УДК 614.8:623.6:351.862.4

Расчетно-экспериментальное обоснование параметров мобильных пунктов управления для территориальных органов Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан в условиях 

труднодоступной местности

 

Рахимзода А. И., Петешев И. В., Тарабаев Ю.Н.

Академия гражданской защиты МЧС России

 

Аннотация. В статье представлены результаты инженерного обоснования параметров мобильных пунктов управления для территориальных органов Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан, функционирующих в труднодоступной горной местности. На основе анализа природно-географических условий, ограничений транспортной и телекоммуникационной инфраструктуры определены требования к мобильности, энергообеспечению, радиосвязи и времени развертывания. Разработана модульная структура пункта управления, выполнены расчеты энергобаланса, дальности радиосвязи с учетом рельефа, массы оборудования и грузоподъемности базового шасси. Предложены методические рекомендации по оснащению и применению мобильных пунктов управления, включающие количественные показатели эффективности. Полученные результаты могут быть использованы при разработке нормативно-технической документации на создание мобильных пунктов управления для территориальных органов Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан.

Ключевые слова: мобильный пункт управления, труднодоступная местность, горные условия, энергоснабжение, радиосвязь, модульная архитектура, Комитет по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан, инженерные расчеты, автономность функционирования.

 

Calculation and experimental substantiation of mobile control centers parameters for territorial bodies of the Committee of emergency situations and civil defense under the Government of the Republic of Tajikistan in hard reach areas

 

Annotation. The article presents the results of engineering substantiation of mobile control centers parameters for territorial bodies of the Committee for Emergency Situations and Civil Defense under the Government of the Republic of Tajikistan operating in hard-to-reach mountainous areas. Based on the analysis of natural-geographical conditions, transport and telecommunication infrastructure constraints, the requirements for mobility, power supply, radio communication and deployment time are determined. A modular structure of the control center is developed; calculations of energy balance, radio communication range considering terrain, equipment weight and base chassis load capacity are performed. Methodological recommendations for equipping and using mobile control centers, including quantitative performance indicators, are proposed. The obtained results can be used in the development of regulatory and technical documentation for the creation of mobile control centers for territorial bodies of the Committee of Emergency Situations and Civil Defense under the Government of the Republic of Tajikistan.

Keywords: mobile control center, hard-to-reach area, mountainous conditions, power supply, radio communication, modular architecture, Committee of Emergency Situations and Civil Defense under the Government of the Republic of Tajikistan, engineering calculations, autonomy of functioning.

 

Республика Таджикистан, в силу своего географического положения и геоморфологических особенностей, относится к регионам, высоко подверженным рискам возникновения разнообразных чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Селевые потоки, оползни, лавины, наводнения, землетрясения - все эти явления зачастую происходят в удаленных горных районах со слабо развитой транспортной и коммуникационной инфраструктурой. 

Эффективность ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в таких условиях напрямую зависит от способности органов управления организовать устойчивое, оперативное и непрерывное руководство силами и средствами в непосредственной близости от зоны бедствия. Существующие стационарные пункты управления территориальных органов в административных центрах не могут в полной мере обеспечить выполнение этой задачи из-за факторов удаленности, временных задержек и возможного нарушения линий связи.

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения оперативности управления силами и средствами при ликвидации чрезвычайных ситуаций в труднодоступных районах Республики Таджикистан, где более 93 % территории занимают горы, а плотность дорог с твердым покрытием составляет 12–15 км/1000 км², что в 5–7 раз ниже среднереспубликанских показателей для стран Центральной Азии. В условиях ежегодной регистрации 120–150 опасных природных явлений возникает объективная потребность в создании автономных мобильных пунктов управления, способных функционировать в зоне чрезвычайных ситуаций без опоры на стационарную инфраструктуру.

Объект исследования – система управления ликвидацией чрезвычайных ситуаций в труднодоступной местности Республики Таджикистан.

Предмет исследования – процесс создания и применения мобильных пунктов управления как ключевого элемента данной системы.

