Диссертация (Информационно-аналитическая поддержка управления пожарно-спасательными подразделениями при реагировании на крупные пожары)

Министерство Российской Федерациипо делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациями ликвидации последствий стихийных бедствийАкадемия Государственной противопожарной службыНа правах рукописиЗахаров Игорь АнатольевичИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА УПРАВЛЕНИЯПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНЫМИ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯМИПРИ РЕАГИРОВАНИИ НА КРУПНЫЕ ПОЖАРЫСпециальность: 05.13.10 – «Управление в социальныхи экономических системах»(технические науки)Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор технических наук,профессорСоколов Сергей ВикторовичМосква – 20182ОГЛАВЛЕНИЕВведение .......................................................................................................................

5ГЛАВА 1 ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА ГОРОДОВ И КРУПНЫХОБЪЕКТОВ ................................................................................................................ 101.1 Состояние вопроса ............................................................................................... 101.2 Общая характеристика города Астаны .............................................................. 121.3 Противопожарная защита объектов города ......................................................

151.3.1 Характеристика объектов «ЭКСПО – 2017» ................................................. 181.3.2 Современнаяконцепцияобеспечениябезопасностигородскихобъектов...................................................................................................................... 191.4 Анализ сил и средств пожарно-спасательного гарнизона по защите города иего объектов ............................................................................................................... 211.5 Анализ оперативной обстановки с пожарами .................................................. 301.6 Анализ существующих методов и моделей для управления пожарнымиподразделениями .......................................................................................................

34Выводы по первой главе ........................................................................................... 37ГЛАВА2АНАЛИЗПОЖАРНЫХРИСКОВИДЕЯТЕЛЬНОСТИПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНОГО ГАРНИЗОНА ................................................... 392.1 Анализидинамикаосновныхтерриториальныхпожарныхрисковв Астане ...................................................................................................................... 392.2 Анализ деятельности пожарно-спасательного гарнизона города .................. 452.3 Анализ и моделирование вероятностного распределения числа вызововпожарно-спасательного гарнизона ..........................................................................

502.4 Анализимоделированиевременизанятостипожарно-спасательныхподразделений обслуживанием вызовов ................................................................ 532.5 Анализ статистических закономерностей привлечения пожарной техникидля обслуживания вызовов....................................................................................... 5632.6 Анализ времени прибытия пожарных подразделений при крупныхпожарах....................................................................................................................... 58Выводы по второй главе ........................................................................................... 63ГЛАВА3КОМПЬЮТЕРНОЕМОДЕЛИРОВАНИЕДЕЯТЕЛЬНОСТИОПЕРАТИВНЫХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ГОРОДА АСТАНЫ ............................... 653.1Общееописаниекомпьютернойимитационнойсистемыи схемы её применения .............................................................................................

653.2 Адаптация имитационной системы КОСМАС для пожарно-спасательногогарнизона .................................................................................................................... 703.3 Проверка адекватности имитационной системы ............................................. 713.4Имитационнаямодельфункционированияоперативныхпожарно-спасательных подразделений объекта .................................................... 78Выводы по третьей главе ..........................................................................................

81ГЛАВА 4 ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНОГОГАРНИЗОНА ПО ОПЕРАТИВНОМУ РЕАГИРОВАНИЮ ПРИ ЛИКВИДАЦИИКРУПНЫХ ПОЖАРОВ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ .............................. 824.1 Алгоритм проведения оценки возможностей пожарно-спасательногогарнизона по оперативному реагированию при ликвидации крупных пожаров ичрезвычайных ситуаций ...........................................................................................

824.2 Моделирование сценариев возникновения чрезвычайных ситуаций наисследуемом объекте ................................................................................................ 854.2.1 Моделирование сценариев возникновения чрезвычайных ситуаций наисследуемом объекте при текущих параметрах оперативной обстановки ......... 874.2.2 Моделирование сценариев возникновения чрезвычайных ситуаций наисследуемом объекте при изменении параметров оперативной обстановки .....

914.2.3 Моделирование сценариев возникновения нескольких одновременныхчрезвычайных ситуаций в городе ............................................................................ 924.2.4 Обобщенный анализ результатов имитационных экспериментов посценариям ................................................................................................................... 9444.2.5 Рекомендации по совершенствованию системы обеспечения пожарнойбезопасности объектов Международной выставки «ЭКСПО – 2017» ................ 954.2.6 Схема принятия решений по поддержке управления ПСГ ........................

