СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ РЕСУРСАМИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ
Диссертация
на соискание учёной степени кандидата технических наук
05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ 10
1.1 Анализ пожарной обстановки в Российской Федерации 10
1.2 Анализ оперативной деятельности подразделений пожарной охраны 25
1.3 Постановка задачи на исследование 32
1.4 Постановка и формализация задачи управления ресурсами гарнизона пожарной охраны 37
Выводы по главе 1 51
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ И ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ 55
2.1 Комплексная модель процесса управления ресурсами гарнизона пожарной охраны 55
2.2 Математическая модель процесса управления ресурсами гарнизона пожарной охраны 62
2.3 Методика оценки эффективности управления ресурсами гарнизона пожарной охраны 73
Выводы по главе 2 78
ГЛАВА 3. АРХИТЕКТУРА СПЕЦИАЛЬНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ РЕСУРСАМИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ 82
3.1 Роль и место системы поддержки принятия решений по
управлению ресурсами гарнизона пожарной охраны 82
3.2 Структура системы поддержки принятия решений по управлению ресурсами гарнизона пожарной охраны 90
3.3 Алгоритмическое и программное обеспечение системы поддержки принятия решений по управлению ресурсами гарнизона пожарной охраны 96
3.4 Апробация системы поддержки принятия решений по управлению ресурсами гарнизона пожарной охраны Псковской области 113
3.5 Оценка эффективности системы поддержки принятия решений по управлению ресурсами гарнизона пожарной охраны 123
Выводы по главе 3 128
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 132
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 136
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 138
ПРИЛОЖЕНИЕ 159
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В современных условиях негативные факторы техногенного, природного и террористического характера представляют одну из наиболее реальных угроз стабильного социально-экономического развития страны, повышения качества жизни населения. Негативное воздействие этих факторов становится все более масштабным и оказывает ощутимое влияние на социально-экономическое развитие и обеспечение национальной безопасности страны. При этом наиболее частыми факторами техногенного и природного характера, представляющими угрозу, по статистике являются пожары, наносящие ежегодно огромные потери.
Достижение целей по приоритетным направлениям государственной политики в области обеспечения безопасности населения и защищенности критически важных и потенциально опасных объектов от угроз различного характера, утвержденным в поручении Президента РФ № Пр-3400 от 15.11.2011, обеспечивается решением основных задач, в частности повышением уровня готовности и эффективности деятельности территориальных и функциональных подсистем РСЧС, в том числе пожарной охраны. Вместе с тем, одной из основных задач ФЦП «Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2017 года» является оптимизация финансовых и материальных ресурсов федеральных органов исполнительной власти, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации (РФ) и организаций, направляемых на решение проблем пожарной безопасности.
Эффективность деятельности территориальных и функциональных подсистем РСЧС складывается из совокупности реализаций её потенциальных стратегических и оперативно-тактических возможностей, что является результатом соответствующего управления ресурсами РСЧС. На оперативно- тактическом уровне управления обеспечивается решением многократно повторяющихся задач и операций при реагировании на пожары, ЧС и другие происшествия в конкретных условиях обстановки. Стратегический уровень обеспечивает выработку управленческих решений, направленных на достижение долгосрочных целей, стратегическое планирование ресурсов и деятельности территориальных и функциональных подсистем РСЧС. Ответственность за принятие управленческих решений на этом уровне чрезвычайно велика и определяется не только профессиональной интуицией и опытом управленческих кадров, но и результатами анализа с использованием научно-методических средств в составе: специального математического обеспечения и специализированного методического аппарата.
Первоочередной целью управления ресурсами гарнизона пожарной охраны (ПО) является постоянное поддержание на высоком уровне готовности его подразделений. При этом отсутствуют вышеуказанные средства, позволяющие оценить эффективность принятия управленческих решений по материально- техническому обеспечению подразделений ПО.
Перспективные направления дальнейшего совершенствования процессов управления в ПО лежат в области автоматизации наиболее трудоемких процессов и информационной поддержки принятия управленческих решений. Это обусловлено необходимостью в сжатые сроки обрабатывать и оценивать большой поток поступающей информации, оперативно реагировать на изменяющиеся условия обстановки и минимизировать ошибки лица принимающего решения. Данная совокупность факторов определяет актуальность темы.
Степень разработанности темы. В теории управления ресурсами в части обеспечения подразделений ПО проводились многочисленные исследования, в которых учеными велась разработка научного аппарата для оценки эффективности мероприятий по совершенствованию средств и методов управления. В целом теория управления пожарными подразделениями выделена в самостоятельную составную часть пожарной науки.
Значительное место в вопросах математического моделирования управления в государственной противопожарной службе, в первую очередь, занимают труды Артамонова В.С., Брушлинского Н.Н., Воробьева Ю.Л., Иванова А.Ю., Климкина В.И., Матвеева А.В., Родионова Е.Г., Соколова С.В., Таранцева А.А., Теребнева В.В., Топольского Н.Г., Шаровара Ф.И. и др. В данных трудах частично рассматривались вопросы, связанные с выработкой типовых схем размещения оперативных штабов на местности, отработкой вопросов их оборудования, совершенствованием организации и осуществления сбора и обработки информации, математическим моделированием действий подразделений ПО, уточнением организационно-штатной структуры органов управления силами и средствами (СиС) на пожаре и др.
