Автореферат (Многокритериальные модели и методы поддержки управления пожарными подразделениями на основе мониторинга динамики пожара в здании)

На правах рукописиТараканов Денис ВячеславовичМНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПОДДЕРЖКИУПРАВЛЕНИЯ ПОЖАРНЫМИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИНА ОСНОВЕ МОНИТОРИНГА ДИНАМИКИ ПОЖАРА В ЗДАНИИСпециальность: 05.13.10Управление в социальных и экономических системах(технические науки)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора технических наукМосква – 20182Работа выполнена на кафедре информационных технологий учебно-научногокомплекса автоматизированных систем и информационных технологий АкадемииГосударственной противопожарной службы МЧС России.Научныйконсультант:Топольский Николай Григорьевич,заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор,профессор кафедры информационных технологий учебно-научногокомплекса автоматизированных систем и информационных технологийФГБОУ ВО «Академия ГПС МЧС России»Официальныеоппоненты:Порошин Александр Алексеевич,доктор технических наук, старший научный сотрудник,начальник научно-исследовательского центраорганизационно-управленческих проблем пожарной безопасностиФГБУ ВНИИПО МЧС РоссииТанклевский Леонид Тимофеевич,доктор технических наук, профессор,заведующийкафедройпожарнойбезопасностиФГАОУСанкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоЩепкин Александр Васильевич,доктор технических наук, профессор,главный научный сотрудник Института проблемим.

В.А. Трапезникова Российской академии наукВедущаяорганизация:управленияФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский институт попроблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуацийМЧС России» (Федеральный центр науки и высоких технологий)Защита диссертации состоится «27» февраля 2019 года в 12:00 ч. на заседаниидиссертационного совета Д 205.002.01 при Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4, залдиссертационного совета.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии Государственнойпротивопожарной службы МЧС России и на сайте:https://academygps.ru/upload/iblock/1fd/1fd7f232761a4c07c563a8923bb87eef.pdfАвтореферат разослан «23» ноября 2018 г.Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью в двух экземплярахпросим направить в Академию Государственной противопожарной службы МЧС Россиипо указанному адресу.Ученый секретарьдиссертационного советакандидат технических наук, доцентР.Ш.

Хабибулин3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность. Обстановка с пожарами в России определяет необходимость постоянного повышения уровня готовности к борьбе с ними. Подавляющее количество пожаров происходит в зданиях. Каждый год прямой ущерб отпожаров в зданиях измеряется десятками миллиардов рублей, а человеческиежертвы превышают десять тысяч человек в год.Одним из направлений повышения эффективности борьбы с пожарамив зданиях является совершенствование управления пожарными подразделениями. Качество управления напрямую зависит от своевременного получениянеобходимой для принятия решений информации. Современные системыдистанционного мониторинга пожара способны обеспечить должностных лицпожарных подразделений объективной информацией о динамике пожара вздании, однако существующие формализованные процедуры принятия решенийне позволяют в полной мере использовать данную информацию в процессеуправления.Таким образом, актуальность диссертации заключается в противоречиимежду характером информации, получаемой от систем дистанционногомониторинга динамики пожара, и существующими процедурами поддержкипринятия управленческих решений по спасанию людей и ликвидации пожаров взданиях.Степень разработанности темы исследования.

В области управленияпожарными подразделениями созданы теоретические положения, позволяющиеиспользовать результаты математического моделирования действий пожарныхподразделений по тушению пожаров для поддержки принятия решений. Существенный вклад в их разработку внесли отечественные ученые: Н.Г. Топольский,Н.Н. Брушлинский, Ю.В.

Прус, С.В. Соколов, А.А. Таранцев, Е.А. Мешалкин,С.А. Качанов, С.В. Агеев, С.Н. Нехорошев, В.В. Теребнев, В.М. Климовцов,А.П. Абрамов, Ф.В. Демехин, А.Н. Членов, А.В. Федоров, Л.Т. Танклевский,Б.Ф. Мельников, И.Г. Малыгин, А.В. Матюшин, Т.А. Буцынская, А.П. Чуприян,А.А. Порошин и зарубежные ученые: P.

