Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса 16
1.1. Характеристика и анализ безопасности жилищного фонда Сибирского федерального округа 16
1.2. Обзор методов анализа, моделирования и прогнозирования показателей пожарной безопасности муниципальных образований 27
1.3. Состав и структура объектов и задач исследования 36
2. Математическое моделирование показателей безопасности жилищного фонда 42
2.1. Обоснование методики и программного продукта для построения математических моделей 42
2.2. Формирование информационной базы показателей территорий 49
2.3. Корреляционный анализ факторного пространства и спецификация статистических моделей 54
2.4. Разработка статистических моделей и их использование для прогнозирования показателей обстановки с пожарами 60
2.5. Выводы по главе 73
3. Информационное обеспечение принятия решений в сфере безопасности жилищного фонда 75
3.1. Алгоритм агрегирования показателей обстановки с пожарами в жилищном фонде по результатам экспертного опроса 75
3.2. Методики и алгоритмы ранжирования муниципальных образований по уровню пожарной безопасности жилищного фонда 98
3.3. Зонирование территорий ATE по степени напряженности обстановки с пожарами 103
3.4. Выводы по главе 118
4. Программный комплекс для принятия решений по повышению безопасности жилищного фонда 119
4.1. Алгоритм принятия решений при выборе мероприятий по повышению безопасности жилищного фонда 119
4.2. Система поддержки принятия решений по повышению безопасности жилого фонда 123
4.3. Пример реализации методики обработки экспертных решений по повышению безопасности жилищного фонда Иркутской области 129
4.4. Выводы по главе 135
Заключение 136
Литература 138
Приложения 153
- Обзор методов анализа, моделирования и прогнозирования показателей пожарной безопасности муниципальных образований
- Формирование информационной базы показателей территорий
- Методики и алгоритмы ранжирования муниципальных образований по уровню пожарной безопасности жилищного фонда
- Система поддержки принятия решений по повышению безопасности жилого фонда
Введение к работе
Безопасность является важнейшей потребностью человека наряду с его потребностью в пище, воде, одежде, жилище, информации. Эта общенаучная категория выступает интегральной формой выражения жизнеспособности и жизнестойкости различных объектов конкретного мира во внутренней и внешней политике, обороне, экономике, экологии, социальной политике, здоровье народа, информатике, технологии и т. п. [4 ].
Закон Российской Федерации (РФ) «О безопасности» [120] определяет безопасность как состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз. Жизненно важные интересы - это совокупность потребностей, удовлетворение которых надежно обеспечивает существование и возможности прогрессивного развития личности, общества и государства. К основным объектам безопасности относятся: личность - ее права и свободы; общество - его материальные и духовные ценности; государство - его конституционный строй, суверенитет и территориальная целостность.
Обеспечение безопасности достигается проведением единой государственной политики как системы мер экономического, политического, организационного и иного характера, адекватных угрозам жизненно важным интересам личности, общества и государства. Безопасность можно обеспечить двумя путями [4]:
устранением источников опасности, самой возможности каких-либо стихийных бедствий, аварий, потрясений и катаклизмов;
повышением защищенности от опасностей, способности надежно противостоять им.
Прежде чем преступить к исследованию проблем в сфере безопасности жилищного фонда следует уделить некоторое внимание терминологии. Отметим, что на данный момент нет согласия в научных кругах и среди профессионалов-практиков о том, что именно стоит понимать под термином
«безопасность». В [25] отмечается, что «Безопасность - состояние защищенности от возможности нанесения ущерба, способность к сдерживанию и парированию опасных воздействий, а также к быстрой компенсации нанесенного ущерба. Безопасность означает сохранение системой стабильности, устойчивости и способности саморазвития» В [86] авторы утверждают, что «Безопасность - ситуация, при которой кому- или чему-нибудь не существует угрозы со стороны кого- или чего-либо, при этом не исключатся наличие одновременно нескольких источников опасности». В пособии [85] «Под безопасностью следует понимать отсутствие опасности, т.е. ситуацию, при которой для кого-нибудь или чего-нибудь не существует угрозы со стороны кого- или чего-либо». Законодатель [120] дает следующее определение: Безопасность - состояние защищенности жизненно важных интересов личности, общества и государства от внутренних и внешних угроз.
Таким образом, безопасность - состояние нормального функционирова
ния системы. При рассмотрении проблемы безопасности, все опасности
обычно сводят в три основные группы: :
природные - вызваны возможностью вредного воздействия со стороны окружающей среды на людей;
техногенные - связанны с вероятными происшествиями, которые могут произойти в созданных человеком системах и объектах;
антропогенные - негативные последствия, виной которых является деятельность человека.
