Диссертация (Методы, модели и алгоритмы поддержки управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров)

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМИ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙАкадемия Государственной противопожарной службыДенисов Алексей НиколаевичМЕТОДЫ, МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ПОДДЕРЖКИУПРАВЛЕНИЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫМИПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВСпециальность 05.13.10Управление в социальных и экономическихсистемах (технические науки)Диссертацияна соискание ученой степенидоктора технических наукНаучный консультант:Заслуженный деятель науки РФ,доктор технических наук, профессорТопольский Николай ГригорьевичМосква – 20182ОглавлениеВведение ...........................................................................................................................

4 Глава 1. Исследование методологических вопросов поддержки управленияпожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров ........................ 15 1.1. Многомерный анализ показателей управления пожаротушением .............. 15 1.2. Основные методологические понятия и принципы поддержки управленияпожарно-спасательными подразделениями ......................................................... 26 1.3. Модели управления пожарно-спасательными подразделениями притушении пожаров ....................................................................................................

55 Выводы по 1 главе .................................................................................................... 80 Глава 2. Формализация при моделировании управления пожарно-спасательнымиподразделениями на месте пожара ..............................................................................

85 2.1. Методологические вопросы синтеза и оптимизации структуры управленияна пожаре.................................................................................................................. 85 2.2. Метод формализации и постановки задач управления пожаротушением .. 89 2.3. Модели и алгоритмы постановки задач управления пожаротушением .... 105 Выводы по 2 главе .................................................................................................. 115 Глава 3.

Метод и алгоритмы распределения задач управления и принятиярешений при ведении оперативно-тактических действий ...................................... 118 3.1. Постановка задач управления и принятия решений на месте пожара ...... 118 3.2. Метод распределения задач управления и принятия решений при веденииоперативно-тактических действий ......................................................................

126 3.3. Алгоритмы принятия решений при оперативном управлениипожаротушением ................................................................................................... 138 3.3.1. Алгоритм принятия управленческого решения ......................................

138 3.3.2. Алгоритм упорядочения частных управленческих решений ................ 142 3.3.3. Алгоритм генерирования управленческих решений .............................. 147 3.4. Модель достаточности сил и средств пожаротушения ............................... 150 3.4.1. Организационная система управления при пожаротушении на открытойместности .............................................................................................................. 152 3.4.2. Алгоритм поддержки принятия управленческого решения одостаточности сил и средств для тушения пожара на открытой местности .. 162 Выводы по 3 главе ..................................................................................................

168 Глава 4. Поддержка принятия решения при тушении пожаров ............................. 172 4.1. Формирование моделей управления при пожаротушении ......................... 172 4.2. Метод нормативных состояний оперативно-тактических действий ......... 180 4.3. Модель и алгоритмы оптимизации структуры сил и средств на пожаре..

191 4.3.1. Алгоритм решения управленческой задачи оптимизации структуры сили средств на пожаре.............................................................................................. 194 34.3.2. Алгоритм определения оптимального значения сил и средств методомнормативных состояний оперативно-тактических действий припожаротушении .................................................................................................... 201 4.3.3. Метод поддержки принятия решения по тушению пожара ..................

208 4.4. Модель оценки эффективности решения задач управления и принятиярешений .................................................................................................................. 219 Выводы по 4 главе .................................................................................................. 241 Глава 5. Методы поддержки управления при ведении оперативно-тактическихдействий пожарно-спасательными подразделениями .............................................

245 5.1. Способы прекращения горения ..................................................................... 245 5.2. Граничные условия для поддержки управленческого решения налокализацию пожара ............................................................................................. 247 5.3. Методы поддержки управления и принятия решений при тушении пожаровпожарно-спасательными подразделениями ....................................................... 249 5.3.1.

Пространственный метод поддержки управления ................................. 253 5.3.2. Энергетический метод поддержки управления ...................................... 254 5.3.3. Пространственно-временные методы поддержки управления ............. 255 Выводы по 5 главе ....................................................................................................... 287 Заключение .................................................................................................................. 290 Список сокращений..................................................................................................... 294 Список литературы .....................................................................................................

296 Приложение А. Производные понятия пожаротушения…………………..…….. 345Приложение Б. Зависимость глубины тушения пожарного ствола от типа здания исооружения………………………………………………………………………….. 355Приложение В. Динамическая дискретная модель работы пожарного по прокладкерукавной линии как элемент подсети, моделирующей исходное размещение ипроцесс перемещения сил и средств………………………………………….….... 358Приложение Г.

