Автореферат (Многокритериальные модели и методы поддержки управления пожарными подразделениями на основе мониторинга динамики пожара в здании), страница 5

Система информационнойподдержки управления в виде единой совокупности технических и программныхрешений защищена патентом на изобретение.Структура системы информационной поддержки управления (СИПУ)построена по иерархическому принципу и включает высший, средний и низовойуровни иерархии, в рамках которых на основе разработанных многокритериальных моделей и методов поддержки управления реализованы функциональныеподсистемы.

Общий вид иерархической структуры системы представлен нарисунке 5.Система информационнойподдержки управленияВысший уровеньСредний уровеньПодсистема многокритериальногомониторингаПодсистема многокритериальногоанализа данныхПодсистема сбораи обработки результатовмониторингаПодсистема ранжированияуправленческих решенийПодсистема моделированиядинамики параметровмониторингаПодсистема теоретико-множественного анализауправленческих решенийНизовой уровеньРисунок 5 – Иерархическая структура системы поддержки управления24Подсистема многокритериального мониторинга динамики пожарав здании предназначена для сбора и обработки результатов мониторинга пожара,а также для восполнения недостающих значений параметров мониторингас помощью модели клеточных автоматов.На рисунке 6 указано рабочее поле подсистемы, где на схеме фрагментаэтажа здания на основе технологии адаптивного проектирования размещенысредства мониторинга динамики пожара и их зоны контроля.Рисунок 6 – Подсистема многокритериального мониторинга динамики пожараПодсистема многокритериального анализа реализует метод поддержкипринятия решений на основе дистанционного мониторинга динамики пожара вздании.

Результатом в данной подсистеме является ранжирование управленческих решений в порядке предпочтительности для выбора.Рабочее поле подсистемы многокритериального анализа управленческихрешений представлено на рисунке 7.Рисунок 7 – Подсистема многокритериального анализа результатов мониторинга25При построении структуры вариантов управленческих решений используется процедура парных сравнений. Для визуализации данной процедуры разработан способ графического анализа векторных оценок вариантов управленческих решений, предусматривающий их представление в виде лепестковойдиаграммы, в которой оси совпадают с критериями выбора, а сама векторнаяоценка представляется в виде выпуклого многогранника.Проверка принципа оптимальности по Парето предусматривает визуализацию сравниваемых векторных оценок, и включает анализ двух условий:– если грани многогранников имеют пересечения, то соответствующие имвекторные оценки являются парето-оптимальными;– если пересечений граней многогранников нет, то это значит, что векторная оценка, которой соответствует фигура с большей площадью, исключает издальнейшего анализа векторную оценку с фигурой меньшей площади.Примеры парных сравнений векторных оценок при проверке на паретооптимальность представлены на рисунке 8.Визуализация векторных оценок при трех критерияхабРисунок 8 – Визуализация парных сравнений векторных оценок:а – ситуация соответствует парето-оптимальным векторным оценкам;б – ситуация соответствует исключению одной из векторных оценок.Для апробации СИПУ использован многоагентный подход и разработанаее компьютерная модель.

С помощью данной модели создано программное обеспечение для тренажерных комплексов, используемых для подготовки пожарныхи спасателей к выполнению действий по тушению пожаров в зданиях и сооружениях. Разработаны методические рекомендации по использованию СИПУ в процессе проведения разведки пожара и при пожарно-тактических учениях. Предложены способы применения информационной системы поддержки управленияпри тушении пожаров в зданиях социальной сферы, химической и текстильнойпромышленности, объектов энергетики.26В главе 6 «Оценка эффективности системы поддержки управленияпожарными подразделениями» произведено исследование эффективностисистемы информационной поддержки управления при тушении пожаров в зданиях на основе двух количественных показателей: 1 – показатель тактическихвозможностей пожарных подразделений (микроуровень эффективности);2 – показатель качества информационного обеспечения действий по тушениюпожаров (макроуровень эффективности).