964.3 Разработка проекта развития пожарно-спасательного гарнизона городаАстаны ...................................................................................................................... 100Выводы по четвертой главе.................................................................................... 109Заключение .............................................................................................................. 111Список литературы ................................................................................................. 113Приложение А Акты внедрения ............................................................................ 1255ВВЕДЕНИЕАктуальность работы. Современный период социально-экономическогоразвития крупных городов сопровождается различными деструктивнымисобытиями (пожары, ДТП, аварии и др.), при этом одной из наиболее опасныхугроз для его жителей являются пожары и, особенно, крупные пожары.В этой связи очень важным критерием для пожарно-спасательныхподразделений (ПСП) является их своевременное прибытие к месту пожара повозможности еще до наступления его опасных факторов для людей и объекта,на котором произошёл пожар.Статистическиесвоевременноевремяданныепоказывают,прибытияПСПкчтовоместумногихвызоваслучаяхоказываетсяпроблематичным, это зависит от многих факторов: скорости движенияпожарныхавтомобилей,распределенияоперативныхподразделенийпо территории города, их зон обслуживания, а также занятости на другихвызовах.

Всё это осложняет своевременно прибытие к месту пожара,что приводит к тому, что для тушения уже развившегося пожара требуетсязначительное больше пожарных подразделений.Таким образом, для обеспечения своевременного времени прибытия исосредоточенияспасательногонеобходимогогарнизонаколичества(ПСГ)городасилдляисредствликвидациипожарноразличныхдеструктивных событий необходимо проводить детальные исследованиявозможностей ПСГ города. Без подобных исследований невозможно решатьданную проблему. Одним из эффективных способов корректно исследовать этивопросыипринятьобоснованныеуправленческиерешенияявляетсяприменение технологий имитационного моделирования.Степень разработанности темы исследования. Большой вклад врешение проблем оперативного и стратегического управления аварийноспасательнымиН.Н.службамиБрушлинский,С.В.вгородах,Соколов,Н.Г.внеслиизвестныеТопольский,Е.М.ученыеАлёхин,6А.А.

Порошин, Ю.А. Матюшин, В.И. Климкин, В.А. Белов, P. Wagner и многиедругие.В этих исследованиях детально проработаны вопросы оперативного истратегического управления ПСП. Однако вопросы оценки возможностей ПСГв случае возникновения на конкретных объектах крупных пожаров и ЧС итребующих разработки специальных подходов и моделей в предыдущихработах не рассматривались.Целью исследования является разработка моделей и алгоритмовинформационно-аналитической поддержки управления ПСП при реагированиина крупные пожары и ЧС на основе технологий имитационного моделирования.Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:– исследовать параметры, характеризующие обстановку с пожарамии оперативную деятельность ПСГ города и произвести оценку основныхпожарных рисков для определения уровня пожарной опасности и влиянияразличных внешних факторов при реагировании на крупные пожары и ЧС;– провести адаптацию компьютерной имитационной системы (КИС)«КОСМАС» к реальным условиям функционирования ПСГ города;– провести модернизацию КИС «КОСМАС» посредством разработкиимитационной модели процесса функционирования ПСП исследуемогообъекта в рамках общей модели функционирования ПСГ города;– разработать алгоритм оценки возможностей ПСГ в целях принятияуправленческих решений по оперативному реагированию на крупные пожары и ЧС;– разработать сценарии моделирования возникновения различных ДСпри различных условиях с последующим их компьютерным моделированиемдля оценки возможностей ПСГ при реагировании на крупные пожары и ЧС;– разработать проект развития ПСГ объекта и города с учетом развитияего инфраструктуры и территории.Объект исследования – оперативная деятельность ПСГ города.7Предмет исследования – модели и алгоритмы информационноаналитической поддержки управления ПСП при реагировании на крупныепожары и ЧС.Методыисследования.Приразработкеосновныхположенийв диссертации используются методы системного анализа, теории управленияи имитационного моделирования.Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:–разработанаимитационнаямодельиалгоритмпроцессафункционирования ПСП исследуемого объекта в рамках общей моделифункционирования ПСГ города;– разработан алгоритм оценки возможностей ПСГ по оперативномуреагированию на крупные пожары и ЧС на основе технологий имитационногомоделирования;– разработаны сценарии моделирования возникновения различных ДСв различных условиях в рамках оценки возможностей ПСГ города приреагировании на крупные пожары и ЧС.Теоретическаяипрактическаязначимостьдиссертационногоисследования заключается в том, что на основании выполненных исследованийи полученных научных результатов:– разработанная имитационная модель и алгоритм ее работы позволяетдетальновоспроизводитьвесьпроцессфункционированияПСПнаисследуемом объекте с момента вызова подразделений до возвращения наместо дислокации и ожидания очередного вызова;– разработанный алгоритм оценки возможностей ПСГ по оперативномуреагированию при ликвидации крупных пожаров и ЧС способствует поддержкестратегического управления развитием любого ПСГ;– разработанные сценарии моделирования возникновения различных ДСв различных условиях позволяют эффективно оценить возможности ПСГ пообеспечению необходимого количества сил и средств в случае возникновениякрупных пожаров и ЧС при различных условиях функционирования;8– на основе применения методов имитационного моделированияразработаны рекомендации по стратегическому управлению развития ПСГобъекта и города.Достоверность полученных результатов работы достигнута за счетиспользованияофициальныхапробированногостатистическихматематическогоаппарата,данных,проверкииспользованиемадекватностикомпьютерной имитационной модели соответствующих цели и задачамисследования.Апробация работы.