Диссертация (Модели и алгоритмы информационно-аналитической поддержки антикризисного управления)

ФГБОУ ВО Санкт-Петербургский университет Государственнойпротивопожарной службы МЧС РоссииНа правах рукописиОстудин Никита ВадимовичМОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙПОДДЕРЖКИ АНТИКРИЗИСНОГО УПРАВЛЕНИЯДиссертацияна соискание ученой степени кандидата технических наук05.13.10 – Управление в социальных и экономических системахНаучный руководитель:кандидат технических наук, профессор,заслуженный работник высшей школыРоссийской ФедерацииАнтюхов Валерий ИвановичСанкт-Петербург – 2017ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................................................

41 АНАЛИЗНЕОБХОДИМОСТИВНЕДРЕНИЯСРЕДСТВИНФОРМАЦИОННОАНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ АНТИКРИЗИСНОГО УПРАВЛЕНИЯ .............................. 101.1 Общий анализ предметной области .......................................................................................... 101.2 Модель выявления и анализа проблемных вопросов в деятельности должностных лиц ЦУКСМЧС России ..................................................................................................................................... 211.3 Модель совершенствования системы ЦУКС ............................................................................

341.4 Общая постановка задачи совершенствования системы ЦУКС с позиции теории активныхсистем............................................................................................................................................... 40Выводы по первой главе .................................................................................................................

442 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИАНТИКРИЗИСНОГО УПРАВЛЕНИЯ ........................................................................................... 452.1 Модель анализа информационной потребности должностных лиц ЦУКС ............................ 462.2 Модель выявления перечня задач информационно-аналитической поддержки .................... 542.3 Моделирование процессов информационно-аналитической поддержки деятельностидолжностных лиц ЦУКС МЧС России ........................................................................................... 642.4 Математическая модель процесса выбора рациональной модели представления знаний .....

792.5 Модель принятия решений по реагированию на ЧС при децентрализованной структуреуправления ....................................................................................................................................... 85Выводы по второй главе.................................................................................................................. 893 АЛГОРИТМЫ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИДОЛЖНОСТНЫХ ЛИЦ ЦУКС МЧС РОССИИ ............................................................................ 903.1 Алгоритм процесса информационно-аналитической поддержки деятельности должностныхлиц ЦУКС МЧС России .................................................................................................................. 913.2 Алгоритм выбора рациональной модели представления знаний ............................................

933.3 Алгоритм разработки системы информационно-аналитической поддержки ......................... 953.4 Алгоритм принятия решений по реагированию на ЧС при децентрализованной структуреуправления ....................................................................................................................................... 96Выводы по третьей главе .............................................................................................................. 1014 РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДОЛЖНОСТНЫХ ЛИЦ ЦУКС МЧС РОССИИ ........................................... 1024.1 Продукционная и нечеткая модель информационно-аналитической поддержки должностныхлиц, принимающих управленческие решения в кризисных ситуациях ......................................

1024.2 Программная реализация системы информационно-аналитической поддержки ................. 1124.3 Экономический эффект ........................................................................................................... 1144.4 Оценка полученных результатов ............................................................................................

117Выводы по четвертой главе .......................................................................................................... 119ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................................. 120Список сокращений и условных обозначений ............................................................................. 122Список литературы ........................................................................................................................ 123ПРИЛОЖЕНИЯ .............................................................................................................................

137Результаты визуальных отображений разработанных систем (Приложение А) ........................ 137Результаты формализации процесса информационно-аналитической поддержки должностныхлиц ЦУКС (Приложение Б) ........................................................................................................... 140Расчетныезначенияматематической(комбинированной)моделипроцессавыборарациональной модели представления знаний (Приложение В) .................................................. 142Результаты моделирования деятельности должностных лиц ЦУКС при функционированиисистемы информационно-аналитической поддержки (Приложение Г) ......................................

