автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Модели и алгоритмы поддержки управленческих решений при тушении пожаров нефтяных резервуаров

9 15-5/661

На правах рукописи

ДАНИЛОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ НЕФТЯНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Специальность: 05.13.10 Управление в социальных и экономических системах (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2015

На правах рукописи I ...У

/"Ч 'I

ДАНИЛОВ МИХАИЛ МИХАЙЛОВИЧ

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ НЕФТЯНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Специальность: 05.13.10 Управление в социальных и экономических системах (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2015

Работа выполнена в учебно-научном комплексе пожаротушения ФГБОУ В ПО «Академия Государственной противопожарной службы МЧС России»

Денисов Алексей Николаевич, кандидат технических наук, доцент

Порошин Александр Алексеевич,

доктор технических наук, старший научный сотрудник, начальник научно-исследовательского центра ФГБУ ВНИИ противопожарной обороны МЧС России

Родионов Евгений Григорьевич,

кандидат технических наук, доцент, начальник кафедры пожарной безопасности объектов защиты (в составе УНК «Государственный надзор») ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России»

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»

Защита диссертации состоится 07 октября 2015 года в 14:00 на заседании диссертационного совета Д.205.002.01 при Академии Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4, зал диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии Государственной противопожарной службы МЧС России и на сайте

http://academygps.ru/nauka/dissertacionnyje-sovety/dissertacionnyj-sovet-d-205.002.0 Ш155еПасп-5о1зка1е^^ат1оу-т1ЬаП-гш1^1оую11

Автореферат разослан ОЯ- _

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направить в Академию Государственной противопожарной службы МЧС России по указанному адресу.

Ученый секретарь

диссертационного совета -

доктор технических наук, доцент С.Ю. Бутузов

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Дежурные смены пожаротушения являются объектом мультидисциплинарного исследования, так как задачи, стоящие перед ними, настолько сложны, что требуют разработки новых методов и средств управления. В течение последних десяти-пятнадцати лет выделилось перспективное направление в области хранения нефтепродуктов - использование двустенных резервуаров (резервуары с защитной стенкой РВСЗС). Правила, разрешающие использовать РВСЗС на объектах нефтепродуктообеспечения, появились в 2000 году. Комплексный анализ данных о пожарах (загораниях) и их последствиях дает представление о масштабах ситуации с пожарами в резервуарных парках, сопровождающимися разрушением стенок резервуара.

В настоящее время в условиях интеграции экономических, социальных, а также проблемно-ориентированных на евразийские стандарты систем проблема пожаротушения усложняется в связи с использованием РВСЗС. Для ее решения становится актуальной разработка методов поддержки принятия управленческих решений при пожаротушении мобильными средствами. Интеграционный процесс управления пожарными подразделениями требует разработки новых моделей и алгоритмов, способствующих эффективному решению задач управления, основанных на механизме принятия управленческих решений руководителем тушения пожара (РТП).

В последние годы все чаще возникает необходимость принятия оптимальных решений в условиях неполной информации, когда существенную роль играют случайные факторы. В результате работы ученых была создана теория принятия решений, использующая различные математические методы принятия решения. Одним из определяющих факторов в таких задачах является внешняя среда при оперативно-тактических действиях (ОТД). Поэтому использование моделей и алгоритмов принятия решений при ведении ОТД по тушению пожара РВСЗС является оправданным. Следовательно, требуется построение моделей поддержки принятия управленческих решений, адекватно функционирующих в граничных условиях ведения ОТД (например, тепловое воздействие от пожара резервуара с нефтепродуктом; определение количества сил и средств, достаточных для локализации и ликвидации пожара).

Принятие управленческого решения на тушение РВСЗС имеет свои особенности в рамках конструктивного исполнения резервуара. Анализ нормативно-распорядительной документации по тушению пожаров и описаний пожаров в резервуарах свидетельствует о значимости размещения ресурсов при этом. Для оперативных задач по размещению личного состава и техники существует массив вариантов, из которых необходимо выбрать приемлемый. Качество и быстрота выбора решения для согласованности действий пожарных подразделений, сопоставляемых с ретроспективным

анализом реализации управленческих решений, позволяет судить о реагировании на принятое управленческое решение.

Научные концепции автора, нашедшие выражение в настоящем исследовании, сформировались на научных подходах к разработке моделей, методов и алгоритмов поддержки принятия решений при тушении пожаров, включая расчетно-аналитические и математические подходы, изложенные в трудах Н. Н. Брушлинского, С. В. Соколова, Б. М. Пранова, В. Б. Коробко, Н. Г. Топольского, А. П. Абрамова, А. Н. Членова, А. А. Таранцева, А. Н. Денисова, А. Н. Григорьева, Н. М. Хыонга, В. В. Теребнева, Д. В. Тараканова, В. М. Климовцова, В. В. Кафидова и др.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ является процесс принятия управленческих решений при ведении оперативно-тактических действий в резервуарах с защитной стенкой.

ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ являются модели и алгоритмы управления при взаимодействии привлекаемых сил и средств для пожаротушения резервуара с защитной стенкой мобильными средствами.

ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ является формирование модели функционирования пожаротушения резервуара с защитной стенкой мобильными средствами для повышения эффективности управления участниками тушения пожара (пожарными подразделениями).

Для достижения поставленной цели исследования необходимо было решить следующие задачи:

1. Провести комплексный анализ вопросов управления и принятия решений включающий подходы к управлению пожарными подразделениями при пожаротушении в резервуарных парках РВСЗС для определения характеристик модели;

2. Разработать алгоритмы и модели поддержки принятия управленческих решений руководителя тушения пожара при ведении ОТД на основе ситуационно-сценарных действий пожарных подразделений;

3. Разработать модели и алгоритмы решения задач управления и принятия решений при взаимодействии привлекаемых сил и средств;

4. Провести верификацию разработанных моделей и алгоритмов решений при пожаротушении в резервуарных парках.

ОСНОВНЫМИ МЕТОДАМИ ИССЛЕДОВАНИЯ для решения задач стали методы системного анализа, теории принятия решений, теории графов, исследования операций и натурного моделирования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА результатов исследования заключается в разработке подхода к системе поддержки принятия решений, включающей в себя модели и алгоритмы поддержки принятия управленческих решений при пожаротушении РВСЗС. Данный подход реализован в следующих моделях и алгоритмах:

- впервые разработана модель функционирования привлекаемых сил и средств для пожаротушения резервуаров с защитной стенкой мобильными средствами исходя из достаточности или избыточности технических средств

и участников тушения пожара, результат представлен в виде алгоритмов функционирования взаимодействующих сил и средств;

- предложена оптимизация структуры ресурсов оперативных пожарных подразделений и закрепления их за участками (секторами) тушения пожаров;

- предложен алгоритм поиска оптимального соотношения числа позиций на тушение, пожарных подразделений и количества материально-технических ресурсов;

- предложен алгоритм выбора средств индивидуальной защиты на позициях по тушению пожара при ведении ОТД;

- представлены расчетные состояния оперативно-тактических действий пожарных подразделений при организации тушения пожара мобильными средствами на основании новых полученных знаний РТП;

- предложена оценка и согласование управленческих решений (алгоритм индифферентного выбора) при тушении пожара резервуара вертикального стального с защитной стенкой.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ результатов исследования заключается в возможности их использования при принятии управленческих решений в процессе:

- разработки документов предварительного планирования ведения ОТД в резервуарных парках;

- информационно-аналитического анализа действий подразделений пожарной охраны при пожаротушении РВСЗС и в поддержке принятия управленческого решения при тушении пожаров;

-информационно-тактической экспертизы пожаротушения

нефтяныхрезервуаров.

