автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Информационная система обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

МЧС России Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СТРОЯЩИХСЯ И РЕМОНТИРУЕМЫХ СУДОВ

05.25.05 — информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург- 2006

" -Г? 9

Работа выполнена на кафедре организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Гадышев Виктор Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Жуков Юрий Иванович; кандидат технических наук, доцент Исаков Сергей Львович

Ведущая организация:

Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-производственное объединение «АВРОРА»» (Санкт-Петербург)

Защита состоится (РЛ1У2006 г. в « /¿г» часов на заседа-

нии диссертационного совета Д 205.003.02 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149).

Автореферат разослан « 2006 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 205.003.02 доктор технических наук, профессор

(¿¿Ь) И.Г. Малыгин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В России 38800 км морских границ (сухопутных границ - 14500 км), 100 тыс. км внутренних водных путей и 4,2 млн. км2 прибрежного шельфа. Водный транспорт обеспечивает потребности народного хозяйства и внешней торговли в перевозках, поддерживает жизнедеятельность районов Крайнего Севера и регионов, отдаленных от железнодорожных путей, а также имеет существенное значение для национальной безопасности России. Рыбопромысловый флот ведет добычу и переработку рыбы и других морепродуктов. Начато промышленное освоение прибрежного шельфа и недр морского дна.

Пожары и взрывы являются основными причинами катастроф судов, как при их эксплуатации, так и при строительстве или ремонте. Пожары на судах часто принимают большие размеры и приводят к крупному материальному ущербу. Тушение пожаров на судах, как правило, сопряжено с большими трудностями в оценке пожарной обстановки, значительными затратами огнетуша-щих веществ, привлечением большого количества сил и средств пожарной охраны и служб флота, что связано со сложностью планировки, насыщенностью пожарной нагрузки, отсутствием безопасных путей эвакуации людей и другими проблемами.

Наиболее опасными представляются пожары на верфях, которые выполняют постройку, ремонт и утилизацию судов с ядерными энергетическими установками. На некоторых верфях осуществляется перегрузка, обработка, транспортировка и временное хранение радиоактивных отходов.

Анализ противопожарного состояния предприятий судостроительной промышленности, прежде всего с ядерно-опасными объектами, позволяет сделать вывод о необходимости модернизации системы обеспечения пожарной безопасности в судостроительной отрасли с целью приведения ее в соответствие с требованиями законодательства и нормативной технической документации путем разработки информационной системы обеспечения пожарной безопасности стоящихся и ремонтируемых судов (ИС ОПБСРС). Одним из направлений повышения эффективности борьбы с пожарами на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах является совершенствование информационных процессов управления пожарной безопасностью на этих объектах.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности управления пожарной безопасностью строящихся и ремонтируемых морских и речных су-

дов путем разработки информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Объект исследования - информационная система обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Предмет исследования - математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в анализе обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России, в разработке математических моделей информационных процессов для комплексного управления пожарной безопасностью на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах, а также в разработке структуры информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Научная новизна диссертационного исследования:

1. Проведен анализ недостатков существующей в Российской Федерации организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, в рамках которого выявлены проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, рассмотрены особенности выполнения правила пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых морских и речных судов, предложены пути организация информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

2. Проведен анализ обеспечения пожарной безопасности всего коммерческого флота России, в рамках которого рассмотрено: фактическое состояние современного коммерческого флота России и правовые основы обеспечения пожарной безопасности морского, речного и рыболовного флота; пути взаимодействия Государственной противопожарной службы (ГПС) МЧС России с ведомственными органами пожарного надзора Минтранса и Госкомрыболовства России; обобщены результаты этого анализа.

3. Предложены математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов:

3.1. На основе метода физико-математического моделирования (ФММ) проведено исследование сложных иерархических информационных систем и

предложена математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3.2. На основе логистического подхода предложена модель логистической задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3.3. На основе применения комплексного метода многофакторного логистического прогнозирования монотонно наступающих ЧС (МНЧС) предложены многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения.

4. На основе САвЕ-технологии разработаны основные положения применения и структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

5. На основе САЬБ-технологий (технологий информационной поддержки изделия (ИПИ-технологий)) разработаны предложения по применению баз данных для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы использовались методы математического моделирования, математического и системного анализа, функциональной логистики, теории информационных систем и метод многофакторного логистического прогнозирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационных исследований:

1. Математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

2. Модель логистической задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3. Многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения.

4. Структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

5. Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-техноло-гий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Научно-практическая ценность полученных результатов диссертационного исследования определяется важностью эффективного и устойчивого функционирования систем управления судостроительными и судоремонтными предприятиями, действующих в условиях возможного возникновения ЧС. Основные научные выводы и сформулированные предложения направлены на совершенствование систем управления таких предприятий. Предпосылками для применения разработанной математической модели информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов являются её актуальность и значимость для многоуровневых организаций, в первую очередь для судостроительных верфей и судоремонтных предприятий.

Практическая значимость работы состоит в том, что применение разработанных в ней математических моделей информационных процессов в практической деятельности позволяет повысить эффективность функционирования систем управления предприятиями судостроительной отрасли в условиях ЧС и в частности обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов. Структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов может быть использована в практической деятельности компаний судостроительной отрасли для построения устойчивых систем управления их пожарной безопасностью, что позволит снизить риски связанные с возможными ЧС в их производственной деятельности и снизить потери в случае их возникновении. Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, могут быть использованы в различных противопожарных службах судостроительной отрасли России для решения задач обеспечения их деятельности.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены применением современной научной методологии, использованием апробированных математических методов, а также практической проверкой и реализацией основных положений и выводов.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России, а также находят-

ся в стадии внедрения в деятельность судостроительных и судоремонтных предприятий Санкт-Петербурга.

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ, а также на следующих научно-практических конференциях:

международной конференции КТИФ «Пожарная охрана Мира. Расширение функций и задач», Санкт-Петербург, СПбИ ГПС МЧС России, 14 октября 2005 г.;

международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф», Санкт-Петербург, СПбУ ГПС МЧС России, 21 июня 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников (109 наименований); содержит 179 страниц текста, в том числе 14 рисунков и 13 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цели и задачи исследования, сформулированы научная новизна, практическая значимость и достоверность научных результатов.

В первой главе «Организация пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов» автором проведен анализ недостатков существующей в Российской Федерации организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, в рамках которого выявлены проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, рассмотрены особенности выполнения правила пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых морских и речных судов, предложены пути организация информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

В главе рассмотрены существующие проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов на судостроительных верфях и судоремонтных заводах Российской Федерации. Основными проблемами рассматриваемых предприятий является отсутствие средств не только на вое-

становление противопожарного потенциала, а и на восстановление и развитие промышленной базы. Не исключен в силу этого рост количества пожаров и ущерба от них, и, прежде всего на верфях. Поэтому стоящие перед судостроительными предприятиями проблемы в области пожарной безопасности, другими аспектами промышленной безопасности, по контртеррористическому противодействию в силу размеров верфей и их специфики проявляются более остро, чем на большинстве других предприятий. Однако решение этих проблем может быть осуществлено только при активном участии государства и организации всеобъемлющего комплекса обеспечения пожарной безопасности стоя-щихся и ремонтируемых судов, где главную роль должна сыграть информационная система, построенная на основе применения современных информационных технологий.

В главе рассмотрены особенности выполнения правила пожарной безопасности на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах. Подробно описаны и проанализированы требования пожарной безопасности на судах, находящихся на верфях и в пунктах ремонта, требования пожарной безопасности при проведении на судах взрыво-, пожароопасных ремонтных работ. Рассмотрены вопросы особенности контроля за соблюдением требований пожарной безопасности на судах на верфях и пунктах ремонта коммерческого флота РФ.

