обеспечение защиты данных в каждом случае.
Возможно, наиболее частой причиной нерабочего состояния компьютерной системы является авария системы и сервера. Авария - это неожиданный выход системы из строя. Авария может быть вызвана, если произошли:
а) ошибка программных средств;
б) перебои в электропитании;
в) сбой в работе операционной системы.
Авария экземпляра Oracle не повреждает физические структуры данных. Основная проблема заключается в том, что при аварии экземпляра работа оказывается напрасной и все данные, которые в момент аварии находились в памяти с момента последней записи на диск, теряются. Для восстановления всей работы, выполненной со времени последнего сохранения, нужно иметь соответствующие группы журнала транзакций. Журнал транзакций базы данных - это группа файлов, в которые записываются изменения, внесённые завершенными транзакциями. Во время завершения транзакции Oracle записывает в журнал информацию, достаточную для повторного выполнения транзакций, если необходимо восстановить БД [11].
Второй причиной возникновения неисправностей может быть потеря файла в результате:
а) ошибки пользователя;
б) повреждения или сбоя диска.
Если не подготовиться заранее к такой ситуации, восстановить информацию не удастся. Для восстановления потерянного файла данных нужно иметь резервную копию, содержащую этот файл.
Итак, основные средства защиты базы данных от возможных неисправностей - это резервное копирование базы данных и журнал транзакций Oracle. Регулярное и частое копирование позволяет восстанавливать файлы, потерянные в результате ошибки пользователя или сбоя диска. В случае если в восстановленном файле не учтена работа, выполненная теми транзакциями, которые были завершены после создания этой резервной копии, Oracle просматривает журнал транзакций и повторяет всю работу.
1.11.2 Защита информации от несанкционированного доступа
Задача защиты информации от несанкционированного доступа является общесистемной и не входит в блок данной подзадачи. На уровне клиентского приложения несанкционированный доступ к информации предотвращён аутентификацией пользователей, то есть требованием ввода личного пароля при входе в систему.
Доступ к базе данных напрямую имеет только владелец схемы system СУБД Oracle. Чтобы установить соединение со схемой Oracle, необходимо знать пароль этой схемы, который хранится в словаре данных Oracle. Для того чтобы повысить секретность пароля, он хранится в кодированном формате. Не существует способа узнать пароль по закодированному значению.
Следовательно, получить доступ к схеме, может только владелец схемы, администрирующий подсистему. Кроме него, непосредственный доступ к объектам схемы (таблицам, процедурам, и т.д.) имеет администратор СУБД Oracle.
Для обеспечения безопасности администратор СУБД Oracle может вести регистрационный контроль подсистемы напоминания, который позволяет:
а) регистрировать успешные и безуспешные попытки доступа к таблицам и виртуальным таблицам;
б) избирательно контролировать различные типы операций;
в) управлять уровнем записи в регистрационный журнал.
На физическом уровне файлы базы данных хранятся в закодированном виде.
ВЫВОДЫ
В ходе дипломной работы была изучена методика прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций c выбросом сильнодействующих опасных веществ. Рассмотрены основные характеристики проблемы и задача прогнозирования в составе ТП ПИАС ЧС. Были рассмотрены методы проектирования логической и физической моделей базы данных, нормализация базы данных до третьей нормальной формы.
Для решения поставленной задачи было выполнено:
а) построена функциональная модель (SADT, нотация DFD) элементов подсистемы напоминания;
б) построена логическая и физическая модель (ERD, нотация IDEF1X) БД для данной работы;
в) разработана серверная часть подсистемы, реализована на СУБД Oracle 8i;
г) разработана клиентская часть подсистемы напоминания в среде программирования Delphi 5.
Результаты дипломной работы могут быть использованы в работе органов исполнительной власти (МинЧС и его подразделения)
Таким образом, задачи дипломной работы выполнены.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1. Петров Э.Г.,
2. Оссовский С.В. Обработка информации с помощью нейронных сетей. - М.: Финансы и статистика., 2002. - 280 с.
3. Kohonen T. Self-Organizing Maps. Berlin: Springer, 1995. - 173 pages.
4. Krцse B., Patrick van der Smagt. An introduction to neural networks. Amsterdam: The University of Amsterdam, 1996. - 332 pages.
5. Hartigan, J. A. Clustering algorithms. New York: Wiley, 1975. - 329 pages.
Эйзен С., Афифи А. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ.- М.: Мир,1982.-488 с.
В.И. Лямец. Методы статистического анализа. Учебное пособие
подсистема чрезвычайный ситуация база данный
2. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
2.1 Анализ условий труда в машинном зале ВЦ
Программное обеспечение АРМ ”подсистемы визуализации зоны поражения в составе ИАС «ЧС»” разрабатывалось на ЭВМ типа IBM PC/AT, установленных в вычислительном центре. Параметры помещения данного отдела следующие:
1. габариты помещения: длина - 6, ширина - 3 (площадь S = 18 м2);
2. высота помещения H = 3,5;
3. этажность здания - 2;
4. этаж - первый;
5. количество работающих - 2;
6. источник питания: трёхфазная четырёхпроводная сеть с глухозаземлённой нейтралью, частотой переменного тока 50 Гц и напряжением 220/380 В.
Из описанных выше параметров помещения следует, что помещение отдела соответствует нормам по площади (не менее 4,5 м2) и объёму пространства (не менее 15 м3) на одного работающего согласно правил охраны труда [7].
Необходимо провести анализ системы “человек - машина - среда” и определить перечень потенциально опасных и вредных факторов.
Сначала необходимо рассмотреть систему Ч-М-С как единое целое. Входной информацией для данной системы является информация о состоянии предмета труда (ПТ) и управляющая информация из вышестоящей системы (плановые задания, инструкции и др.). Выходом системы являются результаты труда. В процессе функционирования системы изменяется ее внутреннее состояние. С точки зрения охраны труда одним из важных элементов внутреннего состояния системы - является здоровье людей, работающих в системе.
В дальнейшем, под системой “человек” будем понимать работающих за компьютерами программистов.
Первый этап анализа системы Ч-М-С - ее декомпозиция. Следует выделить подсистему “человек”, а затем систему Ч-М-С рассмотреть как составленную из двух составляющих: “человек” (Ч), “машина” (М) и “среда” (С). Основные взаимодействия между этими частями: влияние Ч на среду (путем обмена химическими веществами и тепловыделением в процессе жизнедеятельности); влияние среды и непосредственно машины на человека; поток информации о состоянии машины и среды; управляющие воздействия на машину.
При анализе этих связей между элементами системы можно выделить следующее: «человек» функционально вступает одновременно как несколько элементов системы Ч-М-С, каждый из которых берет участие в своих связях и играет в системе свою роль. Поэтому необходимо разделить элемент “человек” на три функциональные части.