В работе [55] отмечается, что содержанием обеспечения безопасности является совокупность условий и факторов, гарантирующих нормальное функционирование и развитие системы (личности, общества, государства).
В условиях демократизации всех сторон общественной жизни, перехода к гражданскому обществу сущностью безопасности становится защита не только и не столько государства и его политических институтов, но в большой мере человека и общества. На первый план выдвигается проблема соци-
альной безопасности в широком смысле этого слова - безопасности социума, т.е. личности, отдельных групп населения, общества в целом.
В Концепции национальной безопасности РФ [47] отмечается, что безопасность достигается путем проведения единой государственной политики в области обеспечения безопасности, системой мер экономического, политического, организационного и иного характера, адекватных угрозам. Для этого в системе исполнительной власти образуются государственные органы обеспечения безопасности.
На современном этапе государственная политика в области обеспечения природной и техногенной безопасности строится по следующим направлениям:
выявление опасностей, оценка риска и прогнозирование чрезвычайных ситуаций (ЧС);
уменьшение риска и повышение эффективности защиты населения и территорий;
государственное регулирование в области снижения рисков и'смягчения последствий техногенных аварий и стихийных бедствий;
развитие и совершенствование сил и средств ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Согласно [4], чрезвычайная ситуация - это состояние, при котором в результате негативных воздействий от реализации какой-либо опасности на объекте экономики, определенной территории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, экономике и окружающей природной среде. По причинам (или источникам) чрезвычайные ситуации делятся на техногенные, природные и социальные. Из всей совокупности ЧС выделим, те которые влияют на безопасность людей.
Из техногенных причин, прежде всего, отметим:
транспортные аварии на магистральных трубопроводах;
пожары, взрывы в зданиях, на коммуникациях, технологическом оборудовании промышленных объектов, в зданиях и сооружениях жилого, социально-бытового и культурного назначения;
аварии с выбросом аварийно химически опасных, радиоактивных и опасных биологических веществ;
внезапное обрушение зданий и сооружений, жилого, социально-бытового и культурного назначения;
аварии на электроэнергетических системах, очистных сооружениях и коммунальных системах жизнеобеспечения;
гидродинамические аварии - прорывы плотин (дамб, шлюзов и др.) с образованием волн и катастрофических затоплений, прорывы с образованием паводка.
Из природных причин ЧС, прежде всего, отметим:
геофизические опасные явления (землетрясения, извержения вулканов). Наиболее сейсмически опасными являются Байкальский регион, Камчатка, Сахалин, Курильские острова;
опасные геологические явления (оползни, сели, обвалы, осыпи, лавины, просадка земной поверхности, пыльные бури и др.);
метеорологические опасные явления - бури 9-11 баллов, ураганы 12 -15 баллов, смерчи, шквалы, сильные дожди и снегопады, снежные лавины;
гидрологические и гидрогеологические опасные явления - наводнения, низкие уровни воды, низкие и высокие уровни грунтовых вод;
природные пожары. Ежегодно на территории Российской Федерации возникает до 30 тыс. лесных пожаров.
Анализ причин ЧС показывает, что негативные факторы техногенного и природного характера представляют одну из наиболее реальных угроз обеспечению социально-экономического развития страны, укреплению национальной безопасности.
Учитывая задачи исследований, отметим, что основными причинами возникновения аварий на коммунальных системах жизнеобеспечения являются [107]:
отключение организаций жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) от энергоснабжения вследствие неудовлетворительного финансового состояния этих организаций;
недостаточная квалификация персонала на объектах;
предельная (более 60 %) изношенность основных фондов ЖКХ;
негативное влияние климатических условий на эксплуатацию объектов.
Все аварийные ситуации в ЖКХ, прежде всего, влияют на состояние
безопасности жилищного фонда. По законодательству РФ [134] жилищный
фонд - совокупность всех жилых помещений независимо от форм собствен
ности. В зависимости от целей использования жилищный фонд подразделя
ется на: жилые и специализированные дома;- квартиры; служебные жилые
помещения; иные жилые помещения в других строениях, пригодные для
проживания. '
Жилое помещение в РФ - помещение, предназначенное для постоянного проживания граждан, а также для использования в качестве служебных жилых помещений, жилых помещений из фондов жилья для временного поселения, общежитий и других специализированных жилых помещений. Жилыми помещениями являются: дома и коттеджи для постоянного проживания; специализированные дома и помещения; отдельные квартиры и иные жилые помещения, зарегистрированные в этом качестве в государственных органах.