В главе установлено, что процесс разработки системы интерактивного мониторинга пожарной безопасности на строящихся или ремонтируемых судах является сложной многоуровневой задачей, которая должна решаться с использованием современных информационных технологий (САБЕ-технологий), кроме того, система интерактивного мониторинга должна стать основной подсистемой информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов (ИС ОПБСРС).

Во второй главе «Анализ обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России» проводится анализ обеспечения пожарной безопасности всего коммерческого флота России, в рамках которого рассмотрено: фактическое состояние современного коммерческого флота России и правовые основы обеспечения пожарной безопасности морского, речного и рыболовного флота; пути взаимодействия Государственной противопожарной службы (ГПС) МЧС России с ведомственными органами пожарного надзора Минтранса и Госкомрыболовства России; обобщены результаты этого анализа.

В результате проведенного анализа в главе установлено, что контроль пожарной безопасности на судах российского коммерческого флота осуществляется в трех независимых системах: системе классификации и поддержания класса судов, осуществляемой российскими классификационными обществами; системе контроля пожарной безопасности судов, осуществляемой ведомственными органами государственной власти в области транспорта и промышленного рыболовства России; системе контроля государствами порта российских судов в иностранных портах.

Международные конвенции и соглашения не в полной мере учитывают национальные интересы, что требует создания системы законодательных актов, регулирующих уровень пожарной безопасности судов находящихся в эксплуатации, а также строящихся и ремонтируемых судов.

Взаимодействие ведомственного пожарного надзора за пожарной безопасностью судов с органами ГПС МЧС России не в полной мере учитывает законодательные акты и нуждается в совершенствовании, особенно в области лицензирования и сертификации продукции и услуг в области обеспечения пожарной безопасности. Как при лицензировании, так и при сертификации в области водного транспорта и рыболовства требования противопожарных норм и правил практически игнорируются.

Росморфлот, Росречфлот и Госкомрыболовства в части взаимодействия с органами ГПС МЧС России используют пожарные подразделения для ликвидации пожаров на судах и береговых объектах водного транспорта. Пожарный надзор за пожарной безопасностью судов, лицензирование деятельности в области пожарной безопасности судов и сертификация противопожарного оборудования осуществляется ведомствами самостоятельно.

Необходимо в рамках разрабатываемой ИС ОПБСРС создать базу данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической и нормативно-правовой информации, где были бы отражены правовые основы обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России.

В третьей главе «Математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов» рассматриваются математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

В главе установлено, что наиболее распространенной является трехуровневая структура управления, организация которой базируется на принципах построения традиционных иерархических систем управления. На рис. 1 приведена трехуровневая иерархическая структура информационной системы интеллектуального комплекса физико-математического моделирования (ФММ), которая является структурой математической модели ИС ОПБСРС.

Рис. 1. Трехуровневая иерархическая структура математической модели ИС ОПБСРС.

На каждом уровне иерархии системы управления комплекса ФММ имеется свой класс решений, которые необходимо выбрать по итогам работы подсистем нижних уровней. Эти уровни принятия решений следующие:

2-й уровень: выбор способа действия в соответствии с исходной информацией о параметрах моделируемых сигналов и программных воздействий уровня 1;

1-й уровень: адаптация к сигналам внешней обстановки, параметрам рабочего сигнала исследуемых систем и т.д.;

0-й уровень: взаимоорганизация комплекса ФММ - структуры, состава математического обеспечения, сценариев и программ экспериментов, схем поведения комплекса ФММ в различных модельных ситуациях.

В системе имеют место два вида вертикального взаимодействия между подсистемами различных уровней.

Первый - это передача командных сигналов сверху - вниз и он включает:

1) Управляющие команды г^.от локальных органов С(/2).....СП1т<2' к

управляемым объектам Рц, ..., Рп,т;

2) Корректирующие воздействия от органов управления среднего звена С/1', ..., С„(|) к нижестоящим локальным центрам Сц<2), ..., Спт<2);

3) Координирующие сигналы от центрального органа управления Со(0) к системам управления первого уровня С/1', ..., С,,"1.

Второй вид вертикального взаимодействия обеспечивает передачу информационных сигналов снизу - вверх о состоянии нижестоящих подсистем.

Кроме того, на верхнем уровне управления наблюдаются горгаонтальные взаимодействия, основными из которых являются взаимодействия центрального органа управления Со(0> с динамической экспертной системой О0, которая обеспечивает подготовку вариантов управленческих решений на основании данных, поступающих:

1) из центров управления 1-го уровня;

2) из экспертной базы знаний Во, содержащей модели сигнально-поме-ховых и пространственно-временных ситуаций, воспроизводимых в ИС ОПБ СРС на входах систем;

3) из блока автоматизации экспериментальных исследований Ао, определяющего и формирующего программу проведения испытаний в ИС ОПБ СРС.

Введём следующие обозначения:

О - множество внешних сигналов (реальных сигналов исследуемой системы) для объектов управления — моделирующих модулей;

У1 6 У - множество моделируемых сигналов;

м1и~1)~ множество локальных регуляторов в модулях, обеспечивающих формирование сигналов У, воспроизводимых в ИС ОПБСРС;

Гц. 6 Я - множество управляющих сигналов;

gij| б й - множество информационных сигналов от органов регулирования модулей;

ку1 е Н - множество корректирующих сигналов;

<= К - множество информационных сигналов от 2 - го уровня; е £ - множество координирующих сигналов;

И", б IV . множество информационных сигналов от 1-го уровня;

п0 - множество планов и программ проведения экспериментальных исследований в ИС ОПБСРС;

- множество моделей, схем и других описаний имитационных ситуаций, воспроизводимых в ИС ОПБСРС;

Х0 - множество вариантов управленческих решений.

В результате проведенного в главе исследования установлено, что глобальную задачу оптимального преобразования П~»У при моделировании ОПБ СРС можно сформулировать следующим образом:

найти 3(00) = щщ д0(г) = ()0[г,Р(г)],

гей

где г = (гп,—,гп т ); - глобальная целевая функция , ^

О0 [•] — оптимизаци онная функция

Для каждого из управляющих центров 1-го уровня С^1' можно сформулировать свои частные оптимизационные задачи З^'О' = 1,2,..., п) , причём:

= шт?|(1) = (2)

где г, = (д,.....г,т).

Взаимодействие элементарных процессов ^ друг с другом реализуется через множество связей

и6 и . Тогда, для локальной оптимизационной задачи о,у( , решаемой локальным органом управления нижнего звена , локальная оптимизационная функция качества решения выглядит следующим образом:

где Гу. х Uj'^ - множество задания целевой функции (') ■ В главе определено, что применение логистического подхода к сфере промышленного производства может проявляться в виде промышленной, строительной логистики, логистики транспорта, логистики обеспечения безопасности производства, в том числе судостроительного и судоремонтного, включая логистику обеспечения пожарной безопасности строящихся н ремонтируемых судов. Таким образом, логистика как совокупность алгоритмов и технологий может рассматриваться в системе координат трех и более измерений, отражающих основные направления и образующих главные составляющие логистической деятельности, включая логистику обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Если основные логистические технологии рассматривать как функциональные, то множество функциональных видов F можно представить состоящим из F0 - материально-технического обеспечения, Fp - производственного процесса, Fps — обеспечения пожарной безопасности, Fc - сбыта готовой продукции, т.е.:

F={F0,Fp,Fps,Fc}. (4)

Множество видов ресурсов R, используемых судостроительными предприятиями будет выглядеть так:

R={Rm,Ri,Rf,Rk>, (5)

здесь Rm- материальные ресурсы предприятия; R| - информация; Rf - финансовые ресурсы предприятия; Rk- кадры.

