Введение к работе
Актуальность темы. Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС) объединяет усилия федеральных и региональных органов исполнительной власти, а также силы и средства различных министерств и ведомств В настоящее время во всех субъектах Российской Федерации созданы ее территориальные подсистемы и подразделения, а в министерствах и ведомствах ведомственные подсистемы и подразделения Основу сил и средств РСЧС составляют подразделения Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС России) Министерство постоянно развивается и совершенствуется, а управление подразделениями МЧС является относительно новым для России видом деятельности Это диктует необходимость отдельного научного исследования при обосновании подходов к автоматизированному планированию и управлению этими подразделениями
Автоматизация процессов управления позволяет существенно сократить время, затрачиваемое на управленческую деятельность, повысить обоснованность принимаемых решений по управлению подразделениями МЧС за счет резкого увеличения числа сравниваемых вариантов и их многокритериальной оценки
К настоящему времени накоплен значительный опыт в решении задач автоматизации процессов управления работой отдельных элементов и подсистем для сложных организационно-технических комплексов в различных отраслях народного хозяйства и в оборонной промышленности Наряду с исследованиями, посвященными вопросам разработки методологических и методических основ автоматизации управления объектами в различных условиях, выполненными известными учеными Бурковым В Н , Гадышевым В А , Евграфовым В Г , Литваком Б Г , Рыковым А С , Селезневой Н А , Соколовым Б В , Субетто А И , Цыгановым В В , на практике для систем управления МЧС России должна осуществляться разработка и исследование конкретных моделей, методов, алгоритмов и программ планирования работы элементов и средств автоматизированных систем управления (АСУ), создание соответствующего специального математического обеспечения для планирования работы комплексов и подсистем АСУ МЧС
Анализ показывает, что при определении подходов к управлению подразделениями МЧС необходимо учитывать основную особенность системы
управления ими — способность ее функционирования в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) Формы и методы управления подразделениями МЧС в различных городах России приведены в работах Аубакирова С Г, Беляева Л А , Ближина А А , Ефремова А И , Погорельской К В Однако в них не рассматриваются вопросы автоматизации процессов планирования и управления подразделениями МЧС, создания и управления развитием АСУ подразделениями МЧС Известно также, что только в трудах Анисимова Б П , Артамонова В С , Брушлинского Н Н , Глуховенко Ю М , Малыгина И Г , Таранцева А А впервые рассмотрены вопросы управления деятельностью подразделений МЧС, где определены принципы, цели и задачи планирования и управления функциональной деятельностью, рассмотрены органы управления материально-техническим обеспечением подразделений МЧС и основные подходы к информатизации процессов управления подразделениями МЧС Однако, в указанных трудах, как и в других известных источниках, отсутствует математическая постановка решения задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС, не разработаны модели и алгоритмы автоматизированного решения задач планирования и управления подразделениями МЧС в условиях чрезвычайных ситуаций, не рассмотрены вопросы реструктуризации и имитационного моделирования при автоматизированном решении задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС, не разработана методология автоматизированного решения указанных задач
Известно, что наибольший эффект при автоматизации процессов планирования может быть достигнут только при комплексном планировании использования подразделений МЧС в условиях чрезвычайных ситуаций, когда проводится совместное планирование процесса выполнения целевых и технологических операций, распределение ресурсов интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями (ИАСУП) При таком планировании появляется возможность осуществить непосредственную взаимосвязь результатов целевого использования подразделений с вариантами функционирования элементов и подсистем ИАСУП, произвести оценку их взаимного влияния друг на друга
Таким образом, разработка методологии построения региональных интегрированных автоматизированных систем управления подразделениями МЧС России в условиях динамичного изменения правовой базы и экономики
страны является актуальной задачей и составляет научно-техническую проблему, имеющую важное народно-хозяйственное значение
Теоретическому обобщению и решению этой проблемы посвящено основное содержание диссертационной работы При этом цель предлагаемой работы состоит в повышении эффективности управления подразделениями МЧС России на основе применения ИАСУП, повышении уровня целевых и информационно-технологических возможностей системы управления, устойчивости функционирования ее элементов и подсистем, на основе совершенствования методов и алгоритмов управления подразделениями МЧС России
Объектом исследования являются автоматизированные системы управления подразделениями МЧС России