Однако, состояние и современные тенденции рассматриваемой предметной области актуализируют вопрос о проведении комплексного исследования, направленного на совершенствование научно-методических средств решения задачи управления ресурсами гарнизона ПО, обеспечивающего обоснованное решение в интересах эффективного материально-технического снабжения подразделений ПО.
Цель диссертационной работы заключается в повышении обоснованности принятия управленческих решений при управлении ресурсами гарнизона ПО.
Научно-технической задачей исследования является разработка научно- методических средств решения задачи управления ресурсами гарнизона ПО. В рамках решения данной задачи решаются следующие частные научные задачи:
- анализ современного состояния управления ресурсами гарнизона ПО;
- формализация задачи управления ресурсами гарнизона ПО;
- синтез научно-методических средств оценки эффективности управления ресурсами гарнизона ПО;
- автоматизация решения типовой задачи управления ресурсами гарнизона
ПО;
- оценка эффективности системы поддержки принятия решений (СППР) по управлению ресурсами гарнизона ПО.
Объект исследования - процессы управления ресурсами гарнизона ПО.
Предмет исследования - закономерности процесса управления ресурсами гарнизона ПО и возможность автоматизации решения типовой задачи.
Научная новизна диссертационного исследования, заключается в:
- разработке сетецентрической комплексной модели процесса управления ресурсами гарнизона ПО, позволяющей учитывать взаимосвязь компонент ресурсного потенциала гарнизона ПО;
- формализации показателей боеготовности сил и средств гарнизона ПО;
- поддержке принятия решений по управлению ресурсами гарнизона ПО на базе разработанных авторских научно-методических средств, а также на основе прогнозирования пожарной обстановки и оперативной деятельности гарнизона ПО.
Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость научных положений, изложенных в работе, состоит в развитии научно-методических средств и механизмов оптимизации материально- технического обеспечения гарнизона ПО, в формализации процесса управления ресурсами гарнизона ПО с использованием метода динамики средних, в обосновании возможностей применения СППР при управлении ресурсами гарнизона ПО.
Практическая значимость полученных результатов состоит в возможности получения текущей и прогнозной оценки эффективности управления ресурсами гарнизона ПО в условиях меняющейся пожарной и оперативной обстановки, обеспечении повышения обоснованности принятия решений при управлении ресурсами гарнизона ПО.
Методология и методы исследования основаны на теории случайных процессов, теории вероятности и математической статистки, теории принятия решений, методах системного анализа, декомпозиции и агрегирования, математического моделирования систем. Научно-методической базой исследования явились теоретические и практические разработки в области управления пожарными подразделениями, а также моделирования процессов их функционирования.
Положения, выносимые на защиту. Соискателем лично получены следующие основные результаты, выносимые на защиту:
- Модель управления ресурсами гарнизона ПО.
- Методика оценки эффективности управления ресурсами гарнизона ПО.
- Специальное программное обеспечение системы поддержки принятия решений (СПО СППР) по управлению ресурсами гарнизона ПО.
Степень достоверности основных полученных в диссертации результатов обеспечивается корректной постановкой задачи, строгим обоснованием основных теоретических положений и утверждений, корректностью использования математического аппарата, проверкой непротиворечивости результатов научного исследования результатам, полученными другими авторами и подтвержденными практикой, согласованностью полученных результатов с результатами работ других исследователей, а также их широкой апробацией на научных форумах.
Апробация результатов. Основные результаты, полученные в процессе проведенных исследований в период с 2012 по 2015 год обсуждались и получили одобрение научной общественности на: VII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» (Санкт-Петербург, апрель 2012), VI Всероссийской научно- практической конференции «Актуальные проблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации» (Екатеринбург, ноябрь 2012), VIII Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» (Санкт-Петербург, апрель 2013), научно- практическом семинаре, посвященному памяти д.т.н., профессора Исакова С.Л. «Физико-математическое и инженерное обеспечение безопасности при ЧС» (Санкт-Петербург, октябрь 2013), 4th International scientific conference on safety engineering fire, environment, work environment, integrated risk and 14th International conference on fire and explosion protection (Novi Sad, October, 2014), VI Международной научно-практической конференции «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы» (Санкт-Петербург, декабрь 2014), III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Проблемы обеспечения безопасности при ликвидации последствии чрезвычайных ситуаций» (Воронеж, декабрь 2014), Международной научно- практической конференция «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций» (Санкт-Петербург, июнь 2015), XI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире» (Санкт-Петербург, сентябрь 2015).
Реализация результатов исследования. Основные результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры прикладной математики и информационных технологий Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России и практическую деятельность Центра управления в кризисных ситуациях (ЦУКС) Главного управления (ГУ) МЧС России по г. Санкт-Петербург и ЦУКС ГУ МЧС России по Псковской области. Внедрение результатов диссертационных исследований подтверждается соответствующими актами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 22 научных работы, из них 11 статей в научных журналах (7 опубликованы в рецензируемых научных изданиях из перечня ВАК Минобрнауки РФ).
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа содержит введение, три главы с выводами по каждой, заключение, список сокращений и использованной литературы из 168 наименований, приложения (5 страниц); изложена на 163 страницах (с учетом приложения), включает 40 рисунков, 12 таблиц.