Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Комплексная безопасность многофункциональных высотных зданий Вьетнама 10
1.1. Анализ кризисных ситуаций в многофункциональных высотных зданиях 10
1.2. Многофункциональное высотное здание как сложная техническая система 16
1.3. Особенности многофункционального высотного здания как объекта защиты 22
1.4. Общая характеристика современных угроз многофункциональным высотным зданиям 23
1.5. Системы поддержки принятия решений при управлении ликвидацией ЧС и пожаров в многофункциональных высотных зданиях 30
Выводы по главе 1 35
Глава 2. Теоретико-игровые модели при поддержке принятия управленческих решений в системе пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий 37
2.1. Пожарная обстановка в многофункциональных высотных зданиях Вьетнама 37
2.2. Концепция и структура автоматизированной системы пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий 43
2.3. Теоретико-игровой подход при принятии управленческих решений в автоматизированных системах пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий 49
2.4. Управление в игровых моделях для автоматизированных систем пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий 58
2.5. Игровые модели для принятия решений в автоматизированных системах пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий 61
2.5.1. Игровые модели с набором типовых решений и с автоматическим поиском решений 62
2.5.2. Матричные игровые модели 65
2.5.3. Имитационные игровые модели 68
2.6. Игровые методы управления противопожарной защитой многофункциональных высотных зданий 72
2.6.1. Автоматизация управления противопожарной защитой 72
2.6.2. Игровые методы управления и теоретико-игровое моделирование эвакуации людей в многофункциональных высотных зданиях при чрезвычайных ситуациях и пожарах 74
2.6.2.1. Игровые методы управления эвакуацией людей из зданий 74
2.6.2.2. Теоретико-игровое моделирование процесс эвакуации людей в многофункциональных высотных зданиях при чрезвычайных ситуациях и пожарах 89
2.6.3. Игровые методы управления силами и средствами пожарной охраны при тушении пожаров 95
2.6.4. Модель и алгоритм оптимизации проведения проверки объектов инспектором надзорной деятельности в МВЗ 96
2.7. Игровая модель с поиском пострадавших в результате аварий, пожаров, взрывов, терактов с помощью радаров в многофункциональных высотных зданиях 99
2.8. Игровые методы в системах организационно-технических мероприятий 101
2.8.1. Игровые методы проектирования систем пожарной безопасности 101
2.8.2. Игровые методы обучения работников пожарной охраны и учащихся принятию решений в условиях неопределённости 104
Выводы по главе 2 108
Глава 3. Применение теории игр для обеспечения антитеррористической защищённости многофункциональных высотных зданий 110
3.1. Классификация современного терроризма 110
3.2. Система защиты от терроризма в автоматизированных информационно-управляющих системах комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий 111
3.3. Модель игры в антитеррористической защите 119
3.4. Моделирование атак и стратегий защиты в ситуациях с преднамеренными угрозами многофункциональным высотным зданиям 124
Выводы по главе 3 134
Заключение 136
Список литературы 139
Перечень основных сокращений 152
Приложения 154
- Общая характеристика современных угроз многофункциональным высотным зданиям
- Теоретико-игровой подход при принятии управленческих решений в автоматизированных системах пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий
- Теоретико-игровое моделирование процесс эвакуации людей в многофункциональных высотных зданиях при чрезвычайных ситуациях и пожарах
- Система защиты от терроризма в автоматизированных информационно-управляющих системах комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Длительное время во всех городах Вьетнама строились только малоэтажные здания. Но с конца 20-го века и до настоящего времени на территории страны было построено большое количество высотных зданий, в основном в городах Ханой и Хошимин, которые занимают первое и второе места по сравнению с общим количеством (98%) строящихся зданий. Одной из тенденций развития современных городов Вьетнама является расширенное строительство многофункциональных высотных зданий (МВЗ) и сооружений: административных, финансовых, торговых и других центров; супермаркетов и рыночных комплексов; спортивных сооружений; жилых домов (которые, по сути, тоже являются многофункциональными, поскольку, кроме жилых помещений, в них могут располагаться магазины, гаражи, кинотеатры, рестораны, офисы, спортивные залы и бассейны, сауны и помещения иного назначения).
