Tomáš Peňáz
Institut ekonomiky a systémů řízení
VŠB - Technická univerzita Ostrava
tř. 17. Listopadu
708 33 Ostrava - Poruba
E - mail: tomas.penaz@vsb.cz
Organizace systému jednotek požární ochrany v České republice vychází z metody plošného pokrytí, určené pro stanovení dislokace sil a prostředků těchto jednotek. Uvedená metoda byla a doposud je využívána při stanovení organizace systému jednotek požární ochrany s tím, že v jejím průběhu jsou aplikovány dílčí empirické postupy. Těmito postupy se provádí především ohodnocení z hlediska možného nebezpečí vzniku požáru a zjišťuje se jimi dosažitelnost území a vybraných objektů ze strany existujících jednotek požární ochrany. Porovnáním takto získaných údajů a zákonem daných časových intervalů se následně zjišťuje stav zajištění tohoto druhu služby pro dané území a vybrané objekty.
Příspěvek se zbývá návrhem implementace metody plošného pokrytí v prostředí geografického informačního systému.
Smysluplné umísťování nejrůznějších objektů a technologií, spojených s činností člověka, v reálném světě a dále též členění území na funkční celky rozmanitého typu, velikosti a poslání se prakticky neobejde bez dokonalé znalosti uvedeného prostředí. Znalost prostředí vychází ze souhrnu informací o konkrétních objektech, jevech či lokalitách reálného světa a o jejich vzájemných vztazích, tedy z dostupných prostorových informací (geoinformací). Část geoinformací, vztahujících se k zájmové části prostoru, lze získat poměrně snadno měřením, pozorováním, mapováním, jednoduchým výpočtem apod. Jistou část geoinformací, které vypovídají o některých typech vzájemných prostorových vztahů předmětných objektů a jevů, je možno získat za využití vhodných sofistikovaných postupů souvisejících s modelováním, simulací, analýzou a též syntézou vhodných prostorových informací.
Jednou z oblastí uplatnění náročných metod, vedoucích k získání požadovaných prostorových informací, je problematika dislokace sil a prostředků složek integrovaného záchranného systému (dále jen IZS), podílejících se na řešení krizových situací. Významné místo mezi těmito složkami zaujímají jednotky požární ochrany. V souvislosti s reformou veřejné správy došlo od 1. ledna 2001 k reorganizaci Hasičského záchranného sboru České republiky s tím, že přitom vznikla nová krajská ředitelství a centrální dispečerská pracoviště, která zajišťují řízení jednotek a prostředků v rámci jednotlivých krajů. Toto nové organizační uspořádání vyžaduje i revizi současné dislokace sil a prostředků.
Dislokace sil a prostředků jednotek PO se provádí na základě podkladů získaných syntézou prostorových informací, které jsou výsledkem dílčích analýz prostorových dat [1]. Nejvýznamnější roli v tomto procesu mají analýzy sloužící ke zjištění dostupnosti geografických objektů (terminologie z oblasti požární ochrany využívá pojem dosažitelnost). Uvedené analýzy a následná syntéza získaných informací byly a doposud jsou prováděny bez nasazení významného podílu automatizace, "ručním zpracováním" podle postupu uvedeného v příslušných pokynech [8].
Jako velice přitažlivá se jeví myšlenka uskutečnění automatizovaného zpracování informací, sloužících jako podklad potřebný k provedení rozhodnutí o dislokaci. Neocenitelnou roli zde mohou sehrát některé geoinformační technologie.
S ohledem na plošné působení rizika požárů a dalších typů událostí na území České republiky má systém jednotek PO také plošný charakter. Ve vztahu k podmínkám v České republice je od roku 1994 budována organizace jednotek PO s názvem plošné rozmístění jednotek PO. Budování systému plošného rozmístění jednotek PO je složitý proces, závisející na řadě faktorů, které se stanovují na základě následujících analýz, hledisek, skutečností a předpokladů [1]:
Tato analýza ohodnocuje z hlediska rizika požárů následující objekty:
Ohodnocení je provedeno na základě mnoha kriterií odrážejících dílem empirický přístup, dílem výsledky statistických šetření. Výsledkem je přiřazení stupňů a kategorií nebezpečí pro objekty a katastrální území. Uskutečnění takové klasifikace je jedním z nejdůležitějších východisek při stanovení plošného pokrytí.