Следует обозначить Ч1 - человек управляющий машиной, главным образом для выполнения основной задачи системы - разработки выходного продукта, а так же обеспечения возможности этой разработки.
Ч2 - человек, который рассматривается с точки зрения его непосредственного воздействия на окружающую среду (тепло- и влаговыделение, потребление кислорода и т.д.).
Ч3 - человек, который рассматривается с точки зрения его психофизиологического состояния под влиянием факторов, воздействующих на него в процессе разработки. Именно этот элемент изучается с позиции охраны труда и смежных с ней дисциплин.
Состояние именно этого элемента системы Ч-М-С - входной пункт процесса декомпозиции, которая производится.
Аналогично элемент “машина” делим на составляющие: М1 выполняет основную технологическую функцию, М2 - влияние на окружающую среду.
Декомпозиция данной системы приведена на рисунке 2.1. Связи, возникающие в данной системе, описаны в таблице 3.1.
/
/
Рисунок 2.1 - Модель системы «Человек-Машина-среда»
Таблица 2.1
Содержание связей системы «Человек-Машина-Среда»
Номер связи |
Наименование связи |
Смысл связи |
|
1 |
Ч1-М1 |
Влияние человека на работу машины (управление техникой) |
|
2 |
М1-П |
Влияние машины на предмет труда (производство программного продукта машиной) |
|
3 |
Ч1-П |
Производство человеком предмета труда |
|
4 |
П-М1 |
Информация о состоянии предмета труда, управляемая машиной |
|
5 |
М2-С |
Воздействие машины на окружающую среду (тепло, ионизирующие излучение) |
|
6 |
С-Ч1 |
Влияние окружающей среды на действия человека (на качество работы) |
|
7 |
С - Ч3 |
Влияние окружающей среды на состояние организма человека (влияние микроклимата и шума на здоровье человека) |
|
8 |
Ч1-Ч3 |
Влияние действия человека на его психофизиологическое состояние |
|
9 |
М1-Ч1 |
Влияние машины на человека (информация о состоянии машины, обрабатываемая человеком, и о предмете труда) |
|
10.2 |
С - М2 |
Влияние окружающей среды на работу машины |
|
11 |
Ч2 - С |
Влияние человека как биологического объекта на среду |
|
12 |
Ч3- Ч1 |
Влияние психофизиологического состояния человека на качество его работы |
|
13 |
Ч1-Ч2 |
Влияние действий, выполняемых человеком, на его физиологическое состояние |
|
14 |
Человек |
Взаимодействие людей между собой |
Факторы производственной среды и трудового процесса |
Значение фактора(ПДК, ПДУ) |
3 класс - опасные и вредные условия, характер труда |
Продолжительность действия фактора (% за смену) |
||||
Норма |
Факт. |
1ст |
2 ст |
3 ст |
|||
1. Шум, дБ |
<50 |
40 |
85 |
||||
2. Неионизирующие излучения радиочастотного диапазона, В/м |
25 |
10 |
85 |
||||
3. Рентгеновское излучение, мкР/ч |
100 |
24 |
85 |
||||
- температура воздуха, 0С |
23-25 |
24 |
85 |
||||
- скорость движения воздуха, м/с |
<0,1 |
0,1 |
85 |
||||
- относительная влажность, % |
40-60 |
60 |
85 |
||||
- естественное, % |
2 |
2 |
85 |
||||
- искусственное, лк |
300-500 |
301 |
40 |
||||
6. Тяжесть труда - мелкие мтереотипные движения кистей и пальцев рук (количество за смену), тыс. |
40 |
35 |
85 |
||||
- рабочая поза (пребывание в наклонном положении в течении смены) |
25% |
Нет |
|||||
сосредоточения (в % от продолжительности смены) |
75% |
75% |
80 |
||||
б) напряжённость анализаторов - зрение (категория работ) |
Высок. точн. |
Точн. |
По степени опасности поражения электрическим током зал относится к классу помещений c повышенной опасностью, так как имеется возможность одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землёй металлоконструкциям здания, с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования, с другой.
Категория помещения по взрыво- и пожарной опасности согласно СHиП 2.0902-85: пожароопасное В (наличие твердых сгораемых веществ и материалов). Соответственно предусматривается один эвакуационный выход шириной 1.5 м и высотой 2.2 м.
Сотрудники вычислительного центра сталкиваются с воздействием многих вредных производственных и физических опасных факторов согласно ГОСТ 12.0.003-74. К вредным и опасным факторам следует отнести следующие специфические для вычислительного центра факторы:
a) физические:
недостаток естественного света;
недостаточная освещённость рабочей зоны;
- повышенное значение напряжения в электрических цепях, замыкание которых может произойти через тело человека. Персональные компьютеры и вспомогательные устройства (принтер, стабилизаторы переменного напряжения) питаются от сети переменного тока напряжением 220 В; кроме того, в мониторах и блоках питания компьютеров имеются постоянные и импульсные напряжения 300 В, 800 В, 25 кВ. Случайное попадание этих напряжений на металлические нетоковедущие части, к которым может прикоснуться человек, может привести к поражению человека электрическим током;
повышенный уровень электромагнитных излучений от мониторов персональных ЭВМ, который является вредным производственным фактором;
повышенная или пониженная температура рабочей зоны;
повышенный уровень статического электричества.
повышенный уровень шума (от систем вентиляции, персональных компьютеров, стабилизаторов переменного напряжения и матричных печатающих устройств);
б) психофизиологические (нервно-психические перегрузки):
умственное перенапряжение;
монотонность труда;
эмоциональные перегрузки.
Доминирующим вредным фактором в нашем случае является повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека, проведём расчёт защитного зануления.
2.2 Мероприятия и технические средства по обеспечению безопасности труда в вычислительном центре
Анализ травматизма среди работников отдела показывает, что в основном несчастные случаи происходят от воздействия электрического тока.
Электрооборудование вычислительного центра относится к установкам с напряжением до 1000 В. К обслуживанию электрооборудования допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское обследование. От работников требуется знание оборудования и особенностей его обслуживания, а также правил техники безопасности, уровень которых определяется квалификационной группой по технике безопасности (не ниже III для электриков, II - для программистов и операторов ЭВМ).
Согласно ГОСТ 12.1.030-81 в сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В применяется зануление, так как защитное заземление не обеспечивает достаточно надежную защиту. В помещении необходимо проложить шину зануления в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-81, соединенную с заземленной нейтралью сети.
Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединена нейтраль, не более 4 Ом. Шина зануления доступна для осмотра.
Целью расчета зануления является определение минимального сечения нулевого провода, обеспечивающего условие срабатывания защиты. Схема зануления приведена на рисунке 3.2.
Алгоритм расчета зануления:
Определение требуемого однофазного тока короткого замыкания
,(3.1)
где - номинальное фазное напряжение сети, В;
- полное сопротивление петли фаза-ноль, Ом;
- полное сопротивление обмоток трансформатора тока короткого замыкания, Ом.
