Информационные технологии поддержки принятия решений по обеспечению комплексной безопасности сверхбольших территориально-распределенных массовых мероприятий

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 11.11.2015 г. № 14.587.21.0015 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 1 в период с 11.11.2015 г. по 31.12.2015 г. выполнялись следующие работы:

  1. Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках проекта.
  2. Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
  3. Выбрано направление исследований и выполнение сравнительной оценки вариантов возможных решений.
  4. Проведено исследование существующих методов агрегации фрагментарных данных наблюдений за территориальной мобильностью населения.
  5. Проведено исследование существующих методов краткосрочного прогнозирования динамики толпы.
  6. Проведено исследование существующих количественных методов оценки рисков, связанных с проведением ГММ.
  7. Разработана концепция и архитектура перспективной СППР по обеспечению комплексной безопасности на ГММ.
  8. Разработаны принципы организации человеко-компьютерного взаимодействия в СППР по обеспечению комплексной безопасности на ГММ.
  9. Проведена оценка ресурсоемкости задач обработки данных и моделирования применительно к эксперименту Кумбха-Мела.
  10. Приведено обоснование выбора программных технологий и средств разработки.
  11. Заключено соглашение с иностранным партнером о выполнении совместного проекта.
  12. Проведена общая подготовка инфраструктуры сбора данных для эксперимента Кумбха-Мела.
  13. Проведена модернизация инфраструктуры сбора данных в части использования индивидуальных браслетов.
  14. Разработаны алгоритмы трекинга данных браслетов и мобильных телефонов применительно к задачам эксперимента.
  15. Разработана технология сбора данных в реальном времени с возможностью синхронизации различных источников.
  16. Обеспечены сбор и обработка первичного массива данных на мероприятии 2015 г.

На первом этапе проекта проведены работы по обоснованию выбора направления исследований. Это включает в себя подготовку аналитического обзора, проведение патентных исследований, обоснование выбора направления исследований и подходов к их проведению, исследование существующих методов агрегации фрагментарных данных наблюдений за территориальной мобильностью населения, краткосрочного прогнозирования динамики толпы, количественных методов оценки рисков, связанных с проведением ГММ. Разрабатываются концепция и архитектура перспективной СППР по обеспечению комплексной безопасности на ГММ, включая принципы организации человеко-компьютерного взаимодействия. Проводится оценка ресурсоемкости задач обработки данных и моделирования применительно к эксперименту Кумбха-Мела, исходя из которой обосновывается выбор программных технологий и средств разработки. Получены следующие результаты:

- Разработаны концепция и архитектура СППР, позволяющей отслеживать различные ситуации, связанные с паникой или действиями отдельных агрессивных групп на ГММ. СППР обеспечивает эффективный мониторинг, отчетность для вышестоящих лиц (и лиц, принимающих решения), оперативное реагирование в случае возникновения чрезвычайной ситуации и выработку возможных контрмер.

- Обоснован выбор метода многомасштабного моделирования динамики людей, участвующих в ГММ. Он включает в себя макромасштабную модель городской мобильности, учитывающую особенности ГММ, а также микромасштабную МА-модель краткосрочного прогнозирования динамики толпы непосредственно на мероприятии, использующую механизмы социальных сил с учетом мотивационной составляющей действий отдельных агентов. На основе результатов МА-моделирования могут рассчитываться вероятностные оценки рисков, связанных с проведением ГММ. При этом сами используемые модели используются также для агрегации разнородных данных посредством процедуры усвоения.

- На основе численных экспериментов определены ресурсные требования к информационной инфраструктуре хранения данных и моделирования эксперимента Кумбха-Мелла; приведены рекомендации по выбору самой вычислительной архитектуры с учетом иерархического параллелизма, а также принципам ее конфигурирования в облачной среде в зависимости от текущей нагрузки.

Обоснован выбор в качестве платформы моделирования СППР фреймворка PULSE, поддерживающего логику общего информационного пространства для интеграции различных вычислительных моделей. При этом сам интерфейс СППР должен реализовываться как отдельное графическое приложение, взаимодействующее с PULSE по клиент-серверной схеме, используя протокол UDP, обеспечивающий передачу данных в условиях ненадежного соединения.

Область применения результатов – разработка предметно-ориентированных (по видам ГММ) систем поддержки принятия решения нового поколения для обеспечения комплексной безопасности участников глобальных массовых мероприятий. Способ использования состоит в возможности встраивания разработанных компонентов для применения в прикладных СППР в рамках различных моделей (прямое заимствование кода, рефакторинг и реинжиниринг на основе образца, а также доступ к функциональности самого веб-сервиса по облачной SaaS-модели).

На текущем этапе внедрение результатов проекта не предполагается. Однако в будущем ожидается, что, так как проект реализуется на основе ГММ, характерном именно для Индии, первичными потребителями будут администрации г. Удджайн и фестиваля Кумбха-Мелла. Мероприятие Кумбха-Мела является основой для своего рода «стресс-тестирования» самой технологии, которая может быть перенесена на мероприятия с локальной спецификой и меньшим числом участников. Например, для России актуальной является задача обеспечения безопасности на Чемпионате мира по футболу 2018 г. (в частности, только в Санкт-Петербурге ожидается около 70 тыс участников).

Вывод результатов проекта на международные рынки может быть осуществлен через промышленные компании – участники эксперимента Кумбха-Мела: TechMahindra (http://www.techmahindra.com/pages/default.aspx), Aarav Unmanned Systems (http://aus.co.in/), Salland Electronics (http://www.sallandelectronics.nl/).

Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.