CC BY
0
УДК 004.021
АЛГОРИТМ РАССТАНОВКИ ПАЛАТОК МОБИЛЬНОГО ПУНКТА ВРЕМЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «ЯНДЕКС .КАРТЫ»
И. О. Ащеулов1, Д. В. Такташкин2
1 2Пензенский государственный университет, Пенза, Россия
[email protected] 2taktashkin. [email protected]
Аннотация. При возникновении чрезвычайной ситуации одним из важнейших этапов ее нейтрализации является своевременная эвакуация оказавшегося на месте происшествия гражданского населения с последующим его временным переселением в безопасное место. Для этого создаются пункты временного размещения, в которых эвакуированные граждане смогут проживать на протяжении некоторого времени либо до появления возможности вернуться в свои дома после нейтрализации последствий возникшей чрезвычайной ситуации, либо до переселения в новое временное жилье. Одним из важнейших этапов создания пункта временного размещения является размещение объектов его инфраструктуры, которое должно быть произведено таким образом, чтоб учитывать все существующие нормативы. Представлен алгоритм, позволяющий разместить палатки, входящие в состав пункта временного размещения, на карте в соответствии с существующими нормативными документами.
Ключевые слова: чрезвычайные ситуации, жизнеобеспечение населения, пункты временного размещения, геоинформационные системы, размещение объектов на карте, «Яндекс.Карты»
Для цитирования: Ащеулов И. О., Такташкин Д. В. Алгоритм расстановки палаток мобильного пункта временного размещения с использованием средств геоинформационной системы «Яндекс.Карты» // Вестник Пензенского государственного университета. 2024. № 4. С. 9-13.
В современных условиях одну из главных угроз жизни и здоровью граждан, а также экономической и социальной стабильности страны в целом представляют различные чрезвычайные ситуации природного, техногенного и террористического характера. Для того, чтобы минимизировать ущерб, причиняемый возникающими чрезвычайными ситуациями, органам власти, в частности структурам Министерства по чрезвычайным ситуациям (МЧС), необходимо как можно более качественно и оперативно принимать меры по их нейтрализации.
Одним из важнейших этапов нейтрализации чрезвычайной ситуации является своевременная эвакуация оказавшегося на месте происшествия гражданского населения с последующим его временным переселением в безопасное место. Для этого группы сотрудников МЧС, посланные в район происшествия, создают для эвакуированных жителей пункты временного размещения (ПВР), где они смогут проживать на протяжении некоторого времени либо до появления возможности вернуться в свои дома после нейтрализации последствий возникшей чрезвычайной ситуации, либо до переселения в новое временное жилье. Однако в процессе создания пунктов временного размещения присутствует риск ошибок, вызванных человеческим фактором (например,
© Ащеулов И. О., Такташкин Д. В., 2024
неудачного расположения объектов инфраструктуры ПВР или неверного расчета требуемого числа этих объектов), которые в перспективе могут затруднить проживание эвакуированных людей в ПВР или даже привести к причинению вреда их жизни и здоровью вследствие возникновения в этих пунктах новых чрезвычайных ситуаций. Все это делает весьма перспективной разработку автоматизированной системы поддержки принятия решений по развертыванию мобильных пунктов временного размещения при чрезвычайных ситуациях на основе технологий искусственного интеллекта.
Такой системе может понадобиться алгоритм размещения палаток, входящих в состав мобильного ПВР. Он должен основываться на существующих нормативных актах, регламентирующих работу пунктов временного размещения. Таковым являются «Методические рекомендации по организации первоочередного жизнеобеспечения населения в чрезвычайных ситуациях и работы пунктов временного размещения пострадавшего населения» [1]. В нем содержатся следующие требования к расположению палаток:
1. Мобильные ПВР размещаются на площади не более 400 м2.
2. Палатки рекомендуется устанавливать группами общей вместимостью не более чем на 50 человек, но не более чем из 10 палаток. Внутри групп палатки следует устанавливать рядами. Расстояние между палатками в ряду должно быть не менее 3 м, а между рядами - не менее 5 м.
3. Разрывы между группами палаток должны быть не менее 15 м.
