Совершенствование системы управления пожарно-спасательными подразделениями при ликвидации крупных пожаров и чрезвычайных ситуаций

Актуальность исследования. Развитие научно-технического прогресса, его все более широкие сферы распространения способствуют созданию новых технических систем, совокупное действие которых приводит к непрерывному снижению уровня безопасности людей как на производстве, так и в среде обитания, к возрастанию риска существования человеческой цивилизации на Земле. Это обусловлено все большим насыщением техносферы потенциально опасными производствами, технологическими процессами, веществами, материалами. Человечество на всех континентах, во всех странах несет огромные потери, связанные с крупными промышленными авариями, пожарами, взрывами, технологическими катастрофами, стихийными бедствиями. Статистика свидетельствует о непрерывном нарастании их числа и постоянном увеличении ущерба от них [35].

В мире ущерб от пожаров и чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС) составляет сотни миллиардов долларов, ежегодно погибают до 70 тыс. человек, в огне гибнут исторические и культурные ценности. По данным статистики, в России за последние годы гибель людей на пожаре возросла в 1,5 раза, материальный ущерб — в 8 раз. Кроме того, резко возросла «цена» пожара. Ущерб от 1 пожара увеличился в 3 раза [35, 62].

По оперативным данным, в 2005 году обстановка с пожарами в Российской Федерации характеризовалась следующими основными показателямибыло зарегистрировано 226 952 пожара, что на 2,4% меньше чем в 2004 году, хотя прямой материальный ущерб был больше на 14,5% и составил 6774,4 млн. рублей. Расчетные потери от пожаров также были больше, чем в 2004 году и составили 118 010,6 млн. рублей. В 2005 году в Российской Федерации ежедневно происходило 662 пожара, при которых гибли 50 и получали травмы 36 человек, огнем уничтожалось 172 строения, 23 единицы автотракторной техники и 10 голов скота. Нжедневный материальный ущерб от пожаров составил 18,6 млн. рублей.

Прямой и косвенный ущерб от аварий, пожаров, взрывов, катастроф можно оценить примерно в 4−5% от валового внутреннего продукта. Только прямой ущерб от пожаров уносит ежегодно около 0,25−0,3% ВВП развитых стран. Поэтому ликвидация последствий аварий, пожаров, взрывов, катастроф является важной задачей любого государства и требует больших материальных, денежных, людских ресурсов [92].

Для адекватного реагирования на складывающуюся оперативную обстановку постоянно изменяются и расширяются задачи и функции пожарно-спасательных подразделений, которые в настоящее время представляют собой наиболее подготовленные, технически оснащенные и мобильные экстренные службы страны.

Совершенствование системы управления пожарно-спасательными подразделениями в новых условиях функционирования является одним из важных направлений при предупреждении, локализации и ликвидации пожаров и ЧС. Управление пожарно-спасательными подразделениями — это сложный, многоаспектный, многоплановый процесс. Поэтому, наряду со сложившимися направлениями исследований, весьма перспективным представляется мно-гоагентный подход. Такой подход позволит обеспечить достаточную глубину научной проработки отдельных проблем, позволит усилить практическую направленность и ценность данной работы [15].

В современных условиях система управления пожарно-спасательными подразделениями справедливо расценивается как один из важнейших показателей их боевой готовности, уровня организационного и технического совершенства, способности предотвращать и ликвидировать пожары и ЧС.

Важной задачей в системе управления пожарно-спасательными подразделениями становится на современном этапе разработка методов принятия оптимальных решений и планов ведения боевых действий. Опыт множества проводимых учений показал, что основные элементы системы управления (должностные лица, руководители взаимодействующих подразделений, пункты управления, организация взаимодействия) становятся первоочередными объектами для исследования и совершенствования.

Значительный вклад в исследование систем управления ГПС внесли II.II. Брушлинский, А. К. Микеев, Е. А. Мешалкин, В. Л. Семиков, C.B. Соколов, В. Б. Коробко, Н. Г. Тонольский, Ю. М. Глуховенко и другие. Однако в настоящее время с учетом прошедших ведомственных переподчинений и изменений самой структуры управления исследование процессов принятия решений в системе управления пожарно-спасательными подразделениями становится весьма актуальным.

Объектом исследования в диссертации является система управления пожарпо-спасательными подразделениями при ликвидации крупных пожаров и чрезвычайных ситуаций в современных условиях.

Предметом исследования являются процессы принятия управленческих решений при ликвидации крупных пожаров и чрезвычайных ситуаций с использованием многоагентного подхода.