Жилищный фонд России превышает 2,6 млрд. кв. м общей площади. Более 11 % жилищного фонда нуждается в неотложном капитальном ремонте, 9 % - в реконструкции. Из года в год увеличивается подлежащий сносу ветхий и аварийный фонд с износом более 60 %. Особенно это характерно для региона Сибири. В ветхом фонде продолжают проживать более 2 млн. человек. На решение этих проблем направлена федеральная целевая программа «Жи-
лище» и приоритетный национальный проект «Доступное и комфортное жилье — гражданам России». Успех в реализации федеральной целевой программы и приоритетного национального проекта зависит от ряда факторов, в том числе от вопросов безопасности жилищного фонда. Для решения задач обеспечения безопасности жилищного фонда требуется применение различных подходов.
В сфере безопасности жилищного фонда и значительно затрудняющей реализацию реформы жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) стоит задача обеспечения пожарной безопасности при его эксплуатации. Согласно государственной статистике подавляющее большинство пожаров приходится на жилой сектор. Так в среднем в 2008 году, ежедневно в Российской Федерации происходило 549 пожаров, при которых гибло 42 человека и 35 человек получали травмы, огнем уничтожалось 166 строений. Ежедневный материальный ущерб составил 33 миллиона рублей. Наибольшее количество пожаров в 2008 г. в Российской Федерации зарегистрировано в жилом секторе. Их доля от общего числа пожаров по России составила 71,3 %. Наибольший материальный ущерб, от общего количества по стране приходится также на жилой сектор (42,1%). Основная причина этого заключается в существующих социально-экономических условиях. Обеспечение надежной противопожарной защиты жилых помещений и безопасности людей при пожарах в жилом секторе является одной из серьезных проблем, успешное решение которой зависит от принимаемых мер на уровне муниципальных образований (МО).
Выполненные ранее исследования свидетельствуют, что проблемы обеспечения пожарной безопасности административно-территориальных единиц (ATE) сложны и многогранны и для их решения требуется применение различных подходов. Значительный вклад в исследование и решение проблем системы обеспечения пожарной безопасности внесли Н.Н. Брушлинский, А. С. Бородин, Ю.Л. Воробьев, Е.В. Грачев, В.В. Кафидов, В.И. Козлачков, С.А. Лупанов, А.В. Матюшин, Е.А. Мешалкин, А.К. Микеев, А.А.Порошин, Л.
А. Присяжнюк, В.Л. Семиков, Б.Ф. Туркин, В.П. Удилов, М.И. Фалеев, А.Г.Фирсов, С.И.Федоров, Н.А. Чумаченко и другие. Вместе с тем, несмотря на значительное число публикаций в рамках названной проблематики должным образом далеко не все изучено. Необходимы глубокие теоретические разработки в области организационно-управленческих проблем борьбы с пожарами, опирающиеся на современные достижения фундаментальных и прикладных наук, соответствующее правовое, организационное и ресурсное обеспечение в муниципальных образованиях.
Опыт проведенных ранее исследований показывает, что успешное решение сформулированной проблемы возможно на основе широкого использования современных методов математического моделирования и прогнозирования. Для принятия обоснованных решений по задачам в сфере безопасности жилищного фонда органы власти МО нуждаются в информационной поддержке принятия управленческих решений, основанной на получении, обработке и представлении многоаспектных данных о социально-экономических показателях территорий и их взаимосвязи с состоянием безопасности жилищного фонда. Налицо серьезная нехватка адекватных моделей и методов обработки данных для принятия решения, с одной стороны, и отсутствие информационного обеспечения, позволяющего подготовить данные для лица, принимающего решение, с другой.
Значительным вкладом в науку в области создания, развития и использования современных методов математического моделирования и прогнозирования являются фундаментальные работы отечественных авторов С.А. Айвазяна, Е.З. Демиденко, И.С. Енюкова, Л.Д. Мешалкина, СИ. Носкова, Г.Г. Пирогова, Н.Г. Топольского, Ю.П. Федоровского и других, а также зарубежных специалистов А. Афифи, Н. Дрейпера, Дж. Джонстона, Дж. Кади, Г. Смита, Дж. Себера, Дж. Полларда, С. Эйзена, П. Хыобера, и других. С помощью регрессионного анализа успешно решали региональные проблемы пожарной безопасности Е.М. Алехин, СП. Амельчугов, В.Н. Белоглазов, В. М. Гаврилей, Ю.М. Глуховенко, В.Л. Иванников, Ю.И. Коломиец, Е.Е. Ки-
рюханцев, В.Б. Коробко, Т.Г. Меркушкина, С.А. Лупанов, В.В. Рубцов, В.В. Роенко, Г.А. Королев, Е.К.Семенов и другие. Вместе с тем, изменения, происшедшие в последние годы в стране, межведомственный и межрегиональный характер проблем пожарной безопасности требует для их решения применения системного и комплексного подхода, как на государственном уровне, так и на уровне субъектов РФ и МО.