Множество отраслевых форм предпринимательской деятельности S можно представить как:

S = {S„; Sk; Sf}, (6)

здесь Sp- производственное предпринимательство; Sk - коммерция; Sf -финансовое предпринимательство.

Для количественной характеристики деятельности каждого хозяйствующего субъекта можно ввести константы 0 и 1.

Если исходить из того, что бизнес-логистика может содержать в себе как составляющую логистику предпринимательской деятельности, то можно записать следующее множество, состоящее из функциональных подмножеств:

Ьь = (Lp(Sp); LpS(Sp); Lk(Sk); Lt(Sf)}, (7)

где - бизнес-логистика; Ьр- производственная логистика; Ьрз - логистика пожарной безопасности, Ьк- коммерческая логистика; - финансовая логистика.

По аналогии с предыдущим функциональную логистику можно представить следующим образом:

и = {№); ир(Рр); Ь,вс(Рр); ЬС(РС)}, (8)

где Ь|- - функциональная логистика; Ь0 - заготовительная логистика; Ьур -внутрипроизводственная логистика; Ьрзс - логистика пожарной безопасности в судостроении и судоремонте, Ьс - распределительная логистика.

Идя последовательно дальше, можно производственную логистику рассматривать как множество, содержащее заготовительную, внутрипроизводственную, логистику пожарной безопасности в судостроении и судоремонте, и распределительную логистики:

— {Ьо, Ь^; Ьр5С, I -с} ■ (9)

В то время как коммерческую логистшсу в чистом виде можно трактовать как заготовительно-распределительную логистику:

{Ь0; (10)

В общем виде любая разновидность предпринимательства имеет дело с необходимыми для него ресурсами Я. Совокупность ресурсов составляет логистический поток, с которым приходится работать в любой из логистик. В отличие от отраслевой и функциональной составляющих оценка элементов ресурсной части практически никогда не приобретает нулевого значения и ресурсному множеству ставится в соответствие ресурсная логистика:

к= {и,,,, кк},

н и = {ЬП1(1и; Ь/ад; ЬКЯ,); Ь^,)}, (11)

где Ьг - ресурсная логистика; Ь,„ - материальная логистика; Ь, - информационная логистика; Ь[ - финансовая логистика; - кадровая логистика.

В главе предлагается комплексный метод многофакторного логистического прогнозирования монотонно наступающих ЧС (МНЧС) и количественной оценки (ранжирования) интенсивно действующих факторов. Суть метода состоит в построении многофакторных регрессионных логистических моделей (МФРЛМ) и в использовании МФРЛМ для прогнозирования МНЧС и ранжирования факторов с учетом эффектов взаимодействия.

Главные необходимые условия построения МФРЛМ следующие:

достоверная оценка состояния МНЧС, которая достигается путем использования количественных показателей ЧС;

возможность измерения значений показателей ЧС при различных значениях факторов и продолжительности их действия.

Главная трудность построения МФРЛМ состоит в сложной структуре логистических моделей. Самая простая логистическая функция имеет вид:

= (12)

1 + В-ет где: Y - показатель ЧС; X - вектор исследуемых факторов, X - Const; Т - продолжительность действия факторов, Т * 0;

А, В, R - неизвестные параметры, значения (оценки) которых определяют путем статистического анализа различных значений показателя, соответствующих различным значениям продолжительности действия факторов. Данные параметры условно называются логистическими (ЛГП). При изменении значений факторов меняются значения ЛГП модели (12). Данное свойство модели (12) используется для построения МФРЛМ.

Зависимости ЛГП от факторов аппроксимируются полиномиальными моделями и таким образом производится построение МФРЛМ:

Y(T, X, Q) = А(Х) / (1 + В(Х) • exp R(X) / Т), Т * 0, (13)

где: Q - вектор неизвестных ЛГП МФРЛМ; А(Х), В(Х), R(X) - полиномиальные модели.

Более сложной и обладающей лучшими аппроксимирующими свойствами является логистическая функция Ь(Х):

Y(T, X, Q) = А(Х) / (1 + Ь(Х) • exp R(X) / Т ), Т * 0. (14)

Главная трудность построения МФРЛМ состоит в том, что неизвестна структура полиномиальных моделей, используемых в моделях (13), (14).

Зависимости показателей от факторов рассматриваются в виде целевых функций показателей (ЦФП). Область допустимых значений факторов, в которой производится их ранжирование, определяется в декартовой системе координат факторов в виде многомерного параллелепипеда.

Каждый фактор последовательно рассматривается в качестве главного (ранжируемого). Путем фиксирования значений остальных факторов образуются однофакторные ЦФП, которые используются для оценки ранжируемого фактора.

Основным критерием ранжирования факторов является максимальная амплитуда показателя по ранжируемому фактору. Для целевых функций, аппроксимируемых полиномиальными моделями второго и третьего порядка, определение максимальной амплитуды показателя производится аналитически.

В четвертой главе «Информационная система обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов» рассматриваются методы и средства разработки информационных систем обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов на основе CASE-техноло-гин, а также предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

В главе установлено, что CASE-технология представляет собой методологию проектирования ИС ОПБСРС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС ОПБСРС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Программное обеспечение построено на принципах CASE-технологии и представляет собой набор самостоятельных программных модулей, взаимодействующих с общим для всех управляющим программным ядром в операционной среде Windows NT. Каждый программный модуль решает специализированную задачу обеспечения пожарной безопасности. Использование CASE-технологии при разработке программного обеспечения информационных систем обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов на основе CASE-технологии позволяет значительно сократить сроки и повысить качество и надежность сложных технических систем целевого назначения.

В общем виде структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов представлена на рис. 2.

Информационное пространство

Министерство транспорта

Министерство природных ресурсов

Росморфлот

Морской регистр

судостроительные верфи

ФГУП

«Главное управление ведомственной охраны»

МЧС России

Госкомитет рыболовства

Росречфлот

Речной регистр

Судостроительные и судоремонтные заводы

Морские пожар-но-технические инспекции ГА МРП

Отдел пожарного надзора ГРСИ

Гос. речные бассейновые инспекции пожарного надзора ГБУВПиС

автома- База данных про-

тические гнозирования на-

датчики ступающих ЧС на

Посты предприятиях су-

наблюдения достроения

Центры информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

База данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации информации ИС ОПБ СРС

Рис. 2. Структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, где:

ГА МРП - государственные администрации морских рыбных портов Гос-комрыболовства России;

ГРСИ - Государственная речная судоходная инспекция;

ГБУВПиС - Государственные бассейновые управления водных путей и судоходства.

Задача ИС ОПБСРС - объединить действия органов надзора и контроля предприятий, учреждений и организаций судостроительной отрасли в единую информационно-управляющую систему. Функционирование ИС ОПБСРС должно соответствовать требованиям системы ГОСТов Р22 (безопасность в чрезвычайных ситуациях) и направлено на достижение следующих целей:

- выявление возможных источников чрезвычайных ситуаций (в том числе и пожаров) строящихся и ремонтируемых судов;

- контроль состояния источников ЧС;

- заблаговременное предсказание параметров ЧС и их последствий.

В главе определено, что внедрение ИПИ-технологий (технологий информационной поддержки изделия (CALS - технологий)) в конкретную предметную область, в то числе и в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, необходимо начинать с классификации и кодификации соответствующих проблем и задач. Для кодирования подобной информации использована широко известная в литературе система универсальной десятичной классификации (УДК). В нашем случае, закодировано всё многообразие пожарно-технической информации, которая может быть использована в различных противопожарных службах судостроительной отрасли России для решения множества как типовых, так и сравнительно редких задач обеспечения их деятельности.