Целью статьи является разработка научно обоснованных инженерно-технических параметров мобильных пунктов управления для территориальных органов Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан, адаптированных к специфике труднодоступных районов.

Для достижения поставленной цели необходимо анализ особенностей возникновения и ликвидации чрезвычайных ситуаций в горных условиях Таджикистана, определение ключевых требований к мобильных пунктов управления для условий труднодоступной местности, разработка модульной концепции мобильных пунктов управления с расчетом массогабаритных, энергетических и коммуникационных параметров, оценка оперативности развертывания и функционирования мобильных пунктов управления на основе расчетных показателей.

На основе анализа данных Национальной стратегии управления рисками чрезвычайных ситуаций и архивных материалов по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в Горно-Бадахшанской автономной области (2019–2025 гг.) выделены ключевые факторы, критически влияющие на функционирование органов управления в труднодоступных районах. Таких как транспортная изоляция с отсутствие дорог с твердым покрытием, сезонная недоступность перевалов, разрушение существующих путей в результате чрезвычайных ситуаций. 

Расстояние от областных центров до потенциальных зон чрезвычайных ситуаций составляет от 80 до 250 км, слабая инфраструктура связи и отсутствие покрытия сотовых сетей стандарта 4G/5G в горных районах, затрудненность организации проводных каналов, необходимость применения загоризонтной и спутниковой связи, сложный рельеф и климат высокогорье (высоты от 1500 до 4000 м над уровнем моря) создает проблемы для радиосвязи (экранирование сигнала).

 А также требует от техники и персонала высокой проходимости и устойчивости к перепадам температур (от –25°C до +40°C), низкому атмосферному давлению (до 0,7 атм на высотах 3500–4000 м), энергетическая автономия необходимость самостоятельного обеспечения электроэнергией всех систем мобильных пунктов управления в течение длительного периода (не менее 72 часов), логистическая сложность затрудненность доставки как самого мобильных пунктов управления, так и материально-технических средств для его функционирования.

Выявленные факторы определяют необходимость формирования специфических требований к системе управления, элементом которой является мобильный пункт управления, обладающий высокой мобильностью и живучестью, много вариантностью и резервированностью каналов связи, способностью к быстрому развертыванию (не более 4 часов), обеспечением длительной (не менее 72 часов) и автономной деятельности органов управления в зоне чрезвычайных ситуации. 

На основе проведенного анализа предлагается трехуровневая модульная структура мобильных пунктов управления. Это базовая платформа (транспортное средство высокой проходимости) где предлагается использовать автомобиль повышенной проходимости Урал-4320-31 (колесная формула 6×6, грузоподъемность 6,0 т, мощность двигателя 176 кВт, дорожный просвет 400 мм, угол въезда/съезда не менее 30 °). Для высокогорных участков (выше 3000 м) – двухзвенный гусеничный вездеход ГАЗ-3409 (грузоподъемность 3,5 т), обеспечивающий движение по снежному покрову глубиной до 1,2 м и преодоление подъемов до 35°.

Для функционально-технологического модуля предусматривается использование унифицированного терм изолированного контейнера КУНГ-1К (масса 1,2 т, внутренний объем 8,5 м³) или развертываемого палаточного модуля типа «Урал-ПС» с площадью развертывания 24 м². 

Модуль должен обеспечивать защиту от непогоды, температурный контроль (поддержание температуры в диапазоне +15…+25°C) и эргономику рабочих мест. Также, системы обеспечения управления включает подсистемы связи, информационно-аналитической поддержки, жизнеобеспечения и энергоснабжения.

Суммарная масса оснащения мобильных пунктов управления (аппаратура связи,

серверное оборудование, генератор, запас топлива, средства жизнеобеспечения) указаны в таблице 1.