Новыми вопросами для МО после вступления в силу Федерального закона № 131-ФЗ «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации» стали вопросы по организации защиты населения и территории МО от чрезвычайных ситуаций, в том числе в области пожарной безопасности. Органы местного самоуправления несут ответственность за комплекс мероприятий, имеющий конечной целью минимизировать риски, повысить безопасность проживающего населения и сохранность материальных средств.
Основной проблемой, связанной с обеспечением пожарной безопасности, при эксплуатации жилищного фонда в настоящее время является недостаточное выделение финансовых средств на: ликвидацию ветхого и аварийного жилищного фонда; проведение капитального ремонта жилых зданий; замену инженерного оборудования и приборов, выработавших сроки эксплуатации. При этом основная нагрузка по практической реализации реформы ЖКХ лежит на органах местного самоуправления.
Действенным инструментом решения проблемы безопасности жилищного фонда различных административно-территориальных единиц (ATE) являются методы математического моделирования и прогнозирования с последующим применением полученных результатов при разработке соответствующих управленческих решений. Вместе с тем к настоящему времени как научные, так и практические аспекты использования методов математического моделирования и оптимального управления, применения современных информационных технологий в сфере безопасности жилищного фонда региона Сибири проработаны не в достаточной степени. Поэтому разработка
моделей, методов и средств информационной поддержки принятия решений в сфере безопасности жилищного фонда являются актуальными.
Цель работы состоит в создании математических моделей, методов и программных средств для повышения эффективности процессов принятия решений в сфере безопасности жилищного фонда.
Достижение цели базировалось на использовании технологий системного анализа, включающих экспертные оценки, методов математического моделирования и оптимального управления, применении современных информационных технологий, учитывающих различные показатели ATE и обстановки с пожарами МО Сибирского федерального округа (СФО).
Для достижения сформулированной цели в диссертационной работе предстояло решить следующие задачи:
Провести системный анализ проблем безопасности жилищного фонда для уровня МО;
Сформировать факторное пространство для построения математической модели исследуемого объекта, провести моделирование и краткосрочное прогнозирование основных параметров обстановки с пожарами в федеральных округах РФ с учетом различных показателей территорий;
Построить математическую прогнозную модель обстановки с пожарами в жилищном фонде СФО с учетом социально-экономического положения МО;
Выбрать и обосновать частные показатели и разработать критерии количественной оценки уровня напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде муниципальных образований;
Разработать методику ранжирования МО по значениям локальных и глобальных критериев и провести зонирование территории СФО по уровню напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде;
Разработать алгоритмическое и программное обеспечение принятия решений по управлению безопасностью жилищного фонда за счёт повышения эффективности пожарно-профилактических мероприятий.
Предмет исследования - содержание и методики решения проблем безопасности жилищного фонда МО различного уровня.
Методы исследования - системный анализ, методы математического моделирования, экспертного оценивания, современных средств информационного обеспечения, теории принятия решений.
Объектом исследования в диссертационной работе являются ATE СФО с различными показателями обстановки с пожарами в жилищном фонде.
Достоверность и обоснованность научных результатов обеспечивается: использованием общепринятых методов при проведении исследований; корректностью выбора исходных данных и условий для построения моделей; апробацией результатов исследований на уровне федерального округа и субъекта Российской Федерации.
В диссертационной работе составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие результаты:
математические модели регрессионного типа, увязывающие динамику обстановки с пожарами в федеральных округах и в жилищном фонде МО с учетом современного положения территорий;
перечень частных показателей и локальных критериев оценки уровня напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде МО, основанный на результатах анализа обширного статистического и теоретического материала;
методика расчета локальных и интегрального критериев оценки уровня напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде МО, границы локальных и интегральных критериев при классификации ATE по уровню напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде;
система поддержки принятия управленческих решений по повышению безопасности жилищного фонда на основе векторных оценок.
Практическая ценность работы состоит в том, что в ней:
- созданы и апробированы математические модели статистического типа
для прогнозирования обстановки с пожарами в МО различного уровня;
рассчитаны локальные критерии и проведена оценка напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде ATE СФО. Проведено ранжирование МО по уровню напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде и зонирование территории СФО и Иркутской области по значениям локальных и глобальных критериев;
разработана программа для ЭВМ, включающая систему поддержки принятия управленческих решений в области пожарной безопасности жилищного фонда, зарегистрированная в Роспатенте.
Результаты исследований использованы:
- при проведении научных исследований в Сибирском филиале
ВНИИПО МЧС России;
в практической деятельности ГУ МЧС России по Иркутской области;
в учебном процессе Восточно-Сибирского института (ВСИ) МВД России при подготовке инженеров пожарной безопасности.
Достоверность использования результатов исследования по указанным выше направлениям подтверждена соответствующими документами.