В качестве предмета исследования в диссертации рассматриваются модели и методы управления подразделениями в системе МЧС России
Для достижения сформулированной цели в диссертации были поставлены и решались следующие основные задачи
Анализ существующих методов построения автоматизированных систем управления подразделениями МЧС
Разработка методов построения интегрированных автоматизированных систем управления подразделениями МЧС
Разработка методов учета и оценки противопожарного состояния объектов
Разработка моделей решения задач автоматизированного планирования и управления подразделениями в региональных органах управления МЧС
Разработка методов управления в интегрированной автоматизированной системе управления подразделениями МЧС
Разработка и внедрение функциональной структуры интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями МЧС
Методы исследования Основу методологии диссертационного исследования составили математический аппарат теории вероятностей, математической статистики, теории надежности, теории графов, теории матриц, теории многофакторных экспериментов, теории распознавания образов, теории систем и оптимального управления, теории множеств, а также теория вычислительных систем и методы имитационного моделирования
Основные положения, выносимые на защиту
Методы построения интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями МЧС России
Методы автоматизированного учета и оценки противопожарного состояния объектов
Модели решения задач автоматизированного планирования и управления подразделениями в региональных органах управления МЧС
Методы управления в интегрированной автоматизированной системе управления подразделениями МЧС
Функциональная структура интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями МЧС
Научная новизна полученных результатов
Сформулированы и обоснованы методы построения интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями МЧС России, позволяющие осуществить многомодельный подход к решению проблемы построения АСУ на основе формализации управления функциональной деятельностью подразделений МЧС
Разработаны методы автоматизированного учета и оценки противопожарного состояния объектов в условиях изменения экологических и экономических ситуаций в регионе с целью выработки решений для эффективного управления подразделениями МЧС
Разработанные модели решения задач автоматизированного планирования и управления подразделениями в региональных органах управления МЧС позволяют моделировать задачи реструктуризации подразделений в региональных органах управления МЧС, задачи оптимального распределения ресурсов при эвакуации оборудования объекта при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций подразделением МЧС Кроме того, с их помощью возможно имитационное моделирование задач планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС и реконструкции объектов хозяйственной деятельности
Разработанные методы управления в интегрированной автоматизированной системе управления подразделениями МЧС базируются на моделях дисперсионного анализа и позволяют повысить эффективность управления на основе применения многофакторного управления подразделениями МЧС и параметрической идентификации моделей систем управления подразделениями МЧС
5 На основе разработанной функциональной структуры ИАСУП МЧС возможно формирование структуры ИАСУП в субъектах РФ в соответствии с конкретными реальными условиями, что позволяет повысить оперативность и точность принятия оптимальных решений по управлению подразделениями МЧС, а также осуществить анализ и прогнозирование управленческих решений должностных лиц Главного управления МЧС по субъекту РФ Применение этой системы существенно сокращает сроки выполнения боевых задач оперативными подразделениями и мероприятий повседневной деятельности различными службами МЧС
Теоретическая значимость результатов исследования заключается в разработке совокупности теоретических положений важной отрасли управления в социальных и экономических системах - автоматизированного управления подразделениями МЧС России В частности
расширение и углубление имеющихся знаний о методах построения интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями МЧС России,
разработка моделей решения задач автоматизированного планирования и управления подразделениями в региональных органах управления МЧС,
разработка методов управления в интегрированной автоматизированной системе управления подразделениями МЧС
Практическая значимость исследования состоит в возможности применения его результатов в автоматизированном управлении подразделениями МЧС России
На основе предложенных методов построения интегрированной автоматизированной системы управления подразделениями МЧС России проведена формализация управления функциональной деятельностью подразделений МЧС, разработана и внедрена в практическую деятельность автоматизированная система мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций (АСМПЧС) природного и техногенного характера субъекта РФ, которая представляет собой распределенную автоматизированную систему оперативного обмена информацией и содержит сеть центров коммутации и абонентских пунктов, обеспечивающую обмен данными, подготовку, сбор, хранение, обработку, анализ и рассылку информации Система обеспечивает безопасность и конфиденциальность информации, а также свободный доступ абонентам