В связи с массовым строительством высотных зданий в последнее время достаточно остро встал вопрос об обеспечении безопасности людей. Поэтому обеспечение комплексной безопасности людей и самих зданий приобретает в современных условиях особое значение.
На современных высотных зданиях Вьетнама существуют локальные системы обеспечения безопасности (система мониторинга и управления инженерным оборудованием, система мониторинга состояния инженерно-технических конструкций здания и др.). Но каждая система выполнена автономно, связи между ними отсутствуют. Это не позволяет создавать системы, объединяющие все эти системы в единый комплекс с инженерно-техническими средствами для обеспечения безопасности объекта.
Кроме того в существующих системах безопасности многофункциональных высотных зданий отсутствуют системы поддержки принятия управленческих решений (СППУР), помогающие лицам, принимающим решения (ЛПР), в обеспечении безопасности МВЗ.
Отмеченные недостатки устраняются при проектировании и внедрении на высотных зданиях автоматизированных интегрированных систем управления комплексной безопасностью и использовании СППУР для обоснования принимаемых решений по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) и пожаров, обеспечению антитеррористической защиты.
Весьма перспективным в СППУР в условиях неопределённости опасных факторов ЧС и пожаров является использование теоретико-игровых методов и моделей. Первые результаты в этом направлении были получены в 1993-1996 гг. Н.Г. Топольским и М.Б. Домбровским, продолженные в последствии рядом других исследователей - И.М. Тетер иным, В.М. Климовцовым и другими. Однако до сегодняшнего времени остается нерешенным ряд задач в этой области, к которым в частности относятся задачи теоретико-игрового моделирования противопожарной и антитеррористической защиты в системах комплексной безопасности МВЗ.
Объектом исследования является система обеспечения комплексной безопасности высотных зданий Вьетнама, а предметом исследования-модели и алгоритмы принятия управленческих решений для обеспечения комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий Вьетнама.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности системы обеспечения комплексной безопасности высотных зданий Вьетнама на основе моделей и алгоритмов принятия управленческих решений в системе обеспечения комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий Вьетнама на примере систем пожарной безопасности и антитеррористической защиты как наиболее важных, сложных, дорогостоящих и ресурсоёмких систем.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие основные задачи:
анализ угроз многофункциональным высотным зданиям Вьетнама;
разработка моделей и алгоритмов поддержки принятия решений при управлении пожарной безопасностью многофункциональных высотных зданий, включающем управление эвакуацией людей и управление проведением спасательных работ в условиях неопределенности;
разработка моделей поддержки принятия решений в системе управления антитеррористической защитой многофункциональных высотных зданий в условиях неопределенности.
Методы исследования. Основными методами исследования являются методы системного анализа и исследования операций, теории игр, теории вероятностей, теории принятия решений, статистического анализа и др.
Научная новизна диссертации заключается в следующем:
-
Выполнен анализ характера угроз многофункциональным высотным зданиям Вьетнама, а также произведена оценка влияния социальных и климатических особенностей Вьетнама на их безопасность.
-
Разработаны теоретико-игровые модели и алгоритмы для систем поддержки принятия решений по управлению противопожарной защитой и управлению эвакуацией людей из многофункциональных высотных зданий.
-
Разработаны теоретико-игровые модели для использования в системе поддержки принятия решений по управлению антитеррористической защитой многофункциональных высотных зданий.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования полученных результатов на этапах проектирования, строительства и эксплуатации автоматизированных систем комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий и технической реализации автоматизированных систем предотвращения чрезвычайных ситуаций и пожаров, их своевременного обнаружения, эвакуации и спасения людей, ликвидации чрезвычайных ситуацийи пожаров, обеспечения антитеррористической защиты МВЗ.