Исследование проведено в формеэкспериментальных пожарно-тактических учений, в результате которых разработаны локальный и интегральный показатели эффективности СИПУ.Локальный показатель эффективности СИПУ задается выражением: n  F  N n60 exp(   N ) , мин(44)где ∆τ – локальный выигрыш во времени от применения СИПУ, мин; N – номерэтажа здания; αn и β – константы модели (α1 = 0,04; α2 = 0,012; β = -0,4); F – общаяплощадь здания, м2; n = 1 – при прокладке рукавных линий по маршам лестничной клетки; n = 2 – при подъеме рукавной линии с помощью спасательнойверевки или опускании рукавной линии вниз снаружи здания.Интегральный показатель эффективности СИПУ задается выражениями:для n = 1: m 1S  k  1 exp(  k )  1 , мин;60 2k(45)для n = 2: m 2S 2k1 1 exp(  k )  2  , мин.3 60 k(46)Для оценки эффективности применения СИПУ на микроуровне использован количественный относительный показатель тактических возможностей пожарных подразделений, определяемый по формуле: m  k100% ,Tоч(47)где k – коэффициент, учитывающий условия работы в здании (k = 2,5 в нормальных условиях и k = 3 при сложных условиях работы); Δτm – интегральныйпоказатель эффективности СИПУ, мин; TОЧ – допустимое время поиска очагапожара в здании звеном ГДЗС, мин.27Результатына рисунке 9.анализазначенийпоказателяΔ,%представленыРисунок 9 – Значения показателя тактических возможностей пожарных подразделений Δ, %Анализ значений показателя тактических возможностей пожарных подразделений показал улучшение ситуации при тушении пожаров в зданиях с применением СИПУ на 50 %.Для оценки эффективности СИПУ на макроуровне применен показателькачества информационного обеспечения действий по тушению пожара в зданиирассчитываемый по формуле:SP * P100% ,P*(49)где P – вероятность обнаружения очага пожара в здании площадью F группойразведки в составе NГДЗС звеньев ГДЗС за время τ; P* – вероятность обнаруженияочага пожара в здании площадью F с использованием группы разведки в составеNГДЗС звеньев ГДЗС с применением СИПУ.Соответствующие вероятности P, P* и τ* рассчитаны по формулам:F  Р  1  exp    , Р*  1  exp   , *  ,U  *  *  m (50)где τ* – среднее время поиска очага пожара в здании группами разведки в составеNГДЗС – звеньев ГДЗС, мин; Δτm – интегральный критерий эффективности СИПУ,мин; U – производительность группы разведки при поиске очага пожарав здании, м2∙мин-1.28Результаты оценки соответствующих вероятностей Р и Р* поиска очагапожара в здании группами разведки в составе 1 и 2 звеньев ГДЗС представленына рисунке 10.абвгРисунок 10 – Значения вероятностей Р и Р* для случаев:а: τ = 10 мин, NГДЗС = 1; б: τ = 15 мин, NГДЗС = 1в: τ = 10 мин, NГДЗС = 2; г: τ = 15 мин, NГДЗС = 2.29Результаты расчета показателя качества информационного обеспечениядействий по тушению пожара в здании с применением системы информационной поддержки управления представлены на рисунке 11.абРисунок 11 – Значения показателя качества информационного обеспечения S, %:а – NГДЗС=1; б – NГДЗС = 2Анализ значений критерия S при использовании групп разведки в составе1 и 2 звеньев ГДЗС, оборудованных средствами индивидуальной защиты,показал повышение качества информационного обеспечения действий потушению пожара в здании до 20 %.Для экономической оценки целесообразности применения СИПУ в комплексе противопожарной защиты зданий были рассмотрены два вариантаиспользования системы в совокупности с автоматической пожарной сигнализацией и автоматической установкой пожаротушения.

Показано, что применениесистемы информационной поддержки управления экономически целесообразно.30В приложениях представлены статистические данные по пожарам взданиях на территории России, регрессионные модели действий по тушениюпожаров, статистическая обработка экспериментальных данных, результатыэкономической оценки применения системы информационной поддержкиуправления и акты внедрения результатов исследования.ЗАКЛЮЧЕНИЕОсновные научные и практические результаты, полученные в процессерешения научной проблемы, состоящей в разрешении противоречия междухарактером информации, получаемой от систем мониторинга динамики пожарав здании и существующими формализованными процедурами поддержкипринятия управленческих решений при ликвидации пожаров в зданиях, состоятв следующем:1.