Срабатывание плавкой вставки или автоматического выключателя обеспечивается, если
,(2.2)
гдеIn - номинальный ток срабатывания плавкой вставки или автоматического выключателя;
Рисунок 2.2 - Схема зануления
K =1.4 для автоматических выключателей с номинальным током до 100А;
Пусковой ток нагрузки равен:
=I n=,(2.3)
Где n-коэффициент нагрузки, n=2.5;
N - суммарная потребляемая мощность;
U - напряжение в сети;
У нас U=220В, N=0.5кВт*2=1кВт, тогда
.
По формуле (2.2) вычислим ток короткого замыкания:
(можно взять 20А),
Определим полное сопротивление петли “фаза-ноль”
;(2.4)
Значение Zт берется из таблицы значений полных сопротивлений питающего трансформатора тока короткого замыкания, для нашего случая Zт=0,26 Ом.
Подставив значения получим
10,913 11Ом.
Определим сопротивление нулевого R0 и фазного проводников Rф из соотношения
,(2.5)
где - суммарное активное сопротивление фазного и нулевого проводников, Ом;
Xn - индуктивное сопротивление фазного и нулевого проводников, Ом*км;
Индуктивным сопротивлением фазного и нулевого проводников можно пренебречь, так как проводка выполнена из аллюминия, тогда
R0= Rф==5.5 Ом.
Определим минимальное сечение нулевого провода, обеспечивающего условие срабатывания защиты по формуле:
,(3.6)
где - удельное электрическое сопротивление алюминия,
=2,8 10-8 Ом*м.
Примем =200 м, тогда окончательный результат:
мм2
Итак, для обеспечения условия срабатывания защиты необходимо взять нулевой провод сечением 1 мм 2.
Защитное отключение представляет собой быстродействующую защиту, обеспе- чивающую автоматическое отключение электроустановки от сети при возникновении в ней опасности поражения человека током. Принцип работы устройства защитного отключения заключается в постоянном контроле некоторой входной величины, связанной с пара-метрами электробезопасности, сравнение ее с нормативной и отключении контролируемой электроустановки от сети при превышении входной величиной нормативной. Эффективность систем защитного отключения определяется их быстродействием (время отключения не должно превышать 0,1-0,2 (с). Для обеспечения безопасности работ в отделе также проводятся мероприятия по проверке изоляции токоведущих частей, которые включают в себя измерение сопротивления и испытание повышенным напряжением. Сопротивление изоляции находится в пределах 0,5 (МОм) (500 КОм) между фазой и нулем и фаза-фаза. Согласно ГОСТ 12.1.030-81 ССТБ контроль изоляции проводится не реже одного раза в год при отключенном напряжении среды. Для работников предусмотрены такие организационные мероприятия по технике безопасности, как в проведении инструктажей по вопросам охраны труда, то есть детальное ознакомление и обучение по правилам безопасных приемов и методов работы, применению средств защиты, оказанию первой помощи пострадавшему.
А также:
- оформление работы нарядом или устным распоряжением;
- допуск к работе;
- надзор во время работы;
- вывешивание предупредительных плакатов и знаков безопасности.
Согласно ДНАОП 0.04-4.12-94 осуществляется проведение следующих инструктажей:
- вводный инструктаж, который проводится со всеми вновь принятыми на работу, независимо от их квалификации, представляет собой ознакомление с правилами внутреннего распорядка отдела, основными опасностями, правилами пожарной безопасности; инструктаж проводится службой охраны труда, факт инструктажа фиксируется в журнале вводного инструктажа;
- первичный инструктаж, который проводится на рабочем месте перед началом работы, проводится руководителем НИЛ, факт инструктажа фиксируется в журнале первичного инструктажа, ознакамливает с инструкциями по охране труда, безопасными приемами работы, схемой эвакуации при пожаре;
- повторный инструктаж - инструктаж, который проводится на рабочем месте вместе со всеми работниками один раз в полугодие по программе первичного инструктажа в полном объеме, факт проведения его фиксируется в журнале регистрации первичного инструктажа.
В случае необходимости проводят внеплановый инструктаж (при введении нового оборудования, при перерывах в работе более, чем на 30 дней) и целевой инструктаж (при выполнении работником работ, не связанных с их основными обязанностями)
2.3 Производственная санитария и гигиена труда
Для профилактики травматизма при работе в вычислительном центре предусматривается контроль за соблюдением норм и правил по охране труда.
Для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических норм в производственном помещении необходимо:
обеспечить необходимую освещенность на рабочих местах;
обеспечить оптимальные микроклиматические параметры производственной среды: температуры, относительной влажности, скорости движение и запыленности воздуха;
снизить уровень шума в помещении до пределов установленных нормами.
Одним из наиболее распространенных факторов, неблагоприятно влияющих на человека, является шум. В нашем случае шум создаётся в основном техническими средствами, установками кондиционирования воздуха, преобразователями напряжения и другим оборудованием. Уровень звукового давления не должен превышать 50 дБ(А) для программистов по требованиям ДСН 3.3.6-037-99
Снижение шума на рабочих местах, создаваемого внутренними источниками, а также шума, проникающего извне, осуществляется следующими методами:
уменьшение шума в источнике;
рациональная планировка помещения;
акустическая обработка помещения;
уменьшение шума на пути его распространения.
Снижение шума в источнике излучения обеспечивается применением упругих прокладок между основанием источника и рабочей поверхностью.
Снижение шума на рабочем месте, создаваемого внутренними источниками, а также шума, проникающего из вне, осуществляется следующими методами:
уменьшить шум, проникающий извне;
уменьшить шум на пути его распространения.
Чтобы уменьшить шум на пути его распространения необходимо применять глушители из звукопоглощающего материала, которые крепятся к внутренней поверхности воздуховодов, по которым проникает шум от кондиционеров и вентиляционных систем. Для уменьшения шума, проникающего извне необходимо уплотнить притворы окон по периметру.
В тех случаях, когда естественного освещения недостаточно для обеспечения полноценных условий труда персонала, предусматривается дополнительное искусственное освещение. Рекомендуемая освещенность для работы с экраном дисплея составляет 200 лк., а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 400 лк.
Для создания искусственного освещения используются люминесцентные лампы из-за их высокой световой отдачи (до 75 лм/Вт), продолжительного срока службы (до 10000 часов), малой яркости светящейся поверхности, экономичности и более естественным спектром (по сравнению с лампами накаливания).