Исследования проводились в соответствии с планом НИР ВСИ МВД России по темам: Математическое моделирование основных элементов системы пожарной безопасности административно-территориальных единиц. Зонирование территории регионов Сибири и Дальнего Востока на основе критериальной оценки пожарной опасности. Нормативно-правовое обеспечение пожарной безопасности, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлялись и обсуждались на: всероссийской научно-практической конференции «Деятельность правоохранительных органов и ГПС в современных условиях: проблемы и перспективы развития» (Иркутск, 2005), 6-ой Международной конференции «Лесные и степные пожары: возникновение, распространение, тушение и экологические последствия» (Томск, 2005), 19-ой научно-практической конференции «Пожарная безопасность многофункцио-
нальных и высотных зданий и сооружений» (Москва, 2005), международных научно-практических конференциях «Деятельность правоохранительных органов и федеральной противопожарной службы в современных условиях: проблемы и перспективы развития» (Иркутск, 2006, 2007, 2008), всероссийских научно-методических конференциях «Современные стратегии и образовательные технологии в подготовке кадров для силовых структур» (Иркутск, 2006, 2009), международной конференции «Сопряженные задачи механики реагирующих сред, информатики и экологии» (Томск, 2007, 2009), международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы судебных экспертиз» (Иркутск, 2009).
Публикации. По результатам проведенных исследований имеется 23 публикации.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы из 134 наименований, содержит 167 страниц, включая 21 рисунок и 21 таблицу, и приложения на 15 страницах.
Автор выражает большую благодарность за оказанную консультативную помощь и поддержку при работе над диссертацией доктору техн. наук СП. Амельчугову и доктору техн. наук, профессору В.П. Удилову. Особую благодарность автор выражает сотрудникам Восточно-Сибирского института МВД России, принимавшим непосредственное участие в проведении исследований, доктору техн. наук, доценту Л.В. Аршинскому и канд. техн. наук, доценту С.Н. Шварц-Зиндеру.
Обзор методов анализа, моделирования и прогнозирования показателей пожарной безопасности муниципальных образований
Современное состояние науки предполагает при решении сложных проблем, активно использовать методы системного анализа, в том числе математического моделирования и прогнозирования. К числу таких проблем относится, безусловно, и проблема обеспечения безопасности жилищного фонда МО.
Ранее проведенные исследования [30, 31, 32, 70, 102, 110] свидетельствуют о том, что основным вопросом, решение которого должно предварять собственно построение моделей исследуемых объектов и процессов, является вопрос выбора класса методов анализа и моделирования. К настоящему времени известно широкое множество таких подходов, различающихся математическим аппаратом, совокупностью допущений и гипотез, объемом необходимой для моделирования информации [2, 29, 64, 76].
Вопросам применения методов многомерного статистического анализа и моделирования различных реальных процессов посвящено значительное число публикаций. В работах [3, 95] анализируется опыт применения комплекса статистических методов для решения управленческих задач различного рода. Исследуются методологические и методические проблемы взаимосвязи статистических группировок и корреляций в экономико-статистических исследованиях, восстановлении зависимостей по эмпирическим данным, анализируется актуальная проблема конструирования экономико-статистических моделей с заданными свойствами. Модели изучаются на базе распознавания образов и регрессионного анализа, как в статике, так и в динамике. Рассматривается проблема принятия оптимальных решений по статистическим моделям. В числе других рассматриваются методы корреляционного, регрессионного и факторного анализов, диагонализации матрицы связи, аппроксимации эмпирических графов, анализа экспериментальных кривых и автоматической обработки изображений.
Методы многомерного статистического анализа широко используются в научных исследованиях при решении различного рода задач [3, 38]. В ряде публикаций анализируется применение методов многомерного статистического анализа по исследованию и прогнозированию различных аспектов социально-экономического положения регионов [126, 84, 46, 52].
В обзоре [29] обобщен опыт применения математических методов в области пожарной безопасности. Подчеркивается положительный опыт применения математического моделирования в таких областях деятельности, как организационно-управленческой, профилактической, оперативно тактической, эксплуатации и ремонтного обслуживания пожарной техниКи, подготовки кадров и других.
Методологические аспекты применения корреляционного и регрессионного анализа в расчетах технико-экономических показателей уровня противопожарной защиты рассмотрены в работах [29, 30, 64, 99, 100, 19]. Анализируются различия в методике применения корреляционного и регрессионного анализа, приводятся конкретные расчеты по регрессионным моделям.
Исходя из объекта диссертационного исследования, наибольший интерес для нас представляют работы по комплексной оценке пожарной опасности МО. Такую оценку большинство авторов выполняло на основе анализа косвенных данных о функционировании ATE.