Реализация результатов работы. Представленные в диссертации результаты исследований нашли практическое применение:
при проектировании, строительстве и эксплуатации многофункциональных высотных зданий городов Ханой и Хошимин Вьетнама;
в учебном процессе и при выполнении научно-исследовательской работы в учебно-научном комплексе автоматизированных систем и информационных технологий Академии Государственной противопожарной службы МЧС России и на кафедре пожарной тактики Института противопожарной безопасности Министерства общественной безопасности Вьетнама;
при подготовке учений пожарных подразделений в Главном управлении пожарной охраны Вьетнама и в управлениях пожарной охраны г. Ханойи г. Хошимин.
Реализация результатов исследований подтверждена соответствующими актами.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы отражены в докладах и сообщениях, обсуждены и получили одобрение в 2011-2012 гг. на 20-й, 21-й международных научно-технических конференциях "Системы безопасности" (СБ-2011,СБ-2012)(Москва); 1 и 2 международных науч-
но-практических конференциях молодых учёных и специалистов по проблемам техносферной безопасности ПТБ-2012, ПТБ-2013 (Москва), II научно-практической конференции "Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации" 2013 г. (Москва); на научных семинарах и совместных заседаниях учебно-научного комплекса автоматизированных систем и информационных технологий и кафедры пожарной автоматики Академии ГПС МЧС России.
Публикации. По результатам исследований автором опубликовано 15 работ, из них 3 опубликованы в журналах, включенных в перечень ВАК, 6 работ опубликованы в единоличном авторстве, получено 3 свидетельства Роспатента о государственной регистрации программ для ЭВМ.
Личный вклад автора. В совместных публикациях [2-3, 7, 14, 15] основные результаты, связанные с разработкой теоретико-игровых и графовых моделей и алгоритмов поддержки принятия решений в системах обеспечения пожарной безопасности и антитеррористической защиты многофункциональных высотных зданий Вьетнама получены автором самостоятельно. В разработке программ реализации алгоритмов на ЭВМ [10-13] автору принадлежат постановка задачи, разработка и обоснование алгоритмов и участие в программировании.
На защиту выносятся:
результаты анализа характера опасностей многофункциональных высотных зданий Вьетнама, а также влияния социальных и климатических особенностей Вьетнама на безопасность многофункциональных высотных зданий;
теоретико-игровые модели и алгоритмы поддержки принятия решений по управлению противопожарной защитой многофункциональных высотных зданий, управлению эвакуацией людей, проведением спасательных работ в многофункциональных высотных зданиях;
теоретико-игровые модели, предназначенные для поддержки принятия управленческих решений в системе антитеррористической защиты многофункциональных высотных зданий.
Структура и объем диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы из 109 наименований и трех приложений. Основное содержание работы изложено на 169 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 20 таблиц.
Общая характеристика современных угроз многофункциональным высотным зданиям
Среди различных определений термина «Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористическая защищённость объектов» [1-5] наиболее отвечающим задачам предупреждения и ликвидации ЧС является следующее: «Комплексное обеспечение безопасности и антитеррористическая защищённость объектов - это реализованное в проектных решениях согласованное взаимодействие инженерно-технических систем (средств) и персонала, задействованных в предотвращении несанкционированных действий, обеспечении безопасности людей при чрезвычайных ситуациях» [47].
При определении перечня угроз необходимо проанализировать возможные варианты угроз, общие для большинства объектов защиты, а затем произвести отбор наиболее опасных и реальных для МВЗ, защищённость от которых требует использования информационных технологий, основу которых составляют автоматизированные системы поддержки принятия управленческих решений [6-11].
На рис. 1.4 рассмотрены три основные группы угроз высотным зданиям.
Анализ предъявляемых требований по обеспечению защиты от указанных угроз и тем самым безопасности потенциально опасных объектов [12-17] позволяет сделать вывод о том, что безопасность должна обеспечиваться:
- проектными решениями зданий и сооружений;
- инженерно-техническими мероприятиями, средствами защиты объекта, исключающими или снижающими эффект воздействия от ожидаемой угрозы;
- организационными мероприятиями.