147Свидетельства о государственной регистрации программ для ЭВМ (Приложение Д) .............. 151Акты внедрения результатов работы (Приложение Е) ................................................................ 1553ВВЕДЕНИЕАктуальностьтемыисследования.Успешноепрогнозированиеиликвидация чрезвычайных ситуаций (ЧС), расчет состава сил и средств (СИС),своевременная и качественная помощь пострадавшим при ЧС природного итехногенногохарактерадостигаетсязасчетэффективнойорганизациидеятельности органов управления МЧС России.Задачи организации управления в МЧС России возложены на Единуюгосударственную систему предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС). Дляконтроля функционирования подсистем и звеньев РСЧС, а также осуществленияоперативного управления в пределах имеющихся полномочий существуют органыповседневного управления РСЧС.В деятельности органов повседневного управления существуют проблемы,связанные с качеством и оперативностью принимаемых решений, негативновлияющие на исход ЧС, могут привести к дополнительным материальнымзатратам и плохо прогнозируемым последствиям.Одна из проблем связана с тем, что должностные лица центров управления вкризисных ситуациях (ЦУКС) различных уровней управления МЧС Россиирегулярно решают вопросы оперативного реагирования на происшествия ичрезвычайные ситуации в условиях нехватки личного состава подразделений илиналичия начинающих специалистов.Качество и объем получаемой информации о ЧС остаются недостаточнымидля принятия рационального и обоснованного решения.

Это связано с получениемпротиворечивой информации, при которой полезность информации соответствуетотрицательному значению или когда ценность полученной информации равнанулю, что мешает лицу, принимающему решение (ЛПР), оценить сложившуюсяситуацию,иусложняетвозможностьэффективноуправлятьпроцессомликвидации чрезвычайной ситуации.Существует также большое число вариантов действий при принятиирешений в условиях риска, из которых нужно выбрать рациональное.Происходит постепенная ликвидация межрегионального звена управления,что неизбежно приведет к переходу на децентрализованную структуру управленияпри ликвидации межрегиональной ЧС.Проблемывозможнорешать,применяясоответствующиесистемыподдержки принятия решений на основе разработки моделей и алгоритмовпроцессов информационно-аналитической поддержки деятельности должностныхлиц ЦУКС.

Сокращение времени на принятие решений за счет внедрения системподдержки деятельности должностных лиц ЦУКС возможно путем автоматизациисоставляющих данного процесса.Актуальность работы подтверждается основными приоритетами научнотехнического и информационного обеспечения управления деятельности РСЧС(определены приказом МЧС России от 05.08.2009 г.

№ 457) и актуальнымизадачами по развитию ЦУКС (определены решением коллегии МЧС России № 15от 5.12.2014 г. «О концепции развития системы управления МЧС России до 2030года») по пунктам:– научно-методическоеуправлениявобеспечениекризисныхтехнологического,ситуациях,математического,совершенствованиясозданиеипрограммногосистемысовершенствованиеиинформационногообеспечения автоматизированных систем управления в чрезвычайных ситуациях;– совершенствованиедеятельностиЦУКСинформационно-технологическогоМЧСРоссии,оснащениеЦУКСобеспечениясовременнымиинформационно-техническими и программно-аппаратными средствами с цельюповышения эффективности функционирования.Актуальность работы обусловлена тем, что в условиях оптимизациисистемыуправленияМЧСРоссиивозникаетнеобходимостьэффективнораспределять финансовые ресурсы и производить кадровые сокращения в органахуправления,чтофункционированияоказываеторганов,негативноепоэтомувлияниепредлагаетсяначастьэффективностьфункциональныхобязанностей возложить на системы информационно-аналитической поддержкидеятельности должностных лиц ЦУКС МЧС России.Степень разработанности темы.

Существенный вклад в развитие вопросовуправления структурными подразделениями МЧС России и применения системподдержки принятия решений в различных сферах человеческой деятельностиможно выявить в работах Еникеевой К.Р., Евграфова П.М., Абрамова А.П.,Ямалова И.У., Вильчика С.И., Топольского Н.Г., Андиевой Е.Ю., Даниленко А.Н.,Ноженковой Л.Ф.,Брушлинского Н.Н.в5которыхрассмотренывопросыпрактического применения аппарата теории принятия решений при ликвидациипоследствий чрезвычайных ситуаций, использования процедур информационнойподдержки при мониторинге и оценке рисков ЧС.Анализ современного состояния вопросов применения систем поддержкипринятия решений в деятельности должностных лиц органов управления МЧСРоссии позволяет сделать вывод, что на сегодняшний день отсутствуют научнометодическиесредстваприменениясистеминформационно-аналитическойподдержки деятельности должностных лиц ЦУКС МЧС России, практически непроработан вопрос выявления рациональной модели представления знаний длязадач информационно-аналитической поддержки, не решены вопросы анализаинформационной потребности должностных лиц органов управления МЧСРоссии.