Таблица 1

Суммарная масса оснащения мобильных пунктов управления

Составляющая	Масса, кг
Аппаратура связи (спутниковый терминал, УКВ-радиостанции, коммутаторы)	210
Источники электропитания (дизель-генератор 10 кВт, аккумуляторные батареи 200 Ач)	380
Средства отображения и обработки данных (сервер, ноутбуки,  ГИС-оборудование)	95
Запас топлива (150 л)	120
Запас воды и продовольствия (на 6 чел., 72 ч)	180
Палаточное оборудование, системы обогрева и кондиционирования	150
Итого:	1135

 

Общая масса оснащения (1135 кг) укладывается в грузоподъемность выбранных шасси с учетом размещения 4-5 операторов и обеспечивает требуемый уровень мобильности. Для обеспечения автономной работы мобильных пунктов управления в течение 72 часов без пополнения запасов произведен расчет энергопотребления основных систем показанные в таблице 2.

Таблица 2

Расчет энергопотребления основных систем

Потребитель	Мощность, Вт	Время работы, ч/сут.	Суточное потребление, кВт  в час
УКВ-радиостанции (3 шт.)	150	24	10,8
Спутниковый терминал VSAT	200	12	2,4
Сервер и ГИС-рабочие станции (2 шт.)	800	16	12,8
Освещение и климат-контроль	1000	12	12,0
Итого:	–	–	38,0

 

Суточное энергопотребление составляет 38,0 кВт/ч. При использовании дизель-генератора мощностью 10 кВт с удельным расходом топлива 0,25 кг/(кВт/ч) суточный расход топлива составит:

Q_топл = E_сут⋅q_уд = 38,0⋅0,25 = 9,5 (кг/сут.),

где: E_сут​ – суточное энергопотребление, кВт ∙ ч;

q_уд – удельный расход топлива, кг/ (кВт ∙ ч).

Для обеспечения 72 часов автономности требуется запас топлива не менее:

V_мин = 9,5⋅3 = 28,5 (л).

С учетом эксплуатационного запаса (коэффициент 1,5) принимается запас топлива 50 л, что обеспечивает до 100 часов работы. Дополнительно предусмотрены солнечные панели суммарной мощностью 1,2 кВт (4×300 Вт), обеспечивающие выработку до 4,8 кВт ·ч в светлое время суток, что позволяет снизить расход топлива на 12–15 %.

Для организации связи в условиях сложного рельефа применяется комбинация УКВ-диапазона (146–174 МГц) с возможностью организации ретрансляции и спутниковой связи VSAT. Дальность прямой радиовидимости для УКВ с учетом высот подъема антенн определяется по формуле:

D=2R(h₁+h₂),

где: R = 6370 км – радиус Земли;

h₁, h₂​ – высоты антенн над уровнем рельефа, м.

При установке телескопической мачты на мобильных пунктах управления высотой 10 м и использовании носимой радиостанции на высоте 1,5 м с учетом рельефа:

 

D = 2⋅6370⋅(3,16+1,22) = 12740⋅(3,16+1,22) = 12740⋅4,38 ≈ 55800 (м).

 

Полученное значение дальности (около 56 км) является теоретическим для идеальных условий. В горной местности с учетом экранирующего влияния рельефа фактическая дальность связи может быть значительно меньше. Для обеспечения связи на расстояниях до 15­­–20 км требуется установка антенных мачт высотой до 20 м, организация ретрансляторов на возвышенностях, использование спутниковой связи для загоризонтной участков.

Для загоризонтной связи предусмотрен спутниковый терминал VSAT с Ku-диапазоном, обеспечивающий скорость передачи данных до 5 Мбит/с и работу в условиях отсутствия прямой радиовидимости.

На основе анализа тактико-технических характеристик аналогичных комплексов [3] разработаны временные нормативы развертывания мобильных пунктов управления.

 

Таблица 3

Временные нормативы развертывания мобильных пунктов управления

 

Этап	Время, мин
Приведение в готовность к выдвижению	15
Выдвижение к району чрезвычайных ситуаций (до 50 км по горной дороге)	120
Выбор позиции, установка антенно-мачтовых устройств	20
Развертывание функциональных модулей, запуск генератора	25
Включение и настройка средств связи и ГИС	20
Общее время развертывания	200 мин (≈ 3,3 ч)

 

Сокращение времени развертывания по сравнению с доставкой стационарного оборудования с областного Центра управления в кризисных ситуациях (при удалении зоны чрезвычайных ситуаций на 100–150 км) составляет не менее 6–8 часов, что является критически важным фактором для оперативного реагирования.

