автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.01, диссертация на тему:Моделирование и совершенствование организации деятельности государственного пожарного надзора в условиях применения новых информационных технологий

рге ид

Министерство внутренних дел Российской Федерации ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ

На правах рукописи

Туркин Борис Федорович

МОДЕЛИРОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПОЖАРНОГО НАДЗОРА В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ новых ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность: 05.26.01.

05.13.10

Охрана труда и пожарная безопасность

Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993 г.

Министерство внутренних дел Российской Федерации ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ОБОРОНЫ

На правах рукописи

Туркин Борис Федорович

МОДЕЛИРОВАНИЕ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОГО ПОЖАРНОГО НАДЗОРА В УСЛОВИЯХ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность: 05.26.01.

05.13.10

Охрана труда и пожарная безопасность

Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканио ученой степени кандидата технических наук

Мосцеа - 1993 гч

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте противопожарной обороны МВД России.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор, член-корр. РАЕН Н.Н. Врушлинский

Официальные оппоненты -

доктор технических наук, профессор, член-корр. РАЕН Н.Г. Топольский

кандидат технических наук, старший научный сотрудник

к". В

Ведущая организация - СПАСР МВД России

Защита состоится " 1993 года в /У^часов 'минут на засе-

дании специализированного совета Д 052.03.01 в Высшей инженерной пожар-но-технической школе МВД России по адресу: 129301, Москва, ул. Б. Галушкина, дом 4. (в аудитории N 503)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке школы. Автореферат разослан

О -Й- 1993 г. Исх. N Х/ло Отзыв на автореферат с заверенными подписями просим направить по указанному адресу.

Телефоны для справок: 283-19-05.

Ученый секретарь специализированного совета Д 052.03.01 кандидат технических наук,

старший научный сотрудник Т. Г. Меркушкина

Общая характеристика работы Постановка проблемы и ее актуальность. Улучшение деятельности Государственного пожарного надзора (ГПН) является одним из основных условий преодоления кризисной обстановки в борьбе с пожарами. В условиях структурных и качественных сдвигов в экономике, отказа от административно-командной системы, децентрализации управления государством, недостаточности технических, людских и финансовых ресурсов организация деятельности ГПН постоянно усложняется, требует быстрой функциональной, а часто и структурной перестройки, отвечающих требованиям времени.

Анализ показывает, что эффективным средством совершенствования деятельности ГПН является применение новых информационных технологий (НИТ), которое до настоящего времени носило локальный характер и имеело ограниченный положительный эффект.

Во многом это объясняется отсутствием: общей концепции информатизации ГПН; необходимых данных, научно-обоснованных моделей и методик подготовки и принятия решений по организации деятельности, современной технологии, а также прогрессивных приемов организации и ведения работ ГПН в условиях применения НИТ,

Настоящая работа посвящена исследованию и поиску путей совершенствования деятельности ГПН на основе применения НИТ. Цель диссертационной работы заключается в том, чтобы на основе системных теоретико-статистических и экспериментальных исследований создать систему методических, информационных и организационно-технических средств, обеспечивающих повышение эффективности деятельности ГПН в условиях применения ЭВМ и АСУ, а также определить наиболее рациональный порядок организации работ по внедрению НИТ в этой области.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: с помощью специально созданной АСУ противопожарной аварийно-спасательной службы (ПАСС) УВД Алтайского края собраны и обобщены новые данные, характеризующие деятельность ГПН и основные параметры развития хозяйственного комплекса края; на системной основе синтезированы новые информационные и функциональные структуры баз данных и организации деятельности ГПН; разработаны и проверены на практике система сбора и обработки данных, программные средства и технология организации деятельности ГПН, в том числе оценки и прогноза ее влияния на оперативную обстановку с ложа-

рами.

Объект исследования - подразделения и органы ПАСС.

Предметом исследования являются: процессы и структура информационного обеспечения ГПН; взаимосвязь показателей деятельности ГПН и развития хозяйственного комплекса с оперативной обстановкой в зоне обслуживания; организация деятельности ГПН на территориальном и местном уровнях управления.

Методы исследования. В работе применялись методы системного анализа и исследования операций, математической статистики и анализа данных, теории вероятностей, теории управления, теории принятия решений, что отвечает специфике рассматриваемых задач.

Научная новизна. На основе модификации, расширения сферы применения и нового сочетания известных научных методов, а также использования улучшенных алгоритмов и процедур осуществлены: системное исследование организации и информационного обеспечения деятельности ГПН; разработка новых информационной и функциональной структуры управления, рационального порядка и последовательности решения задач информатизации, модели анализа статистики пожаров и организации деятельности ГПН в условиях применения НИТ.

Установлена количественная взаимосвязь показателей деятельности ГПН, характеристик административн-территориальных единиц (ATE) и оперативной обстановки с пожарами, на основе чего разработаны более точные, по сравнению с существующими, модели прогноза основных показателей обстановки с пожарами, а также поддержки принятия решений по организации деятельности ГПН.

Практическая значимость. Результаты работы позволили улучшить функциональную и информационную структуру, повысить качество, сократить затраты и сроки создания систем информатизации (СИ) ГПН.

Полученные на основе использования предложенных методологии и организационно-технических средств новые модели и более достоверные данные позволили разработать нормативы деятельности и впервые реализовать управление ГПН "ло отклонениям".

Разработанные математические модели и программные средства обеспечили возможность с высокой точностью предсказывать по плановым показателям деятельности ГПН и характеристикам развития ATE осноаные показа-

тели обстановки с пожарами, а также определять причины отклонения прогнозных значений показателей от фактических.

