Наука спасения

Агентство по мониторингу и прогнозированию чрезвычайных ситуаций объединяет более сорока научных и производственных организаций России, ведущих работы в области прогнозирования катастроф и стихийных бедствий, а также осуществляет научно-техническое и информационное обеспечение российских спасателей.

- Оперативность во многом зависит от самих спасателей, а сотрудники МЧС России в большинстве своем выходцы из военных структур: они собранны и быстры, хорошо умеют управлять силами и средствами. С другой стороны, для работы спасателей необходимо объединение качественно различных информационных ресурсов, накопленных человечеством. Поэтому важнейшим фактором, определяющим наши возможности по спасению людей, является своевременное получение информации о глобальных, региональных и бытовых рисках, которым подвергаются и могут быть подвержены люди, как в текущий момент времени, так и в перспективе. Почему это так, вы поймете, взглянув на график зависимости потерь населения от времени нахождения в завалах (см. рисунок. - В.И.). Если в течение 24 часов после землетрясения ничего не делать, 87% пострадавших погибает от так называемого crush-эффекта, эффекта длительного сдавливания. Если плита сутки лежит на конечности, то в организме возникают необратимые изменения, человек погибает. Перед тем как поднять плиту, пострадавшему накладывают жгуты, чтобы продукты распада не разносились по телу. Но даже те люди, которых вытаскивают из-под завалов и показывают живыми на экране, через трое суток умирают в больницах. Этого, как правило, уже никто не видит и не знает. Так что процент спасенных на самом деле довольно низкий. Если землетрясение происходит ночью да еще в горных районах или других труднодоступных местах, то, как правило, целые сутки там ничего не делается, и в результате в живых остаются буквально единицы. Поэтому, чтобы повысить оперативность реагирования на катастрофические ситуации, мы собираем и обрабатываем всю доступную информацию о природных и техногенных явлениях, могущих привести к человеческим жертвам. Для этих целей у нас в Агентстве создана уникальная геоинформационная система «Экстремум», которая позволяет уже через два часа после землетрясения оценить его последствия. Эти данные в совокупности с четкой организацией спасательных работ помогают правильно распределить силы и средства и спасти до 50% людей, находящихся в завалах.

- Существует несколько сетей сейсмических станций (американская NEIC, система Геофизической службы РАН, Средиземноморская и др.), разбросанных по всему миру. С их помощью определяются координаты, глубина, магнитуда (энергия, выделяемая в очаге) всех землетрясений, происходящих на земном шаре. Эти данные круглосуточно поступают в нашу систему, и по каждому очагу производятся расчеты. Есть отчеты по всем мировым землетрясениям - открытая информация, которую до нас никто не догадался полностью собрать и использовать в компьютерных моделях. В Военно-инженерной академии им. Куйбышева имеется большой архив, где собраны очень серьезные разработки, связанные с разрушениями при ядерных взрывах. Мы подняли и использовали всю эту базу данных.

Еще один источник - данные дистанционного зондирования Земли - космические снимки со спутников NOAA, Terra, «Ресурс», «Комета», «Океан», «Метеор». У нас построены пункты приема данных в Москве, Красноярске, Владивостоке, Элисте. Снимки мы широко используем и для мониторинга пожароопасной, паводковой обстановки, и для оценки застройки городских кварталов. Например, по длине падающей тени можно определить высоту и сейсмостойкость здания, примерное число людей его населяющих. Фактически для нас город не просто точка на карте, а район, поделенный по типам застройки.