На основании вышеописанных условий можно составить формулы, на основе которых будут вычисляться координаты палаток размещаемого ПВР.
Пусть ТепЬШьйЬк - ширина палатки, ТепИепд1к - ее длина, ТеМСарасИу — вместимость, а Ри11Реор1еСоиМ — число людей, размещаемых в ПВР.
Максимальное количество людей, которых можно разместить в одной группе палаток, определяется по следующей формуле, т.е. в одной группе может быть не более 10 палаток, в которых может быть размещено не более 50 человек.
(TentCa.pa.city* 10, если ТеМСарасИу < 5; вгоирСарасИу = } с„ „ _
г г у ( 50, если ТеМСарасиу > 5.
Количество групп палаток вычисляется по формуле
Ри11Реор1еСоиШ вгоирСарасИу
Число людей, размещаемых в ¿-й группе палаток ПВР, определяется по формуле
¡вгоирСарасИу, если 1 <1< СгоирСоиМ — 1;
Ри11Реор1еСоиМ — вгоирСарасиу * (вгоирСоиШ — 1), если I = СгоирСоиШ.
Пусть ТеШвар = 3 м - расстояние между палатками в одном ряду, RowGap =5 м - расстояние между рядами палаток в группе, СгоирСар = 15 м - расстояние между группами палаток в ПВР, RowCounti — число рядов в ¿-й группе палаток ПВР, RowLengthi — максимальная длина ряда в ¿-й группе палаток ПВР.
Подберем оптимальную длину ряда для каждой из групп. Она должна быть такой, чтобы площадь, занимаемая группой, была наименьшей.
Число палаток в ¿-й группе определяется по формуле
Реор1еСоиМ1
вгоирСоиШ =
ТепЬСоип^ =
ТеШСарасИу Число рядов в ¿-й группе определяется по формуле
ТеМСоиМ1
РожСоиШ! =
RowLengthi
Длина группы вычисляется по формуле
СгоирЬепд1к1 = Яо-шЬепд^ * Ten.tWid.th + (Яо-шЬепд^ — 1)*ТеШСар.
Ширина группы вычисляется по формуле
Grou.pWid.thi = Яо-шСоиМь * ТепИепд^ + (ЯошСоиМ1 — 1)*Яо-\А>Сар.
Число палаток, недостающих в последнем ряду г-й группы до полного прямоугольника, задается формулой
М155тдТеМз1 = Яо-шСоиМ! *Яо-\А>ЬепдМ1 — ТеМСоиМ1.
Площадь, занимаемая г-й группой палаток, вычисляется по формуле
вгоирАгеа1 = СгоирЬепд1^ * GroupWidthi — ТепИепдЛ х х (М155тдТеМз1 * TentWídth + (М155тдТеМз1 — 1) *ТеМСар).
Таким образом, встает задача оптимизации:
GroupAreai ^min <
GroupAreai < 400; RowLengthi < TentCounti.
После решения этой задачи и нахождения оптимального значения переменной RowLengthi можно по перечисленным выше формулам вычислить остальные свойства г-й группы палаток.
Группы палаток будут размещены линиями, направленными перпендикулярно направлению рядов внутри групп. При этом максимальное число групп в этих линиях GroupsInLine и число линий GroupLinesCount должны быть подобраны так, чтобы форма ПВР была максимально близка к квадрату. Для этого воспользуемся формулами:
GroupsInLine = Round GroupCount), где Round(x) — функция округления х до ближайшего целого числа;
GroupCount
GroupLinesCount =
GroupsInLine
Пусть Xij k и yijtk ~ координата левого верхнего (на карте ПВР) угла его к-й палатки j-го ряда г-й группы (в метрах), где значения индексов i, j, к удовлетворяют условиям
1 < i < GroupCount; 1 <j< RowCounti; 1 <k <RowLengthi, если j< RowCounti; 1 <k < TentCounti ~ (j — 1) *RowLengthi, если j = RowCounti.
Тогда координаты его правого нижнего угла xfjk и yfj^ можно будет вычислить по формулам:
xi,j,k = xi,j,k + TentWidth, Vijjc = ViJ,k + TentLength.