Так как работа пользователя связана с умственным трудом и в течение рабочего дня воспринимается большой объем информации, то работы относятся к категории Iа, согласно ДСН 3.36.042-99. («Санітарія та норми мікроклімату виробничих приміщень»), температура на рабочих местах должна быть не менее 23С и не более 25С в теплое время года и менее 22С и не более 24С в холодное время года. Относительная влажность 40-60%, а скорость движения воздуха не более 0.1м/с. Запыленность воздуха в залах ЭВМ должна быть не более 0.75мг/м при размерах частиц не более 3мкм. Для обеспечения установленных норм микроклимата в кабинете применяют вентиляцию и кондиционирование. Причем количество наружного воздуха в системах кондиционирования принимается из расчета 60м3/ч на одного работающего, но при этом должен обеспечиваться не менее чем двукратный воздухообмен в час. Приведенные параметры микроклимата соответствуют требованиям к помещениям, где выполняются работы категории Iа.
Основной задачей установок кондиционирования воздуха в отделе является поддержание параметров воздушной среды в допустимых пределах, обеспечивающих надежную работу технических средств.
При выполнении всех вышеперечисленных мер можно говорить о том, что персонал отдела защищен от воздействия основных вредных факторов.
2.4 Разработка мероприятий и технических средств по пожарной профилактике в вычислительном центре
Как определено раньше, вычислительный центр имеет категорию пожарной опасности В согласно СНиП 2.09.02-85. В соответствии с этой категорией производства по СНиП 2.09.02-85 здания ВЦ могут быть только I или II степени огнестойкости. Данное помещение классифицируется как помещение класса П-IIа, так как это помещение, в котором обращаются горючие вещества и материалы в твердом и волокнистом состоянии без выделения пыли, волокон и газов.
Рисунок 2.3 - Схема размещения рабочих мест
Вероятные причины пожара:
нарушение правил противопожарной профилактики;
перегрузки в электросети;
большое переходное сопротивление;
короткое замыкание;
разрушение изоляции проводников;
горение бумажных носителей информации;
несоблюдение противопожарных норм при сооружении здания, установки отопления и вентиляции;
плохой контакт в местах соединения (окисление);
Пожарная безопасность согласно ГОСТ 12.1.004-91 должна обеспечиваться:
системой предотвращения пожара
системой пожарной защиты
организационно-техническими мероприятиями.
Для предотвращения возникновения пожаров необходимо: в результате разогрева плохих контактов в местах соединения проводов, периодически проводится проверка контактов проводов. С целью предотвращения разогрева проводников их сечение выбрано с учетом максимально допустимого протекающего тока.
К организационно-техническим мероприятиям относятся:
не совмещать системы кондиционирования воздуха вычислительного центра и других помещений, применять общие или местные противопожарные преграды;
запрещать применение открытого огня и курение в помещении;
регулярно осуществлять контроль сопротивления изоляции;
проводить инструктажи по пожарной безопасности;
следить за мредствами пожаротушения;
для обнаружения пожара в помещении предусмотрены комбинированные тепловые и дымовые извещатели, реагирующие на повышение температуры свыше 72°С каждый из которых контролирует до 20м2. Извещатели устанавливают на потолках. Расстояние между извещателями не должно превышать 4м (рисунок 2.4),
Рисунок 2.4- План размещения извещателей
Системой пожарной защиты предусматриваются следующие меры:
в здании предусмотрен водопровод с внутренним пожарным краном;
в помещении вывешены плакаты с нанесенными на них планом помещения и схемой эвакуационных путей;
в здании имеется система пожарной сигнализации, телефонная связь;
помещение оснащено первичными средствами пожаротушения: так как площадь помещения 18м2, для тушения электронной аппаратуры достаточно одного комплекта средств тушения пожара;
установлены 3 дымовых извещателя
в связи с тем, что категория помещения по взрывопожарной и пожарной опасности согласно СHиП 2.0905-85: пожароопасное В (наличие твердых сгораемых веществ и материалов) и содержит электрооборудование, то огнетушитель должен быть углекислотным ёмкостью 2 л. в количестве 2-х штук, исходя из правила 1 на 10м2. ( согласно ДНАОП 0.00 -1.31-99) Также в помещении устанавливается ящик с песком - 1 шт.;
предусматривается один эвакуационный выход шириной 1.5 м и высотой 2.2м. Схема эвакуации при пожаре изображена на рисунке 2.5
Используя весь комплекс организационных, технических и эксплуатационных мероприятий, можно с высокой степенью уверенности гарантировать пожаробезопасность производства.
Рисунок 2.5- План эвакуации при пожаре
3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Цель экономической части
Целью выполнения экономической части дипломной работы является анализ рынка сбыта разрабатываемой системы поддержки принятия решений в нестационарной среде: определение емкости рынка, проведение параметрического и многофакторного анализа сегментов рынка, выявление основных потребителей продукта, а также определение затрат на разработку системы, расчет договорной цены продукта и чистого дохода.
3.2 Описание характеристик продукта
3.2.1 Характеристики продукта
Назначение продукта - программный продукт предназначен для автоматизации прогнозирования чрезвычайных ситуаций с выбросами сильнодействующих ядовитых веществ.
Область применения - органы исполнительной власти, областные и городские администрации, министерство ЧС.
3.2.2 Особенности продукта
Программный продукт предназначен для работников среднего и высшего руководящего звена. Информация о параметрах приведена в таблице 3.1
Таблица 3.1
Характеристика продукта
Наименование |
Значение параметра |
|
Тип ПЭВМ |
Pentium 75 |
|
Операционная система |
Windows 95,98,2000, XP |
|
Язык программирования |
Delphi 7 |
|
Емкость накопителя на ГМД |
1.44 Мб |
|
Емкость оперативного ЗУ |
64 Мб |
|
Емкость винчестера |
1,2 Гб |
3.2.3 Гарантии и защита потребительских прав
Разработчик системы обязуется выполнить:
- установку и настройку программного средства, разъяснение основных аспектов и особенностей применения системы;
- замена на исправленную копию в случае обнаружения ошибок при помощи обмена копии с ошибками на новую либо при помощи патчей.
3.2.4 Патентная чистота продукта
При разработке продукта использовались лицензионные версии Microsoft Windows XP и Delphi 7.0.
3.3 Исследование и анализ рынков сбыта
Целью данного исследования является оценка перспективности сбыта продукции путём выявления потенциальных потребителей продукта и определения возможного объёма продаж.
3.3.1 Сегментация рынка по потребителям
Сегмент рынка - это его выделенная часть, группа потребителей, продуктов или предприятий, обладающих определёнными признаками. Сегментация рынка осуществляется различными способами с учётом различных факторов.
Потенциальными потребителями разрабатываемого программного комплекса являются:
а) органы исполнительной власти областей (облгосадминистрации);
б) районные органы исполнительной власти (райгосадминистрации).
Выявим сегменты рынка по потребителям продукта и определим их емкости (табл. 3.2 и табл. 3.3).
Таблица 3.2
Сегментация рынка по основным потребителям
Отрасли использования |
Потребители |
|||
1 |
2 |
3 |
||
Облгосадминистрации |
+ |
|||
Райгосадминистрации |
+ |
+ |
Руководители;
Аналитики;
Обслуживающий персонал.