Кроме этого, получено предельное время реагирования пожарных подразделений на управленческое решение.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ диссертационной работы нашла свое отражение в учебном процессе Академии Государственной противопожарной службы МЧС России при изучении дисциплин: «Пожаротушение», «Организация тактических действий», «Оперативно-тактические действия при тушении пожаров», «Управление силами и средствами при тушении пожаров»;

- в учебном процессе на базе института развития Академии ГПС МЧС России;

- в практической деятельности федеральной противопожарной службы в комплексе алгоритмов принятия управленческих решений;

- при проведении НИРС «Аппроксимация данных принятия управленческих решений на объектах экономики» Раздел 2,3 п. 135 Плана научной работы Академии ГПС МЧС России на 2015 г.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ проводилась на заседаниях кафедры, а также отражена в материалах: V Московской межвузовской научно-практической конференции «Студенческая наука» (г. Москва, 2011), VI Международной научно-практической конференции курсантов (студентов), слушателей

магистратуры и адъюнктов (аспирантов) «Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы» -(Минск, КИИ, 2012 г.); VI Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы безопасности в Российской Федерации» (Екатеринбург, УрИ ГПС МЧС России, 2012 г.); Международной конференции, посвященной 80-летию Академии ГПС МЧС России (Москва, 2013 г.); Международной научно-технической конференции «Системы безопасности» (г. Москва, 2014 г.); Международных научно-практических конференциях «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации» (г. Москва, 2012, 2014, 2015 гг.), Международных научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности» (г. Москва 2012 2014,2015 гг.).

ПУБЛИКАЦИИ. В процессе работы над исследованием автором опубликовано 20 работ, 4 из которых - в научных изданиях, включенных в Перечень рецензируемых научных журналов ВАК РФ.

ЛИЧНЫИ ВКЛАД АВТОРА. Основные результаты работы отражены в совместных публикациях, тематика которых связана с разработкой алгоритмов для системы поддержки принятия управленческих решений и моделей функционирования пожаротушения резервуара с защитной стенкой мобильными средствами получены автором самостоятельно, в работах автор принимал участие в построении алгоритмов и разработке расчетных состояний ОТД пожаротушения.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

- модель функционирования привлекаемых сил и средств для пожаротушения резервуара с защитной стенкой мобильными средствами и алгоритмы поддержки принятия управленческих решений при реагировании взаимодействующих сил и средств подразделений МЧС России исходя из достаточности или избыточности технических средств и участников тушения пожара;

- модель рационального числа оперативных подразделений и закрепления их за участками (секторами) тушения пожара и алгоритм выбора средств защиты в граничных условиях тушения пожара.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из четырех глав, заключения, приложений и списка литературы. Включает в себя 182 страницы текста, 34 рисунка, 6 таблиц, 293 наименования списка литературы, 11 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматривается современная характеристика примятой к рассмотрению проблемы и актуальность исследования. Сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, практическая значимость и реализация результатов, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Анализ поддержки принятия управленческих решений при тушении пожаров нефтяных резервуаров и связи принятия

решений», осуществлен анализ существующей системы управления и исследованы проблемы и пути решения в виде диаграмм «проблемы -причины». Рассмотрена межуровневая связь функций управления в форме цикла управленческого решения.

Учитывая ранние исследования в области организационно-управленческих проблем пожаротушения в резервуарных парках (РП) в совокупности связанных между собой признаков, удалось выявить основные направления совершенствования принятия управленческих решений при пожаротушении заключающегося в информационной поддержке РТП. Это: комплексная оценка РП, имеющих РВСЗС, обоснование ресурсов, системный анализ функционирования пожаротушения РВСЗС, потребность потребления нефтепродуктов как в России, так и в мире. Определена роль управления пожарными подразделениями при тушении нефтяных резервуаров, выявлены проблемы поддержки принятия управленческих решений РТП, осуществляющих тушение пожаров в резервуарных парках. Определена роль информационной поддержки РТП при ведении ОТД.

Показано что описание функций управления (информационные данные, формирование и передача распоряжения, контроль решения, оперативное планирование и прогнозирование решения, сосредоточение) представляется в межуровневой связи цикла управленческого решения при пожаротушении представленной на рисунке 1. При многообразии межуровневых связей управления пожарными подразделениями содержание и форма информации являются основными элементами при решении вопросов управления пожарными подразделениями. Возникает потребность в разработке научно обоснованных моделей и алгоритмов пожаротушения РВСЗС через инструмент научного обоснования, комплексного анализа характеристик структурно-функциональных параметров пожаротушения, формализации процесса принятия управленческого решения, алгоритмизации действий пожарных подразделений, предполагающей расширение функциональных возможностей РТП в процессе ведения ОТД.

Рисунок 1 - Межуровневая связь управленческого решения 7

Использование разработанных моделей и алгоритмов управления пожарными подразделениями при ведении ОТД позволит сократить время на принятие управленческих решений и реагирования на принятое решение.

Во второй главе «Теоретическое обоснование граничных условий пожаротушения резервуара вертикального стального с защитной стенкой при управлении пожарными подразделениями» рассмотрены граничные условия пожаротушения РВСЗС, оказывающие влияние на решение задач управления и принятие решений при пожаротушении мобильными средствами. Определено что одним из этапов совершенствования функционирования системы пожаротушения резервуара мобильными средствами является расширение информатизации процесса управления, включающей разработку информационной составляющей для системы поддержки принятия решений.

Показано что увеличение объема информации, поступающей РТП, широта спектра решаемых оперативно-тактических задач пожарными подразделениями, необходимость учета большого числа взаимосвязанных факторов развития и тушения пожара, а также быстро меняющаяся обстановка требуют использования информационных технологий в процессе подготовки и принятия управленческих решений.

В главе теоретически обосновываются (моделируются) граничные условия пожаротушения в РВСЗС, которые оказывают воздействие на решение задач управления пожарными подразделениями и принятие решений при пожаротушении мобильными средствами.

Из проведенного комплексного анализа следует, что время, затраченное пожарными подразделениями на следование к месту пожара и начальные ОТД, является исходной информационной составляющей для совершенствования процесса управления пожарными подразделениями и поддержки принятия управленческих решений, отражающей деятельность пожаротушения и позволяющей формализовать взаимодействия сил и средств при возникновении и развитии пожара в РВСЗС.