Целыо диссертационной работы является разработка методов повышения эффективности управления пожарно-спасательными подразделениями при принятии решений должностными лицами на основе технологии много-агентных систем.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи исследования:

• выявить особенности управления силами и средствами на пожаре и ЧС, а также процессов принятия решений должностными лицами;

• при моделировании системы управления пожарно-спасательными подразделениями использовать один из последних результатов теории управления распределенных систем — технологию многоагентных систем;

• провести оценку обстановки па пожаре и при ЧС методами интеллектуального анализа данных;

• использовать при распределении ресурса механизмы прямых и обратных приоритетов, конкурсные и децентрализованные механизмы;

• разработать методику моделирования рациональной организационной структуры системы управления пожарно-спасательными подразделениями;

• разработать схему согласования решения и алгоритмы согласования оценок при организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации крупных пожаров и ЧС.

Для решения указанных задач были использованы следующие методы исследования: системный анализ, теория управления, теория активных систем, теория операций, теория принятия решений.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• для совершенствования принятия решений руководителями пожар-но-спасательных подразделений предложены методы интеллектуального анализа данных и механизмы распределения ресурсов;

• разработан метод моделирования рациональной организационной структуры системы управления пожарно-спасательными подразделениями с использованием технологии многоагептпых систем, позволяющий исходя из имеющихся людских ресурсов и возможностей, определить, какие именно люди должны занять те или иные должности в структуре управления;

• предложена схема согласования решения и алгоритмы согласования оценок для организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации крупных пожаров и ЧС, что позволит предложить специалистам, участвующим в выборе группового решения, значения «весов» критериев и характеристики базовых шкал, которые могут сблизить их точки зрения и стать основой общего решения.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов при формировании новых структур управления и проводящейся реорганизации системы управления пожарно-спасательными подразделениями МЧС России, повышении эффективности оценки обстановки на пожаре и при ЧС, рациональном распределении ресурса между используемыми подразделениями, улучшении организации взаимодействия между различными службами, а также при оценке деятельности подразделений Государственной противопожарной службы.

Практическая реализация результатов исследования.

Предложенные методика и механизмы системы управления пожарно-спасагельными подразделениями, повышающие эффективность процессов принятия решений руководителями при ликвидации крупных пожаров и ЧС в современных условиях, использованы при построении системы управления ГУ МЧС России по Ивановской области и ЦУС ФПС, а также при оценке процессов функционирования подразделений ГПС области.

Внедрение результатов работы подтверждено актами Ивановского института ГПС МЧС России, ГУ МЧС России по Ивановской области.

Публикации. По тематике диссертации опубликовано 10 печатных работ.

Апробация работы. Материалы исследования были представлены на семинарах, научно-практических конференциях и совещаниях МЧС Россиина научно-практических конференциях в Ивановском институте, Академии ГПС МЧС России, на Международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности сложных систем» (ИПУ РАН, 2006 г.) и др.

На защиту выносятся:

• методы интеллектуального анализа данных для анализа оперативной обстановки на пожаре и при ЧС;

• механизмы оптимального распределения ресурса (количество личного состава, пожарной техники, горючесмазочных материалов и т. д.);

• метод моделирования рациональной организационной структуры системы управления пожарно-спасательными подразделениями с использованием технологии многоагентных систем;

• схема согласования решения и алгоритмы согласования оценок при организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации пожаров и ЧС.

Структура и объем работы. /Диссертация состоит из введения, четы.

Выводы по главе 4.

1. Выявлены основные особенности сбора и обработки данных оперативной обстановки на пожаре и ЧС. Установлена зависимость задачи принятия решений от сбора надежной информации и своевременного ее анализа, который должен осуществляться в реальном масштабе времени, поскольку реакция на поступившую информацию должна быть максимально быстрой. Поэтому рекомендовано использование современных методов интеллектуального анализа данных, заключающихся в применении алгоритмов обработки для выявления скрытых тенденций, закономерностей, взаимосвязей и перспектив развития процесса, учет которых помогает повысить качество принимаемых решений.

2. Определено, что при наличии достаточного времени руководитель может перед тем, как дать указания исполнителям, сам принять по ним решение с определением задач, сил, средств, сроков и способов выполнения. При отсутствии же такого времени он вполне может ограничиться определением только важнейших задач, а все остальное поручить спланировать на основе его замысла оперативному штабу и затем согласовать или, при необходимости, поправить их планы. В такой ситуации предлагается два способа выбора альтернативных вариантов принятия решений: по правилу турнирной таблицы и по правилу Борда.

3. Обоснована высокая роль органов управления при ликвидации пожаров и ЧС, рассмотрены три основных ситуации формирования решения руководителем при различных методах формулировки решений, выделено три типа характера возможного выигрыша в зависимости от принимаемого решения: распределительный, интеграционный, интеграционно-распредел и тел ы I ый.