Реализация результатов работы. В результате работы разработаны и утверждены руководством МВД, СПАСР и ГИЦ МВД России (МВД СССР. ГУПО и ГИЦ МВД СССР) в 1984-1992 г.г.: типовые постановки "задач "СТАТИСТИКА" и "УПРАВЛЕНИЕ ГПН" с соответствующими альбомами унифицированных форм; методические рекомендации по оценке экономической эффективности и науч-мо-технического уровня АСУ ПО; комплекс документов типового организационно-правового обеспечения АСУ ПО и систем информатизации (СИ) ПАСС.

Результаты работы использованы: при разработке и развитии АСУ ПАСС УВД Алтайского края, а также базовых комплексов АССОУ ПО в 12 городах России и государств СНГ; в составе типовых и специфицированных АРМов, внедренных в 26 городах России и государств СНГ.

Суммарный экономический эффект от внедрения разработок в Алтайском крае в 1984-1992 г.г. составил более 4,6 млн. рублей в ценах 1990 г,

Материалы, выводы и рекомендации исследования использованы при подготовке: доклада Президенту Российской Федерации "Горящая Россия"; проектов законов Российской Федерации "Об основах пожарной безопасности" и "О федеральной противопожарной аварийно-спасательной службе", постановления Правительства Российской Федерации "Об укреплении пожарной безопасности в Российской Федерации", Положения о службе противопожарных аварийно-спасательных работ Министерства внутренних дел России и других правовых актов и нормативных документов; технических заданий и планов на разработку, развитие и внедрения АССОУ ПО, созданной 8 соответствии с постановление Совета Министров СССР от 10 декабря 1985 г. N 1219; планов НИОКР МВД Российской Федерации на 1990-1993 г.г. по проблемам СИ; "Наставления об организации работы государственного пожарного надзора" (приказ МВД СССР N 15-87) и его последующих редакций; концепций построения и программ развития АСУ ПО, правовой информатизации МВД России (1990-91 г. г.); типовых учебных программ "Автоматизированные системы управления и связь пожарной охраны" и "Новые информационные технологии и автоматизированные системы управления пожарной охраной" для высших учебных пожарно-тех-нических заведений, курсов переподготовки специалистов гарнизонов пожарной охраны и Центров АССОУ ПО.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на 3-м Кон-

грессе Международного форума информатизации (Москва 1992 г.), четырех Всесоюзных и двух региональных научно-пратгических конференциях по проблемам пожарной безопасности (Москва 1987, 1989, 1991 г.г.), научно-техническом Совете ГИЦ МВД России, на семинарах и служебной подготовке СПАСР, ВИПТШ и ВНИИПО МВД России (Москва 1987-93 г. г.), на сборах и совещаниях руководителей ПАСС (Москва 1986-1993 г.г.). По результатам исследований опубликовано 72 печатных работы, в том числе главы в двух коллективных > монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех . глав, заключения, библиографии и приложений.

Работа изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка, 14 таблиц, б приложений. Список литературы включает 60 наименований.

На защиту выносятся: результаты теоретических исследований информационной и функциональной структуры системы ГПН; модели анализа.статистики пожаров, показателей деятельности ГПН и характеристик развития ATE на территориальном уровне, а также математические зависимости, характеризующие их влияние на показатели оперативной обстановки с пожарами на примере Алтайского края; рекомендации по организации и технологии деятельности ГПН в условиях применения НИТ.

Основной объем исследований выполнен в соответствии с научно-техническими программами, планами НИОКР МВД России 1980-1992 г. г. и хоздоговорной тематикой ВНИИПО МВД России при участии автора в качестве научного руководителя, ответственного исполнителя и исполнителя.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность исследования информационной и функциональной структуры, моделирования деятельности и необходимость разработки новых технологии и организации работ ГПН в условиях применения НИТ.

В первой главе диссертации определен объект исследования, показано его место в системе мер обеспечения пожарной безопасности. Сделаны краткий анализ современного состояния организации, основных видов деятельности ГПН и их качественных характеристик. Рассмотрен характер функционирования ГПН на различных уровнях управления и его существующая организационно-функционалвная структура. Приведена общая оценка недостатков в организа-

ции деятельности ГПН и основные условия их преодоления. Показано, что комплексного исследования деятельности ГПН и связи ее основных компонентов с показателями оперативной обстановки с пожарами в ATE не проводилось, действующая организационно-функциональная структура не в полной мере учитывает особенности зон обслуживания, закрепленных за органами ГПН, технология организации работы ГПН, его информационное обеспечение не позволяют достаточно обоснованно, целенаправленно и оперативно реагировать на возмущения оперативной обстановки с пожарами и на изменения технико-экономических характеристик ATE. Кроме этого, сложившаяся система организации и управления работой ГПН не способствует интенсификации деятельности сотрудников ГПН, их устойчивой мотивации на достижение положительных конечных результатов пожарно-профилактической деятельности, порождает избыточные функции и документооборот, ведет к увеличению непроизводительных затрат и рутинного труда.

Следует отметить, что проведенные в последние годы работы в области совершенствования деятельности ГПН на основе внедрения достижений НИТ носили в основном локальный характер, не обеспечивали необходимого уровня взаимодействия с существующей системой организации деятельности ГПН и имели, как правило, ограниченный положительный эффект. Отсутствуют комплексные разработки в области совершенствования деятельности ГПН в условиях использования ЭВМ и АСУ, внедрения НИТ.