Модель управления силами и средствами при тушении пожара ввиде сети Петри на примере пожара………………………………………………. 362Приложение Д. Расчёт синтетической информационной меры количества полнойструктурной информации в системе управления на пожаре………………..…… 370Приложение Е. Оценка информационно-содержательного ресурса в информации сместа пожара………………………………………………………………………... 371Приложение Ж.

Принятие решения по выбору метода поддержки управленияпожарно-спасательными подразделениями при тушении пожара ….………….. 372Приложение З. Акты о внедрении результатов диссертационной работы........... 3864ВведениеАктуальность темы исследования связана с тем, что взрывное развитиенового экономического уклада (нанотехнологии, телекоммуникации, образование,химико-металлургическийкомплекс,ракетно-космическаяпромышленность,растениеводство и здравоохранение), трансформация рынка труда, изменениесоциального статуса и экономических условий жизни граждан не можетпроисходить без трансформации системы обеспечения пожарной безопасности.Составной частью системы обеспечения пожарной безопасности являются силы исредства пожарно-спасательных подразделений осуществляющие тушениепожаров.В этих условиях актуальными становятся задачи расширения разнообразияоперативно-тактических и инженерно-технических мероприятий при управлениитушением пожара, сокращения длительности обслуживания вызова, обеспеченияпараметров нормативного реагирования, создания условий для эффективногоиспользования всех видов имеющихся сил и средств.

Решение этих задачпредусматривает необходимость коренной перестройки форм и методовподдержки управления пожарно-спасательными подразделениями при тушениипожаров на объектах экономики, социальной инфраструктуры и прилегающей кним территории, пересмотр традиционных правил при организации управления наоснове совершенствования методов решения управленческих задач на местепожара и принятия решений в целях обеспечения слаженности и стабильностипожаротушения.Владение методологией поддержки управленческих решений при пожаренеобходимо, поскольку знание конкретных особенностей локальных решений наконкретном объекте и методов их поддержки обеспечит старшее должностноелицо при пожаре эффективным инструментом для анализа складывающейсяобстановки и выбора действий для осуществления рациональной альтернативыпроцедуры управления пожарно-спасательными подразделениями при пожаре.5Процесс поддержки управления, если он рационально организован,способствует повышению корректности взаимодействия и координированиядеятельности различных пожарно-спасательных подразделений в процессепланированияуправленческихрешений,даётвозможностьповыситьоперативность их принятия, а также сократить промежуток времени междувыявлением проблемы при разведке и осуществлении разработанных решений,это исключительно важно для повышения эффективности работы в условияхтушения пожара на объектах экономики, социальной инфраструктуры иприлегающей к ним территории.

Разработка предметно ориентированныхметодов, моделей и алгоритмов повышения научного, а также методическихуровней поддержки управления пожарно-спасательными подразделениями припожарепредполагаетнеобходимостьметодическогоподхода,формализации,генерирования,разработкиобеспечивающихобоснования,теоретическихнеобходимыепостановкиосновусловияиидляреализацииоперативных управленческих решений.Поддержка управления пожарно-спасательными подразделениями припожаре представляет собой поддержание режима деятельности и реализациюпрограммы по достижению основной задачи при тушении пожара.

Оназаключается в том, что позволяет руководителю тушения пожара приниматьобоснованные управленческие решения за «приемлемое время» при локализациии ликвидации пожаров на основе комплексной оценки складывающейсяоперативно-тактическойобстановки,спрогнозированиемеёосновныхпараметров и позволяющая сократить время на подготовку принятия решения, атакже выдачу рекомендаций.Степень разработанности темы. Существенный вклад в исследованиесистем и проблем управления, методологии принятия управленческих решений иих анализа внесли зарубежные и российские ученые: Alter S.L.

[1], Bertalanfi L.fon. [2], Blyеir D.H. [3], Dzharratano D. [4], Eom S.B. [5, 6], Fishbern P. [7], Gig Dzh.,van [8], Ginzberg M.J. [9], Keen P.G.W. [10–12], Kini R.L. [13], Mesarovich M. [14,15], Michael C. Jackson [16], Nauman Ye. [17], Pollak R.Ye. [3, 18], Raifa H. [13, 19],6Raili G. [4], Saati T.L. [20–24], Scott Morton M.S. [12, 25], Simon H.A.