Уточним емкости выявленных сегментов рынка по Украине
Таблица 3.3
Анализ емкости сегментов рынка на Украине
Код |
Отрасли использования |
Количество объектов |
Предполагаемое число продаж по одному объекту |
Предполагаемая емкость сегмента |
|
1 |
Облгосадминистрации (в т.ч. а. р Крым) |
25 |
1 |
25 |
|
2 |
Райгосадминистрации |
92 |
1 |
92 |
|
Итого |
117 |
Таким образом, предполагаемый рынок разрабатываемого программного средства состоит из двух сегментов и емкость равна 117.
3.3.2 Параметрическая сегментация рынка
Главным требованием к данному программному продукту является надёжность работы, обеспечение сохранности информации и устойчивости к ошибкам.
Вместе с тем время на поиск и обработку информации ограничено для данного типа систем, поэтому очень важной характеристикой системы является быстродействие.
При этом необходимо ориентироваться на обычных пользователей, которые владеют навыками работы на уровне оператора ЭВМ.
Таким образом, для проведения параметрического анализа ограничимся следующими характеристиками продукта:
- надежность;
- быстродействие;
- высокие эргономические показатели конечного продукта (простота использования).
Параметрический анализ приведен в таблице 3.4
Таблица 3.4
Параметрическая сегментация рынка Украины
Параметры, которые характеризуют ПЭВМ |
Область использования (сегмент) |
Итоговая оценка |
Удельный вес, % |
||
1 |
2 |
||||
Надежность (достоверность данных) |
5 |
4 |
9 |
37,5 |
|
Быстродействие |
4 |
5 |
9 |
37,5 |
|
Простота в использовании |
3 |
3 |
6 |
25 |
|
Итого |
13 |
13 |
24 |
100 |
Из таблицы видно что все выделенные параметры имеют приблизительно равную важность для потребителя, но для различных сегментов некоторые параметры различаются.
3.3.3 Многофакторная сегментация рынка
Для проведения многофакторной сегментации продукта оценим его характеристики, соответствующие выбранным нами параметрам, по пятибалльной шкале. Полученную итоговую оценку продукта сравним с итоговыми оценками сегментов рынка.
Многофакторная сегментация продукта приведена в таблице 3.5
Таблица 3.5
Многофакторная сегментация продукта
Параметры |
Область использования (сегменты) |
Программный продукт |
||
1 |
2 |
|||
Надежность |
5 |
4 |
5 |
|
Быстродействие |
4 |
5 |
4 |
|
Простота в использовании |
3 |
3 |
3 |
|
Итого |
12 |
12 |
12 |
Анализ таблицы показывает, что разработанный продукт удовлетворяет практически полностью всем требованиям, выделенным по сегментам рынка. Предполагаемый уровень продаж составит: облгосадминистрации - 25 копий, предприятия - 92.
3.3.4 Сегментация рынка по основным конкурентам
Конкурентоспособность любого товара определяется его относительной полезностью для покупателя по сравнению с полезностью товара-конкурента. Понятие «полезность товара» включает в себя значения его технических и экономических характеристик, стоимость товара.
Проведём анализ конкурентоспособность разрабатываемого программного средства путём сравнения его характеристик с характеристиками аналогичных продуктов по определённым параметрам.
Для проведения сегментации по основным конкурентам составим оценки параметров для продукта, использующего СУБД Oracle 8 и его конкурентов - альтернативных СУБД.
Альтернативными СУБД могут выступать следующие - MS SQL Server, SyBase Enterprise Application Server. Результаты исследования приведены в табл. 3.6.
Таблица 3.6
Анализ конкурентоспособности продукта
Параметр |
Конкуренты |
Продукт |
||
А |
В |
|||
Надежность приложения |
4 |
4 |
5 |
|
Быстродействие |
5 |
4 |
4 |
|
Простота использования |
3 |
4 |
3 |
|
Итого: |
12 |
12 |
12 |
Из таблицы видно, что при данных критериях использование СУБД Oracle 8 является наиболее предпочтительным.
3.4 Расчет затрат на разработку программного продукта
3.4.1 Расчет затрат на материальные ресурсы и оборудование
Произведём оценку затрат на разрабатываемый программный продукт. Перечень материалов, используемых при разработке приведен в табл. 3.7.
Таблица 3.7
Потребности в материалах, используемых при разработке
Материалы |
Количество |
Стоимость единицы грн. |
Сумма |
Назначение |
|
CD-R |
2 |
3 |
6.00 |
ПО, БД |
|
Бумага формата А4 |
500 листов |
0,03 |
15,00 |
Документация |
|
Картридж принтера |
1шт |
80,00 |
80,00 |
Документация |
|
Итого, грн. |
101,00 |
Для выполнения работ необходимы материалы на сумму 101 грн.
Для выполнения работ по созданию программного средства требуется один инженер-программист, который осуществляет постановку задачи, её программную реализацию и документирование. Срок выполнения работ устанавливается в 2 месяца. Оклад специалиста - 1080 грн.
3.4.2 Расчет затрат на разработку
Для расчёта цены товара необходимо определить затраты на разработку программного средства. Эти затраты можно вычислить, рассчитав трудоёмкости выполнения работ: изучения описания задачи и формулировки постановки задачи, составления алгоритма и схемы решения задачи, разработки и отладки программы, подготовки документации.
Трудозатраты вычисляются по формуле:
T=tоф +ta+tc+tп+to+tд, (3.1)
Расчёт трудозатрат работ приведен в табл. 3.8
Таблица 3.8
Расчёт трудозатрат работ
Вид работы |
Формула |
Расчет (чел. дней) |
|
Изучение предметной области и формулировка постановки задачи |
Т оф |
10 |
|
Разработка алгоритма решения задачи |
Т а |
6 |
|
Составление схемы БД |
Т с |
4 |
|
Разработка программы |
Т п |
15 |
|
Тестирование и отладка программы |
Т о |
7 |
|
Оформление документации |
Т д |
8 |
|
ИТОГО |
50 |
Вычислим заработную плату разработчика ПС (постановщика задачи, разработчика алгоритма, программиста, техника и др.) Заработная плата разработчиков ПС определяется как
Ззп = Зср.дн*(tоф+tа+ tс+ tп+ tо+ tд) (3.2)
где Зср.дн - среднедневная зарплата разработчика ПП, рассчитанная на основе его месячного оклада и числа рабочих дней в месяце (24 рабочих дня).
Зср.дн = 1080/24 = 45 грн.
Тогда зарплата разработчика ПС составляет Ззп = 45*50 = 2250 грн.
Затраты, связанные с разработкой программного продукта представлены в табл. 3.9.