На основе анализа функционирования системы ГПН определены пути ее совершенствования на основе применения НИТ. Определены цель, объект, предмет и задачи исследования, сделаны выводы, характеризующие особенности их реализации.

Во второй главе осуществлены системный анализ и моделирование деятельности ГПН. Методами анализа информационных потоков, процедурной декомпозиции и программно-целевого планирования проведен анализ целей функционирования, процессов, информационных структур и связей в ГПН. Выявлено 968 опорных процедур, характерных для деятельности ГПН. Методом решающих матриц проведена количественная оценка влияния опорных процедур на конечные цели деятельности ГПН, а затем их логическое ранжирование по причинно-следственным связям. Аналогичным образом обработаны предметные базы данных существующей системы организации деятельности ГПН. В результате в системе организации и управления деятельностью ГПН были выявлены

122 основные опорные процедуры и 42 предметные информационные базы данных.

На этой основе построена матричная информационная модель 122*42, на которой методом "BSR", разработанным корпорацией IBM (США), осуществлен синтез полной функциональной структуры СИ ГПН, определены укрупненные трудозатраты на реализацию всех ее элементов, выявлены приоритеты основных функциональных подсистем по отношению к целям деятельности ГПН.

Установлено, что наиболее приоритетными (в порядке убывания приоритета) подсистемами оказались: (а)"Управлениеп - управление деятельностью местных аппаратов ГПН на территориальном уровне (0.164)*; ^"Обследования" - пожарно-технические обследования, лицензирование и сертификация (0.151); (в)пЭкономикап - экономика пожарной безопасности (0.099); (г)"Оценка" - оценка деятельности служб профилактики (0.089); (д)"ДПФ" -управление добровольными противопожарными формированиями (0.084); (е)йЗона" - учет и анализ характеристик зон обслуживания (0.081); (ж)"Ста-тистика" - статистика пожаров (0.077); (з)"Контрольп - контроль исполнительской дисциплины (0.052); (и)чРесурсы" - учет и анализ ресурсов служб пожарной профилактики (J.043); (к)"Обучение" - обучение персонала служб профилактики (0.026); (л)НТРп - нормативно-техническая работа (0.025).

С помощью методологии логического матричного ранжирования с учетом определенных вышо приоритетов определена наиболее рациональная последовательность реализации подсистем (рис. 1).

В целом в результате синтеза функциональной структуры СИ в ее составе выделено 59 учетно-информационных задач и 62 задачи класса поддержки принятия решений, объединенных в 11 функциональных подсистем, а также функциональные структуры трех автоматизированных рабочих мест (АРМ) для специалистов ГПН; АРМ "ИНСПЕКТОР"; АРМ "НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОГО РАБОТНИКА" (НТР); АРМ "ОРГАНИЗАТОР".

В третьей главе приведены результаты моделирования организации деятельности ГПН, включающие: разработку систем сбора и обработки данных (СОД) о деятельности ГПН (КД), статистике пожаров (СП) и хозяйственном комплексе обслуживаемой ATE; построение на основе полученных с помощью СОД данных интегральных моделей, описывающих влияние деятельности ГПН и

здесь и далее - вес по матрице программно-целевого планирования, определенный в результате анализа приоритетности и значимости задач функциониррвания ГПН.

развития ATE на оперативную обстановку с пожарами; разработку моделей организации и контроля деятельности ГПН.

Анализ информационных требований пользователей и исходных данных и методов их сбора проводился в соответствии с известными методами диагностического обследования. На этой основе были сформированы основные организационные и технические требования к СОД, обеспечивающей автоматизацию процессов сбора, хранения и обработки данных СП, КД и ATE. При разработке СОД были проведены: анализ требований к входной и выходной информации; классификация информационных элементов; моделирование структур баз данных (БД); выбор методик и моделей расчета выходных показателей и обработки данных методами математической статистики, логического контроля информации; разработка интерфейса и средств графической интерпретации результатов обработки данных.

Моделирование структуры баз данных проводилось на основе модификации известных методов формализации, моделей и алгоритмов анализа и синтеза оптимальных структур БД. Исходной для решения этих задач являлась, информация о парных отношениях между элементами предметной области, задан-

Рис.1. Орграф системы информатизации ГПН НСИ - нормативно-справочная информация

ная в информационных требованиях пользователей, выявленных на этапе моделирования структуры и состава задач автоматизации деятельности ГПН, и сформированная в виде матриц семантической смежности. В результате были построены канонические структуры единой и распределенной баз данных, реализация которых позволила существенно улучшить характеристики разработанных программных средств.

В основу разработанной СОД были положены: системная декомпозиция информационных элементов; концепция "скользящей опорной формы"; матричный принцип формирования выходной информации; специальный математико-статистический аппарат для сокращения информационной неопределенности исходных данных, а также программные средства, реализующие современный пользовательский интерфейс.

Применение "скользящей опорной формы" предусматривает упаковку информации о пожарах в массивы специальной структуры - опорные формы (ОФ). В ОФ содержатся предварительно обработанные данные о пожарах за последние 10 лет, включая текущий год. Актуализация ОФ производится автоматически при вводе и корректировке исходной информации, что обеспечивает преемственность и совместимость информации по годам вне зависимости от действующей ,формы УРД.

Матричный принцип формирования выходной информации реализован с помощью унифицированных форм (УФ), представляющих собой "окна", через которые может считываться исходная информация или любые ее выборки из БД и ОФ, сформированные по заданным в запросах пользователей ключам.