Сбалансированное применение различных форм представления присоединяемых документов позволяет максимально использовать возможности PDM-системы для предельно полного описания во времени и пространстве процессов, связанных с возникновением, развитием пожаров и способов борьбы с ними на строящихся и ремонтируемых судах.

В главе рассмотрены некоторые классы подобной информации, относящиеся к предметной области обеспечения безопасности различных объектов, в том числе - с участием человека, которые кодируются числом 614. Если речь идет о спасении людей с горящего корабля с использованием коллективных

или индивидуальных средств спасения, то может быть использована система кодов от 614.818.1 до 614.818.4. В то время как для описания судового аварийно-спасательного оборудования для сохранения жизни используется код 627.777. Если причиной пожара является взрыв, то подобные ситуации могут быть закодированы как 614.83 с последующей расшифровкой конкретных разновидностей взрыва и опасности, которые он представляет.

На рис. 3 приведен пример создания в базе данных РОМ-системы тематических папок для хранения информации в соответствии с кодами, определяющими конкретную предметную область.

Мероприятия, связанные с предупреждением взрывов, в том числе и как источников пожара, относятся к разделу базы данных, кодируемому как 614.838, который может включать подразделы с кодами от 614.838.1 до 614.838.441.

-------— -------- тх

Почте - — - —Г.-..

й Личные папки Ч

1 Р-1 й) 614.84-028 Разнотипности пожоро» Свойство 1 Эноччние

1 ЕЁ О 4.841 1 Характер течения пожара и процесса «го тушения Ш'О Б14.341.11 Теория горения 1 Ш 1_Л Б14.941 12 Динамика горения, воспламенение, химия и физика процесса гор«нив | ЬЬ С1 614.841.2 Причины пожаров и их опасность ' 614.941.2.001.2 Установление причин пожара 4ь!В Категории ------- .........;

г. й) Папка ......1.......____________.1

!| Наименование. |б14Э41.2:541.12В24Самоюспламвнение ........................1

^ Описание |Состовной «од уточняет и конкретизирует причину г * [ ^ |яозникновеня пожаре^ ^

К/ ОК I Ж Отмене |

_ ... .......| »1

Готово |...... ыим 1.....

.мпус»|;| гз В ИИ Щ^Бла'СПТПод.. ^В'ЗИК »4

Рис. 3. Кодирование информации, хранимой в тематических папках РБМ системы.

Самостоятельный раздел, включающий материалы о пожарах, их опасности и пожарной охране может быть закодирован как 614.84 и далее детализирован по отношению к мелким 614.84-028.2, средним 614.84-028.3 и крупным пожарам 614.84-028.4.

Термины «Категории» и «Изделия» характерны для ИПИ-технологий и поэтому были сохранены для обозначения класса сложных противопожарных комплексов.

Категории, включают близкие по функциональному назначению системы - Изделия. Построение дерева изделий выполняется в интерактивном режиме.

Процедура кодификации сопровождает весь процесс построения дерева изделий. При описании технических неисправностей, как причины пожаров, используют код 614.841.24, который может быть уточнен. Для представления информации о взрывах, как причинах пожара и данных об их предупреждении используется составной код 614.841.242:614,83. Если пожар возник в результате функциональных неисправностей производства и недостатков в обслуживания оборудования, то может быть использован составной код 614.841.244: 614.841.263. Неисправность электроустановок как причина пожаров может быть закодирована в базе данных РОМ-системы как 614.841.245.

Любая модификация информации по отношению к базовому изделию может быть представлена в подразделе «Версия изделия», что позволяет избежать не нужного дублирования при описании близких друг к другу данных.

Вид экранного окна для задания основных параметров присоединяемого документа и указания пути к его исходному местоположению представлен на рис. 4.

РОМ-система допускает все возможные разновидности формы представления присоединяемых документов:

- текстовые материалы в виде инструкций по эксплуатации сложных по-жарно-технических систем, их технических описаний и т.п.;

- графические данные в виде схем, чертежей, гистограмм, номограмм, рисунков;

- плоские 2Б и пространственные ЗО компьютерные иллюстрации для наглядного представления сложных процессов, связанных с моделями развития и распространения пожара;

- видеоматериалы реальных пожаров для изучения динамики развития и распространения пожара.

Jolxj

IM О. EEQiftl

üä

Характеристики |

¡Наименование: Описание;

£ ® Сложная противопожв ■ (il Сложная противопсн

| Сложнее противопс ^ .. г-Г)

^ ф Сложная протиеопожа щЩ Olm Jr Л» П Я [

[+;- $ Сложнее лротиеопожо- ^^

Ч И8П: Из а а лив внешних noi 1 ■» ............ .......... ""^s.""........

'. Обозначение: ¡Инструкция по эксплуатации UTT

{ Значение

Наименование" [Автоматическое устройство пожарной сигнализации Тип: [Заг

"3

•ВврСИЯ - -Обозначение:

Описание. .

IПравила эксплуатации автоматического устройства пожарной • •»■ | сигнализации

~3

Фиж |Е:\МС5_ОРЗ_1Ы2Т_Рог\КЛР_РогА^_ТАКТ!КА\Пожарно-спасатв

Р. Сохранять в база данных

OK

X Отмене

ИВПуо |! | О Д ад И | ;| * Е-а 'СПТ- Па..- : ' В'мЗИЗ в 11:31

Рис. 4. Задание параметров и указание пути к исходному местоположению присоединяемого документа.

Сбалансированное применение различных форм представления присоединяемых документов позволяет максимально использовать возможности РОМ-системы для предельно полного описания во времени и пространстве процессов, связанных с возникновением, развитием пожаров и способов борьбы с ними.

После того, как выполнено документальное сопровождение представленного в дереве РОМ-системы процесса или технического устройства, последним присваивают соответствующие их особенностям характеристики. Эта процедура происходит в интерактивном режиме с использованием меню. Количество характеристик, их размерность и другие данные определяются особенностями описываемого процесса.

Большое число вариантов кодирования информации в базе данных характерно для раздела 614.841.4, посвященного видам пожаров и тушению пожаров в особых случаях. Все, что характерно для пожаров, возникающих на кораблях, можно отнести к разделу, имеющему составной код 614.841.4: 629.12. Ее-

ли же требуется получить информацию об опасности пожара при транспортировании горючих веществ и принимаемых при этом мерах предосторожности, то следует обратиться к разделу базы данных с кодом 614.841.41.002.71, не зависимо от того, будет ли являться транспортным средством морской танкер или железнодорожная цистерна.

В заключении излагаются итоги работы. Перечисляются полученные научные и практические результаты, раскрывается степень их достоверности и новизны. Рассматривается значение полученных результатов для теории и практики, приводятся сведения о внедрении и практическом использовании полученных результатов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ недостатков существующей в Российской Федерации организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, в рамках которого выявлены проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, рассмотрены особенности выполнения правила пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых морских и речных судов, предложены пути организация информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

2. Проведен анализ обеспечения пожарной безопасности всего коммерческого флота России, в рамках которого рассмотрено: фактическое состояние современного коммерческого флота России и правовые основы обеспечения пожарной безопасности морского, речного и рыболовного флота; пути взаимодействия Государственной противопожарной службы (ГПС) МЧС России с ведомственными органами пожарного надзора Минтранса и Госкомрыболовства России; обобщены результаты этого анализа.

3. Математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов является мощным аналитическим инструментарием для анализа особенностей функционирования многоуровневых иерархических информационных систем. Применение этой модели в практической деятельности позволяет повысить надежность функционирования систем управления судостроительными и судоремонтными предприятиями и качество принимаемых управленческих решений в области обеспечения пожарной безопасности отрасли.

4. Модель логистической задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов позволяет комплексно оценивать проектные решения на ранних стадиях разработки информационных систем. Иерархия логистик, сопровождающих такой сложный производственный процесс, к которому относятся судостроение и судоремонт, позволяет определить место и роль логистики пожарной безопасности и, в соответствии с этим, планировать необходимый ресурс для поддержания высокого уровня пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

5. Многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения позволяют прогнозировать возникновение чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения, в том числе и пожары на ремонтируемых и строящихся судах, что является необходимым условием для принятия эффективных решений по предотвращению таких явлений.

6. Разработанная структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов (ИС ОПБСРС) позволяет повысить эффективность функционирования систем управления пожарной безопасность на судостроительных и судоремонтных предприятиях, что позволит снизить риски связанные с возможным возникновением ЧС в их деятельности, а также повысить эффективность борьбы с пожарами. Применение ИС ОПБСРС значительно сокращает затраты, как временные, так и ресурсные, на внедрение ИПИ-технологий в конкретные задачи обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

7. Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-техно-логий для кодификации информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов позволяет на основе использования системы универсальной десятичной классификации закодировать всё многообразие пожарно-технической информации, которое может быть использовано в различных противопожарных службах судостроительной отрасли России для решения множества как типовых, так и сравнительно редких задач обеспечения их деятельности.

Основные опубликованные работы по теме диссертации:

1. Гадышев В.А., Накисбеков У.К. Математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов // Материалы международной научно-практической конференции КТИФ «Пожарная охрана мира. Расширение функций и задач», Санкт-Петербург, 14 октября 2005 г. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2005. 0,2/0,1 п. л.

2. Любимов Е.В., Накисбеков У.К. Пожарно-техническая обеспеченность предприятий судостроения // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №1(8), 2005. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2005. С. 18-22. 0,6/ 0,2 п.л.

3. Накисбеков У.К. Математические модели информационных процессов для комплексного управления пожарной безопасностью на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф», Санкт-Петербург, СПбУ ГПС МЧС России, 21 июня 2006 г. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2005. 0,2 п. л.

4. Накисбеков У.К. Информационная система обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов // Материалы международной научно-практической конференции КТИФ «Пожарная охрана мира. Расширение функций и задач», Санкт-Петербург, 14 октября 2005 г. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2005. 0,2 п. л.

5. Накисбеков У.К. Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф», Санкт-Петербург, СПбУ ГПС МЧС России, 21 июня 2006 г. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России, 2005. 0,2 п. л.

Подписано в печать 31.08.2006 Формат 60*84 1л6

Печать трафаретная_Объем 1,0 пл._Тираж 100 экз.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149

Список сокращений.

Введение.

Глава 1. Организация пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

1.1. Существующие проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов в Российской Федерации.

1.2. Особенности выполнения правила пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых морских и речных судов.

1.3. Организация информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Выводы по 1 главе.

Глава 2. Анализ обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России

2.1. Анализ современного состояния коммерческого флота России.

2.2. Правовые основы обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России.

2.3. Взаимодействие ГПС МЧС России с ведомственными органами пожарного надзора Минтранса и Госкомрыболовства России.

2.4. Обобщение результатов анализа.

Выводы по 2 главе.

Глава 3. Математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

3.1. Математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3.2. Логистический подход для обеспечения комплексного решения задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3.3. Многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения.

Выводы по 3 главе.

Глава 4. Информационная система обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

4.1. Методы и средства разработки информационных систем обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов на основе САБЕ-технологии.

4.2. Применение баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Выводы по 4 главе.

Актуальность работы. Пожары и взрывы являются основными причинами катастроф судов, как при их эксплуатации, так и при строительстве или ремонте. Пожары на судах часто принимают большие размеры и приводят к крупному материальному ущербу. Тушение пожаров на судах, как правило, сопряжено с большими трудностями в оценке пожарной обстановки, значительными затратами огнетушащих веществ, привлечением большого количества сил и средств пожарной охраны и служб флота, что связано со сложностью планировки, насыщенностью пожарной нагрузки, отсутствием безопасных путей эвакуации людей и другими проблемами.

При строительстве и ремонте судов используются в качестве конструкционных и отделочных материалов более 300 типов горючих (в основном, синтетических и искусственных) материалов, масса которых доходит до 10% массы судна при водоизмещении порожнем; десятки наименований горючих материалов применяются в технологическом оборудовании и в промышленных проводках. Значительную пожарную опасность представляют широко применяемые тросы, полотнища и прочие изделия из синтетических материалов. Электрический потенциал изделий в результате трения может достигать 30 кВ. По-прежнему остается очень высокой пожарная опасность судовых и технологических кабелей

Наиболее опасными представляются пожары на верфях, которые выполняют постройку, ремонт и утилизацию судов с ядерными энергетическими установками. На некоторых верфях осуществляется перегрузка, обработка, транспортировка и временное хранение радиоактивных отходов (РО).

Анализ состояния противопожарной устойчивости предприятий судостроительной промышленности, прежде всего с ядерно-опасными объектами, позволяет сделать вывод о необходимости модернизации системы обеспечения пожарной безопасности в судостроительной отрасли с целью приведения ее в соответствие с требованиями законодательства и нормативной технической документации путем разработки комплекса обеспечения пожарной безопасности стоящихся и ремонтируемых судов (КОПБ СРС).

Пожары на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах характеризуются быстротой развития и требуют использования всех возможных сил и средств для их локализации и ликвидации. Как правило, на ремонтируемых речных и морских судах собственных сил и средств борьбы с возникшим пожаром недостаточно для его эффективного тушения. Одним из направлений повышения эффективности борьбы с пожарами на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах является совершенствование информационных процессов управления пожарной безопасностью на этих объектах.

Цель диссертационной работы - повышение эффективности управления пожарной безопасностью строящихся и ремонтируемых морских и речных судов путем разработки информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Объект исследования - информационная система обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Предмет исследования - математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов

Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в анализе обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России, в разработке математических моделей информационных процессов для комплексного управления пожарной безопасностью на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах, а также в разработке структуры информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Научная новизна диссертационного исследования:

1. Проведен анализ недостатков существующей в Российской Федерации организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, в рамках которого выявлены проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, рассмотрены особенности выполнения правила пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых морских и речных судов, предложены пути организация информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

2. Проведен анализ обеспечения пожарной безопасности всего коммерческого флота России, в рамках которого рассмотрено: фактическое состояние современного коммерческого флота России и правовые основы обеспечения пожарной безопасности морского, речного и рыболовного флота; пути взаимодействия Государственной противопожарной службы (ГПС) МЧС России с ведомственными органами пожарного надзора Минтранса и Гос-комрыболовства России; обобщены результаты этого анализа.

3. Предложены математические модели информационных процессов управления обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов:

3.1. На основе метода физико-математического моделирования (ФММ) проведено исследование сложных иерархических информационных систем и предложена математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3.2.,На основе логистического подхода предложена модель логистической задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3.3. На основе применения комплексного метода многофакторного логистического прогнозирования монотонно наступающих ЧС (МНЧС) предложены многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения.

