Алгоритм идентификации предпосылок возникновения чрезвычайных ситуаций на основе правил
«если-то»

Аннотация: Статья посвящена решению научной проблемы поддержки принятия решений по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) на основе решения задачи идентификации типов ЧС. Актуальность данной проблемы обусловлена необходимостью оптимизации риска возникновения неблагоприятных воздействий на здоровье человека и окружающую природную среду в связи с чрезвычайными ситуациями. Повышенная сложность решаемых в рамках обозначенной научной проблемы задач связана с наличием информационной неопределенности комплексного учета разнородных характеристик, которые в ряде случаев невозможно нормировать и привести к единой шкале измерения. Авторами разработан эвристический алгоритм идентификации предпосылок возникновения чрезвычайных ситуаций на основе правил «если-то». Построены новые модели нечёткого вывода, для реализации которых разработан алгоритм идентификации предпосылок возникновения ЧС на основе правил «если-то» при решении задач массовой эвакуации в случае наводнений, ураганов и других стихийных бедствий, позволяющих принимать решения об эвакуации, частичной эвакуации, отказе от эвакуации и др. Комбинации низкоуровневых правил «если-то», построенные для конкретных прецедентов возникновения и развития ЧС, создают уникальные наборы альтернатив поддержки принятия решений по устранению последствий возникновения той или иной чрезвычайной ситуации. Каждая такая альтернатива является по своей сути траекторией, отражающей последовательность действия с множеством уточняющих вариаций, построенных на основе применения нечетких методов структурирования оперативной информации. Для создания тестовых примеров конкретных ЧС построена базовая архитектура онтологической модели правил, имеющая вид трехстороннего тензора. Основными элементами данной онтологической модели являются концепты-сущности и отношения между ними, наличие которых на верхнем уровне декомпозиции будет указывать на риск возникновения чрезвычайной ситуации, а на каждом более низком уровне – будет разворачивать таксономию детального описания возможных ситуаций развития ЧС и необходимых действий для их предотвращения или ликвидации последствий.

Ключевые слова: чрезвычайные ситуации, поддержка принятия решений, нечеткие правила, правила «если-то», онтологии, классификация, структурирование.

D.Yu. Kravchenko, Yu.A. Kravchenko, E.V. Kuliev, S.I. Rodzin

Algorithm for identification of emergencies prerequisites based on “if-then” rules

Summary: The article is devoted to solving the scientific problem of decision support for the prevention and elimination of emergencies consequences based on solving the problem of emergencies identification types. The relevance of this problem is due to the need to optimize the risk of adverse effects on human health and the environment in connection with emergencies. The increased complexity of the tasks solved within the framework of the designated scientific problem is associated with the presence of information uncertainty in the complex accounting of heterogeneous characteristics, which in some cases can’t be normalized and brought to a single measurement scale. The authors have developed a heuristic algorithm for identifying the risks of emergency situations based on the “if-then” rules. New models of fuzzy inference have been built, for the implementation of which an algorithm has been developed for identifying the prerequisites for the occurrence of emergencies based on the “if-then” rules when solving problems of mass evacuation in the event of floods, hurricanes and other natural disasters, which allow making decisions on evacuation, partial evacuation, refusal to evacuate and others. Combinations of low-level “if-then” rules built for specific precedents for the occurrence and development of emergencies create unique sets of decision support alternatives to eliminate the consequences of a particular emergency. Each such alternative is essentially a trajectory that reflects the sequence of actions with many clarifying variations built on the basis of the fuzzy methods use for structuring operational information. To create test examples of specific ESs, the basic architecture of the ontological model of rules has been built, which has the form of a three-sided tensor. The main elements of this ontological model are entity concepts and relationships between them, the presence of which at the upper level of decomposition will indicate the risk of an emergency, and at each lower level it will expand the taxonomy of emergency situations possible detailed description and the necessary actions to prevent them or elimination of consequences.

Keywords: emergencies, decision support, fuzzy rules, if-then rules, ontologies, classification, structuring.

 DOI: 10.34219/2078-8320-2023-14-2-11-17