Решение задач управления пожарными подразделениями и принятия решений РТП определяется глубиной системного анализа, а также ориентацией подхода к методу формализации и средств управления на достижение конечной цели, рисунок 2.

Одним из этапов является создание модели оперативно-тактических задач при тушении пожара в РВСЗС, и рациональное построение иерархической структуры управления при пожаротушении.

Показано, что для реализации модели необходимо рассмотреть систему взаимодействующих факторов и граничных условий ведения ОТД при пожаротушении РВСЗС, а РТП необходимо иметь оперативный доступ к информации, касающейся любого элемента структуры пожаротушения. Каждая из структур решает определенный круг поставленных задач.

Рисунок 2 - Система факторов, определяющих управленческое решение при пожаротушении двустенного резервуара: - факторы управленческого решения;

1 - рассудительность РТП; 2 - система поддержки принятия решений;

3 - характер объекта; 4 - опыт в пожаротушении

Для установления отношений в структуре пожаротушения предложено рациональное построение иерархической структуры на дискретном множестве Т = {0, 1, ...,/,... , Ык}. Система поддержки принятия решений (СППР) будет определена следующими массивами: УО(!) = {Ь, ГВ, Д КД ск}. Массив ОТД представляет собой математическое описание динамической системы пожаротушения РВСЗС в дискретном времени Т\

Ь - множество входных воздействий, численность (количество личного состава, пожарной техники и оборудования, параметры окружающей среды и пожара и т. п.);

ГВ - множество выходных величин /(/) (интенсивность и расход огнетушащих веществ, возможность выполнения операции определенного вида ОТД и т. п.);

/) - множество состояний РВ{()\

К£): £) х £ —> £> - переходная функция, определяющая будущие состояния системы пожаротушения;

ск: О —> выходная функция системы пожаротушения.

Система, находясь в момент / = 0 в состоянии х-(О) (например, ресурсы в месте дислокации) и получая входное воздействие /(т) на интервале от I = О до / = т (сообщение о пожаре), в момент т оказывается в состоянии ф (0, т, дг(0), /(т)) со значением выхода ск (0, т, х(0), ;'(т)).

На множества входных воздействий системы налагаются ограничения, называемые подмножеством допустимых значений (ранг и параметры

пожара, вид объекта, на котором произошел пожар, и т. п.), множество целей, ограничения на допустимые значения состояния и выходов есть основная задача на пожаре, вид ОТД.

Эффективность управления предлагается оценивать заданной тактической функцией (например, факторами обстановки пожара), а задачу управления - как допустимое преобразующее начальное состояние целенаправленной динамической системы.

Приведенная структура системы управления позволит рационально формировать управленческое решение с различными видами связей между подразделениями, а также на основе ретроспективной и текущей информации определить варианты развития пожара (сценарии) резервуара с защитной стенкой в граничных условиях, рисунок 3.

Комплексный анализ показал, что ведение пожарными подразделениями оперативно-тактических действий сопровождаются тепловым излучением, запыленностью, загазованностью, повышенным уровнем шума и температуры, повышенной скоростью перемещения воздуха и другими граничными условиями пожаротушения.

На основе комплексного анализа пожаров и аварий, произошедших как у нас в стране, так и за рубежом, пожары резервуаров в резервуарных парках можно формализовать в виде сценариев развития пожара в РВСЗС.

Каждая ситуация при сочетании определенных граничных условий может иметь различные стадии развития и завершения. Исходя из комплексного анализа причин и факторов, способствующих возникновению постадийного развития пожара, возможны следующие ситуационно-сценарные варианты (С) в различных вариативных проявлениях, рисунок 4.

Рисунок 3 - Сценарий развития пожара резервуара с защитной стенкой

Рисунок 4 - Ситуациоино-сценарный алгоритм действий пожарных подразделений

На основании анализа данных, представленных на рисунке 4, а также тактических возможностей пожарных подразделений (отделений с установкой пожарных машин на водоисточник (определяется одним из входных данных для поддержки принятия управленческих решений и характеризуется предельным расстоянием подачи огнетушащих веществ в зависимости от типа пожарных стволов)) впервые был разработан алгоритм решения рациональной задачи расположения ресурсов, представленый на рисунке 5.

Статья 41 Конституции РФ гарантирует право на охрану здоровья, а статья 42 - право на благоприятную окружающую среду, и на возмещение ущерба, причиненного здоровью человека или его имуществу экологическим правонарушением. Однако это право не всегда реализуется на практике. Комплексный анализ ведения ОТД сопровождающихся повышенным выделением тепла и тепловым излучением от пожара позволяет сделать следующие выводы: в зависимости от источника температуры, энергия облучения имеет различный спектральный состав; нормированное значение интенсивности облучения от источника превышено даже на значительном расстоянии; в методику расчета сил и средств при ОТД необходимо включать измерения интенсивности теплового излучения в направлении защищаемого ресурсного обеспечения; для оценки защиты позиций необходимо знать векторное распределение тепловых полей.

Анализ пожаров показывает, что каждый источник излучения имеет характеристики как по величине интенсивности, так и по спектральному составу. РТП, учитывая воздействие теплового излучения, применяет различные способы защиты.

Распыленная струя1*32 Н'бОм.асг.

Компактная струя!=25 * Н-40 м.о. ст. 60

Г. >

Компактная стру«1«32 м

Распыленная струяй = 25 мм Н-40 м.а. ст. Предельная область подачи ОВ, м Предельно* расстояние основного РВС. м Предельный угол работы. Предельное расстояние до защитной стенки, м Предельный угол работы стаола.

Значения подачи огнетушащего веществсГ^завиа7мостй от фаничных условий

Рисунок 5 - Алгоритм решения задачи рациональногоразмещения ресурсов

Для моделирования и обоснования теплового воздействия на ресурсное обеспечение при пожаротушении проведен комплексный анализ применяемых средств теплозащиты. При определении воздействия на позицию, с использованием данных о тепловом излучении и с привязкой ОТД по характеристике источника излучения на позицию, получено влияние величины плотности теплового потока на рассматриваемую модель, рисунок 6, 7. з

____

—1— =еь, -У-С ' »—1— *

У</ У / / / / / //у

—падающийтепловой готок при горении нефти (при скорости ветра '»'»2м/с) на— падающий тепловой поток при горении нефти (при корости ветра V =6 м/с)

падающий тепловой поток при горении дизельиоготоплива (при скорости ветра м/с)

-падающий тепловой поток при горении дизельного топлива (.при скорости ветра 7»6 м/с)

Рисунок 6 - Диаграмма минимальных и максимальных падающих тепловых потоков при граничном условии выбора вида теплозащиты

Воздействие лучистой энергии на находящиеся рядом поверхности нагревает их, и те, в свою очередь, становятся вторичными источниками.

Поэтому обеспечение и выбор эффективных средств защиты (и их вида), а также их необходимого количества является актуальным и определяется исходя из структуры ОТД.