Определено, что вся необходимая на практике для анализа и принятия решений информация об оперативной обстановке с пожарами и деятельности ГПН может быть представлена с помощью < 37 основных регламентных форм (РФ), сочетание которых с предусмотренными в структуре БД и ОФ "боковиками" (классификаторами) или их элементами дает несколько десятков тысяч возможных вариантов представления выходной информации.

СОД содержит шесть основных программных блоков: формирования исходных баз данных (Б1); формирования "промежуточных" баз данных по запросу (Б2); статистического анализа данных (БЗ); информационного обслуживания пользователей (64); формирования и актуализации опорных форм (55); управляющий интерфейс пользователя с системой графической интерпретации (Бб).

Укрупненная схема СОД приведена на рис. 2.

донные о пожлрди | | даннщ с дмтслыюсш гпи ] данные о додетсрмстшоа

8 1_»ОРМИРОХШЩ в

ПОД6Д1У: СП,

г

| »1 «ОРИМРОЧЩИС "ПРОШЖЧТОЧШЯ- «4» ДДНМ» ПО ВОПРОСУ ДЛЯ ДДЛкШЙШСа ОВРДВОГКМ

в 1 СТОТИСТИЧССКОГ» ЛНА/Н41А ддннш

Б Ч ММ»0РМ4ЦМ0иного Обслуживания полыо*«шгиЯ

| V* || И | | лрсыиолм | дмгмк И ДР. отчеты, |си СПР6ВКЫ 1— НУ | | КАРТЫ | |пРОТОКО<1ы|

Рис. 2. Укрупненная структура системы обработки данных Исходные данные поступают в блок Б1 и после реализации процедур входного логического контроля записываются в исходную базу данных. Исходная база данных хранится в полном объеме за 2 года. По завершении отчетного периода данные предыдущего года архивируются. Блок Б5 обеспечивает формирование ОФ. Актуализация опорных форм за два последних года производится автоматически при поступлении (корректировке) новых данных, а также реорганизации структуры опорных форм при смене УРД или правил учета данных, что обеспечивает совместимость информации в БД.

Сбор данных и формирование БД проводится в режиме централизованной или децентрализованной подготовки данных. Система обеспечивает возможности оперативного структурного расширения и дополнения учетных реквизитов.

Обработка данных обеспечивается с помощью блоков 52, БЗ, Бб, выдача данных - с помощью блока Б4. Реализована возможность автоматизированного анализа данных методами корреляционного и регресионного анализа. Для повышения достоверности данных используются специально разработанные орга-

низационные процедуры, а также программно-технические средства.

СОД реализована в развитом пользовательском интерфейсе на базе ЭВМ IBM PC в среде MS DOS, а также малых ЭВМ СМ-1420/25 и СМ-2/СМ-1210 в среде ДОС РВ.

Построение на основе полученных с помощью СОД данных интегральных моделей, описывающих влияние деятельности ГПН и развития ATE на оперативную обстановку с пожарами имеет особое значение для обоснованного принятия решений по совершенствованию деятельности ГПН. При этом решающее значение приобретает необходимость получения достоверных исходных данных, на основе которых проводится моделирование.

Учитывая это, сбор данных по Алтайскому краю в 1985-1992 годах проводился с помощью созданной под руководством и при участии автора АСУ ПАС С УВД Алтайского края с использованием специально разработанных информационных и организационных процедур, предусматривавших дифференцированный. пообъектный ежемесячный отчет о деятельности аппаратов и сотрудников ГПН края с последующей интеграцией полученных данных по годам.

С учетом действующих ограничений на сбор данных в качестве объясняющих переменных были исследованы следующие основные показатели деятельности ГПН: количество пожарно-технических обследований (ПТО) объектов края; среднее число предложенных к исполнению капитальных противопожарных мероприятий (КПМ), приходящееся на один обследованный объект; количество штрафов на должностных лиц и граждан; количество прочих административных воздействий, вынесенных ГПН (без учета штрафов на должностных лиц и граждан); количество бесед и выступлений в средствах массовой информации на противопожарные темы; число человеко-дней командировок сотрудников аппарата ПАСС в подчиненные органы; суммарные годовые затраты на реализацию КПМ; общий объем противопожарных работ и услуг; количество объектов, оборудованных АУЛ и ПОС; количество дисциплинарных взысканий, наложенных на сотрудников ГПН, численность ГПН и др.

В числе показателей, оказывающих влияние на обстановку с пожарами, исследованы также капитальные вложения в народное хозяйство, стоимость основных производственных фондов, энергопотребление и численность населения, численность работающих, площадь жилого фонда, численность пожаркой охраны, потребление алкоголя на душу населения, среднегодовая температура воздуха зимой.

В качестве результирующих показателей рассматривались: общее количество пожаров (госучетное), количество пожаров на объектах (без учета пожаров жилых строений и надворных построек), общий ущерб от пожаров (без учета ущерба от крупных пожаров), количество людей, погибших на пожарах.

Данные по Алтайскому краю, характеризующие деятельность ГПН в 19801984 годах, с целью повышения достоверности были приведены к единой системе учета с помощью специально разработанных процеур. Данные за 19851992 г. г. использовались без каких-либо корректировок, как полученные в условиях функционирования СОД.

Исследование взаимосвязи показателей деятельности ГПН, характеристик ATE и оперативной обстановки с пожарами проводилось методами многомерного регрессионного анализа. Структурная схема основных этапов исследования приведена на рис. 3.