Таблица 3.9
Расчет затрат на разработку продукта
Статьи затрат |
Сумма, грн. |
|
1. Материалы и ПКИ |
101,00 |
|
2. Зарплата разработчика продукта (Ззп) |
2250,00 |
|
3. Отчисления в пенсионный фонд (32,3 % от Ззп) |
726,75 |
|
4. Отчисления в фонд социального страхования (2,9 % от ФОТ) |
65,25 |
|
5. Отчисления в фонд занятости (1,6 % от Ззп) |
36 |
|
6. Отчисления на страхование от несчастных случаев (1 % от Ззп) |
22,5 |
|
7. Расходы на научно-техническое обеспечение |
||
затраты на приобретение литературы |
75,00 |
|
8. Информационные услуги (Internet) |
25,00 |
|
384ч*3грн./ч |
1152,00 |
|
Итого (доход от реализации 117-ти копий продукта) |
4453,5 |
3.4.3 Оценка затрат на тиражирование и определение договорной цены продукта
От затрат на тиражирование зависит гибкость политики ценообразования, особенно при больших объёмах тиражирования. Расчёт эксплуатационных затрат на тиражирование и распространение разрабатываемого программного продукта с учётом действующей системы налогообложения приведены в таблице 3.10.
Произведём расчёты:
Материалы и другое: диски - 2 шт. по 3 грн., 200 листов бумаги для документирования стоимостью 0,03 грн., затраты на печать 20 грн.
2*3+200*0,03+20 = 32.;
Таблица 3.10
Расчёт затрат на тиражирование и договорной цены единицы продукта
Статьи затрат |
Сумма, грн. |
|
1. Материалы и ПКИ |
32,00 |
|
2. Размер ФОТ на тиражирование |
20,00 |
|
3. Аренда компьютера |
5,00 |
|
4. Отчисление в пенсионный фонд (32,3% от ФОТ) |
6,46 |
|
5. Отчисление в фонд социального страхования (1,6% от ФОТ) |
0,32 |
|
6. Отчисление на случай не трудоспособности (2,9% от ФОТ) |
0,58 |
|
7. Отчисление в фонд социального страхования на случай травматизма (1% от ФОТ) |
0,2 |
|
8. Затраты на рекламу (рассылка электронных писем) |
6 |
|
9. Затраты на тиражирование одной копии |
70,56 |
|
10. Затраты на разработку единицы продукта |
22,15 |
|
11. Себестоимость одной копии (п.9+п.10) |
92,73 |
|
12. Уровень рентабельности |
20% |
|
13. Прибыль (п.11*п.12) |
18,55 |
|
14. Договорная цена (п.11+п.13) |
111,28 |
|
15. Налог на прибыль (25% от прибыли), Нп |
4,64 |
|
16. Чистая прибыль (П-Нп) |
13,91 |
|
17. Размер НДС - 20 % от договорной цены |
22,26 |
|
18. Цена с учётом НДС |
133,54 |
Из приведенного расчёта следует, что минимальная цена программного средства, при заложенном уровне рентабельности 20% равна 133,54 грн. за одну копию (с учётом НДС).
3.3.4 Анализ безубыточности производства и сбыта продукции
Для определения точки безубыточности (минимального объёма продаж) воспользуемся теоретическими и графическими способами. В точке безубыточности общая выручка от продаж q копий программы равна общим затратам на их производство и тиражирование. Эта точка (число копий) определяется по формуле:
, (3.3)
где U - условно постоянные затраты;
Ц - цена единичного продукта;
И - условно-переменные затраты на единицу продукции.
Подставив необходимы0е значения, получим
копий.
Для определения безубыточности производства и сбыта продукции графическим методом построим график безубыточности (рисунок 3.1)
Рисунок 3.1 - График безубыточности
На графике введены следующие обозначения:
FC - условно-постоянные затраты;
VC (q) - условно-переменные затраты;
TC (q) - общие затраты на производство товара;
TR (q) - общая выручка от продажи товара.
Результат расчёта точки безубыточности теоретическим и графическим методами совпадают. при данной цене продукта необходимо реализовать более 84 копий для достижения безубыточности проекта.
Рассчитаем показатель безопасности, характеризующий операционный риск, по формуле:
(3.4)
3.3.5 Оценка затрат на рекламу и сбыт продукта
В силу узкой специализации разрабатываемой программы и ограниченности круга потенциальных потребителей применение широкой рекламы экономически нецелесообразно. Предлагаемые мероприятия при проведении рекламной компании:
- размещение рекламы при проведении специальных выставок;
- рассылка рекламных проспектов предприятиям и организациям - потенциальным покупателями;
- размещение рекламы в специализированных изданиях, в том числе и электронных;
- распространение демонстрационной версии программы через Internet.
Для реализации программного продукта предлагаются следующие каналы сбыта:
- продажи на выставках;
- продажа через дилеров.
При продаже программного продукта предполагается послепродажное обслуживание, которое заключается в:
- бесплатные консультации;
- сообщения о новинках,
- исправление обнаруженных ошибок в программном продукте и бесплатный обмен версии с ошибками на исправленную версию.
ВЫВОДЫ
В экономической части данного дипломного проекта была дана общая характеристика предлагаемого продукта, проведена сегментация рынка по параметрам, потребителям, конкурентам,; определена предполагаемая ёмкость рынка, составлены сметы затрат на разработку продукта, его тиражирование и чистый доход от его реализации; проведён анализ безубыточности производства и сбыта продукта.
На основе проведенной сегментации рынка Украины по потребителям выявлено 2 сегмента рынка, определён предполагаемый объём продаж - 117 единиц.
При параметрической сегментации выделены наиболее важные параметры продукта: надёжность и быстродействие. С помощью специальных расчётов были оценены затраты на разработку программного продукта - 4808,25 грн., затраты на тиражирование одной копии - 70, 58 грн.; определена минимальная (с уровнем рентабельности 20%) договорная цена продукта с учётом НДС 128,04 грн.
В результате анализа безубыточности производства и сбыта продукта было установлено, что при продаже более 84 копии продукта общая выручка от продажи начнёт превышать общие затраты на разработку и создание.