На основе выполненных расчетов и анализа передового опыта [3, 5] предлагаются следующие методические рекомендации где нужно внести изменения в штатные расписания региональных управлений Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан, предусмотрев штатные единицы (расчеты) для обслуживания и эксплуатации мобильных пунктов управления в составе 5 чел.: начальник расчета, инженер-связист, инженер-механик, два оператора, разработать и утвердить типовое положение о мобильных пунктов управления, регламентирующее порядок приведения в готовность, выдвижения, развертывания и взаимодействия, внедрить поэтапную систему подготовки специалистов на базе Республиканского учебно-методического центра Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан.

Также предлагается включить в техническое оснащение и логистику приобретение или модернизацию транспортных платформ в соответствии с географией ответственности территориального органа: для районов до 2000 м – Урал-4320, выше 2000 м – ГАЗ-3409, оснащение мобильных пунктов управления производить по принципу «минимально необходимой, но достаточной функциональности» с акцентом на надежность и простоту эксплуатации, создать на региональных управлениях Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан мобильные склады комплектов ЗИП и расходных материалов (топливо, аккумуляторы).

Также для технологии взаимодействие предлагается внедрить единый протокол обмена данными между мобильных пунктов управления, стационарными центрами управления кризисными ситуациями и силами на месте чрезвычайных ситуаций, рекомендуется использование открытых стандартов для обеспечения совместимости с техникой других министерств и ведомств, интегрировать ГИС-компонент мобильных пунктов управления с национальной системой мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций для получения актуальной метео и геоинформации, регламентировать взаимодействие мобильных пунктов управления с авиацией (вертолеты Министерство обороны) для решения задач разведки, доставки, эвакуации и организации воздушных ретрансляторов связи, предусмотреть применение беспилотных летательных аппаратов типа «Орлан - 10» для ретрансляции сигнала и аэроразведки в радиусе 50 км.

Для финансово-экономическое обоснование создание мобильных пунктов управления требует значительных единовременных затрат. В рекомендациях предлагается поэтапный план финансирования: первоочередное оснащение наиболее рискоопасных регионов (Горно-Бадахшанская автономная область, Раштский район) с последующим тиражированием успешного опыта. Эффективность затрат обосновывается потенциальным снижением ущерба от чрезвычайных ситуаций за счет более оперативного и качественного управления.

В заключение хотим отметить, что в ходе исследования инженерные расчеты подтверждают техническую реализуемость и оперативную эффективность мобильных пунктов управления для территориальных органов Комитета по чрезвычайным ситуациям и гражданской обороне при Правительстве Республики Таджикистан в условиях труднодоступной горной местности.

Основные результаты исследования: разработана трехуровневая модульная архитектура мобильных пунктов управления, включающая базовую платформу, функционально-технологический модуль и систему обеспечения управления; выполнены расчеты массогабаритных параметров, подтверждающие соответствие выбранных шасси требуемой грузоподъемности (суммарная масса оснащения – 1135 кг); определены параметры энергоснабжения (суточное энергопотребление – 38,0 кВт·ч, необходимый запас топлива для 72 часов автономности – 50 л); произведен расчет дальности радиосвязи с учетом горного рельефа, обоснована необходимость применения спутниковой связи и антенных мачт высотой до 20 м; установлены временные нормативы развертывания мобильных пунктов управления (3,3 ч), обеспечивающие сокращение времени реагирования на 6–8 часов по сравнению с существующей схемой.

Внедрение разработанных рекомендаций на практике позволит существенно сократить время развертывания оперативного штаба вблизи зоны чрезвычайных ситуаций, обеспечить непрерывное и устойчивое управление силами реагирования независимо от состояния стационарной инфраструктуры, повысить качество и обоснованность управленческих решений за счет непосредственного присутствия руководства и наличия актуальной информации, создать технологическую основу для межведомственного взаимодействия в ходе совместных операций.