-•_ -

V т»

угол наклона пл|75 при горемиидизтоплиеа угол наклоне пламени 75 пр.- горении нефти угол наклона пламени 50 при горении ¿изтоплива • - угол наклона пламени 50 при госении нефти

-угол наклона пламени 25 при горении дизтоплива

угол наклона пламени 25 при горении нефти —■—угол изклоиэ пламени 0 при горении ¿изтоплива —»—угол наклона пламени 0 при горении нефти

Рисунок 7 - Распределения минимального и максимального угла наклона пламени при граничном условии выбора вида теплозащиты

На основе комплексного анализа описаний пожаров и статистических данных был составлен алгоритм выбора средств защиты в граничных условиях (позволяющий подобрать наиболее пригодные к использованию средства индивидуальной защиты на разных позициях при тушении пожара) представленный на рисунке 8._

Алгоритм НО ИСМОирV СРС1СГВ (аШМТЫ В I рЯНН'ШМ* УСЛОВИЯХ

X

ц

| Обеспечение средствами контроля | [определение источника тепловыделений на рабочих местах |

Приборное обеспечение Экспресс метод 1

| Исследование | Искрои тепловыделения |

Конвективные

Определение характеристик излучения

-А-

I Окружающей среды

Воздействия на объекты в т. ч. и на человека

Температура

1

Тснлорадианионные

1 ] 1

3 0 1

3 * X г

о. С- ь о е ш

т д т

Спектральный и Интегральный состав, Векторное распределение. Угол расположения

Выбор средств защиты с учетом особенностей

Средства зашиты -» | 1 $ 8 5 £ ■ Н Экраны

Ткани теплозащитные и теплоотражательные Выбор РТП

Защитная одежда

Средства индивидуальной защиты

Рисунок 8 - Алгоритм выбора средств индивидуальной защиты на позициях по тушению пожара

В качестве примера предлагается оценочная аппроксимация средств защиты. Средства защиты характеризуются постоянной величиной температуры источника, интенсивностью излучения и переменной температурой нагрева в граничных условиях.

Исходя из условий оказывающих влияние на решение задач управления и принятие решений при пожаротушении резервуара вертикального стального с защитной стенкой определено время реагировании на принятое управленческое решение; рассмотрены граничные условия по влиянию интенсивности передачи тепла, влиянию ветра на оперативно-тактические действия пожарных подразделений, условию интенсивности охлаждения, расчету нагрева РВСЗС от теплового потока и условию движению воздуха под влиянием естественных факторов.

В третьей главе «Модели и алгоритмы комплексной поддержки управления привлекаемыми пожарными подразделениями при тушении пожаров в резервуарном парке» описан и алгоритмизован процесс ведения ОТД пожарными подразделениями при тушении пожара в РВСЗС.

Увеличение объема информации, поступающей РТП, увеличение и усложнение решаемых оперативно-тактических задач, необходимость учета большого числа взаимосвязанных факторов и быстро меняющейся обстановки требуют использования информационных технологий в процессе подготовки и принятия решений. Эффективность проведения ОТД пожарных подразделений при тушении определяется решениями, связанными с определением соотношения составляющих системы пожаротушения (мобильные средства, резервуар, силы пожаротушения, материально-технические ресурсы).

С целью комплексной реализации управления подразделениями пожарной охраны при пожаротушении обоснована эффективность проведения ОТД пожарных подразделений и доказана необходимость применения поддержки принятия управленческих решений на месте пожара.

Комплексная поддержка принятия управленческих решений на месте пожара необходима для определения соотношений в системе пожаротушения в резервуарах и основана на моделировании и оптимизации ее функционирования. В главе были формализованы сценарии тушения пожара исходя из достаточности или избыточности технических средств и участников тушения пожара в соответствии с документами предварительного планирования. Описана динамика функционирования привлекаемых сил и средств, позволяющая моделировать число оперативных подразделений и огнетушащих средств и закрепления их за участками (секторами) тушения пожара в зависимости от сосредоточения пожарных подразделений.

В зависимости от сосредоточения (количества) привлекаемых пожарных подразделений руководитель тушения пожара задает матрицы переходов (с учетом исходных данных), начальные условия интегрирования систем дифференциальных уравнений по сценариям развития и тушения пожара, привлекаемым пожарным подразделениям и материально-техническим ресурсам. Запускает процесс решения задачи, результатом

которого является построение временных графиков изменения численностей состояний сценариев развития и тушения пожара в резервуаре, пожарных подразделений и материально-технических ресурсов. РТП контролирует и анализирует достаточность или избыточность ресурсов в системе пожаротушения, принимая удовлетворяющее ее решение.

Обоснованы расчетные состояния ОТД и индифферентный выбор решения задачи управления пожарными подразделениями (выбор реализует решение задачи классификации РТП по совокупности качественных, количественных признаков). Предложена оценка решения задачи управления по критериям экономической и тактической эффективности.

Критерий экономической эффективности функционирования каждой подсистемы на пожаре:

С,*, + Т{г,.С2)+ 9,.

где РВ - подсистема на пожаре; 5РМ5^ГП) - множество подсистем составляющих вариант структуры системы пожаротушения мобильными средствами в резервуарном парке при заданных значениях как части отделения, закрепляемое за частью позиций по тушению п вида ОТД при тушении пожара, назначения (функции) сил пожаротушения — г; С] — затраты (расчётные, нормативные) подразделения на поддержание боеготовности (например, год); Сз - затраты (расчётные, нормативные) на ведение операции ОТД при тушении пожара в единицу времени, включая ущерб объекта во время проведения операций ОТД ПП; Т - время ведения ОТД; -количество участков тушения пожара в подсистеме ^РМБ!™1) тушения пожаров мобильными средствами; не учтённые затраты.

Критерии тактической эффективности функционирования подсистемы пожаротушения мобильными средствами:

"г

где п,пт)- нормативное (расчётное) количество позиций на тушение при (г, п)-м варианте распределении; п, - фактическое количество позиций на тушение.

Функционирование системы организации ведения ОТД в резервуаре с защитной стенкой описывается совместным функционированием однородных групп ее элементов как определенного вида ОТД при тушении пожара в резервуаре (векторный процесс И£>(/)) с зависимыми составляющими:

где Щ'О) - целочисленный процесс (тушение огнетушащим составом); У1Х(1) -целочисленный процесс, описывающий действия сил пожаротушения; ЮЦг) -целочисленный процесс, описывающий функционирование материально-технических ресурсов.

Взаимодействие составляющих (и их оптимизация) процесса И£)(/) в общем случае определяется тем, что их интенсивности переходов зависят не только от своих собственных характеристик, но и от характеристик других составляющих КО'(г). Оптимизация ведения ОТД, системы пожаротушения мобильными средствами в резервуаре сформулирована в рамках общей задачи принятия управленческого решения на пожаре. Очевидно, что параметрами оптимизации могут выступать определяющие соотношение в системе пожаротушения численности позиций на тушение, людских и материально-технических ресурсов, параметров окружающей среды и т. п.