Соответственно можно сделать вывод о конкурентоспособности предлагаемого программного продукта и целесообразности его разработки.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
Контекстная DFD диаграмма подсистемы Декомпозиция работы «Прогнозирование последствия аварии» |
|||||||||||
ГЮИК. 506900.016 C2 |
|||||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Контекстная DFD диаграмма и декомпозиция работы «Прогнозирование последствия аварии» |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
||||||||||
Декомпозиция работы «Расчёт» |
|||||||||||
ГЮИК. 506900.016 C2 |
|||||||||||
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
Лит. |
Масса |
Масштаб |
||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
DFD диаграмма работы «Расчёт» |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
Логическая схема БД |
|||||||||||
ГЮИК. 506900.016 C2 |
|||||||||||
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
Лит. |
Масса |
Масштаб |
||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Логическая схема БД |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
Физическая схема БД |
|||||||||||
ГЮИК. 506900.016 C2 |
|||||||||||
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
Лит. |
Масса |
Масштаб |
||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Физическая схема БД |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
/
/
ГЮИК. 506900.016 C10 |
|||||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Алгоритм работы программного средства |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
Интерфейс окна ввода данных |
|||||||||||
ГЮИК. 506900.016 C9 |
|||||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Видеокадр окна ввода данных программного средства |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
Интерфейс окна визуализации |
|||||||||||
ГЮИК. 506900.016 C9 |
|||||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Видеокадр окна визуализации программного средства |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
||||||||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
Разработка подсистемы визуализации зоны поражения в составе «ИАС ЧС» |
|||||||||
Провер. |
Писклакова В.П |
||||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П |
||||||||||
ИТП-00-2 |
Лист 1 |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
СТ |
Листов 1 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Министерство науки и образования Украины
Харьковский национальный университет радиоэлектроники
«УТВЕРЖДАЮ»
руководитель дипломной работы
к.т.н., доц. Писклакова В.П.
Задача «Разработка подсистемы визуализации последствий ЧС в составе ТП «ИАС ЧС»
Руководство пользователя
Лист утверждения
ГЮИК.506900.016 ИЗ - ЛУ
Листов 12
Разработал:
ст. гр. ИТП-00-2
Кириллов А.Ю.
2005
АННОТАЦИЯ
Документ «Руководство пользователя» предназначен для ознакомления и обучения пользователя особенностям реализации и правилам эксплуатации подсистемы прогнозирования и визуализации которая обеспечивает решение задачи прогнозирования последствий выброса СДЯВ при чрезвычайных ситуациях.
В документе приведены сведения:
а) о назначении и условиях использования подсистемы;
б) об операциях, которые используют для подготовки подсистемы к работе;
в) о рекомендациях освоения пользователем правил эксплуатации подсистемы.
ВВЕДЕНИЕ
Документ «Руководство пользователя» предназначен для сотрудников МинЧС и других органов исполнительной власти компетентных в вопросах защиты населения и территории от ЧС, которые являются дежурными диспетчерами. Пользователь должен уметь работать в операционной системе Windows NT, Windows 2000 или Windows XP.
Б.1. НАЗНАЧЕНИЕ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Подсистема визуализации предназначена для автоматизации прогнозирования последствий ЧС со СДЯВ и визуализации зоны поражения.
Общая постановка задачи включает в себя разработку подсистемы которая выполняет следующие функции:
а) расчёт ряда параметров последствия заражения исходя из исходных параметров;
б) визуализация полученных результатов в виде зоны поражения, нанесённой на карте.
Задача «Визуализация зоны поражения» предназначена для расчёта прогнозируемой зоны поражения при ЧС и её визуализации на карте населённого пункта исходя из начальных данных, введённым дежурным диспетчером.
Реализованная задача включает в себя следующие функции:
а) расчёт ряда параметров последствия заражения исходя из исходных параметров;
б) визуализация полученных результатов в виде зоны поражения, нанесённой на карте.
Для установки и функционирования программы необходимы следующие минимальные требования:
а) рабочая станция (процессор не ниже Intel Pentium II 500 МГц, объём памяти 128 Мб, объём места на несъёмном жёстком диске 2 Mb);
б) операционная система Windows NT или Windows XP;
в) клиент СУБД Oracle 8i.
Рекомендуемые требования для функционирования программы:
а) рабочая станция (процессор не ниже Intel Pentium III 1 ГГц, объём памяти 512 Мб, объём места на несъёмном жёстком диске зависит от размера базы данных);
б) операционная система Windows 2000 Professional;
в) клиент СУБД Oracle 8i.
Необходимыми условиями для нормальной эксплуатации программного средства являются наличие рабочего сервера баз данных, наличие в базе данных необходимых справочных данных и возможность доступа к базе данных через соответствующий канал связи.
Б.2 ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ
Дистрибутивная дискета содержит установочный модуль visualization.exe.
Инсталляция программы состоит в запуске установочного модуля. После чего необходимо выбрать путь установки программного средства (рис. Б.2.1). По умолчанию путь установки задан, как C:Program FilesVisualization. Можно изменить путь, задав его вручную или выбрать каталог с помощью диалогового окна, которое появляется после нажатия кнопки «Обзор...» После выбора каталога и нажатия кнопки «Начать», программа установится в заданную директорию.
Рисунок Б.2.1 - Диалоговое окно «Установка подсистемы»
Установленное программное средство содержит каталог Visualization, в котором находятся исполнимый файл программы Visualization.exe, примеры исходных данных и исходные тексты программы.
Перед запуском программы необходимо настроить файл соединения с базой данных connect.udl. Для этого его необходимо вызвать на исполнение. Появится окно настройки связи с базой данных. На странице «Поставщик данных» необходимо выбрать провайдера баз данных. Рекомендуется использовать поставщик Microsoft OLE DB Provider for Oracle. На странице «Подключение» необходимо указать источник данных, указать параметры входа в сервер и сохранить изменения. Сведения о подключении к базе данных можно узнать у Вашего администратора СУБД Oracle. Подробнее о настройке файла связи можно узнать в справочной системе Microsoft Windows, раздел «Связь с данными».
Запуск программы осуществляется запуском на исполнение файла Visualization.exe.
Б.3 ОПИСАНИЕ ОПЕРАЦИЙ
Б.3.1 Ввод исходных данных
После запуска программы на экране появится главная форма с открытой страницей «Исходные данные» (рис. Б.3.1).
Рисунок Б.3.1 - Главная форма
Для указания характеристик вещества, метеорологических данных, данных населенного пункта, типа прогнозирования и направления ветра следует заполнить соответствующие поля ввода. Для дальнейшего прогнозирования необходимо нажать кнопку «Розрахунок».
Для поиска названия населенного пункта в базе данных необходимо нажать кнопку «…». При этом откроется окно поиска.
Б.3.2 Поиск населенного пункта
Для поиска населенного пункта следует выбрать тип пункта («Посёлок») из выпадающего списка «Тип», указать название пункта в соответствующем поле ввода и нажать кнопку «Пошук».
Рисунок Б.3.2 - Форма поиска
Б.3.3 Результаты расчета
На форме «Результати розрахунків» выводятся результаты прогнозирования. Для того чтобы представить результаты в виде отчета Microsoft Word
Рисунок Б.3.3 - Результаты прогнозирования
Для того чтобы визуализировать результаты на карте, следует нажать кнопку «Результати на карті».
Б.3.4 Визуализация
На форме «Візуалізація зони ураження» результаты прогнозирования выдаются в графическом виде на карте объекта. Радиус окружности представляет собой радиус возможного химического заражения, эллипс визуализирует прогнозируемую зону химического заражения.