Uvedené typy objektů lze lokalizovat v prostoru a proto abstrakce objektů a jevů z reálného světa do podoby vektorového digitálního modelu může být provedena prostřednictvím elementárních geoprvků bodového, liniového i plošného charakteru. Popisnými atributy těchto objektů jsou informace o stupních a kategoriích nebezpečí, které mohou vymezovat prostorový vztah takto ohodnocených objektů k okolním objektům reálného světa.
Výsledkem této analýzy je stanovení společensky přijatelné doby pro zahájení zásahu jednotek PO. Analýza spolu s informacemi potřebnými pro její provedení a tedy pro stanovení plošného pokrytí, přinášejí prostorový aspekt, kterým se tento příspěvek podrobně zabývá v následujícím textu.
Tato analýza je založena na zjištění resp. ověření dosažitelnosti katastrálních území obcí nebo částí obcí a vybraných objektů pro jednotky požární ochrany. Dosažitelnost jednotlivých kategorií katastrálních území obcí (částí obcí) a vybraných objektů vyjádřená v jednotkách času musí odpovídat požadavkům daným zákonem (tabulka č.1).
Tabulka č. 1 Základní tabulka plošného pokrytí (převzato podle přílohy k zákonu [9])
Jedná se o analýzu jednotlivých druhů jednotek, jejich postavení a úkoly.
Toto hledisko podřizuje organizaci jednotek PO reálným požadavkům na vedení zásahu.
Předpoklad, který hledá kompromis mezi možnostmi a potřebami. Předpoklad únosnosti financování pravděpodobně nemá bezprostředně prostorový aspekt.
Detailnější informace o problematice budování systému plošného rozmístění jednotek PO z hlediska únosnosti financování, jsou mimo tematický záběr tohoto příspěvku.
Síly a prostředky jednotek požární ochrany mají ze zákona danou působnost pro celé území České republiky. Tuto úlohu mohou plnit díky systému jednotek požární ochrany, který tzv. plošné pokrytí zajišťuje.
Z výše uvedené tabulky plošného pokrytí vyplývá požadavek na dobu dojezdu jednotek na místo zásahu. Délka časového intervalu, udávajícího dobu dojezdu na místo požáru, závisí na ohodnocení katastrálního území v němž se místo zásahu nachází resp. na ohodnocení vybraného objektu, je-li místo požáru v tomto objektu. V tomto smyslu se hovoří o časové dosažitelnosti (v geografické terminologii převažuje spíše označení časová dostupnost).
Časová dostupnost geografických objektů je vlastnost, kterou lze efektivně analyzovat prostřednictvím úlohy z kategorie síťových analýz, nazývané alokace zdrojů (allocation of resources, resource allocation) [3], [5]. Algoritmy pro řešení této úlohy jsou implementovány v řadě programových produktů, které mohou být součástí geografického informačního systému. Výpočet úlohy obvykle probíhá nad daty, modelujícími příslušnou síť pomocí vektorové nebo rastrové reprezentace. Vzhledem k tomu, že většina podobných úloh je postavena na teorii grafů, je vhodné použít vektorový model představující planární graf. V případě zjišťování dostupnosti katastrálních území a vybraných objektů pro jednotky PO se jedná o silniční a uliční síť.
Časová dostupnost je funkcí mnoha vlivů (parametrů), které je možno rozdělit do dvou základních skupin:
Časová dostupnost se zjišťuje pro zásahové vozidlo určitého typu resp. pro celou řadu používaných typů zásahových vozidel. Pro uvedenou techniku je na počátku známa skupina vnitřních parametrů ovlivňujících časovou dostupnost: rychlost vozidla, průchodnost terénem, schopnosti řidiče aj. Vzhledem k proměnlivosti podmínek v reálném světě je možné jako vnější parametry ovlivňující časovou dostupnost označit např. dopravní předpisy, počasí, intenzita provozu na komunikacích, atd. Dosažitelnost je potom třeba zjišťovat a analyzovat s ohledem na odlišnosti spojené s denní dobou, povětrnostními podmínkami a počasím, ročním obdobím, dopravní zátěží komunikací, aj.
Struktura dat použitých k analýze by měla být volena tak, aby umožňovala zahrnout do databází data postihující výše uvedené vnitřní a vnější vlivy. Prostředí některých programových produktů podporujících síťové analýzy nabízejí možnost zahrnout do speciálních struktur datového modelu data modelující dopravními předpisy, dopravní omezení daná charakterem komunikace, mimoúrovňová křížení komunikací, nosnosti mostů, omezení příčného profilu komunikace, atd.[4], [7]. Samotné naplňovaní uvedených datových struktur odpovídá pojmu ohodnocování planárního grafu.