Исследования ведущих ученых ВНИИПО и АГПС МЧС России, а также ВСИ МВД России по оценке пожарной опасности ATE [23, 24, 29, 36, 64, 77, 78, 87, 6,] послужили основой для решения многих организационно-технических и управленческих задач [71, 88, 104, 105].
В работе [29] отмечается, что методы многомерного статистического анализа позволяют решать ряд научно-практических задач, в частности: оценивать пожарную опасность административно-территориальных единиц; определять затраты времени на проведение пожарно-технических обследований; рассчитывать численность подразделений пожарной охраны (пожарно-профилактических подразделений); оценивать эффективность деятельности подразделений пожарной охраны. В ряде публикаций расчет критериев пожарной опасности ATE является основой для решения задач распределения штатной численности и оценки эффективности деятельности подразделений пожарной охраны. Кроме этого, предлагается в зависимости от целей анализа оценку пожарной опасности различать скалярной, векторной и комплексной. При скалярной оценке вычисляется один, наиболее важный показатель, который и используется в дальнейших расчетах. При векторной оценке применяется совокупность показателей, которые в случае необходимости могут преобразовываться различными методами в комплексный показатель. Методы оценки пожарной опасности МО принято классифицировать в зависимости от времени анализа на статические и динамические; исходя из формы используемой информации на количественные и качественные; по формам получения оценок на аналитические и логические.
Ввиду многогранности содержания и сложности комплексной оценки пожарной опасности ATE часто рассматриваются только ее отдельные компоненты. Широкое распространение получили исследования, в которых пожарная опасность определяется по статистическим данным о происшедших пожарах, при этом анализируются число и динамика пожаров, сведения о материальных потерях и человеческих жертвах, причины возникновения и условия распространения пожаров и т.д. На основе этих данных рассчитываются различные индексы, коэффициенты, бальные оценки и т.п. Эти показатели используются в практической деятельности для косвенной оценки пожарной опасности регионов.
Формирование информационной базы показателей территорий
Результаты обзора состояния вопроса (см. гл. 1.) показали, что основными показателями характеризующими обстановку с пожарами являются: число пожаров, гибель и травмирование людей на пожарах и материальный ущерб от пожаров. Очень часто при анализе состояния пожарной безопасности ATE или их сравнительной оценке используют выше названные показатели, отнесенные к численности населения субъектов или относительно друг к другу.
Поэтому в настоящих исследованиях в качестве моделируемых показателей состояния пожарной безопасности жилищного фонда МО будем использовать: число пожаров в муниципальном образовании, ед.; прямой ущерб от пожаров, руб.; гибель людей при пожарах, чел. Следует отметить, что материальный ущерб от пожаров, как показатель состояния обстановки с пожарами, в силу происходящих в экономике страны преобразований и имеющейся инфляции не всегда позволяют использовать его при продолжительных наблюдениях и получать объективную оценку при долгосрочном прогнозировании обстановки.
Проведенный краткий анализ пожарной опасности территории Сибири (гл. 1.1) позволяет оценить характер протекающих процессов и явлений, так или иначе порождающих пожары и влияющих на их последствия в муниципальных образованиях. С учетом выше изложенного, а также на основании сложившихся стереотипов было отобрано тридцать четыре основных показателя социально-экономического положения. Все они оказывают влияние на состояние обстановки с пожарами и имеют количественное выражение в материалах, предоставляемых Государственным Комитетом РФ по статистике, а именно: - индекс промышленного производства, в % к предыдущему году; - строительство жилых домов, тыс. кв. м общей площади; - продукция сельского хозяйства, в % к предыдущему году; - оборот розничной торговли, в % к предыдущему году; - объем платных услуг населению, в % к предыдущему году; - инвестиции в основной капитал, млрд. рублей; - иностранные инвестиции, тыс. долларов США; - индекс потребительских цен на товары и услуги в декабре, в % к декабрю предыдущего года; - стоимость фиксированного набора потребительских товаров и услуг в декабре в рублях; - стоимость фиксированного набора потребительских товаров и услуг в декабре в % к среднероссийской стоимости; - стоимость минимального набора продуктов питания в декабре в рублях; - стоимость минимального набора продуктов питания в декабре в % к среднероссийской стоимости; - индекс цен производителей промышленной продукции в декабре, в % к декабрю предыдущего года; - реальные денежные доходы населения, декабрь в % к декабрю предыду щему году; - средняя начисленная заработная плата в декабре, рублей; - просроченная задолженность по заработной плате на 1 января, млн. руб.; - безработные по данным обследований населения по проблемам занятости, тыс. человек; - безработные, зарегистрированные в органах государственной службы занятости на 1 января, тыс. человек; - потребность организаций в работниках, заявленная в органы государственной службы занятости, на 1 января, человек; - родившихся на 1000 человек населения; - умерших на 1000 человек населения; - естественный прирост (+), убыль (-) населения на 1000 человек населения; - численность всего населения, мужчины и женщины, тыс. человек; - численность всего населения, мужчины, тыс. человек; - численность всего населения, женщины, тыс. человек; - мужчины и женщины городского населения тыс. человек; - мужчины городского населения, тыс. человек; - женщины городского населения, тыс. человек; - сельское население, мужчины и женщины, тыс. человек; - сельское население, мужчины, тыс. человек; - сельское население, женщины, тыс. человек; - исполнение консолидированных бюджетов субъектов Российской Федерации, доходы, тыс. рублей; исполнение консолидированных бюджетов субъектов Российской Федерации, расходы, тыс. рублей; - исполнение консолидированных бюджетов субъектов Российской Федерации, профицит/ дефицит (-), тыс. рублей.