- Есть, конечно, модели отдельных городов, регионов, но глобальных систем, позволяющих вести круглосуточное дежурство по всему миру, нет ни в одной стране. К примеру, в Калтехе занимаются только калифорнийским разломом и не ставят перед собой задачу делать систему на весь мир. Они считают, что надо строить модель города, для каждой постройки учитывать множество факторов воздействия… Такой подход для больших территорий не работает, ведь чем больше вводится факторов, тем быстрее возрастает порядок модели. Мы сделали проще. Взяли населенный пункт, процент соотношения различных типов зданий, для каждого из которых у нас есть модели разрушения, учли геологию. На выходе получили интервальные оценки возможных последствий. Вот, например, по катастрофическому землетрясению в Турции в 1998 году мы получили следующие данные: от 5 тыс. до 22 тыс. погибших, 30 тыс. раненых. Реально было 17 тыс. погибших и 29 тыс. раненых. Ширина интервала оценки определяется степенью незнания застройки и ошибками в определении координат очага. При этом вероятность попадания в интервал составляет около 90%, и катастрофу мы пропустить не можем. После землетрясений в Турции, Индии, Сальвадоре мы уже через два часа знали об их катастрофических масштабах.

Наши модели отрабатывались десять лет, они протестированы на трехстах крупных землетрясениях с известными жертвами, мы накопили около 300 Гбайт данных. Система имеет довольно тонкую настройку, под каждый регион есть свои эмпирические коэффициенты, связанные с особенностями распространения сейсмических волн и спецификой разрушений. Используя не очень сложные модели, нам удается получать достаточно точные оценки. И эта схема очень хорошо и эффективно работает, даже без учета конструктивных особенностей конкретных зданий. Ведь что главное при организации спасательных работ? Правильное распределение ограниченного ресурса сил и средств, поскольку важнейшую роль играет фактор времени. При этом точность модели должна быть порядка единиц километров. В чем трагедия Спитака? Землетрясение там произошло 7 декабря 1988 года и затронуло три города: Спитак, Ленинакан и Кировакан. Все силы и средства были двинуты в Кировакан, который пострадал меньше всех. Пока перераспределяли средства, время было потеряно, погибло много людей, которых можно было спасти. Тогда нашей системы не было.

Сегодня ГИС «Экстремум» - лучшая в мире в своем классе, что было официально подтверждено в июне прошлого года на международном тендере, проводимом комиссией Совета Европы. Мы его выиграли, заключили с СЕ контракт, и теперь наша система круглосуточно снабжает информацией 22 страны. Как только что-то случается, мы в те же два часа оповещаем по Интернету правительства этих стран. И это очень важно, потому что часто страна, подвергшаяся стихийному бедствию, не знает масштабов катастрофы. Как было в Турции? Землетрясение случилось в четыре утра по московскому времени, в шесть часов мы уже имели оценку числа жертв. Об этом еще никто в мире не знал, - первым в семь утра сообщило CNN: двадцать погибших. На 17 тысяч вышли только на седьмые сутки, а мы об этом знали через два часа. Так вот, мы подняли наших спасателей: они в восемь утра уже были на аэродроме. Сообщили в Турцию и ждали шесть часов, пока нас пустят. Мы прилетели первыми, уже зная о количестве погибших, зная, что с собой брать, ведь результатом наших расчетов является не только количество пострадавших, но и то, сколько и какой необходимо техники, инструментов, продуктов, медикаментов и пр. Проблема здесь в том, что пострадавшая сторона не знает масштаба катастрофы и приходится убеждать власти. Поэтому такая система должна быть в каждой стране, чтобы в случае страшного бедствия они могли оценить масштабы и открыть свои воздушные коридоры.

Кроме того, нашу ГИС можно использовать для решения такой, казалось бы, не свойственной нам задачи - смягчения последствий мирового экономического кризиса, который может возникнуть при определенных условиях. Например, очень сейсмически опасный район Токио. По многим данным, там сейчас высока вероятность сильного землетрясения в 9-10 баллов. Если оно случится, что тогда произойдет в мире?

- Да. Так как ущерб может достигнуть триллиона долларов, это неизбежно вызовет отток финансов Японии из мировой экономики ради восстановления экономики национальной. Поэтому в целях предотвращения кризисной ситуации о таком событии должны быть своевременно проинформированы и правительства ведущих мировых держав, и Всемирный банк.