4. На основе СА8Е-технологии разработаны основные положения применения и структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

5. На основе СЛЬБ-технологий (технологий информационной поддержки изделия (ИПИ-технологий)) разработаны предложения по применению баз данных для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Методы исследования. При разработке основных положений диссертационной работы использовались методы математического моделирования, математического и системного анализа, функциональной логистики, теории информационных систем и метод многофакторного логистического прогнозирования.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационных исследований: 1. Математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

2. Модель логистической задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

3. Многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения.

4. Структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

I 5. Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Научно-практическая ценность полученных результатов диссертационного исследования определяется важностью эффективного и устойчивого функционирования систем управления судостроительными и судоремонтными предприятиями, действующих в условиях возможного возникновения ЧС. Основные научные выводы и сформулированные предложения направлены на совершенствование систем управления таких предприятий. Предпосылками для применения разработанной математической модели информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов являются её актуальность и значимость для многоуровневых организаций, в первую очередь для судостроительных верфей и судоремонтных предприятий.

Практическая значимость работы состоит в том, что применение разработанных в ней математических моделей информационных процессов в практической деятельности позволяет повысить эффективность функционирования систем управления предприятиями судостроительной отрасли в условиях ЧС и в частности обеспечением пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов. Структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов может быть использована в практической деятельности компаний судостроительной отрасли для построения устойчивых систем управления их пожарной безопасностью, что позволит снизить риски связанные с возможными ЧС в их производственной деятельности и снизить потери в случае их возникновении. Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, могут быть использованы в различных противопожарных службах судостроительной отрасли России для решения задач обеспечения их деятельности.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены применением современной научной методологии, использованием апробированных математических методов, а также практической проверкой и реализацией основных положений и выводов.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебном процессе Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России, а также находятся в стадии внедрения в деятельность судостроительных и судоремонтных предприятий Санкт-Петербурга.

Апробация исследования. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ, а также на следующих научно-практических конференциях: международной конференции КТИФ «Пожарная охрана Мира. Расширение функций и задач», Санкт-Петербург, СПбИ ГПС МЧС России, 14 октября 2005 г.; международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф», Санкт-Петербург, СПбУ ГПС МЧС России, 21 июня 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Выводы по главе 4

В главе установлено, что САБЕ-технология представляет собой методологию проектирования ИС ОПБСРС, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС ОПБСРС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих САБЕ-средств основано на методологиях структурного (в основном) или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств.

Одним из базовых понятий методологии проектирования ИС ОПБСРС является понятие жизненного цикла ее программного обеспечения. Структуpa жизненного цикла ПО по стандарту ISO/IEC 12207 базируется на трех • группах процессов:

• основные процессы жизненного цикла ПО (приобретение, поставка, разработка, эксплуатация, сопровождение);

• вспомогательные процессы, обеспечивающие выполнение основных процессов (документирование, управление конфигурацией, обеспечение качества, верификация, аттестация, оценка, аудит, решение проблем);

• организационные процессы (управление проектами, создание инфраструктуры проекта, определение, оценка и улучшение самого жизненного цикла, обучение персонала).

Каждый процесс характеризуется определенными задачами и методами их решения, исходными данными, полученными на предыдущем этапе, и результатами. Результатами анализа, в частности, являются функциональные модели, информационные модели и соответствующие им диаграммы. Жизненный цикл ПО ИС ОПБСРС носит итерационный характер: результаты очередного этапа часто вызывают изменения в проектных решениях, выработанных на более ранних этапах разработки.

Программное обеспечение построено на принципах CASE-технологии и представляет собой набор самостоятельных программных модулей, взаимодействующих с общим для всех управляющим программным ядром в операционной среде Windows NT. Каждый программный модуль решает специализированную задачу обеспечения пожарной безопасности

Использование CASE-технологии при разработке программного обеспечения информационных систем обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов на основе CASE-технологии позволяет значительно сократить сроки и повысить качество и надежность сложных технических систем целевого назначения.

В главе определено, что внедрение ИПИ-технологий в конкретную предметную область, в то числе и в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, необходимо начинать с классификации и кодификации соответствующих проблем и задач. Для кодирования подобной информации использована широко известная в литературе система универсальной десятичной классификации (УДК). В нашем случае, закодировано всё многообразие пожарно-технической информации, которая может быть использована в различных противопожарных службах судостроительной отрасли России для решения множества как типовых, так и сравнительно редких задач обеспечения их деятельности.

Сбалансированное применение различных форм представления присоединяемых документов позволяет максимально использовать возможности РЭМ-системы для предельно полного описания во времени и пространстве процессов, связанных с возникновением, развитием пожаров и способов борьбы, с ними на строящихся и ремонтируемых судах.

Разработанная структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов (ИС ОПБСРС) позволяет повысить эффективность функционирования систем управления пожарной безопасность на судостроительных и судоремонтных предприятиях, что позволит снизить риски связанные с возможным возникновением ЧС в их деятельности, а также повысить эффективность борьбы с пожарами. Применение ИС ОПБСРС значительно сокращает затраты, как временные, так и ресурсные, на внедрение ИПИ-технологий в конкретные задачи обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

Научная задача, заключающаяся в анализе обеспечения пожарной безопасности коммерческого флота России, в разработке математических моделей информационных процессов для комплексного управления пожарной безопасностью на строящихся и ремонтируемых морских и речных судах, а также в разработке структуры информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов в диссертационной работе выполнена полностью.

Проведен анализ недостатков существующей в Российской Федерации организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, в рамках которого выявлены проблемы организации пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов, рассмотрены особенности выполнения правила пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых морских и речных судов, предложены пути организация информационного мониторинга пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Проведен анализ обеспечения пожарной безопасности всего коммерческого флота России, в рамках которого рассмотрено: фактическое состояние современного коммерческого флота России и правовые основы обеспечения пожарной безопасности морского, речного и рыболовного флота; пути взаимодействия Государственной противопожарной службы (ГПС) МЧС России с ведомственными органами пожарного надзора Минтранса и Госкомрыбо-ловства России; обобщены результаты этого анализа.

Полученные результаты диссертационного исследования определяются их важностью для эффективного и устойчивого функционирования систем управления судостроительными и судоремонтными предприятиями, действующих в условиях возможного возникновения ЧС. Основные научные выводы и сформулированные предложения направлены на совершенствование систем управления таких предприятий.

Математическая модель информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов является мощным аналитическим инструментарием для анализа особенностей функционирования многоуровневых иерархических информационных систем. Применение этой модели в практической деятельности позволяет повысить надежность функционирования систем управления судостроительными и судоремонтными предприятиями и качество принимаемых управленческих решений в области обеспечения пожарной безопасности отрасли.

Модель логистической задачи построения информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов позволяет комплексно оценивать проектные решения на ранних стадиях разработки информационных систем. Иерархия логистик, сопровождающих такой сложный производственный процесс, к которому относятся судостроением судоремонт, позволяет определить место и роль логистики пожарной безопасности и, в соответствии с этим, планировать необходимый ресурс для поддержания высокого уровня пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Многофакторные регрессионные логистические модели для прогнозирования монотонно-наступающих чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения позволяют прогнозировать возникновение чрезвычайных ситуаций на предприятиях судостроения, в том числе и пожары на ремонтируемых и строящихся судах, что является необходимым условием для принятия эффертивных решений по предотвращению таких явлений. Разработанная структура информационной системы обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов (ИС ОПБСРС) может использоваться для построения устойчивых систем управления по-жарнрй безопасность на судостроительных и судоремонтных предприятиях, что позволит снизить риски связанные с возможным возникновением ЧС в их деятельности, а также повысить эффективность борьбы с пожарами. Кроме того, применение ИС ОПБСРС значительно сокращает затраты, как временные, так и ресурсные, на внедрение ИПИ-технологий в конкретные задачи обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов.