Для эффективного решения задач обеспечения безопасности одним из главных вопросов остаётся оценка «ожидаемой угрозы», поэтому целесообразно более подробно проанализировать основные виды угроз, к которым относятся:
- техногенные и антропогенные - угрозы возникновения разрушительных процессов техногенного и антропогенного происхождения;
- природные — угрозы возникновения стихийных разрушительных процессов природного происхождения;
- экологические - угрозы нанесения ущерба окружающей среде в результате техногенных и природных разрушительных процессов (загрязнения, нарушения баланса естественных природных процессов, ухудшения среды обитания людей, животного и растительного мира);
- технические (промышленные, производственные, эксплуатационные) - угрозы аварий на объектах экономики или в системах жизнеобеспечения;
- индивидуальные угрозы - угрозы, которым подвергается жизнь человека при авариях и стихийных бедствиях (на производстве, транспорте, на отдыхе и т.д.);
- коллективные угрозы - угрозы, которым подвергаются жизни группы людей (например, персонала предприятия) при тех же воздействиях, что и при индивидуальной угрозе;
- профессиональные угрозы - угрозы, которым подвергаются жизнь и здоровье человека при выполнении им профессиональных обязанностей;
- угрозы нереализованных ожиданий - угрозы потери какого-либо ресурса (времени, трудозатрат и т.д.), вследствие воздействия различных случайных факторов или принятия неадекватных решений.
Решая вопросы обеспечения безопасности объекта, все эти угрозы должны рассматриваться в комплексе так же, как и соответствующие мероприятия по защите объекта.
На сегодняшний день требования по комплексному обеспечению безопасности объектов сформированы в основном на потенциально опасных объектах, которые по своей значимости относятся к объектам государственного значения. Но, к сожалению, люди подвергаются опасности при эксплуатации практически любого объекта, включая многофункциональные высотные здания.
Для определения вероятных угроз, способствующих развитию ЧС, необходимо уточнить, что может являться источником ЧС. Приведённая ниже табл. 1.1 даёт классификацию ЧС в соответствии с нормативными документами МЧС России [61].
Анализ возникновения рассмотренных видов угроз позволяет сделать вывод о том, что адекватные меры по обеспечению безопасности объектов могут быть приняты лишь с применением методов «эшелонированной» защиты, внедрением систем удалённого мониторинга состояния объектов с применением современных систем передачи данных, организации соответствующей подготовки специалистов по комплексной безопасности объектов и повышения квалификации проектировщиков в этой области.
Основываясь на данных об источниках возникновения ЧС, определение вероятных угроз на различных категориях объектов должно вестись в соответствии с регламентирующими документами, которые позволят, с одной стороны, охватить весь спектр опасностей и, с другой стороны, определить достаточность организационно-технических мероприятий для обеспечения комплексной безопасности объекта.
Регламентирующие документы в этом случае должны включать порядок определения расчётных угроз для каждой категории объектов, а также перечень мероприятий по обеспечению безопасности для каждой рассматриваемой «ожидаемой» угрозы. Тем самым будут определены минимально необходимые требования к обеспечению комплексной безопасности для всех объектов и порядок подтверждения уровня реализации заданных требований.
Утверждённые в соответствии с установленном порядком такие документы, в которых были бы увязаны нормативные, организационные, технические и финансовые составляющие комплексного обеспечения безопасности как существующих, так и вновь строящихся и вводимых в эксплуатацию объектов, будут способствовать совершенствованию и повышению эффективности взаимодействия всех субъектов, отвечающих за процессы прогнозирования, предупреждения и ликвидации ЧС и пожаров.
Теоретико-игровой подход при принятии управленческих решений в автоматизированных системах пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий
Весьма простыми задачами принятия решений в автоматизированных системах пожарной безопасности [22, 63] являются те, в которых известны все факторы, характеризующие пожарные ситуации (в дальнейшем будем называть их "факторами пожара") - это детерминированные вариационные игровые задачи [23].