Анализ информационных I требований пользователя I

Анализ- наличия исходных I Эанных и методов их сбора I

Формирование технологических и организацией требовании к комплексам задач

|Разработка обобщенном концепции моделирования |

разработка систем сбора (. и обработки Эанных Г Реализация систем сбора 1_JC60P данных. Формирование и обр«ботки данных |J исходных БД

Разработка и реализация системы мер по повышению достоверности данных Корректировка данных статистики пожавов м деятельности ГПН

МоЭелиройание влияния деятельности ГЛН и развития хозяйственного комплекса ЯТЕ на оперативную обстановку с пожарами

Разработка процедур верификации и уточнения ______моделей______

Разработка предметных моЭелги (планирование. Учет, контроль ЭсятсЛкности^ организация ПТО. статистика пожаРов и Эр >

Рис. 3. Основные этапы исследования Основные расчеты выполнялись с помощью пакета ЭТАТСРАРШСЗ. Оценка функций регрессии проводилась путем определения численных знамений параметров регрессии, вычисления статистических показателей, растеризующих точность регрессионного анализа.

Линейные модели представлялись в виде

У = Ь0 + Ь)"Х] + Ь2'*2 + ... + Ьт'Хт или (1)

У - Ь0'*о + ЬГМ + ... + Ьт'хт + и (2)

Многочисленные расчеты позволили выявить показатели (факторы), влияние которых по Алтайскому краю в период 1980-92 г. г. устойчиво по всей исследуемой выборке. Так, выявлено, что по отношению к количеству пожаров, ущербу и гибели людей стоимость (в едином исчислении) основных фондов имеет выраженную положительную регрессию, а количество ПТО и объем освоенных КПМ - отрицательную.

Увеличение количества агитационно-пропагандистских мероприятий ведет к снижению числа пожаров в жилом секторе. Остальные исследованные факторы на имеют устойчивого влияния на количество пожаров, ущерб и гибель людей. При проверке комбинаций факторов выявлено, что на количество и ущерб от пожаров устойчиво влияет также производный (синтетический) фактор напряженности административной практики (НАП), выражающий отношение количества административных воздействий (АВ) к количеству пожарно-технических обследований (ПТО).

В результате моделирования по выборкам 1980-1986 г. г. были получены множественные регрессии, имеющие линейный характер в существующих границах изменения факторов. Учитывая, что в реальных условиях деятельности ГПН факторы могут иметь более широкий диапазон изменений и при этом не должен нарушаться "физический" характер взаимодействия исходных и результирующих показателей, в линейные многофакторные модели вместо исходных факторов Х2-Х4, Х£-Хд были введены нелинейные зависимости Окснчательные модели представлены квазилинейными регрессиями, то есть функциями, нелинейными по объясняющим переменным (факторам), но линейными по оцениваемым параметрам:

У! = 19.2'Х! - 31.189^2 + 0.087^3 - 12.503 Р4 - 0.178Х5 - 839; (3)

У2 « 5.931'Х| - 14.493+ 1.039 Рз - 19.8О5 Х4 - 680; (4)

УЗ = 15.174X1 - 55.645Р2 - О.СОТз + 0.423Р6 - 6.559X7 ; (5)

У4 = 1.44Х, - 0.014Р8 - 0.02рд ; (6)

где У-| - количество пожаров в Алтайском крае, ед.; У2 ' количество пожаров на объектах, ед.; Уз - прямой ущерб от пожаров, тыс. руб.; У4 - количество людей, погибших на пожарах, чел.;

Х^ - показатель стоимости основных фондов, равный;

X! = 0.1 • X; (7)

X - стоимость основных фондов, млн. руб.;

р9 " соответствующие квазилинейные функции (КФ)

= -0.898 + 1.123Х2 - 0.0105Х22; (8)

Р3 = -3.09 + 1.41X3 - 0.0131Х32; (9)

= -49.911 +• 145.149X4 - 7.946Х42; (10)

» -0.643 + 1.234Х6 - 0.015Х42; (11)

Ре = -0.521 + 1.27Х8 - 0.0244Х82; (12)

Рэ = -0.554 + 1.19ЗХ9 - О.ОИЗХд2; (13) Х2 ' количство ПТО, тыс. ед. в год;

Х3 - количество штрафов на должностных лиц граждан за год, ед.; Хд - напряженность административной практики (НАП) по штрафам на должностных лиц и граждан, определяемая, как

Х4 = Х3 / Х2Ю00 ; (14)

Х5 - объем выполненных КПМ, тыс. руб.; Х5 - количество АВ (без штрафов), ед.; Х7 - НАП по АВ, определяемый, как

Х7 = Х6 / Х2 ; (15)

Хд - количество взысканных штрафов, ед.;

Хд - показатель агитационно-пропагандистких мероприятий, ед. Хд = Мб-к + Му; (16)

И® - количество бесед на противопожарные темы за год, ед.; Ыу - количество выступлений в средствах массовой информации за

год, ед.;

К - коэффициент сравнительной эффективности (К=0.055 - определен в результате анализа частных регрессий).

Нелинейные зависимости РО) были получены аппроксимацией соответствующих данных и экспертных оценок деятельности ГПН края и других регионов.

Оценка точности регрессионного анализа проводилась известными статистическими методами оценки точности. Степень соответствия полученных уровней исходным данным оценивалась по коэффициенту множественной детерминации и стандартной ошибке оценки параметра регрессии. ^Значимость коэф-

фициентов детерминации и адекватность математических моделей определялась по критерию Фишера с вероятностью 0,95. Проверка существования мультико-линеарности проводилась дополнительно по критерию Феррара-Глауберга путем расчета статистики Наличие автокорреляции оценивалось по критерию

Дарбина-Уотсона.