Предложения по применению баз данных на принципах ИПИ-технологий для кодификации технической информации в информационных системах обеспечения пожарной безопасности строящихся и ремонтируемых судов позволяет на основе использования системы универсальной десятичной классификации закодировать всё многообразие пожарно-технической информации, которая может быть использована в различных противопожарных службах судостроительной отрасли России для решения множества как типовых, так и сравнительно редких задач обеспечения их деятельности.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены применением современной научной методологии, использованием апробированных математических методов, а также практической проверкой и реализацией основных положений и выводов.

Результаты диссертационного исследования внедрены в учебном процессе Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России, а также находятся в стадии внедрения в деятельность судостроительных и судоремонтных предприятий Санкт-Петербурга.

Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ, а также на апробированы на 3 международных научно-практических конференциях и опубликованы в 5 печатных работах.

1. Айламазян A.K. Информация и информационные системы. М.: Радио и связь, 1982.160 с.

2. Ани В.В. Справка о пожарах на судах речного флота, происшедших в 2005 году. М.: Росречфлот, 2006. 5 с.

3. Аристархов В.В. Возрождать флот забота общая // Морской флот. 1999, №5. С. 3-5.

4. Артамонов B.C., Кадулин В.Е. Интеллектуальные информационные системы. Учебное пособие. СПб.: СПбУ МВД России, 2001.

5. Архипова Н.И., Кульба В.В. Управление в чрезвычайных ситуациях. М.: 1998.

6. Аудит и новый стандарт ИСО 19011. Выпуск 19. М.: НТК «Трек», 2002, 60 с.

7. Багров Л.Б. Укреплять и развивать связи в условиях рыночной экономики // Речной транспорт. 2003, № 1. С. 2 6.

8. Баскин А.И. Современные подходы к регулированию торгового мореплавания'//Морской флот. 1996, № 5. С. 12 -14.

9. Быков В.Б. В Службе морского флота: итоги года //Морской флот.2005, №3. С. 3-4.

10. Быков В.Б. Морской транспорт России в 2005 году «// Морской флот.2006, №3. С. 4-6.

11. Быков В.Б. Аварийность на транспорте // Морской флот. 2005, № 3. С. 7. 1

12. Вейхман В.В. Законодательное закрепление норм международных конвенций о подготовке и дипломировании моряков и рыбаков // Безопасность мореплайания и ведения промысла. 2001. Вып. 128. С. 26-34.

13. Внуков B.C., Сичкарук О.В., Чкуасели Л.И. Ядерная безопасность при обращении с радиационными отходами, содержащими делящиеся материалы. Атомная энергия, 2000, т.88, вып.5, с.362-370.

14. ГОСТ Р 22.1.01 -95. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения. М.: Юридическая литература, 1995.

15. ГОСТ Р 22.1.02 95. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения. М.: Юридическая литература, 1995.

16. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ «Пожарная безопасность. Общие требования». Юридическая литература, 1992.

17. ГОСТ Р 22.1.06 99. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов. Общие требования. М.: Юридическая литература, 1999:

18. ГОСТ Р 22.1.07 99. Мониторинг и прогнозирование опасных метеорологических явлений и процессов. Общие требования. М.: Юридическая литература, 1999.

19. ГОСТ Р 22.1.08 99. Мониторинг и прогнозирование опасных гидрологических явлений и процессов. Общие требования. М.: Юридическая литература, 1999.

20. Гражданский кодекс Российской Федерации // Полный сборник кодексов Российской Федерации. М.: Славянский дом книги, 1999. С. 1-189.

21. Давыдов Б.П. Лицензирование деятельности на морском транспорте России // Морской флот. 1994, № 5 6. С. 16 -17. '

22. Денисов A.A., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. Л.: Энергоиздат, Ленингр. отд-ние, 1982,288 с.

23. Доценко С.М. и др. Информационное обеспечение управления и флот / Под общ. ред. Г.Н. Королькова. СПб.: Ника, 2002. 260 с.

24. Драницын C.B. Быть ли морскому флоту России? // Морской флот.2003, №3-4. С. 3-5.• ; ■ i м

25. Драницын C.B. Морской флота Российской Федерации: ретроспектива, состояние, перспектива, проблемы //Морской флот. 2002, № 1 2. С. 5 -10.

26. Жуков Ю.И., Малыгин И.Г., Смольников A.B. Информационное сопровождение процессов разработки и эксплуатации сложной пожарной техники (CALS технологии) // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №4. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2003.

27. Захарова К.П., Масанов O.A. Битумирование жидких радиационных отходов. Оценка безопасности и опыт эксплуатации Атомная энергия, 2000, т.89, вып.2, авг., с. 135-139

28. Ивченко Б.П., Мартыщенко J1.A., Монастырский M.J1. Теоретические основы информационно-статистического анализа сложных систем. СПб.: Изд. "ЛАНЬ", 1997. 320 с.

29. Ивченков A.A., Дмитров В.И. Опыт внедрения CALS за рубежом. М.: Автоматизация проектирования, 1997, № 1.

30. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели. М.: ООО Издательский дом "МВМ", 2003. 264 с.

31. Интегрированная логистическая поддержка наукоемких изделий. Концепция. М.: Минпромнауки России, 2002.

32. Информационные технологии в наукоемком машиностроении. Киев: Техника, 2001

33. Кабанов А.Г., Давыдов А.Н., Барабанов В.В., Судов E.B. CALS1.'технологии для военной продукции. М.: Стандарты и качество. 2000. №3. С. 33-38.

34. Казанцев Е.А. Инвестиционные проекты на речном транспорте // Морской флот. 2004, № 6. С. 3 4.

35. Классификация чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера (утверждена Постановлением Правительства Российской Федерации от 13 сентября 1996 г. № 1094). М.: МЧС России, 1996.

36. Кодекс торгового мореплавания Российской Федерации. М.: «Русская панорама», 1999. 248 с.

37. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков C.B. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002. 304 с.

38. Конвенция о спасании вступила в силу//Морской флот. 1996, №6. С. 13.

39. Консолидированный текст конвенции COJ1AC-74. СПб.: ЦНИИМФ, 1993. 758 с.

40. Левин В.Б. Приватизация, преобразование государственных предприятий, лицензирование транспортной деятельности // Морской флот. 1994, № 1-2. С. 6-7.

41. Леонов М.А. Пожар на БМРТ «Мыс Лазарева» в порту Корсаков // Безопасность мореплавания и ведения промысла. СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. Вып. 08. С. 3-10.

42. Лупанов С.А., Фирсов А.Г., Майоров М.М., Сибирко В.И., Путин B.C. Состояние ресурсной обеспеченности ГПС. М.: Пожарная безопасность, 2003, №2, с. 142-148

43. Лупанов С.А., Фирсов Г.А., Зарипов P.A. Гибель людей при пожарах: статистика, анализ условий и причин. М.: Пожарная безопасность, 2003, №1, с. 72-80 '

44. Любимов Е.В. Актуальные вопросы пожаробезопасности в судостроении. Промышленная безопасность в Северо-западном регионе, 2000, №2/3, с. 54-56 '

45. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление проектами. Справочник для профессионалов. М. Высшая школа, 2001.

46. Малинин Е.В. «Европейские ворота» об одной створке // Экономика и жизнь. 1999, №36. С. 23.

47. Малинин Е.В. Особенности национальной рыбалки // Экономика и жизнь. 2004, № 47. с. 30.

48. Малыгин И.Г. Использование технологий информационной поддержки изделий (САЬБ-технологий) при разработке сложной спасательной и пожарной техники. СПб.: «Жизнь и безопасность», №2,2004.