На практике при решении значительной части задач по обеспечению пожарной безопасности приходится сталкиваться с недостаточностью конкретной информации о ряде факторов пожара: известными бывают перечни факторов пожара, диапазоны их параметров, иногда и их вероятностные характеристики, но нет точной информации об этих факторах. Задачи такого рода называют "задачами о выборе решений в условиях неопределённости" [24, 25, 26]. К неопределённым факторам пожаров следует относить и непредсказуемые ошибочные действия обслуживающего персонала многофункциональных высотных зданий, и диверсионные действия преступных групп, террористов и других экстремистских элементов, которые могут явиться причинами пожаров.
Наибольшее число неопределённых факторов приходится наблюдать при проектировании систем и средств обеспечения пожарной безопасности и при управлении службой пожарной профилактики (то есть до возникновения пожаров). К этим факторам относятся: причины пожаров (взрывы, огневые работы, неисправности технологического оборудования, ошибочные действия персонала, неосторожное обращение с огнём, самовозгорание, поджоги и др.); места возникновения пожаров; время возникновения пожаров (время года, суток); погодные условия (температура окружающего воздуха, снег, дождь, параметры ветра и т.д.); состояние пожарной техники; состав и количество горючих веществ и материалов на объекте; категории пожаровзрывоопасности зданий, помещения, сооружений.
В случае возникновения пожаров и принятии управленческих решений по их тушению, эвакуации людей и дымоудалению из горящих зданий часть факторов пожара, как правило, остаётся неопределённой, о них отсутствует достоверная информация. К их числу относятся некоторые из перечисленных выше факторов, а также: количество людей, подлежащих эвакуации; направление и время свободного развития пожара; условия срабатывания пожарной автоматики и эффективность использования прибывшей пожарной техники; состояние строительных конструкций.
Научно обоснованные методы принятия решений в АСПБ при неполноте информации о факторах пожара заключаются в следующем. Задача принятия решения интерпретируется как задача нахождения решения в игре двух сторон, одной из которых являются силы и средства пожарной охраны, другой - факторы пожара, которые принято также называть "природой" [24].
Для игр с "природой" характерным является то, что "природа" (в отличие от сознательно действующего игрока) не стремится извлечь выгоду из ошибочных действий другой стороны игры, не противодействует ей (за исключением представляют поджогов, взрывов и других терактов и диверсионных действий, являющихся причинами пожаров).
При проведении каждой игры с "природой" надо знать набор стратегий (ходов) обеих сторон, результаты игры при каждой паре стратегий (выигрыш или потери) и, по возможности, вероятности стратегий "природы". Построив матрицу выигрышей (потерь) и проанализировав её, можно заранее оценить последствия каждого решения, отбросить явно неудачные варианты действий сил и средств пожарной охраны и рекомендовать наиболее эффективные действия для всего диапазона факторов пожара.
В общем случае любое решение, принятое при недостаточности информации о факторах пожара, хуже решения, принятого при хорошо известных факторах пожара, но применение игровых методов принятия решений в условиях неопределённости даёт преимущество перед субъективными (волевыми) случайными решениями и обеспечивает оптимизацию по сравнению с ними в среднем при массовом характере событий.
Поиск наиболее приемлемых управленческих решений при использовании игровых моделей требует оценки результатов действий системы пожарной безопасности (СПБ) каждого конкретного объекта при различных возможных вариантах решений, определения выигрыша или потерь в борьбе с пожаром. Однако такая оценка в широком диапазоне пожарных ситуаций для каждого потенциально опасного объекта не может быть проведена на основе статистических данных (ввиду их недостаточности) или на основе результатов натурных экспериментов (ввиду практической невозможности проведения таких экспериментов, как и для любой системы, противодействующей различного рода опасностям: военным, природным, техногенным и др.
В этом случае возникает необходимость в предварительном проигрывании на моделях действий систем пожарной безопасности многофункциональных высотных зданий при различных вариантах решений. В условиях автоматизации систем пожарной безопасности такое проигрывание целесообразно осуществлять методами математического моделирования на ЭВМ, используя в случае необходимости реальные компьютерные программы боевой работы отдельных подсистем и средств СПБ конкретных объектов.
Поиск игровых моделей для принятия решений в АСПБ целесообразно осуществлять на основе укрупнённой классификации игр [23].