Полученные уравнения (3-6) позволили с высокой точностью предсказывать значения соответствующих зависимых переменных. Например, средняя ошибка предсказания У^ на 1987-92 г. г. не превышала 6% (см. Рис.4).

1980 1981 1982 1983 1084 1985 1986 1887 1988 1989 1990 1991 1992

годы

_ границы факт

_ потенция

Рис. 4. Фактическое и прогнозируемое количество пожаров.

Для оценки пределов возможного повышения точности предсказания количества пожаров была предложена итерационная процедура, предусматривающая периодический пересчет регрессионной модели с учетом новых данных, позволяющая также проводить периодическую проверку адекватности модели и при необходимости вводить в модель новые объясняющие факторы.

Установлено, что для Алтайского края выбранные модели работают с удовлетворительной точностью на период не менее 6 лет даже в условиях достаточно резкого изменения объясняющих факторов (10-25%), а для построения моделей достаточной точности необходимы регрессионные данные за 7 лег.

Установлено также, что использование для построения регрессий временных рядов более чем за 9 лет не приводит к дальнейшему увеличению точности прогноза.

Аналогичные результаты получены для переменных

На основе полученных зависимостей (5-8) проводилось моделирование базовых нормативов надзорно-профилактической деятельности, на основе которых возможно достижение наилучших результирующих показателей оперативной обстановки с пожарами.

При сложившемся или достигнутом соотношении уровня качества и трудозатрат на проведение ПТО и административной практики (АП) общий годовой фонд рабочего времени (Ф0) сотрудников ГПН края, осуществляющих надзор-но-профилактические функции, может быть в частном случае определен как

Ф0 = + »2*3 + С ; (17)

где: ^ и f2 * средние трудозатраты сотрудников ГПН, соответственно, на проведение одного ПТО и вынесение и реализацию одного АВ, чел. дн.;

С - остаток рабочего времени, связанный с выполнением других функций ГПН, в том числе резерв и непроизводительные затраты рабочего времени, чел. дн.

Значения ¡2 и С определены на основе самофотографий рабочего времени сотрудников ГПН и экспертных оценок. Для Алтайского края в 1985-1988 г. г. ^ = 0,4, а f2 - 0,8 чел. дн. (для штрафов). Анализ показывает также, что значение С в течение последних пяти лет остается относительно стабильным, составляет в среднем около 50% общего фонда рабочего времени ГПН и практически не зависит от организации деятельности ГПН на местном и территориальном уровне.

Ф0 может быть также рассчитан по формуле:

Фо = Чгпн * МР * -кп : <18>

где: Чгпн - численность сотрудников ГПН, осуществляющих ПТО; ^ - количество рабочих дней в году с учетом отпуска; Кп - коэффициент потерь рабочего времени.

Для обеспечения возможности использования полученных отношений при подготовке принятия решений использованы детерминированные модели операций, на базе которых была впервые построена количественная модель для обоснования оптимального значения факторов Х2 и Х3 для минимизации У.

Постановка модели принятия решений в общем виде представлена как

задача поиска значения переменных Х2 и Х3, доставляющих минимум функции У = f(Xj,..., Хп) при условиях:

q, (X)..... Xn)|f bj(i = 1, m) ; (19)

Тогда задача математического программирования X V min { У = f(X) ;

где: (Х|..... Хп) - множество точек, удовлетворяющих условию (19) или

область определения U. а У - целевая функция.

Область определения и можно представить в виде

f2X2 + f3X3 + С ^ Чгпн • Np • Кп ; (20)

Х3 - Х4^0 ;

или 0.4X3 + 0.8X2^ 29799 ( 21)

Х3 - Х4 ^ 0 ; при Чгпн = 301; Np = 220; Кп = 0,9; CÄ 29799.

Анализ результативной (целевой) функции показал, что в пределах области определения U в пространстве состояний У, Х2, Х3, Х4 имеется абсолютный минимум (У min), а также совокупность значений, соответствующая максимальной эффективности деятельности ГПН в разрезе показателей Х2, Х3, Х4 при достигнутом соотношении fj, fg, С и имеющемся фонде рабочего времени ГПН. На этой основе для Алтайского края впервые количественно определены укрупненные нормативы деятельности ГПН, обеспечивающие наиболее высокую эффективность организации НПД по критерию минимизации количества пожаров при достигнутом уровне качества работ ГПН (см. табл. 1).

Установлено, что при организации надзорно-профилактической деятельности в соответствии со стратегией, вытекающей из описанной модели, и укрупненными нормативами НПД возможно существенное повышение эффективности ГПН и достижение относительного сокращения годового количества пожаров в крае более чем на 24% от уровня 1991-1992 г. г. (с учетом динамики изменения количества пожаров, обусловленной развитием социально-хозяйственного комплекса края). Описанная модель поддержки принятия решений позволяет использовать ее для оперативной оценки состояния деятельности ГПН и поиска наиболее целесообразных нормативов управления ею по показателям частоты ПТО и напряженности административной практики, а также оценивать интегральные показатели НПД ГПН в целом по краю.

Укрупненные нормативы надзорно-профилактической деятельности

ГПН для Алтайского края

_Таблица 1

N Наименование Единица Значение Примечание

п/п норматива измерения норматива

1. Средняя час- ед./год 0.6 ПТО должны проводиться

тота ПТО на на всех объектах не реже

объекте одного раза в два года

2. Предельная це- ед. /об. 1.33 лесообраэная напряженность административной практики (по штрафам на должностных лиц и граждан)

3. Удельная требу- чел. /об. 0.008 С учетом разделения круп-емая численность ных объектов на подобъекты

ГПН

Модель реализована автором в программе "Обстановка" на языке Fred в среде интегрированного пакета "FRAMEWORK-III" на ЭВМ IBM PC.