Dollar, V. Robaud, G. Cottrell, S. Belongie,G. Doretto, R. Fablet, Ye Kim Sung, и др.Однако, теоретические и практические вопросы использованиярезультатов мониторинга динамики пожара при управлении пожарнымиподразделениями в зданиях остались открытыми. Поэтому научная проблема,решаемая в диссертации, заключается в разработке теоретических положенийподдержки управления пожарными подразделениями при тушении пожаровв зданиях, оборудованных системами дистанционного мониторинга динамикипожара. Многопараметрическая структура результатов дистанционногомониторинга динамики пожара и специфика принятия решений при управлениипожарными подразделениями, заключающаяся в одновременном решениинескольких задач пожаротушения, определяют необходимость разработкитеоретических положений поддержки управления на основе методов теориимногокритериальной оптимизации.4Объектом исследования в диссертации являются пожары в зданиях,оборудованных системами дистанционного мониторинга, а предметомисследования – процессы управления пожарными подразделениями притушении пожаров в этих зданиях.Цель исследования – повышение эффективности управленияпожарными подразделениями при тушении пожаров в зданиях путем созданияи использования многокритериальных моделей и методов поддержкиуправления на основе дистанционного мониторинга динамики пожара.Для достижения поставленной цели необходимо решить комплекс задач.1.

Анализ специфики управления пожарными подразделениями с учетоминформации о динамике пожара и результатов моделирования действийпожарных подразделений по тушению пожаров в зданиях.2. Разработка многокритериальной модели динамики параметров пожарав здании на основе информации, получаемой от систем дистанционногомониторинга.3.

Разработка многокритериального метода поддержки принятия решенийпо управлению пожарными подразделениями с использованием результатовмониторинга динамики пожара в здании.4. Моделирование задач управления пожарными подразделениями притушении пожаров в зданиях с применением разработанных многокритериальныхмоделей и методов поддержки управления.5. Разработка системы информационной поддержки управленияпожарными подразделениями на основе многокритериальных моделей иметодов.6.

Оценка эффективности системы информационной поддержкиуправления пожарными подразделениями с использованием количественных показателей качества информационного обеспечения действий по тушению пожаров в зданиях и тактических возможностей пожарных подразделений.Научная новизна работы заключается в обосновании и созданииследующих новых многокритериальных моделей и методов поддержкиуправления пожарными подразделениями с применением результатовмониторинга динамики пожара в здании:1. Модель дистанционного мониторинга динамики пожара в видеклеточного автомата, в которой изменение состояний пожара осуществляется наоснове аналитических решений совокупности дифференциальных уравнений динамики параметров пожара в зависимости от времени его развития.2. Метод поддержки принятия управленческих решений, представляющийсобой парето-оптимальную процедуру многокритериального анализавариантов действий пожарных подразделений, оцениваемых с использованиеминформации от систем дистанционного мониторинга пожара в здании.3.

Модель многокритериального анализа маршрутов движения участниковтушения пожара в здании, учитывающая относительную важность трех критериев: протяженность маршрута; условия видимости; степень воздействия опасных факторов пожара на пожарных.54. Система поддержки управления пожарными подразделениями, позволяющая в едином комплексе реализовать совокупность разработанных многокритериальных моделей и методов поддержки управления на основе результатов дистанционного мониторинга динамики пожара в здании и многоагентного моделирования действий пожарных подразделений.Теоретическая и практическая значимость работы.

Теоретическаязначимость работы состоит в разработке многокритериальных моделейи методов поддержки принятия решений для повышения эффективности управления силами и средствами пожарных подразделений при тушениипожаров в зданиях, оборудованных системой дистанционного мониторинга динамики пожара.Практическая значимость работы заключается в следующем:1. Разработана система информационной поддержки управления пожарными подразделениями с применением результатов дистанционного мониторинга динамики пожара в здании в совокупности с результатами математического моделирования действий по тушению пожаров.2. Модернизирована система дистанционного мониторинга динамики пожара в здании за счет разработки и внедрения новых устройств многопараметрического контроля факторов пожара для информационного обеспечения управления пожарными подразделениями.3.

Разработана процедура адаптивного проектирования системы дистанционного мониторинга динамики пожара в здании с учетом моделирования развития опасных факторов пожара на основе теории клеточных автоматов.4. Разработан комплекс компьютерных обучающих программ для тренажеров по отработке действий при тушении пожаров в зданиях и сооружениях,а также для развития навыков управления пожарными подразделениями должностными лицами пожарно-спасательных гарнизонов.5. Разработаны методические рекомендации по повышению эффективности действий подразделений пожарной охраны при ликвидации пожаров в зданиях с использованием информации от систем поддержки управления.Методология и методы исследования. При решении научной проблемыиспользованы методы теории управления и принятия решений, системного анализа и синтеза иерархических структур управления, исследования операций, клеточных автоматов, дифференциального исчисления, многокритериальной оптимизации, теории метрических шкал измерений, а также элементов теории вероятностей и математической статистики, многоагентного моделирования.Положения, выносимые на защиту:1.