При описании функционирования системы пожаротушения необходимо описать одновременную работу нескольких ее частей, модель ее функционирования хранится в комплексной системе поддержки принятия решений. Динамика функционирования такой системы описана векторным процессом с зависимыми составляющими: УЭ|(/), УО:(/), УИ^/), УОА({), где КО|(/) - протекание чрезвычайной ситуации (пожара) в резервуарном парке; К02(/) - оперативно-тактические действия при тушении пожара; Уй^!) -функционирование нерасходуемого ресурса; К£>4(/) - функционирование расходуемого ресурса с учетом того, что каждая из составляющих процесса пожаротушения К£)(0 является однородным разложением целочисленного процесса. Взаимодействие составляющих процесса ведения ОТД при тушении пожара в РВСЗС УО(1) является транзитивным и задается следующим графом, представленным на рисунке 9.

Рисунок 9 - Граф взаимодействия составляющих процесса ведения оперативно-тактических дсйствийпри тушении пожара в резервуаре

Моделирование функционирования этой системы показало, что при тушении пожара в резервуаре интенсивность ведения ОТД, приходящаяся на единицу зоны пожара, с одной стороны, зависит от числа участков (секторов) тушения, а с другой стороны - от производительности работы личного состава подразделения непосредственно на участке (секторе) тушения и числа свободных в данный момент подразделений. Поэтому в плане пожаротушения У02(1) управляется УЭ\{1). Интенсивность работы личного состава отделения на каком-либо участке (секторе) тушения пожара также зависит как от числа позиций, требующих обслуживания, так и от числа свободных (не занятых) отделений, и поэтому в плане потребности в ведении ОТД при тушении пожара в РВСЗС Уй|(/) управляет У02(1).Искодя из изложенного, относительно УО[(1) и К£>3(/), УО{({) и КОД/) рассуждения

аналогичны, поэтому принимая принцип линейного взаимодействия между процессами КД(/), моделирование проведения операций оперативно-тактического действия процессов КД(/) по множествам вариантов тушения пожара возможно посредством графов:

- граф состояний процесса проведения ОТД при одном из вариантов тушения пожара в резервуарном парке;

- граф состояний при ведении ОТД «обобщенного» отделения пожарной охраны;

- граф состояний нерасходуемого материально-технического ресурса;

- граф состояний расходуемого материально-технического ресурса.

Для каждого из размеченных графов состояний формируется среднее

состояние ОТД по сценариямразвития пожара в РВСЗС.

Интегрируя численным методом РТП (начальник штаба пожаротушения, оператор, или сама система по умолчанию) получает все необходимые численные значения состояний элементов системы пожаротушения мобильными средствами а, следовательно, и характеристики эффективности ее работы.

Задав начальные условия интегрирования и значения по сценариям развития и тушения пожара, можно оценить действия:

ч Л

ои.

= -ск„.1 ,, + ск^п1

(II

Л

Отделения пожарного подразделения:

Л

IX/,

Л

оа-,

СЙ

"«I' (к (а/ ; IX

Нерасходуемый материально-технический ресурс:

сИ

Г «И..

сИ

= -ск,,0!о<1;+ск^ ,

А '<11

ск

ой,

(к

-ск^-ск^.

N , = I , + I , + I , + I , + I ,,

оа еж! (| ои, (х!: ои4

Расходуемый материально-технический ресурс:

«1* аГ

(

(11

Nо^ = 14о + геБ Шь

о

Реализуя моделирование проведения операций оперативно-тактического действия процессов КД(/) по вариантам тушения пожара посредством графов и расчетных состояний для выбора соотношений элементов системы пожаротушения, комплексная поддержка принятия решений моделирует функционирование ОТД пожарных подразделений на тушение пожара в резервуаре. С помощью комплексной системы поддержки принятия решений (КСППР) руководитель тушения пожара выбирает графы переходов системы пожаротушения из состояния в состояние и задает в соответствии с этими графами матрицы переходов (с учетом всех необходимых констант пожаротушения). Начальные условия интегрирования и значения задаются по сценариям развития и тушения пожара в РВСЗС, привлекаемым пожарным подразделениям и материально-техническим ресурсам.

В КСППР происходит интегрирование поддержки принятия решения и строятся соответствующие временные графики изменения численностей состояний сценариев развития и тушения пожара, проводятся расчеты, подтверждающие правильность решений (в том числе для контроля и анализа достаточности ресурсов в системе пожаротушения согласно документам предварительного планирования для принятия РТП удовлетворяющего ее решения или анализа принятых решений при осуществлении пожарно-тактической экспертизы).

Основываясь на сложившейся оперативно-тактической обстановке и вариантов использования сил и средств для тушения РВСЗС руководитель тушения пожара принимает решение о количестве подаваемых пожарных стволов в рамках модели функционирования привлекаемых сил и средств для пожаротушения резервуара с защитной стенкой мобильными средствами.

Анализ характеристик решения задачи управления и принятия решений при пожаротушении в резервуарных парках позволил разработать алгоритм генерации вариантов использования сил и средств для пожаротушения РВСЗС.

Преимущество алгоритма генерации вариантов использования сил и средств для пожаротушения заключается в возможности (в зависимости от граничных условий пожара) принимать обоснованное решение (в том числе по расчету задействованного личного состава в зависимости тактических возможностей применения пожарных стволов на этапах пожаротушения (см. табл. 1)) располагая текущей информацией.

Таблица I - Значения дебета стволов с изменяемым и неизменяемым расходом и количество задействованных людей пожарных подразделений в зависимости от тактических возможностей для РВСЗС-5000 (Н^ = 15 м, Э = 22,8 м, Р = 72 м)

4»с. мм Напор ствола, м Расход ствола, л/с л^ли минимально (д^сопвг), шт/чел л>с„/ли минимально (9=СОП81), шт/чел л/с-м 0 (/<А„). л/с-м 0 (/>ЛС1), л/< 0РС (/<Л„), л/с

28 40 17,2 4/8 5/10 75,74 86,00 57,27 91,40

50 19.3 3/6 4/8 63,72 77,20 57,27 91,40

60 21,1 3/6 4/8 69,73 84,40 57,27 91,40

32 40 22,5 3/6 4/8 73,74 90,00 57,27 91,40

50 25,1 3/6 4/8 82,90 100,40 57,27 91,40

60 27,6 3/6 4/8 91,21 110,40 57,27 91,40

Таблица 2 - Значения дебета стволов с изменяемым и неизменяемым расходом и количество задействованных людей пожарных подразделений в зависимости от тактических возможностей для РВСЗС - 5000 (Н„,= 18 м, Р = 21 м, Р = 65 м)_

Дно мм Напор ствола, м Расход ствола, л/с лим* минимально шт/чел л^ли минимально шт/чел ей (^ЛОПЛ), л/с-м е (/<Л„), л/с-м 0 (/ >Л„), л/с О« (/</;„), л/с