Практическое применение модели и программы "Обстановка" свидетельствует о возможности их успешного использования в целях совершенствования деятельности ГПН. Так, по модели, построенной в 1987 г., удалось с высокой степенью точности предсказать показатели оперативной обстановки в 1989-92 г. г., в том числе в условиях резкого изменения показателей деятельности ГПН, принятым в 1987 г. по "волевым" управленческим установкам, сопровождавшимся скачкообразным увеличением количества пожаров в крае (на 18,3%).

В четвертой главе даны рекомендации по организации и технологии деятельности ГПН, сделан анализ их эффективности в условиях применения НИТ, даны рекомендации по использованию результатов исследований и разработок на практике, описана новая структура и приемы организации деятельности ГПН. В рекомендациях описаны приемы реализации всех основных форм информационных связей системы управления ГПН на территориальном и местном уровнях, которые изменяются в условиях применения НИТ, разработаны необходимое организационно-правовое обеспечение ГПН, в том числе унифицированные формы документов, должностные инструкции и функциональные обязанности для основных категорий сотрудников, инструкции по работе с

программными и техническими средствами, организационно-штатные структуры для центров АСУ ПО и групп автоматизации, а также тренажерные программные комплексы для практического освоения сотрудниками аппаратов ГПН новых приемов организации работы.

Новая организация деятельности ГПН построена на основе применения модели и программных средств, обеспечивающих текущее планирование, анализ и контроль исполнения пожарно-технических обследований и проверок (ПТОиП) объектов. Модель построена на использовании эвристических и информационно-логических методов с целью придания ей необходимых свойств адаптации к плохо формализуемым требованиям пользователя в реальном режиме времени. Исходными для моделирования являются: данные учета объектов и ресурсов ГПН; результаты анализа оперативкой обстановки с пожарами и базовые нормативы деятельности ГПН; параметры, в том числе директивные, формируемые на входе модели по желанию пользователя и определяющие граничные сроки проведения ПТО для групп, отдельных объектов и исполнителей; нормативные трудозатраты на проведение ПТОиП по объектам; сведения о приоритетах обслуживания объектов и другие необходимые для обеспечения адаптивности модели данные.

Модель реализована на ЭВМ СМ-1420/25 в среде1 ОС РВ и на IBM PC в среде MS OOS и позволяет обеспечить на территориальном уровне безбумажную технологию управления ПТОиП.

Анализ и оценка эффективности применения НИТ проводились посредством определения экономической эффективности и научно-технического уровня разработок на основе созданных под руководством и при участии автора оригинальных методик оценки экономической эффективности и определения научно-технического уровня АСУ ПО, а также путем сопоставления основных показателей организации деятельности ГПН до и после внедрения новой организации работ.

В качестве показателей для сравнения были использованы: трудоемкость основных операций; качество выполнения операций; экономический эффект от внедрения НИТ; научно-технический уровень СИ и др.

Сопоставление основных показателей НПД в крае до 1986 г. и после внедрения новой организации работ свидетельствует о существенном их

улучшении. Так, количество ПТОиП, проводимых за год выросло в 2.5 раза и впервые достигло в 1987 г. 100% от общего количества объектов 8 крае, подлежащих обследованию. Количество ложных данных о проведенных ПТОиП снизилась за этот же период в 27-35 раз и в течение последующей эксплуатации СОД не превышала 0.8-1.1% от общего количества объектов.

В течение первых двух лет внедрения СОД среднегодовое количество штрафов на должностных лиц и граждан за нарушение правил пожарной безопасности возросло в 4 раза, а прочих административных воздействий в 5.2 раза. При этом доля штрафов, по которым было обеспечено их взыскание возросло в среднем с 21% до 64%.

В целом улучшилось качество ПТОиП. Среднее количество противопожарных мероприятий, включаемых в состав предписаний ГПН увеличилось при использовании унифицированной формы предписания в 4.8 раза, а при подготовке предписаний в традиционной форме в 2.2 раза. Среднее количество предлагаемых к исполнению в предписаниях ГПН капитальных противопожарных мероприятий (по которым требуется согласие администрации объекта) возросло в 4 раза и достигло в среднем 5.5 мероприятий на объект.

Внедрение СОД привело к изменению структуры трудозатрат в аппаратах ГПН. Средняя продолжительность работы сотрудников местных аппаратов ГПН на объектах возросла в 1.8 раза и достигла 51% от общего фонда рабочего времени. Потери и затраты рабочего времени на исполнение не основных процедур в местных аппаратах сократились в среднем до 21-26%. Общие затраты времени на подготовку и представление отчетной информации для СОД по местным аппаратам в течение месяца не превышали при правильной их организации 0.3-0.5 чел./дней.

На территориальном уровне наибольшие изменения в структуре трудозатрат произошли у руководителей отдела ГПН и сотрудников, исполняющих функции зонального инспектора. Доля рутинных работ при проверках и инспектировании подчиненных аппаратов ГПН снизилась В среднем в 4 раза. При этом за счет предварительного анализа информации

по проверяемым (инспектируемым) аппаратам ГПН существенно улучшилось качество проводимых проверок и оказания практической помощи. Затраты времени на оперативный контроль и регулирование деятельности местных аппаратов ГПН в течение первых двух лет после внедрения СИ ГПН достигли 25-35% от общего рабочего времени зонального инспектора и до 40% рабочего времени руководителей территориального органа ГПН. В последующие годы по мере освоения автоматизированного контроля и повышения исполнительской дисциплины на местах доля этих трудозатрат вновь уменьшилась до 8-11% от общего фонда рабочего времени соответствующих категорий сотрудников ГПН при неизменном качестве работ.