Все игры делятся на 2 большие группы: дискретные, в которых множество стратегий дискретно, и непрерывные, в которых множество стратегий непрерывно (рис. 2.2).
Игры делятся на матричные, задаваемые матрицами цен (платежей), и динамические (позиционные или дифференциальные). Дискретная динамическая игра представляется в виде поэтапного многошагового процесса, задаваемого разностными (рекуррентными) уравнениями [23]. Эти уравнения могут иметь вид функциональных уравнений Беллмана в динамическом программировании, дифференциально-разностных уравнений Понт-рягина в дискретном принципе максимума или вид соотношений задач математического программирования (нелинейного, линейного и др.). Число стратегий здесь задаётся множеством допустимых решений.
Непрерывные игры рассматриваются как предельный случай дискретных игр при уменьшении шага между стратегиями и замене дискретных стратегий непрерывными функциями.
Полным аналогом динамических (позиционных) игр является непрерывная игра в виде дифференциальных уравнений, так называемая динамическая или дифференциальная.
К числу антагонистических игр относятся двусторонние игры, в которых интересы сторон противоположны и их стратегии (ходы) являются осознанными.
В АСПБ для решения управленческих задач используются двусторонние игры, которые являются в основном неантагонистическими, поскольку большинство факторов пожара не зависит от сознательных действий людей (поэтому их и можно условно называть "природой" [24, 25]), за исключением, конечно, игр, в которых в качестве причин пожаров будут рассматриваться теракты, поджоги, взрывы и другие диверсионные действия.
Различают игры с полной и неполной информацией в зависимости от количества имеющейся информации о множестве стратегий сторон.
Модели теории игр в наиболее простых случаях дают возможность найти действительно оптимальные решения. В более сложных случаях эти модели дают вспомогательный материал, позволяющий глубже разобраться в сложившейся ситуации, оценить каждое из возможных решений, с различных точек зрения взвесить его преимущества и недостатки и, в конечном счёте, принять если не единственно правильное, то на крайней мере до конца продуманное решение.
Теоретико-игровое моделирование процесс эвакуации людей в многофункциональных высотных зданиях при чрезвычайных ситуациях и пожарах
Рассмотрим модель выбора людьми выходов в аварийной эвакуации, основанная на теоретико-игровом подходе, при котором каждый игрок обновляет свою стратегию в соответствии с периодическим изменением стратегий других игроков [30, 31, 32]. Модель основана на концепции выбора игроками лучших функций выигрыша. Неподвижная точка системы этих функций определяет равновесие по Нэшу в игре.
В данной теоретико-игровой модели обновление лучших ответных действий эвакуируемых интерпретируется с помощью адаптивной динамической модели [33, 34, 35]. Модель учитывает 2 стороны процесса эвакуации. С одной стороны эвакуируемые пытаются выбрать самый быстрый путь выхода. С другой стороны, учитываются другие факторы, влияющие на принятие решений, такие, как задымлённость и наблюдаемость (видимость) выхода. Эти факторы учитываются в разделе "ограничения" задачи минимизации времени эвакуации.
В нормальной форме, каждый из игроков N (участник игры) выбирает стратегии Si, где і - обозначает индекс игрока. Пусть Si множество всех стратегий участника і, так что S; є S . Значение выигрыша для игрока і является функцией стратегий всех игроков. Эта функция называется функцией выигрыша, и она обозначается Ui(slt ...,sn). Целью каждого игрока является выбор такой стратегии, которая максимизирует свой выигрыш, учитывая, что и другие игроки тоже ищут максимальную выгоду.
Равновесие по Нэшу игры состоит в поиске такого множества стратегий (sl,...,s ), при котором стратегия каждого игрока является оптимальным ответом на оптимальные стратегии других игроков. Таким образом, множество стратегий s = (s , ...,s ) является равновесием по Нэшу
Теперь выходы могут быть разделены на группы, у которых есть числа предпочтений от одного до шести согласно этим двоичным переменным. Чем больше число предпочтения, тем более предпочтителен выход. Известность (знание) выхода более важно для участника, чем его видимость. Это основано на социально-психологическом выводе, согласно которому эвакуируемые предпочитают знакомые маршруты, даже если они не быстрее незнакомых маршрутов [30, 31].