28 40 17,2 4/8 5/10 69,76 86.00 52,75 91,40

50 19,3 3/6 4/8 58,69 77,20 52,75 91,40

60 21,1 3/6 4/8 64,23 84,40 52,75 91,40

32 40 22,5 3/6 4/8 67,92 90,00 52,75 91,40

50 25,1 3/6 4/8 76,36 100,40 52,75 91,40

60 27,6 3/6 4/8 84,01 110.40 52,75 91,40

50 25,1 4/8 10/20 98,65 251,00 85,41 238,80

60 27,6 3/6 9/18 92,99 248,40 85,41 238,80

Модель рационального числа оперативных подразделений, огнетушащих средств и закрепления их за участками (секторами) тушения пожара формулируется множеством взаимодействующих структур системы пожаротушения мобильными средствами в резервуарном парке:

БРМБ= п, ЯРЩ/""}^, «,},„},

где я, и и, должны удовлетворять условиям: =5, = п (Ы —

число слагаемых (частей) в (и, г)-м варианте распределения общего числа подразделений 5 и позиций на тушение п на части (слагаемые); Л - число всевозможных разбиений на целые части, определяемое средствами комбинаторного анализа и принципами ведения ОТД).

Работу модели продемонстрируем на примере тушения пожара, на котором задействовано три пожарных подразделения на основных пожарных автомобилях (т), распределенных на пяти участках тушения (и). Генерируем возможные разбиения т и п на части. Результатом разбиения будут массивы:

11=1 3=3 У=1 5=5

Ь=2 3=2+1 у=2 5=4+1

Ь=Н=3 3=1 + 1 + 1 у=3 5=3+2

у=4 5=3+1+1

у=5 5=2+2+1

У=6 5=2+1+1+1

у=У= =7 5=1 + 1 + 1 + 1 + 1

Формируем матрицу эффективностей \\FBijW всех возможных подсистем пожаротушения мобильными средствами, из которых может быть сформирована общая система пожаротушения в резервуарном парке. Размерность матрицы - т * я, и в нашем случае она имеет вид:

I 3 5 10 12"

м м

4 М

11 10

где М -место, на котором не выполняется условие т < п. В общем случае элементы матрицы Ц/^уЦ вычисляются в зависимости от того, с каким конкретным объектом имеют дело.

Формируется матрица всех возможных сочетаний разбиений т и п - всех возможных сочетаний г и п. Размерность этой матрицы - Л * N. В нашем случае эта матрица имеет вид:

И'..

5

2 + 1 5

1 + 1 + 1

4 + 1 2 + )

4 + 1 1 + 1 + 1

4 + 1

3 + 2 2 + 1

3 + 2 1 + 1 + 1

3 + 2

3+1+1+1 2+1

3+1+1+1 1 + 1 + 1

2 + 2 + 22 + 1 + 1 + 1 1+1 + 1 + 1 + 1 2 + 1 2 + 1__2 + 1

2+2+12+1+1+11+1+1+1+1 1+1+1 1+1+1 1+1+1

3+1+1+1 2+2+12+1+1+11+1+1+1+1. где для каждого элемента в числителе указан вариант п разбиения числа т на составляющие, в знаменателе вариант г разбиения числа п. Из матрицы ||Ж„,|| следует выбирать пару (г, я), сформировать все сочетания подсистем пожаротушения в резервуарном парке мобильными средствами. Выбрав наилучшее (минимальное) значение, можно получить оптимальное решение задачи.

На основе анализа матрицы \Щгп\\ можно сделать заключение о том, что оптимальным вариантом работы трех пожарных подразделений на пяти участках тушения является вариант разбиения подсистемы: т\ = 1, п\ = 2 ; тг = 1, «2= 2; /из = 1, «з = 1 или т\= 1, п\ = 3; тг = \ ,п2 = 2\т}= 1, = 1.

С точки зрения математической логики, систему пожаротушения следует разбить на три подсистемы, закрепив одно подразделение за тремя участками тушения, а два других подразделения назначить на свои участки тушения. Или по другому - одно подразделение закрепляется за одним участком тушения, за двумя подразделениями закрепляются по два участка тушения. Таким образом, РТП, вводя соответствующие значения, может добиться распределения в соответствии со своими предпочтениями. Найденные оптимальные значения /я,- и ni позволяют РТП найти оптимальные значения материально-технических ресурсов.

Оценку и согласование принятых решений предлагается рассмотреть пошагово на основе впервые разработанного и приведенного в данной главе алгоритма индифферентного выбора.

Шаг 1. Инициализация множества возможных состояний.

Шаг 2. Генерация альтернатив.

Шаг 3. Аппроксимация линейным функционалом

Шаг 4. Определение индифферентных зон и установка уровня важности.

Для оценки и согласованности эффективных управленческих решений необходимо использовать оценки с привлечением строгого математического аппарата. Они позволяют РТП на пожаре лучше осознать свои предпочтения в контексте конкретного выбора вида ОТД и облегчить взаимопонимание с другими участниками тушения, сконцентрировав их внимание на критических точках, тем самым сократить время выполнения его распоряжения. В связи с тем, что современный этап развития информационных технологий позволяет генерировать несколько допустимых решений, удовлетворяющих заданным ограничениям РТП должен оценить и выбрать лучшее. При этом сгенерированное решение должно удовлетворять нескольким критериям граничных условий.

Идеологию формализации решения задач управления предлагается реализовать индифферентным выбором.

В тех случаях, когда РТП четко представляет себе ситуацию, может быть использован метод кусочно-линейной аппроксимации. Индифферентный выбор позволяет осуществить линейное, а не групповое упорядочивание, но требует от РТП очень много исходной информации. В случае когда задачи решаются численными методами и значения «переводных» коэффициентов определены, неизвестные определяет эксперт или РТП через предпочтения путем построения индифферентных поверхностей, рисунок 10.

В основе лежит численное исследование оперативно-тактических действий при тушении пожара в РВСЗС. Для выявления структуры предпочтений РТП воспользуемся аппаратом замещений.

Рисунок 10 - Куб оперативно-тактических действий при тушении пожара в РВСЗС В качестве способа выяснения замещения необходимо использовать выбор альтернатив. Альтернативы - это точки в пространстве возможных оперативно-тактических действий при тушении пожара в резервуаре. РТП предлагается альтернатива и некоторое ее приращение значения опорного атрибута. РТП указывает величины изменений для оставшихся атрибутов так, чтобы полученная альтернатива была эквивалентна исходной. Каждой зоне эквивалентности приписывается свой уровень важности (предпочтения), причем уровень важности (предпочтения) зоны тем выше, чем больше значения функции выбора в точках зоны, рисунок 11.

Рисунок 11 - Куб уровня важности (предпочтения) в критериальной зависимости

Таким образом, ситуация, характерная для рассматриваемой задачи, заключается в том, что у РТП имеется конечный набор уровней важности (предпочтения), к одному из которых он может отнести конкретное состояние ведения ОТД при тушении РВСЗС.