Рисунок Б.3.4 - Визуализация зоны поражения
Для увеличения изображения карты, перемещения видимой области карты по экрану, возврата к исходному размеру, следует нажать соответствующие кнопки (см. рис. Б.3.5).
Рисунок Б.3.4 - Меню управления визуализацией
Б.3.5 Выход из программы
Выход из программы совершается закрытием главной формы щелчком по кнопке системного меню главной формы или нажатием на кнопку «Выход».
Б.4 АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ
Б.4.1 Сообщение о невозможности соединения с сервером базы данных
Сообщение, отображенное на рисунке Б.4.2, появляется при невозможности установления связи с базой данных.
Рисунок Б.4.2 - Сообщение об отсутствии сети или выключенном сервере
Сообщение может появиться, если отсутствует связь с сервером базы данных по сети или сервер не запущен.
Сообщение, отображённое на рисунке Б.4.3, появляется при неверно указанных параметрах связи с Oracle.
Рисунок Б.4.3 - Сообщение о неверных параметрах соединения с Oracle
Для исправления подобной ситуации необходимо настроить связь с базой данных, отредактировав файл «connect.udl» (см. раздел 2).
Б.5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСВОЕНИЮ
Б.5.1 Общие требования
Перед началом работы с подсистемой рекомендуется внимательно изучить данное руководство пользователя. Ниже, в разделе 5.2, описывается контрольный пример расчёта и визуализации зоны поражения ЧС.
Б.5.2 Описание контрольного примера
Вследствие аварии на химически опасном объекте на местности разлилось 40 тонн уксусной кислоты. Скорость ветра - 2 м/с, степень вертикальной стойкости ветра - инверсия. Температура воздуха +20°С. Направление ветра - юг. Осуществим аварийное прогнозирование при дополнительных данных : расстояние до населённого пункта - 1 км. , количество населения - 3568127, ширина АТЕ - 250 км, длина- 322 км, площадь - 80300 км. Высота обвала - 2 м, тип местности - городская застройка. Запускаем программу Visualization. Вводим все исходные данные, после заполнения формы нажимаем кнопку «Розрахунок».
Рисунок Б.5.1 - Главное окно программы
Далее на экране появится форма результатов с набором параметров последствий аварии (рис. Б.5.2).
Рисунок Б.5.2 - Окно результатов прогнозирования
При нажатии кнопки «Результати на карті» на экране появится окно с картой и размещёнными на ней зонами возможного и прогнозируемого химического заражения (рис. Б.5.3).
Рисунок Б.5.3 - Окно визуализации
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Харьковский национальный университет радиоэлектроники
“УТВЕРЖДАЮ”
руководитель дипломной работы
к.т.н. Писклакова В.П.
Средство визуализации
«VISUALIZATION»
Текст программы
Лист утверждения
ГЮИК. 506900.016 -01 12 01 М ЛУ
Листов 2
Разработал:
Ст. гр. ИТП-00-2
Кириллов А.Ю.
2005 г.
АННОТАЦИЯ
Исходные тексты программы «Visuialization» содержится на машинном носителе, который прилагается к дипломной работе. Документ может быть использован программистом на стадии сопровождения программного продукта.
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Министерство науки и образования Украины
Харьковский национальный университет радиоэлектроники
«УТВЕРЖДАЮ»
руководитель дипломной работы
к.т.н., доц. Писклакова В.П.
Задача «Подсистема визуализации зоны поражения в составе ТП «ПИАС ЧС»
Спецификация
Лист утверждения
ГЮИК. 506900.016 ДЗ - ЛУ
Листов 3
Разработал:
ст. гр. ИТП-00-2
Кириллов А.Ю.
2005
№ |
Обозначение |
Наименование |
Доп. сведения |
||||||||
Текстовые документы |
|||||||||||
1. |
ГЮИК. 506900.016 ПЗ |
Пояснительная записка |
. |
||||||||
2. |
ГЮИК. 506900.016 И3 |
«Руководство пользователя» |
|||||||||
3. |
ГЮИК. 506900.016 -01 12 01 М |
«Текст программы» |
на CD-R |
||||||||
Графические документы |
|||||||||||
4. |
ГЮИК. 506900.016 С10 |
Алгоритм работы программного средства |
Включено в ПЗ |
||||||||
5. |
ГЮИК. 506900.016 С9 |
Чертеж формы видеокадров программного средства |
Включено в ПЗ |
||||||||
6. |
Плакат к разделу «Организационно-экономическая часть» |
Включено в ПЗ |
|||||||||
ГЮИК.502810.018 Д3 |
|||||||||||
Разработка и исследование метода структурно-параметрической идентификации модели многофакторного оценивания с помощью искусственной нейронной сети |
Лит. |
Масса |
Масштаб |
||||||||
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||||||
Разраб. |
Луцаевский А.С. |
||||||||||
Провер. |
Писклакова В.П. |
||||||||||
Т. Контр. |
Лист 1 |
Листов 1 |
|||||||||
Реценз. |
Ведомость дипломной Работы |
ХНУРЭ Кафедра СТ |
|||||||||
Н. Контр. |
Писклакова В.П. |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |
Лист регистрации изменений |
||||||||||
Номера страниц (листов) |
Всего листов (страниц) |
Номер документа |
Входящий номер сопроводительного документа и дата |
Подпись |
Дата |
|||||
Изм. |
Измененных |
Замененных |
новых |
Аннулированных |
||||||
ВЕДОМОСТЬ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ
Обозначение |
Наименование |
Дополнительные сведения |
||||||||
Текстовые документы |
||||||||||
1 |
ГЮИК. 506900.016 ПЗ |
Пояснительная записка |
||||||||
2 |
ГЮИК. 506900.016 ИЗ |
Руководство пользователя |
||||||||
3 |
ГЮИК. 506900.016 |
Спецификация |
||||||||
Графические документы |
||||||||||
4 |
ГЮИК. 506900.016 Э1 |
Верхний уровень функциональной диаграммы |
||||||||
5 |
ГЮИК.508100-026 Э1 |
Декомпозиция задачи напоминания |
||||||||
6 |
ГЮИК.508100-026 С10 |
Логическая схема БД подсистемы |
||||||||
7 |
ГЮИК.508100-026 С2 |
Алгоритм работы программы |
||||||||
Изм |
лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
ГЮИК.508100-026 Д3 |
|||||
Разраб. |
Кириллов А.Ю. |
Ведомость дипломной работы. Подсистема визуализации |
Лит. |
Лист |
Листов |
|||||
Провер. |
Писклакова В П. |
|||||||||
Т. Контр. |
||||||||||
Реценз. |
||||||||||
Н. онтр. |
Писклакова ВП. |
|||||||||
ХНУРЭ, Кафедра СТ |
||||||||||
Утверд. |
Петров Э.Г. |