Для проведения дальнейшей математической обработки каждому из рассмотренных показателей присвоена индивидуальная кодировка.
Подробно содержание этих показателей изложено в [133]. Информация в разрезе субъектов Российской Федерации заимствована с web-сайта Минфина России.
Методики и алгоритмы ранжирования муниципальных образований по уровню пожарной безопасности жилищного фонда
На последующих операциях частного районирования территории производится объединение муниципальных образований в районы с одинаковым уровнем напряженности обстановки, выбор оптимального варианта районирования и верификация результатов.
На заключительном этапе производится интерпретация результатов частного районирования в виде формирования карт-схем ATE с указанием уровня напряженности ситуации по соответствующему локальному критерию обстановки с пожарами в жилом фонде.
Таким образом, разработанная методика частного районирования территории позволяет быстро и объективно установить степень напряженности ситуации по различным показателям обстановки с пожарами в жилом фонде и с учетом этого выработать систему мероприятий первичных мер пожарной безопасности, предложить основные направления использования финансовых и иных ресурсов для реализации этих мероприятий.
Методика интегрального районирования территории ATE включает ряд операций. Содержание операций методики интегрального районирования в большей части аналогично методике частного районирования территории ATE, поэтому не требует подробного описания. Остановимся лишь на тех операциях, которые специфичны для интегрального районирования.
На первых четырех операциях производится анализ проблем пожарной безопасности ATE, устанавливаются сетки исходных территориальных единиц (как уже отмечалось здесь целесообразно принимать границы муниципальных образований), формулируются и определяются частные показатели обстановки с пожарами, выполняется операция подготовки исходной статистической информации к расчетам локальных критериев и производится расчет их значений. Пятая операция в методике интегрального районирования состоит в расчете значений глобального критерия.
Далее производится расчет мер сходства между ATE по значениям глобального критерия. Для решения поставленной задачи предлагается алгоритм аналогичный частному районированию. Прежде всего, рассчитывается среднее по субъекту РФ значение Y глобального критерия К. Далее устанавливается уровень напряженности обстановки с пожарами в ATE. Предлагается различать пять уровней напряженности ситуации. В частности, первый уровень характеризуется весьма низкой, второй - низкой, третий - средней, четвертый — высокой, пятый - критической напряженностью ситуации. Уровень напряженности ситуации с пожарами в жилом фонде производится по правилам представленным в табл. 3.7.
На последующих операциях интегрального районирования территории производится объединение ATE с одинаковым уровнем напряженности обстановки с пожарами в жилищном фонде, выбор оптимального варианта районирования и верификация результатов.
Таким образом, располагая значениями глобального критерия можно сделать вывод о состоянии напряженности обстановки с пожарами в жилом фонде муниципального образования. Кроме того, можно сравнить ATE между собой по напряженности обстановки с пожарами. По значениям локальных и глобального критериев можно провести районирование территории по уровню напряженности обстановки с пожарами в жилом фонде, что очень важно при формировании мероприятий первичных мер пожарной безопасности.
Значения локальных критериев по группам частных показателей и глобального критерия для субъектов СФО приведены в табл. 3.8.
Проведем анализ результатов районирования территории Сибирского федерального округа по входящим в него субъектам Российской Федерации.
Как видно из табл. 3.8., наиболее напряженная ситуация по числу пожаров в Эвенкийском муниципальном районе (значение локального критерия равно 100,93), Кемеровской области (73,66), Омской области (75,20), Иркутской области (72,95), Алтайский край (73,09) и республике Алтай (75,47), наименьшая - в республике Хакасия (56,37). В других территориальных единицах локальный критерий напряженности ситуации по этой группе частных показателей изменяется в пределах от 57 до 66 единиц.