Внедрение комплекса задач СП позволило существенно улучшить показатели учета и сопровождения статистики пожаров. Количество логических ошибок в БД уменьшилось в 8 раз, время обработки запросов пользователей в 2.6 раза. Количество запросов пользователей к системе в течение двух лет после сдачи СОД в промышленную эксплуатацию возросло в 110 раз. Общие трудозатраты на сопровождение и анализ статистики пожаров сократились в 2 раза и составили в 1992 г. 145 чел. дней при существенном улучшении качества работ. Выполнение этих работ на основе традиционной технологии потребовало бы не менее 1500 чел. дней.

В целом применение НИТ и разработанной технологии работ только на территориальном уровне позволило обеспечить условную экономию штатной численности 26 единиц.

Опыт внедрения централизованной СОД в Алтайском крае показал, возможность перехода в течение двух лет в пределах крупной ATE на режим управления деятельностью ГПН "по отклонениям"* При этом итоговые отклонения фактических значений основных показателей деятельности ГПН от планируемых составили 1-3%.

Применение модели поддержки принятия решений, разработка и внедрение базовых нормативов НПД позволили с 1988 г. проводить оптимальное количество ПТОиП на объектах края и ча этой основе обеспечить условную экономию штатной численности около 250 человек.

Выводы

1. На основе системного, многоцелевого, комплексного исследования организации, информационного и организационного обеспечения/'деятельности ГПН на территориальном и местном уровне, анализа применения НИТ в целях совершенствования надэорно-профилактической деятельности пожарной охраны, накопленного в России и других странах, с учетом мнений ведущих специалистов в области организации и информатизации деятельности ГПН и пожарной охраны разработаны новые информационная и функциональная структуры, определены пути, рациональный порядок и последовательность решения задач информатизации деятельности ГПН. Выявлены новые задачи автоматизации, обоснована оптимальная по критериям минимизации информационных связей структура информационных баз данных, обеспечивающих деятельность ГПН. Предложен метод рационализации функциональных и информационных структур вновь создаваемых и развиваемых АСУ и систем информатизации.

2. Разработаны методы и средства сбора и обработки данных об оперативной обстановке с пожарами и основных показателей деятельности ГПН, обеспечивающие повышение или восстановление их достоверности и возможность использования для моделирования методами математической статистики.

3. Разработана методика моделирования, определены математические зависимости, характеризующие влияние деятельности ГПН и развития края на оперативную обстановку с пожарами. Создан комплекс программных средств, реализующих расчеты моделей, определение нормативов деятельности ГПН. Доказана более высокая точность прогнозирования обстановки с пожарами предложенными, методами по сравнению с традиционно используемыми методами прогнозирования временных рядов.

4. Разработана модель и программные средства для организации пожарно-технических обследований и проверок объектов, обеспечивающий существенное повышение качества надзор но-профилактической деятельности ГПН.

5. Разработаны рекомендации по организации деятельности ГПН в условиях применения новых информационных технологий. Сделана оценка эффективности их применения в ГПН.

Автором опубликовано 72 печатных работы, в том числе 23 по теме диссертации. Основное содержание диссертационного исследования опубликовано в следующих работах:

1. Туркин 6.Ф. Автоматизация управления СОПБ//Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства/Под ред. H.H. Бруш-линского. - М.: Стройиздат, 1988.- С. 323-350.

2. Туркин Б.Ф. Автоматизация управления пожарной охраной: состояние и тенденции развития: Обзор, информ. - М.: ГИЦ МВД СССР, 1988.- 86 с.

3. Туркин Б.Ф. Пожарная безопасность агропромышленных комплек-сов//"Пожаркая охрана": (Итоги науки и техники). - М.: ВИНИТИ, 1987, 7.-С. 103-131.

4. Туркин Б.Ф., Исачков A.B., Гудков A.A. Использование ПЭВМ при планировании обследований объектов в местных органах ГПН//Организационно-уп-равленческие проблемы пожарной охраны: Сб. науч. тр. - М.: ВНИИПО, 1990.- С. 101-106.

5. Туркин Б.Ф. Моделирование влияния факторов деятельности ГПН на показатели оперативной обстановки с г,ожарами//Информационные технологии в пожарной охране: Сб. науч.тр. - М.: ВНИИПО, 1991. - С. 3-9.

6. Туркин Б.Ф. Синтез функциональной структуры и состава предметных баз данных в АСУ ПО//Проблемы пожарной безопасности зданий и сооружений: Материалы X Всесоюзной науч.-практ. конф. - М.: ВНИИПО, 1990. - С. 205-207.

7. Оценка экономической эффективности автоматизированной системы управления пожарной охраной: Методические рекомендации/Туркин Б.Ф., Бурканов А.К. и др. - М.: ВНИИПО, 1990. - 48 с.

8. Примерное положение о Центре АССОУ Г10: Должностные инструкции для персонала/Туркин Б.Ф., Киреев Ю.А. и др. - М.: ВНИИПО, 1990. - 78 с.

9. Туркин Б.Ф. Автоматизированные системы управления пожарной охраной/Усовершенствование организации и управления пожарной охраной: Совм. изд. СССР и НРБ.- М.: Стройиздат, 1986.- С. 80-105.

Соискатель

Б.Ф.Туркин