Кроме Японии, на земном шаре есть еще несколько критических точек, которые могут повлиять на мировую экономику. Вспомните сравнительно небольшое землетрясение на Тайване в 1999 году, когда были разрушены заводы по производству компьютерных комплектующих, - цены на них сразу выросли. За такими регионами, которые чувствительно влияют на мировую экономику, надо тщательно следить.

- Конечно. Сейчас мы работаем над тем, чтобы система «жила». То есть если где-то происходит землетрясение и какие-то здания теряют сейсмостойкость, мы хотим сразу, в реальном времени пересчитывать все коэффициенты. Аналогичные системы разрабатываются по пожарам и наводнениям.

Также можем рассчитывать последствия разрушений отдельных зданий (около двухсот типов, в том числе и небоскребов). У нас есть целое направление по разработке технологии определения устойчивости и сейсмостойкости зданий и сооружений. Созданный нами для этих целей мобильный диагностический комплекс награжден на всемирном салоне изобретений в Брюсселе в 1999 году серебряной медалью.

Здание, как и человек, рождается, живет и умирает, но если на человека заводится медицинская книжка, в которую записываются истории болезни, то на здания такой «медицинской» книжки нет. С помощью нашей аппаратуры, включающий сейсмодатчики, приборы неразрушающего контроля, георадар, компьютер и др., мы можем определять частоты собственных колебаний здания, другие параметры и оформляем сертификат безопасности здания, в котором указываются места скрытых дефектов, сейсмостойкость, остаточный ресурс долговечности и даются рекомендации по усилению конструкций. Имея такой сертификат, можно решать целый комплекс проблем по обеспечению безопасности зданий, а также проводить операции с недвижимостью (продажа жилья, страхование) на более высоком научно-техническом уровне. В дальнейшем мы хотим создавать математические модели зданий и сооружений, погруженных в среду естественных нагрузок (вибрации, ветровые, снеговые, температурные воздействия и др.).

Наш институт также является головной организацией по созданию системы оперативно-диспетчерского управления в городах. Службы 01, 02, 03, 04, как правило, слабо связаны между собой, нам удалось замкнуть их, создав единый компьютерный центр, единую базу данных. Особенно это важно в условиях угрозы террористических актов. Теперь всякий звонок, адресованный любой из этих служб, попадет в информационное поле зрения системы, и каждая чрезвычайная ситуация будет взята на контроль руководителем конкретного региона. Такие системы уже функционируют - полностью или частично - в Москве, Курске, Ижевске, Красноярске, Казани…

- Мы стараемся не упустить главного. У нас большая образовательная программа: мы открыли центр юного эколога-спасателя; внедряем в учебный процесс фрагменты действий при чрезвычайных ситуациях; выпустили несколько компакт-дисков: «Безопасность на улицах и дорогах», игровую обучающую программу по основам безопасности при землетрясениях «Как Иван-царевич подземного змея победил», обучающую программу «ГЕО-Экстремум»; специально для компьютерных классов школ разработали малогабаритное устройство приема космических снимков (на фото внизу); вместе с МФТИ создали кафедру «Высокие технологии предупреждения и ликвидации ЧС».

Вообще, наш институт сегодня представляет собой «сборочный цех», который на основе целого ряда научных дисциплин - физики, математики, информатики, географии, экономики, медицины и др. из различных идей, методик, технологий, разрабатываемых разными министерствами и ведомствами, отбирает и формирует НОВОЕ - науку спасения, информационные технологии управления рисками как природного, так и техногенного характера.

Например, в разработки теории безопасности очень интересен философский аспект. Раздаются голоса, что развитие цивилизации идет по тупиковому пути. Представления о том, что человек царь природы и должен завоевывать как можно больше материальных ценностей, оказались неправильными и в результате могут привести человечество к катастрофе. Парадигма развития человечества должна быть изменена. Уже очевидно, что на первый план выходят вопросы безопасности жизни. Должно измениться сознание человека, философия жизни, должны быть определены другие ценности. Сегодня хотя и существует мнение, что стоит сделать последнее усилие, и все будет под контролем, надо признать, что это - иллюзия.

[i42426]