В этом случае полная модель выбора пути эвакуации представлена для каждого участника і Є N следующим образом:
st := BRtis-u г) = org minsv є5і ТІ (st, s_; r) , (2.38)
Si eEiiz), где Ei(z) является непустой выходной группой с лучшим числом предпочтения z для участника і.
В таблице у комбинаций последних двух рядов нет предпочтения, потому что эвакуируемые не знают о выходах, они им незнакомы и невидимы, и таким образом они не могут выбрать эти выходы.
Составлена машинная программа, моделирующая процесс эвакуации с применением теоретико-игровой модели с равновесием по Нэшу [76]. Проведён вычислительный эксперимент, моделирующий итерационный процесс эвакуации 100, 300, 500 участников.
На рисунке 2.11 показано, как итерации сходятся к равновесию по Нэшу здесь 100 участников расположены случайно в помещении размером 40 м х 40 м с двумя выходами. Оба выхода находятся у одной и той же стены, и они представлены на рисунках внизу как белый и чёрный выходы. Белый выход вдвое шире, чем чёрный выход. Белые и черные кружочки представляют участников. В исходном положении выход каждого участника определяется случайным образом. На каждой итерации алгоритма участники корректируют свои выходы как лучший теоретико-игровой ответ на сложившуюся ситуацию. В этом примере итерации сходятся к равновесию по Нэшу за пяти итераций. В равновесии, большинство участников направляются в более широкий белый выход. Ширины выходов не очень значительны в этой модели, так как плотностью участников довольно небольшая, и, таким образом, расчётное время ожидания очереди небольшое. По мере увеличения плотности участников, очередь возрастает ширина выхода становится более важной. В результате, большая часть выбирает широкий выход. Это можно видеть на рис. 2.12, где показано равновесие для того же помещения для 300 и 500 участников (эвакуируемых).
График на рисунке. 2.13 описывает зависимость между числом участников и средним числом повторений игры до получения равновесия. Число повторений увеличивается линейно и даже при многочисленном числе участников составляет небольшое число при моделировании на ЭВМ.
Система защиты от терроризма в автоматизированных информационно-управляющих системах комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий
Решение проблемы защиты от терроризма в автоматизированных информационно-управляющих системах комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий возможно на основе создания и внедрения специализированной системы защиты от терроризма (СЗТ) в составе автоматизированных информационно-управляющих систем комплексной безопасности многофункциональных высотных зданий (АИУСКБ МВЗ), учитывающей цели и способы терактов (рис 3.2).
При создании систем защиты от терроризма следует учитывать возможность возникновения массовых беспорядков (митинги, пикетирование, забастовки или состояния паники); пожаров, стихийных бедствий, аварий и катастроф техногенного характера; действий организованной преступности и криминальных элементов (бандитов, грабителей, рэкетиров, мародёров); действий других государств в своих целях; недобросовестной антизаконной конкуренции и т.д.
Основными принципами организации системы СЗТ являются:
1. Централизация управления, многоуравневое иерархическое построение системы, персональная ответственность, возможность концентрации усилий на одном наиболее важном направлении за счёт оптимизации распределения и задействования сил, средств и ресурсов как самой системы, так и региональных спецслужб.
2. Воздействие всеми возможными способами на психику террориста, как на начальной стадии теракта, так и в процессе теракта.
3. Глобальный мониторинг потенциально опасных мест и направлений с организацией круглосуточного дежурства.
4. Достаточность организационных и программно-технических мер по пресечению предполагаемых, "расчётных", "модельных" терактов.
5. Наличие специального подразделения для борьбы с терроризмом и возможность оперативного привлечения сил, средств и ресурсов других служб и спецслужб.
6. Оборудование потенциально опасных мест МВЗ, помещений и направлений средствами специального воздействия.
7. Наличие высоконадёжной, помехозащищённой системы оперативной связи и оповещения.
