1

Возможность и целесообразность использования создаваемых глобальных

сетей интернета вещей для мониторинга и предупреждения катастроф природного

характера (наводнений, засух и др.) и возможность индивидуализированного

управления спасением людей при возникновении катастроф

Докладчик: Сарьян Вильям Карпович, д.т.н., профессор МФТИ и МТУСИ, Академик НАН РА, Заслуженный работник связи РФ, директор НОЦ ИПТР ФГУП НИИР

Институт водных проблем РАН, 18 июня 2015 г.

2

План доклада

1. Предпосылки возникновения инициативы2. Описание технологии Интернета вещей3. Новая парадигма индивидуализированного

управления при ЧС4. Возможности IoT для мониторинга и

управления при катастрофах природного характера

5. Предложения по возможным направлениям дальнейшей работы

3

Предпосылки возникновения инициативы

1. Выступления В. И. Данилова-Данильяна и сотрудников ИВП РАН в Президиуме РАН и в печати

2. Работы авторов по применению Интернета вещей для управления при чрезвычайных ситуациях в рамках Азиатско-Тихоокеанского экономического сотрудничества (АТЭС), Международного союза электросвязи (МСЭ), Экономической и социальной комиссии для Азии и Тихого океана (ЭСКАТО): три успешных проекта в АТЭС, 5 международных Рекомендаций МСЭ, а также 7 патентов РФ

3. Создание в МСЭ новой исследовательской комиссии по Интернету вещей

4

Технология Интернета вещей (IoT)IoT – сеть физических объектов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для измерения различных физических параметров и взаимодействия через Интернет друг с другом или с внешней средой

5

Технологические прорывы, позволившие реализовать Интернет вещей

1. Переход на новую систему присвоения IP адресов – IPv6, которая дает практически неограниченный доступ IoT в единую конвергентную информационную среду (КИС) по протоколу IP;

2. Конвергенция сетей связи, включая и сенсорные сети в единой КИС;3. Повсеместный доступ массового пользователя к широкополосным каналам

единой КИС (в РФ это программа администрации связи РФ относительно развертывания оптоволоконных каналов связи на всей территории РФ- программа до 2020 года);

4. Развитие систем беспроводного доступа массового абонента на территории страны;

5. Разработка и практическое использование методов обработки больших данных (БД);

6. Разработка и практическое использование облачных вычислений (ОВ);7. Переход операторов связи на широкополосные каналы (стандарты LTE и др.);8. Развитие технологии, производства и использования беспроводных

сенсорных сетей.

6

Фазы ЧС

Начало ЧС – детектирование

ЧС датчиками физических

величин

Время публичного

объявления о ЧС

Время осознания

значимости (оценка)

опасности данным

человеком

Время начала катастрофической

фазы

Время окончания

катастро-фической

фазы

Время начала работы

спасателей на объекте

t

t0 t1 t2 t3 t4 t5

t

Существующие системы

Системы на базе IoTt<t0

Новая парадигма индивидуализированного управления при ЧС (1)

7

•Невозможно полностью предотвратить каждую ЧС•Люди не могут помнить, как правильно спасаться при конкретном типе ЧС•Без внешней помощи (указаний) люди в экстренной ситуации часто принимают неверные решения•Управление спасением каждого человека должно осуществляться с учётом его индивидуальных особенностей

Новая парадигма индивидуализированного управления при ЧС (2)

8

•До развития катастрофической фазы ЧС необходимость участия центра в управлении индивидуальным спасением каждого конкретного человека на месте должна быть минимизирована

•Из-за того, что в случае ЧС ресурсы центра могут оказаться недоступными, необходимо как можно больше действий по спасению осуществлять локально, используя возможность IoT, с учётом специфики места и людей

Новая парадигма индивидуализированного управления при ЧС (3)

9

Моты

External networks

Система эвакуации

внутри объекта в зоне ЧС

Ситуационный центр Датчики

землетрясенияДатчики цунами

Внешняя сеть для управления в случае ЧС

Гидрометеорологические датчики

Единая конвергентная информационная среда

Центр гидрометеорологии

Новая парадигма индивидуализированного управления при ЧС (3)

10

Схема взаимодействия устройств в IoT

m1

m2

mM

r1

r2

rN

r – управляемые устройстваm – устройства мониторинга

11

Первый этап построения системы мониторинга природных катастроф на основе IoT

Существующая станция мониторинга природных процессов

Отобранные IoT маркеры физических

величин Хронотоп

Отобранные IoT маркеры на растениях

Отобранные IoT маркеры на животных

Отобранные IoT маркеры

на теле человека

Передача результатов прогнозированиянепосредственно на системы индивидуализированногоуправления при ЧСЦентр мониторинга

и прогнозирования

12

Предложения1. Решение проблемы организации «Больших данных», возникающих в результате

измерений, для перехода ко второму этапу построения системы мониторинга природных катастроф на основе IoT

2. Организация совместно с существующими сетями глобальную сеть IoT GP, которые реагируют на глобальные процессы (Global Processes, GP) с целью выявления отклонения их типовых характеристик.

3. Решение вопрос о том, как располагать датчики IoT GP и какие датчики брать. Вопрос выбора датчиков связан с семантикой измерений. Необходимо построить модели ЧС, позволяющие управлять спасением людей при возникновении ЧС до наступления ее катастрофической фазы, активируя подходящие части инструкции в пользовательских устройствах.

4. Решение проблемы организации «Больших данных», возникающих в результате измерений за счет включения в сеть только тех IoT, которые могут быть маркерами глобальных процессов. Влияние глобальных процессов на живые и неживые объекты широко и с давних пор изучается, и их модели поведения могут уже разработаны. Эти модели могут помочь в интерпретации данных существующих сетей мониторинга за глобальными процессам, а также количественно и качественно оценить влияние глобальных процессов на Земле на живые и неживые объекты.

5. Возглавить работу по использованию IoT в инновационных проектах, связанных с рациональным использованием водных ресурсов, а также концепциями «умного дома», «умного города» с точки зрения водных проблем.

13

Спасибо за внимание!

Докладчик: Сарьян Вильям Карпович, д.т.н., профессор МФТИ и МТУСИ,

Академик НАН РА, Заслуженный работник связи РФ, Директор НОЦ ИПТР ФГУП НИИР Тел.: 8 916 134-61-37

Эл. почта: sarian@niir.ru