Для моделирования работы РТП необходимо ввести параметры индифферентных линий и разбить процесс или этап тушения на «кубики» (время выполнения ОТД и объем огнетушащих средств и др.).

Каждый «кубик» разделен минимум на три класса, класс определяет приоритет, а его характеристики могут меняться, и все это должен учитывать РТП. Такие характеристики могут быть получены в результате пожарно-тактических занятий (учений) и (или) моделирования и заложены в КСППР. Возможно получение характеристик при выполнении поставленной задачи на пожаре, или же они могут быть получены системой самостоятельно на основе заложенных алгоритмов, тогда сгенерированные допустимые решения, удовлетворяющие заданным ограничениям РТП будут динамически адаптироваться к характеру тушения пожара.

Естественно, число рассматриваемых критериев в КСППР может быть увеличено, в таком случае строить индифферентную плоскость предпочтений будет сложнее.

В данной главе формализованы сценарии тушения пожара в резервуаре исходя из достаточности или избыточности технических средств и участников тушения пожара резервуара с защитной стенкой. Описана модель динамики функционирования привлекаемых сил и средств при пожаротушении резервуара мобильными средствами, модель рационального числа оперативных подразделений, огнетушащих средств и закрепления их за участками (секторами) тушения пожара.

Приведены расчетные состояния ОТД для выбора соотношений между составляющими системы организации пожаротушения мобильными средствами; индифферентный выбор управленческого решения на пожаре по совокупности качественных и (или) количественных признаков; алгоритмы: определения структуры предпочтения старшего должностного лица на пожаре путем построения индифферентных поверхностей; поиска оптимального соотношения числа позиций на тушение, поддержка принятия

решений в выборе соотношений между составляющих системы пожаротушения резервуара мобильными средствами, а также критерии экономической и тактической эффективности функционирования подсистемы пожаротушения в резервуаре мобильными средствами.

Вариативно рассмотренные параметрические характеристики, влияющие на ведение ОТД формализуют постановку задач управления и принятия решений.

В четвертой главе «Особенности использования моделей и алгоритмов поддержки управленческих решений при тушении пожаров нефтяных резервуаров» для решения поставленной проблемы по разработанным алгоритмам принятия управленческих решений осуществлена оценка обстановки на пожаре при действиях руководителя тушения пожара, проанализированы факторы и условия, влияющие на выполнение задач и достижение цели при пожаротушении РВСЗС. Анализ обстановки, складывающейся на месте пожара, особенно на ранних его этапах, осуществляется при дефиците времени, неполной информации об обстоятельствах и параметрах пожара, наличии угрозы людям, возможности взрыва и др., а также обуславливается факторами, присущими ведению действий в граничных условиях. Выявлено, что большое значение играют процессы оценивания обстановки, которая сложилась в результате пожара и принятия своевременных обоснованных решений руководителя при тушении пожара.

Процесс экспериментального исследования модели разбит на несколько этапов в принятии решения. Одним из этапов является возможность использования граничных условий в принятии решений и возможности выполнения работ в минимальные сроки и в полном объеме с обеспечением фиксации выполнения работ в результате принятых решений. Выполнение работ в последовательности принятого решения, в соответствии с приведенными алгоритмами, позволит определить необходимое количество различных видов и типов техники (вследствие меняющихся граничных условий), в том числе производительности каждой единицы для обеспечения пожаротушения РВСЗС.

Для верификации перечисленных факторов проведен комплексный анализ крупных пожаров, произошедших в стране. Представленная оценка ситуационно-сценарного подхода указывает на необходимость учета данных факторов при формировании решения на тушение пожара.

Следующим этапом исследования явилось моделирование процесса принятия управленческого решения на привлечение ресурсов на примере крупного пожара в резервуарном парке. Результаты расчетно-аналитического обоснования ОТД подразделений подтверждены экспериментальной оценкой принятия управленческих решений при пожаротушении и позволяют сделать вывод о правильности исходных данных для ситуационно-сценарного подхода действий ресурсного обеспечения при пожаротушении нефтяных резервуаров. Результат математического моделирования в сравнении с натурным моделированием принятия управленческих решений при

пожаротушении показал, что эффективность реагирования при использовании алгоритмов увеличивается на 8,5 %.

В приложении к диссертационной работе приводятся полученные в ходе эксперимента предельно допустимые значения воздействия температуры и теплового излучения на ресурсное обеспечение, сценарии развития пожара; расчетные величины: расстояний от места установки прибора подачи огнетущащего вещества до защитной стенки резервуара и максимальный угол работы прибора подачи ОВ для охлаждения компактной и распыленной частью струи, распределения интенсивности теплового излучения горящего двустенного резервуара в зоне действий пожарных подразделений, пространственно-временных параметров выброса нефтепродукта нефтяного резервуара; алгоритм генерации вариантов использования сил и средств для пожаротушения нефтяного резервуара с защитной стенкой; акты использования результатов кандидатской диссертации.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В рамках исследования осуществлена компиляция причин и путей решения важной задачи имеющей значение для РТП - разработка моделей и алгоритмов поддержки управленческих решений при тушении нефтяных резервуаров позволяющая повысить уровень эффективности принятия управленческих при тушении пожаров в резервуарных парках. Основные результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

На основе разработанной модели функционирования привлекаемых сил и средств исходя из достаточности или избыточности технических средств и участников тушения пожара представлены расчетные состояния оперативно-тактических действий пожарных подразделений при организации пожаротушения мобильными средствами на основании новых полученных знаний РТП. Результаты расчетно-аналитического обоснования ОТД подразделений подтверждены экспериментальной оценкой принятия управленческих решений при пожаротушении в резервуарных парках.

Выполнен комплексный анализ процесса управления при принятии управленческого решения в резервуарных парках, включающий проблемы управления подразделениями пожарной охраны при тушении пожаров в резервуарных парках, определены характеристик модели функционирования системы пожаротушения

С помощью модели функционирования системы пожаротушения мобильными средствами проведена формализация оперативно-тактических действий при тушении пожаров в резервуарных парках позволяющая повысить эффективности управления участниками тушения пожара (пожарными подразделениями) описан и алгоритмизован процесс ведения ОТД пожарными подразделениями при тушении пожара в РВСЗС.

Выполнена алгоритмизация принятия управленческих решений руководителя тушения пожара на основе, характеристик структурно-

функциональных параметров пожаротушения и ситуационно-сценарных действий пожарных подразделений.

Выполнено моделирование поддержки принятия управленческих решений при ведении ОТД основанное на полученных новых знаний РТП о граничных условиях позволяющих ускорить принятия управленческих решений и эффективность реагирования пожарных подразделений на принятое управленческое решение.

Решена задача интенсифицированного расположения ресурсов для формализации поддержки принятия решений определяющихся граничными условиями ведения ОТД опытом РТП, характером объекта, численностью и динамикой задействованных пожарных подразделений, в текущий момент времени тушения пожара.

