Кратко — пошаговый план и алгоритмы эвакуации с учётом демографии, инфраструктуры и ошибок при урагане «Катрина».
1) Сбор и подготовка данных (предварительно)
- Собрать слои: плотность населения, возраст, инвалидность, владение авто, туристы, больницы/ДЦР/тюрьмы, дороги/мосты/топография (затопление/дамбы).
- Ошибка Katrina: отсутствие актуальных реестров и учёта людей без транспорта — исправление: единая база уязвимых групп и реестр нуждающихся в транспорте.
2) Оценка риска и зонирование
- Вычислить ожидаемое затопление/штормовой нагон и зону эвакуации по времени до прилива/ветра.
- Определить время на эвакуацию $T_{evac}$ по формуле базовой пропускной способности дорог:
$$T_{evac}=\frac{P}{C},$$ где $P$ — население в зоне, $C$ — средняя пропускная способность (чел/час).
- Начало эвакуации рассчитывать как
$$t_{start}=t_{landfall}-t_{surge\_lead}-T_{evac}-\Delta t_{safety},$$ где $t_{surge\_lead}$ — время оповещения о нагоне, $\Delta t_{safety}$ — запас (например $\Delta t_{safety}=$ несколько часов).
- Ошибка Katrina: поздние приказы об эвакуации — решение: рассчитывать и объявлять заранее по формуле выше.
3) Приоритизация эвакуируемых (триаж)
- Ввести показатель уязвимости $V$:
$$V=w_1\cdot Age+w_2\cdot Disability+w_3\cdot NoCar+w_4\cdot MedicalDependence+w_5\cdot Socioeconomic,$$ где веса $w_i$ подбираются локально. Эвакуировать сначала группы с наибольшим $V$.
- Ошибка Katrina: недостаточная помощь людям без машин и инвалидам — решение: приоритетная эвакуация и заранее развёрнутый автотранспорт.
4) Транспорт и маршрутизация
- Оценить спрос на транспорт: число людей без личного транспорта $P_{nt}$. Количество автобусов:
$$B=\lceil \frac{P_{nt}}{ca{p}_{bus}\cdot trips}\rceil ,$$ где $ca{p}_{bus}$ — вместимость, $trips$ — среднее число рейсов до прибытия в безопасную зону.
- Применять contraflow (движение в одну сторону на важных трассах) и заранее закрыть низкоуровневые дороги.
- Использовать алгоритм маршрутизации с учётом пропускной способности — минимизировать время эвакуации: решить задачу потока на графе дорог (minimize max travel time) с ограничениями на пропускные способности ребер.
- Ошибка Katrina: неиспользование контрафлоу и перегруженные маршруты — решение: заранее планировать контрафлоу и тестировать коммуникации между штатами.
5) Укрытия и обслуживание (sheltering)
- Определить потребную вместимость укрытий:
$$S_{need}=P_{evac}\cdot r_{shelter},$$ где $r_{shelter}$ — доля населения, ожидающая размещения в убежищах (учесть семьи с травмами, без жилья, домашних животных).
- Децентрализовать укрытия (менее зависимые от одного центра) и предусмотреть размещение животных.
- Медицинские укрытия для людей с зависимостью от оборудования (кислород, ИВЛ).
- Ошибка Katrina: переполненные убежища и отсутствие мест для больных/питомцев — решение: предусмотреть отдельные специализированные центры и транспорт для них.
6) Коммуникация и приказы
- Мультиканальная система оповещения: SMS, радиовещание, социальные сети, громкоговорители, волонтёры, многоязычные сообщения.
- Чёткие уровни приказов: добровольная, обязательная по зонам (Level $1,2,3$ — обозначать числа в KaTeX: $L_1,L_2,L_3$).
- Сообщать ожидаемое время отправления и маршруты; инструкции для тех, кто остаётся.
- Ошибка Katrina: противоречивые сообщения и языковой барьер — решение: согласованное централизованное сообщение и локальные переводчики.
7) Операционное управление в реальном времени
- Центр управления (EOC) с единой панелью: статус дорог, загрузка убежищ, позиции автобусов, медицинские вызовы.
- Использовать данные от мобильных операторов/навигации для мониторинга потоков и перераспределения транспорта.
- Пороговые правила: если плотность на дороге $>{\rho }_{crit}$, переключать маршруты/включать контрафлоу.
- Ошибка Katrina: слабый мониторинг и координация между агентствами — решение: заранее прописанные межведомственные протоколы и тренировки.
8) Логистика ресурсов и восстановление
- Предварительное складування топлива, еды, медикаментов на узлах эвакуации и в убежищах.
- План возвращения: открывать возвращение по зонам после подтверждения безопасности инфраструктуры (связь, электроэнергия, питьевая вода).
9) Моделирование и учёба
- Регулярно проводить моделирование сценариев (Monte Carlo, агент-ориентированные симуляции) и тренировочные эвакуации.
- Ключевые метрики: время очистки (clearance time) $T_{evac}$, уровень выполнения приказов (compliance $\%$), число пострадавших.
10) Контроль ошибок, список “не допускать”
- Не ждать последней минуты с приказом об эвакуации.
- Обеспечить транспорт для тех, кто без авто.
- Координировать между уровнями власти и штатами.
- Заранее планировать размещение медицински зависимых и животных.
- Поддерживать многоканальное, многоязычное оповещение и резервные средства связи.
Коротко о приоритетном алгоритме (сводка):
1. Собрать данные → 2. Зонировать по риску → 3. Посчитать $T_{evac}=\frac{P}{C}$ и вычислить $t_{start}$ → 4. Присвоить приоритет по $V$ → 5. Развернуть транспорт $B=\lceil \frac{P_{nt}}{ca{p}_{bus}\cdot trips}\rceil$ и запустить контрафлоу → 6. Открыть укрытия и медцентры → 7. Мониторить и корректировать в реальном времени.
Если нужно, могу дать шаблон данных и пример расчётов для конкретного прибрежного района (с вашими числами).