4. Разработана методика сравнения любых двух полезностей принимаемых решений и выбора лучшего из них, т. е. умения ранжировать эти полезности, исходя из различных нормативных и регламентирующих документов, согласно известному принципу Пигу-Далатона, при котором передача полезности от объекта /' к объекту у увеличивает (или хотя бы не уменьшает) коллективную полезность, если полезность объекта /' выше полезности объекта / до и после передачи.

5. На основе практического опыта сделан вывод о том, что за сравнительно короткое время ни один, даже опытный руководитель, принять решение с отражением в нем всех без исключения вопросов организации предстоящего тушения пожара и ликвидации ЧС, его всестороннего обеспечения, провести все необходимые для выполнения решения организационные мероприятия физически не сможет. Для решения этой задачи были выделены элементы решений руководителя. А предложенный развернутый блок агента принятия решений многоагентной системы управления пожарно-спасательными подразделениями позволил предложить способ линейного упорядочивания сравниваемых решений, т. е. выстраивать их по старшинству оценок при принятии групповых решений.

6. Разработана схема согласования решения при организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации пожаров и ЧС, алгоритмы согласования оценок и решений руководителями взаимодействующих подразделений.

Заключение

.

Проведенный анализ показал, что при практической реализации системы управления пожарно-спасательными подразделениями, оптимизирующей процессы принятия решений, возникают серьезные трудности с проектированием и даже просто описанием объединенных в единую систему управления различных должностных лиц пожарно-спасательных подразделений, выполняющих общую задачу по ликвидации крупных пожаров и ЧС.

В диссертационной работе получены следующие основные научные результаты, улучшающие управленческую деятельность и оптимизирующие принимаемые решения оперативным штабом пожаротушения и комиссией по предупреждению и ликвидации ЧС, а именно:

1. Для моделирования системы управления пожарно-спасательными подразделениями использовано одно из последних результатов теории управления распределенных систем — технология многоагентных систем.

2. При анализе оперативной обстановки на пожаре и ЧС использованы методы интеллектуального анализа данных, заключающиеся в применении алгоритмов обработки для выявления скрытых тенденций, закономерностей, взаимосвязей и перспектив развития ситуаций, учет которых поможет повысить качество принимаемых решений. Показано, что использование методов интеллектуального анализа данных порождает проблему субъективного выбора метода и требуют, субъективного критического осмысления результатов анализа.

3. Одной из основных задач управления силами и средствами на пожарах и ЧС является задача распределения ресурсов между пожарно-спасательными подразделениями. Основной проблемой здесь является точное определение руководителем истинных потребностей в ресурсе различных подразделений того или иного вида (т.е. неизвестна точная зависимость эффективности работы подразделений от количества полученного ресурса). Следовательно, так как суммарное количество ресурса в большинстве случаев ограничено, то возникает задача распределения ресурса оптимальным образом. Для ее решения предложены неманипулируемые механизмы распределения ресурса: прямых и обратных приоритетов, конкурсные и децентрализованные механизмы.

На основании рассмотренных пожаров и пожарно-тактических учений проведено сравнение количества пожарных, задействованных при тушении пожаров с требуемым, фактическим и расчетным количеством. Расчет необходимого количества пожарных проведен согласно децентрализованным механизмам и определено, что на пожарах в 94,4% случаев распределение личного состава было не эффективным, что в свою очередь увеличивает время локализации и ликвидации пожара и приводит к возрастанию ущерба от пожаров и ЧС.

4. Разработана методика моделирования рациональной организационной структуры системы управления пожарно-спасательными подразделениями, позволяющая исходя из имеющихся людских ресурсов и возможностей, определить, какие именно люди должны занять те или иные должности в структуре управления, чтобы эффективность функционирования пожарно-спасательных подразделений была максимальной, т. е. решить задачу формирования оптимального состава.

5. Предложена схема согласования решения при организации взаимодействия различных подразделений при ликвидации пожаров и ЧС, алгоритмы согласования оценок и решений руководителями взаимодействующих подразделений.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ.

БУ — боевой участок.

ГДЗС — газодымозащитная служба.

I 11С — Государственная противопожарная служба.

НАД — интеллектуальный анализ данных.

МЧС — Министерство РФ по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий СПТ — служба пожаротушения НБУ — начальник боевого участка НТ — начальник тыла ПШ — начальник штаба ОТВ — огнетушащие вещества ОШПТ — оперативный штаб пожаротушения ОФП — опасные факторы пожара ПО — пожарная охрана ПТВ — пожарно-техническое вооружение РТП — руководитель тушения пожара СиС — силы и средства пожарной охраны.

У (0)ГПС — управление (отдел) Государственной противопожарной службы ЦППС — центральный пункт пожарной связи.

ЦУС — центр управления силами Государственной противопожарной службы ЧС — Чрезвычайная ситуация.