В зависимости от сосредоточения (количества) привлекаемых пожарных подразделений обоснована динамики перехода пожаротушения (по совокупности качественных, количественных признаков) и индифферентный выбор РТП. Впервые предложен алгоритм построения индифферентных поверхностей для оценки и согласования решений при тушении пожара РВСЗС. Предложена оценка решения задачи управления по критериям экономической и тактической эффективности, получено предельное время реагирования пожарных подразделений на управленческое решение алгоритмом генерации вариантов использования сил и средств для пожаротушения РВСЗС.

Предложена модель рационального числа оперативных подразделений и закрепления их за участками (секторами) тушения пожара при взаимодействии привлекаемых сил и средств пожарных подразделений.

Экспериментальная оценка принятия управленческих решений при пожаротушении в резервуарных парках позволяет сделать вывод о правильности выбора исходных данных в исследовании. Применение моделей и алгоритмов при анализе крупных пожаров в сравнении с натурным моделированием принятия управленческих решений при пожаротушении показала, что эффективность реагирования увеличивается на 8,5 %.

Результаты работы реализованы в ФГКУ «4 ОФПС по Тульской области», ФГКУ «1 ОФПС по Калужской области», институте пожарной безопасности Вьетнама и Академии ГПС МЧС России.

Публикация основных положений диссертации: в научных изданиях, рекомендованных ВАК России

1. Данилов М.М. Некоторые аспекты при управлении пожарными подразделениями при ведении оперативно-тактическихдействий в резервуарных парках хранения нефтепродуктов. / Модель общей задачи принятия управленческого решения // Пожаровзрывобезопасность. - № 11. — 2012. — С. 14-17.

2. Данилов М.М. Подход к формированию управленческого решения при пожаротушении в резервуарном парке / Денисов А.Н., Опарин И.Д. //

Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - 2014. -№ 2 (54). Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb.

3. Данилов М.М. Моделирование пожаротушения мобильными средствами в резервуаре с двойной стенкой / Денисов А.Н. // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. - 2014. - № 5 (57). Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb.

4. Данилов М.М. Алгоритмизация ведения оперативно-тактических действий при тушении пожара в двустенном резервуаре с нефтепродуктом / Денисов А.Н. // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. -2014. -№ 5 (57). Режим доступа: http://ipb.mos.ru/ttb.

в других научных изданиях

1. Данилов М.М. Совершенствование принятия решений при управлении процессом тушения пожара // Сборник статей и тезисов выступлений V Московской межвуз. науч.-практ. конф. «Студенческая наука» . - М„ 2011. -С. 479^180.

2. Данилов М.М. Оценка принятия решения руководителем тушения пожара на основе функции полезности / Денисов А.Н. // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». -М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. - С. 124-128.

3. Данилов М.М. Ресурсное обоснование водного способа тушения пожаров на открытой местности / Гундар C.B., Денисов А.Н., Опарин И.Д. // Мат. Междунар. науч.-практ. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. - С. 135-139.

4. Данилов М.М. Алгоритм оценки принятия решения при ведении оперативно тактических действий / Денисов А.Н. // Материалы Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности - 2012». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. -С. 197-199.

5. Данилов М.М. Некоторые аспекты принятия решений при управлении процессом тушения пожара / Денисов А.Н., Опарин Д.Е. // Актуальные проблемы обеспечения безопасности в РФ. Мат. VI Всерос. науч.-практ. конф.: в 2 ч. - Ч. I. - Екатеринбург, 30 мая 2012 года, Уральский институт ГПС МЧС России, 2012.--С. 143-145.

6. Данилов М.М. Совершенствование принятия решений при управлении процессом тушения пожара с использованием игровых технологий и онтологических моделей / Денисов А.Н. // Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы : Сб. мат. VI Междунар. науч.-практ. конф. курсантов (студентов), слушателей магистратуры и адъюнктов (аспирантов) : в 2 ч. - Ч. 2. - Минск: КИИ, 2012. -С. 165-167.

7. Данилов М.М. Действия гарнизона пожарной охраны в условиях возникновения чрезвычайной ситуации на объектах экономики. Тушения пожара на ОАО «ПОЛИМЕР»: Учебно-методическое пособие / Григорьев

A.Н., Денисов А.Н., Жучков В.В., Зыков В.И. и др. - М.: Академия ГПС МЧС России, 2011. - 115 с.

8. Данилов М.М. Теоретическое обоснование метода принятия решений в сложных иерархических системах / Денисов А.Н. // Мат. II Междунар. науч.-техн. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2013. - С. 156-158.

9. Данилов М.М. Некоторые аспекты планирования управления пожарными подразделениями в резервуарных парках // Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». - М: Академия ГПС МЧС России, 2014. - С. 144-146.

10. Данилов М.М. Обоснование выбора и принятия решений на основе этапов его развития / Денисов А.Н. // Мат. III Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности - 2014». - М: Академия ГПС МЧС России, 2014. - С. 246-248.

11. Данилов М.М. Формализация интенсивности подачи огнетушащего веществана охлаждения двустенного резервуара при тушении пожара / Небогатое И.А. // Материалы 23-й Междунар. науч.-техн. конф. «Системы безопасности - 2014». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. -С. 283-286.

12. Данилов М.М. Алгоритмизация решения задач управления и принятия решений при тушении пожаров в резервуарном парке / Захаревский

B.Б. // Мат. 23-й Междунар. науч.-техн. конф. «Системы безопасности -2014». -М.: Академия ГПС МЧС России, 2014. - С. 283-286.

13. Данилов М.М. Теоретическое обоснование условий пожаротушения двустенного резервуара / Денисов А.Н. // Мат. IV Междунар. науч.-практ. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». -М.: Академия ГПС МЧС России, 2015. - С. 53-57.

14. Данилов М.М. Краткий мировой обзор и анализ описания пожаров объектов нефтеперерабатывающего комплекса / Денисов А.Н. // Мат. IV Междунар. науч.-практ. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2015. - С. 57-63.

15. Данилов М.М. Метод управления оперативно-тактическими действиями при решении задачи пожаротушения резервуара с двойной стенкой / Денисов А.Н. // Мат. IV Междунар. науч.-практ. конф. «Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации». -М.: Академия ГПС МЧС России, 2015,- С. 67-71.

16. Данилов М.М. Программно-алгоритмическое обоснование решения задачи управления и принятия решений при пожаротушении на объектах экономики / Денисов А.Н., Захаревский В.Б. // Мат. IV Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и специалистов «Проблемы техносферной безопасности - 2015». - М.: Академия ГПС МЧС России, 2015. -С. 246-248.

Данилов Михаил Михайлович

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВНЕФТЯНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 04.08.2015 г. Формат бумаги 60*90 1/16

Тираж 100 экз. Заказ № 358

Академия ГПС МЧС России 129366, Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

î 5-- 9232

2015674249 |[ 111 III 11 II III II ■■■■■ 111