Разработанные методы автоматизированного учета и оценки противопожарного состояния объектов позволяют обеспечить решение практических
задач оценки противопожарного состояния объектов при управлении подразделениями в условиях изменения экологических и экономических ситуаций, а также сбор и обработку информации при инвентаризационном учете объектов для оценки их противопожарного состояния и управления ими
В результате проведенных исследований разработан комплекс моделей и на их основе разработана методика автоматизированного решения задач планирования и управления подразделениями МЧС при изменяющихся условиях практической деятельности
Разработана и внедрена в практическую деятельность ИАСУП Главного управления (ГУ) МЧС России по субъекту РФ (на примере Санкт-Петербурга), которая является подсистемой ИАСУП МЧС региона Предложенная в работе ИАСУП может найти применение в любой области управления экономическими и социальными системами, при создании автоматизированных систем, имеющих технические и программные средства, обеспечивающие взаимодействие с пользователем в диалоговом режиме Степень и глубина автоматизации функций при этом определяются сложностью модели процесса управления и экономических связей
Практическая значимость полученных результатов определяется возможностью их использования органами управления Главных управлений МЧС России в субъектах Российской Федерации при организации управления подразделениями МЧС Математические модели и алгоритмы задач оформлены в виде пакета прикладных программ
Апробация работы. Научные результаты, полученные в исследовании, докладывались и обсуждались на 10 международных, 5 всероссийских и 2 региональных научно-практических конференциях
I международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения пожарной безопасности Северо-Западного региона», Санкт-Петербург, 15 ноября 2000 г ,
II международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения пожарной безопасности Северо-Западного региона», Санкт-Петербург, 18 октября 2001 г ,
всероссийской научно-практической конференции «Тушение пожаров на объектах аэрокосмической техники», Санкт-Петербург, 19 сентября 2001 г,
международной научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций и их источников» Москва, 2001 г ,
всероссийской научно-технической конференции «Информационные системы управления в лесном комплексе», Санкт-Петербург, 2002 г ,
всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций», Москва, 2002 г ,
региональной научно-практической конференции «Защита транспортных систем от актов незаконного вмешательства и проведения спасательных работ в чрезвычайных ситуациях» Санкт-Петербург, 2003 г ,
всероссийской научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций» Москва, 2003 г ,
международной научно-практической конференции «Международный опыт подготовки специалистов пожарно-спасательного профиля», Санкт-Петербург, 20-21 января 2004 г ,
научно-практической конференции «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России», Санкт-Петербург, 26 мая 2004 г ,
международной научно-практической конференции «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях», Санкт-Петербург, 27-28 октября 2004 г,
международной научно-практической конференции «Применение современных методов и форм методической работы в подготовке специалистов пожарно-спасательного профиля (международный опыт)», Санкт-Петербург, 9 февраля 2005 г,
международной конференции КТИФ «Пожарная охрана Мира Расширение функций и задач», Санкт-Петербург, 14 октября 2005 г ,
международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты населения и территорий от пожаров и катастроф», Санкт-Петербург, 21 июня 2006 г ,
международной научно-практической конференции «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций», Санкт-Петербург, 14 сентября 2006 г ,
юбилейной X международной конференции «Региональная информатика - 2006», Санкт-Петербург, 24-26 октября 2006 г ,
II Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму», Санкт-Петербург, 16 мая 2007 г
Публикации. Основные результаты диссертационного исследования нашли отражение в 2 монографиях, в 6 учебных пособиях (в том числе в 1
учебнике), ВІЗ статьях опубликованных в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, в 4 статьях во всероссийских, региональных и ведомственных научных журналах и изданиях, в 15 публикациях в материалах международных конференций, а также в 18 тезисах докладов на всероссийских и региональных конференциях Всего по теме диссертации имеется 58 публикаций
Реализация. Научные результаты нашли практическое применение и реализованы в Северо-Западном региональном центре МЧС России, в Главном управлении МЧС России по Ленинградской области и в Главном управлении МЧС России по Санкт-Петербургу, а также в курсах лекций по дисциплине «Основы управления в ГПС» в образовательном процессе Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, 6 разделов, заключения и списка литературы Объем диссертации 296 стр , в том числе 257 стр основного текста с учетом 19 рисунков и 17 таблиц, 29 стр списка литературы из 295 наименований, и приложений на 9 стр