8. Дежурство сотрудников службы безопасности объекта, организация скрытого и открытого патрулирования.
9. Взаимодействие СЗТ с другими системами, структурными единицами объекта.
10. Возможность всеми доступными способами локализации мест теракта, сохранение нормативного функционирования объекта, недопущения паники, массовых беспорядков, контроль информации с места события.
11. Взаимодействие с администрацией многофункциональных высотных зданий, региона.
12. Учёт и поведенческий контроль лиц, которым разрешено ношение оружия и других специальных средств.
13. Скрытый, но эффективный всеобъемлющий контроль за наличием оружия, взрывчатых веществ, наркотических и психотропных средств, радиоактивных и отравляющих веществ у посетителей объектов МВЗ и работников, не имеющих на то разрешения.
14. Наличие средств защиты информации, циркулирующей внутри МВЗ и в СЗТ.
15. Наличие резервов и средств для выполнения требований террористов.
16. Поддержание системы в состоянии готовности, проведение регламентных работ, учений и тренировок, внезапных проверок и других форм контроля.
Основными задачами, которые решает СЗТ АИУСКБ МВЗ являются следующие задачи.
1. Сигнализация о возможном наличии оружия, взрывчатых, психотропных, радиоактивных и токсичных средств у населения и сотрудников, не имеющих на то разрешения, различные формы контроля за их перемещением и, если возможно, действиями.
2. Контроль въезда-выезда автомобилей, перевозимых ими грузов, управление блокировкой выезда автомобилей (дистанционно-управляемые ворота, двери, решётки).
3. Управление подачей спецвеществ в особо опасные помещения.
4. Управление специальными техническими средствами на потенциально опасных направлениях и в помещениях.
5. Управление исполнительными механизмами по изоляции мест проявления террора (управляемые двери, спецлюки, боевые отверстия и т.д.).
6. Взаимодействие с правоохранительными органами, организация доступа к соответствующим базам данных.
7. Контроль состояния коммуникаций, помещений различного назначения и мест возможного проникновения террористов (канализация, кабельные трассы, технологические коммуникации и т.д.).
8. Ведение активной разведки, пеленгация и подавление радиосвязи террористов.
9. Управление системой связи и оповещения.
10. Защита информации всех видов.
11. Автоматическое формирование типовых планов действий в экстремальных ситуациях, планов эвакуации и рекомендаций для принятия управленческих решений.
12. Управление пропускной системой для доступа к системам жизнеобеспечения объекта и введение в действие резервных систем, контроль их функционирования.
13. Моделирование экстремальных ситуаций, идентификация и прогнозирование развития оперативной обстановки.
14. Обеспечение проведения учений, тренировок и командно штабных учений сотрудников системы, обеспечение управленческих функций и повседневной деятельности защиты.
Специальное подразделение СЗТ целесообразно формировать по трём основным направлениям: охрана; режим; информационная безопасность.
Основными принципами организации работы этого подразделения служат:
1. Приём на работу сотрудников этого подразделения должен осуществляться на контрактной основе с принятием обязательств по хранению служебной тайны и признанием права службы безопасности на проведение негласных проверок.
2. Сотрудники подразделения должны иметь специальные отличительные знаки, форму и действовать открыто, и когда необходимо -скрытно.
3. Сотрудникам подразделения объявляется о проведении службой безопасности постоянных негласных проверок:
- содержания служебных телефонных переговоров;
- психологического и физического состояния сотрудников;
- содержимого сейфов;
- ресурсов сетевых терминалов и ПЭВМ.
4. Ограниченность доступа к документам службы подразделения.
5. Внезапность проверки состояния безопасности.
6. Технические средства контроля и обеспечения защиты (средства контроля телефонных переговоров, средства наблюдения, охраны и защиты) должны устанавливаться, по возможности, скрытно, их истинное назначение и характеристики должны быть известны сотрудникам СЗТ только в части, их касающейся, или полностью скрытой как от остальных сотрудников, так и посетителей.
Состав СЗТ определяется содержанием решаемых службой безопасности объекта задач, её структурой и перечнем направлений действий, подлежащих автоматизации.