49. Материалы Международная конференция по безопасности рыболовных судов 1977 года. Л.: Транспорт, 1979. 200 с.

50. Международная конференция по подготовке и дипломированию моряков 1978 года. М.: ЦРИА «Морфлот», 1982. 324 с.

51. Международные и региональные организации по стандартизации и качеству продукции. М.: Изд. стандартов, 1990. 216 с.

52. Мессарович М.Д., Мако Д., Такахари И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973, 344 с.

53. Накисбеков У.К., Любимов Е.В. Пожарно-техническая обеспеченность предприятий судостроения // Вестник Санкт-Петербургского института ГПС МЧС России №1(8), 2005. СПб.: СПбИ ГПС МЧС России. 2005. С. 18-22.

54. Никитин B.C. Оценка радиационного и химического рисков утилизации АЛЛ «Курск». СПб.: Судостроение, 2003

55. Николаева A.B., Николаев Ю.А., Геворкян Ю.Р., Крюков A.M., Королев Ю.Н. Охрупчивание низколегированной конструкционной стали под действием нейтронного облучения. Атомная энергия, 2000, т. 88, вып. 4, апр., с. 271-277.

56. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. М.: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. 320 с.

57. Нужны ли меморандумы о взаимопонимании? // Морской флот. 1994, № 7-8. С. 28.

58. Обстановка с пожарами в Российской Федерации за 2002 год. М.: Пожарная безопасность, 2003, №2, с. 159-173

59. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: Реинжиниринг организаций и информационные технологии. М.: Финансы и статистика, 1997. 336 с.

60. Окрепилов В.В. Всеобщее управление качеством. Кн. III. Законодательные и нормативные документы. СПб.: Изд-во СПбУЭФ, 1996.212 с.

61. Перечень продукции, подлежащей обязательной сертификации в области пожарной безопасности в Российской Федерации. М.: ВНИИПО, 1999. 42 с.

62. Пожарная безопасность 2005. Комплексные решения, техника, оборудование, услуги: Специализированный каталог. М.: «Гротек», 2005. - 192 с.

63. Полянцев Ю.М., Раховецкий А.Б. Банк нормативных актов морского транспорта // Морской флот. 1994, № 7 8. С. 5 - 6.

64. Попков Ю.С. Теория макросистем (равновесные модели). М.: Эдитори-алУРСС, 1999.320 с.

65. Постановление Правительства РФ «О лицензировании отдельных видов деятельности» от 24.12.1994 г. № 1418 (с учетом изменений до 2000 г.). М.: Юридическая литература, 1995.

66. Постановление Правительства РФ «Об учреждении государственных администраций морских рыбных портов». Собрание законодательства Российской Федерации. М.: Офиц. изд. адм. Президента, 1994. С. 343 344.

67. Постановление CM Правительства РФ «Об организации управления морскими портами» / Собрание актов Президента и Правительства Российской Федерации. М.: Офиц. изд. адм. Президента, 1993. № 51. С. 5637.

68. Правила классификации и постройки морских судов. СПб.: Российский Морской Регистр Судоходства, 1999. Т. 1.472 с.

69. Правила классификации, проектирования, постройки и оборудования маломерных судов промыслового флота. СПб.: Гипрорыбфлот, 1998. 182 с.

70. Пресс-конференция «300 лет российскому флоту// Морской флот. 1996, №5. С. 5. !

71. Приказ Министра транспорта РФ от 24 декабря 2002 г. № 158 «Об утверждении Правила пожарной безопасности на судах внутреннего водного транспорта Российской Федерации» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 4 января 2003 г. № 4091)

72. РД 1-000 99. CALS-технологии. Терминологический словарь. М.: Издательство стандартов, 2000.

73. Решетов Н.В. Классификационное общество должно играть ключевую роль в повышении безопасности судоходства // Морской флот. 1997, № 9. С. 12-13.

74. Решетов Н.В. Стандарт безопасности // Безопасность мореплавания и ведения промысла. СПб.: Гидрометеоиздат, 1999. Вып. 109. С. 68 76.

75. Решетов Н.П. МКУБ вводится с 1 июля 1998 г.// Морской флот. 1996, № 3. С. 23.

76. Ржепецкий K.JI. Статическое электричество и корабельные пожары. Мониторинг. Безопасность жизнедеятельности, 1995, №3, с.38-39

77. Российский морской регистр судоходства // Морской флот. 1996, № 2. С. 12.

78. Российский Речной Регистр. Правила (в 3 томах). М.: Изд. «Марин инжиниринг сервис», 1995. Т.1.329 с.

79. Руководство по проведению пожарно-профилактической работы на судах ММФ, находящихся в эксплуатации. РД 31.21.44-86. М.: В/О «Морте-хинформреклама», 1998. 84 с.

80. Сборник руководящих документов по лицензированию видов деятельности в области пожарной безопасности. М.: «ИНФРА-М», 1995. 68 с.

81. Слотин Ю.С. Интервальное построение регрессионных моделей по методу компромиссных значений функции отклика. Труды международной конференции "Идентификация систем и задачи управления", Москва 26-28 сентября 2000 г. Изд-во: ИПУ РАН. 2000,16 с.

82. Слотин Ю.С. Ранжирование факторов // В справочнике Надежность и эффективность в технике. Том 5: Проектный анализ надежности. М.: Машиностроение, 1988. С. 310 316.

83. Смирнов Б.А. Реализация Программы возрождения флота России // Морской флот. 2004, № 9-10. С. 4 5.

84. Смирнов Б.А. Совместные усилия, направленные против субстандартных судов // Морской флот. 1995, № 1-2. С. 22 25.

85. Теория управления. Терминология. Вып. 107. М.: Наука, 1988. 56 с.

86. Тепляков М.В. Проблемы огне- и пожарозащиты кабельных трасс в судостроении. Электромонтажное производство, 1992, вып. 1(17), с.35-37

87. Федеральный закон «О безопасности гидротехнических сооружений» № 117-ФЗ от 21.07.1997 г. / Собрание законодательства РФ. М.: Офиц. изд., 1997. С. 5883-5891.

88. Федеральный закон «О лицензировании отдельных видов деятельности». М.: Новые законы и нормативные акты. 1998, № 29. С. 3 -16.

89. Федеральный закон №69-ФЗ от 21 декабря 1994 года «О пожарной безопасности» (с дополнениями и изменениями). М.: Юридическая литература, 2005. 48 с.

90. Федеральный закон от 7 марта 2001 г. № 24-ФЗ «Кодекс внутреннего водного транспорта Российской Федерации» (Собрание законодательства Российской Федерации, 2001, № 11, ст. 1001)

91. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» (Принят Государственной Думой 5 декабря 1995 г.). М.: Юридическая литература, 1996.

92. Чашин Ю.В. Аварийность судов промыслового флота Российской Федерации за 2005 г. // Безопасность мореплавания и ведения промысла. СПб.: Гидрометеоиздат, 2006. Вып. 168. С. 3 -10. '

93. Шаталов A.C. Отображение процессов управления в пространствах состояний. М.: Энергоатомиздат, 1986. 256 с.

94. Шильников П.С., Овсянников М.В. Как нам реализовать STEP. М.: САПР и Графика, №7, 1998.

95. Шторм В.Б. В эксплуатации у российских моряков // Морской флот. 1995, №5-6. С. 6.

96. Яшин С.В. Государственный портовый надзор // Морской флот. 2006, №2. С. 34-35.

97. Яшин С.В. Классификационные общества: соперничество или сотрудничество // Морской флот. 1997, № 2. С. 26 27.