Координаты различных палаток связаны следующими взаимоотношениями:
xi,j,k = xi,j,k-1 + TentWidth + TentGap; Vi.j.k = Vi,j,k-1; xi,j, 1 _ xi,j-l,l; Vij, i = Vij-i,! + TentLength +RowGap; Xi w ~ ^i—i 11, если i mod GroupsInLine Ф 1; У t,i,i = Уг-1,1,1 + GroupWidthi_1 + GroupGap,
если i mod GroupsInLine Ф 1;
xi, 1,1 = xi-GroupsInLine, 1,1 + ^rouP^en3^hi-GroupsInLine + GrOUpGap,
если i mod GroupsInLine = 1;
Уt,i,i = Уi—GroupsInLine,1,1, если i mod GroupsInLine = 1.
Таким образом, зная координаты самой первой палатки ПВР л^дд и yi,i,i, можно будет легко найти координаты всех остальных палаток.
В качестве точки, от которой начинается подъезд к ПВР от ближайшей дороги, можно выбрать середину верхней границы лагеря. Тогда ее координаты можно задать по формулам:
ventr
— х1,1,1 +
CampLength
УеШг = У1ДД.
Здесь CampLength - длина верхней границы ПВР, вычисляемая по формуле
CampLength = GroupLength0 * GroupLinesCount + + СгоирСар * (GroupLínesCount — 1).
Для перехода от условной системы координат внутри лагеря к стандартной системе географических координат на основе широты и долготы воспользуемся встроенными средствами используемой геоинформационной системы (ГИС) «Яндекс.Карты», позволяющими находить точку, удаленную от указанной на заданное расстояние в заданном направлении [2]. Направления определим следующим образом.
Пусть а — азимут направления подъезда к ПВР от ближайшей дороги (его также можно вычислить встроенными средствами ГИС [2, 3]). Примем его равным направлению вверх. Тогда направление вправо будет равно а + вниз — а + п, а влево — а + Полученные значения
азимутов направлений будут переданы на вход геоинформационной системе, благодаря чему та сможет повернуть палатки ПВР именно под тем углом, под каким это будет наиболее оптимально.
Ниже представлены примеры работы предложенного алгоритма в различных условиях. На рис. 1 показан результат его применения для расположения на карте палаток ПВР на 500 человек (с использованием палаток на 24 человека длиной 8,15 м и шириной 5,3 м).
Рис. 1. Пример работы алгоритма для ПВР на 500 человек
12
Пример применения алгоритма для размещения вблизи водоема на карте палаток ПВР на 675 человек (с использованием палаток на 15 человек длиной 6,8 м и шириной 4,1 м) представлен на рис. 2.
+
О Открыть в Яндекс Картах Создать свою карту Ди[на палатки; |5.3 ~| Ширина павпкп: [4Т
Рис. 2. Пример работы алгоритма для ПВР на 675 человек
Таким образом, разработанный алгоритм может быть успешно использован в автоматизированной системе поддержки принятия решений по развертыванию мобильных пунктов временного размещения при чрезвычайных ситуациях для решения задачи расположения палаток внутри ПВР.
Список литературы
1. Методические рекомендации по организации первоочередного жизнеобеспечения населения в чрезвычайных ситуациях и работы пунктов временного размещения пострадавшего населения. URL: https://mchs.gov.ru/dokumenty/2124 (дата обращения: 27.10.2024).
2. ICoordSystem. URL: https://yandex.ru/dev/jsapi-v2-1/doc/ru/v2-1/ref/reference/ICoordSystem (дата обращения: 27.10.2024).
3. Route. URL: https://yandex.ru/dev/jsapi-v2-1/doc/ru/v2-1/ref/reference/route (дата обращения: 27.10.2024).
Информация об авторах
Ащеулов Игорь Олегович, аспирант, Пензенский государственный университет.
Такташкин Денис Витальевич, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Математическое обеспечение и применение электронных вычислительных машин», Пензенский государственный университет.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
1— 50 м -—н ® Яндекс нывии-лиадЯСТИ.1Й ] Вмгопмосп палаши '| Число лвщей: [S75_