Výsledkem analýzy je tzv. strom minimálního rozpětí 1) (minimal spanning tree) [3], znázorňující část sítě komunikací, která je pohybem v síti dostupná z tzv. centra v požadovaném časovém intervalu. Takto je tedy znázorněna časová dostupnost a to jako veličina intervalová.
Interpolací, tedy v tomto případě spojením odpovídajících si hranic intervalů vymezujících časovou dostupnost na síti, mohou být získány linie, které ohraničují oblasti dosažitelné z určitého místa v určitém časovém intervalu. Za předpokladu výrazného zjednodušení lze pro interpolací získané linie, použít termín izochrony. Jimi vymezené plochy lze za obdobných zjednodušujících předpokladů označovat jako izoplochy 2), představující území dosažitelné z centra ve stejném časovém intervalu. Uvedené zjednodušení zanedbává komunikace resp. přístupové cesty, které nejsou součástí modelu sítě, ale v reálném světě existují a jsou do určité míry použitelné pro pohyb (chodníky, lesní cesty, travnaté plochy, atd.).
Uvedený postup byl v minulosti použit pro návrh optimalizace hranic hasebních obvodů pro okres Ostrava město [2]. Toto zpracování dat však bylo uskutečněno ve značně zjednodušené podobě s tím, že nebylo využito ohodnocení katastrů a vybraných objektů z hlediska potenciálního nebezpečí vzniku požáru a ohodnocení planárního grafu nezahrnovalo vliv všech výše uvedených parametrů ovlivňujících časovou dostupnost. Další zjednodušení spočívalo v uskutečnění finální syntézy dat získaných dílčími analýzami pouze vizuálním porovnáním na displeji výpočetního systému. Pro zpracování byla použita liniemi reprezentovaná silniční a uliční síť (ARC/INFO Coverage) města Ostravy, která polohovou přesností odpovídá katastrální mapě v měřítku 1:1000.
Získání požadovaných dat a jejich zpracování do podoby dokumentu vhodného pro podporu rozhodovacího procesu vyžaduje syntézu analýzami připravených dat. Významnou roli zde sehrává kartografické modelování, uskutečněné opět za přispění funkčnosti vhodného programového produktu [4]. Jedná se především o postupy založené na překryvných analýzách dat v podobě rastru nebo vektorů obr.č.1 a 2.
Obr č. 1 Ukázka kartografického modelu pro analýzu časové dostupnosti území z více center
Obr č. 2 Schematické znázornění zpracovatelského postupu (flowchart) při kartografickém modelování časové dostupnosti území z více center
Naznačený postup zpracování dat, podpořený ukázkami doposud realizovaných dílčích analytických a syntetických činností, vypovídá o reálnosti popsané představy. Uskutečnění celého automatizovaného postupu zpracování dat však souvisí s celou řadou problémů, jejichž existence je známa. Zpracování dat pro konkrétní území (Moravsko-slezský kraj) formou pilotního projektu bude uskutečněno v rámci diplomové práce aktuálně zpracovávané jedním ze studentů oboru geoinformatika na Hornicko-geologické fakultě VŠB-TU Ostrava. Zdrojem dat pro uskutečnění projektu bude digitální topologicko vektorová databáze DMÚ 25, především tematická vrstva komunikací.
Výsledkem by mělo být i formulování požadavků na strukturu a kvalitu vstupních dat a dále detailní postup jejich automatizovaného zpracování a verifikace současného stavu dislokace sil a prostředků jednotek požární ochrany. Cílem projektu je zhodnocení současného stavu dislokace sil a prostředků s ohledem na mezikrajskou sousedskou výpomoc, neboť v případě mimořádných událostí nelze počítat s neprostupností hranic krajů pro zasahující jednotky.
Je třeba si uvědomit, že výsledky získané předchozím postupem není možné bez výhrad považovat za hledaný finální výsledek. Teprve jejich závěrečné posouzení a výklad ze strany zkušeného odborníka z oblasti požární ochrany, může úspěšně uzavřít celý popsaný proces.
1) Některá literatura (např. [6]) označuje strom minimálního rozpětí jako servisní síť (service network).
2) V [6] jsou tyto izoplochy označovány jako servisní oblasti (service areas).