Критическая ситуация по гибели и травматизму людей при пожарах (см. табл. 3.8.) наблюдается в Омской области (84,95). Высокая напряженность ситуации по гибели и травматизму людей при пожарах наблюдается в республике Алтай (70,75), Томской (80,68) и Новосибирской (71,46) областях, Красноярский край (80,69) с Таймырским муниципальным районом (80,67). Второй уровень напряженности (низкий) в Забайкальском крае, республиках Хакасия (48,37) и Тыва (54,46).
Как видно из табл. 3.8., критическая ситуация по экономическим последствиям пожаров в Эвенкийском и Таймырском муниципальных районах. Напряженность ситуации в СФО по локальному критерию, характеризующему причины пожаров, следующая (см. табл. 3.8.). Почти критическая ситуация в республике Алтай и Забайкальском крае. Весьма низкий и низкий в Таймырском и Эвенкийском муниципальных районах, а также республике Тыва, Иркутской и Новосибирской областях. Далее проведём практическую реализацию методики интегрального районирования на примере территории СФО. Значения глобальных критериев для субъектов РФ, входящих в СФО, приведены в табл. 3.8.
Проведем анализ результатов интегрального геопирологического районирования территории СФО по субъектам РФ. Как видно из табл. 3.8., критическая ситуация с пожарами только вТаймырском муниципальном районе, для которого значение глобального критерия равно 70,50. Уже отмечалось, что в этом субъекте особенно неблагоприятная ситуация по гибели и травматизму людей при пожарах, а также по экономическим последствиям пожаров. Достаточно высокий уровень напряженности с пожарами в Эвенкийском муниципальном районе, республике Алтай и Омскойюбласти.
Уровни напряженности ситуации с пожарами в жилом секторе для ATE приведены в табл. 3.9. Карты-схемы СФО приведены на рис. 3.3 — 3.7. Большинство территориальных единиц Сибирского федерального округа относятся к третьему уровню напряженности обстановки с пожарами, т.е. характеризуются как средняя ситуация (среднее значение глобального значения для округа равно - 54,54). В республике Тыва уровень напряженности обстановки с пожарами характеризуется как низкий.
Система поддержки принятия решений по повышению безопасности жилого фонда
В настоящее время информационные технологии получения и обработки экспертной информации, различные средства построения систем поддержки принятия решений, их математическое и информационное обеспечение, а также современные автоматизации принятия решений широко применяется по предупреждению и ликвидации ЧС различного характера [1, 22, 28, 48, 104, 105, 108, 127, 128].
Эффективным способом решения задач в области пожарной безопасности является использование методов математического моделирования с последующей их реализацией в виде программных комплексов для ЭВМ. Здесь рассматривается один из таких комплексов, разработанный нами в Восточно-Сибирском институте МВД России. Предложенный ранее подход к повышению эффективности выполнения мероприятий первичных мер пожарной безопасности, реализован нами в программе для ЭВМ «Система поддержки принятия управленческих решений в области финансирования целевых программ пожарной безопасности. (СПУР-Ф ПБ 2007)», которая зарегистрирована в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам [11]. Рассмотрим кратко основное содержание программы.
Технологически система реализована как реляционная СУБД с блоком расчета и набором дополнительных подсистем. К числу дополнительных относятся ряд подсистем. Поскольку эти подсистемы предназначены для расширения возможностей и повышения удобства работы с основной программой, то прежде всего разберем кратко их основные функции.
Подсистема ввода данных. Предназначена для занесения исходных данных для расчета в рабочую БД: таблицы Nastroika.db, Raschet.db, Tip_Fin.db и Napr_Fin.db. В соответствии с этим подсистема разбивается на отдельные блоки, каждый из которых заполняет соответствующую таблицу. Как и во всех СУБД согласование между таблицами - построение реляционных отношений - производится автоматически средствами самого C++ Builder.
Подсистема вывода данных. Выводит результаты расчета на монитор — в соответствующие экранные формы — или на принтер.
Подсистема графического вывода. Представляет результаты расчета в виде графиков и диаграмм. Работает с тремя их видами: линейными графиками; столбчатыми диаграммами; круговыми диаграммами. Данная подсистема позволяет визуально отобразить результаты расчета и облегчает их анализ пользователем.
Подсистема помощи. Предназначена для облегчения работы с программой и предоставления пользователю первоначальной информации по работе с программным комплексом. Традиционно реализована в форме контекстно-зависимых подсказок по тому или иному вопросу.
Программа-менеджер. Управляющая программа, используя которую пользователь взаимодействует со всеми остальными подсистемами. Реализована в форме текстового меню.
Подсистема настройки оболочки. Предназначена для настройки элементов интерфейса: цветовой палитры, типа шрифтов и т.д.
Общая структура программного комплекса и характер взаимодействия его подсистем представлены на рис.4.1.
