Введение к работе
Актуальность темы
Пожары в России исторически являются одним из самых страшных бедствий. Ежегодно они наносят большой материальный ущерб и приводят к человеческим жертвам, что, как следует из доклада «Горящая Россия», сравнимо с постоянно ведущейся войной среднего масштаба.
Особенно опасны пожары в северных и центральных регионах России, в Сибири и на Дальнем Востоке. Это обусловливается наличием лесов и недостаточно развитой инфраструктурой, большим числом населённых пунктов (НП), в которых нет какой-либо пожарной охраны (ПО), много деревянных строений с пониженной степенью огнестойкости и печным отоплением, отсутствием или ограниченным числом водоисточников, пригодных для тушения пожаров, удалённостью населенных пунктов от ближайших пожарных частей (ПЧ). Только в достаточно развитой Ленинградской области свыше двух с половиной тысяч НП, время следования пожарных подразделений в которые превышает 20 мин., как то требует Федеральный Закон от 22.07.08 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее ФЗ №123). Кроме того, проблема обеспечения пожарной безопасности во многих регионах крайне обостряется в период пала травы, а также в засушливый летний период по причине лесных пожаров и большого числа одновременно возникающих пожаров в различных НП, что имело место печально известным летом 2010 года.
В этой связи особенно важным является оперативная высылка подразделений ПО к месту вызова. Это, в свою очередь, предполагает скорейшую и объективную обработку сообщения о пожаре или ЧС в НП или вблизи него (приём и уточнение информации от абонента, оценка обстановки и принятие решения на высылку сил и средств к месту пожара или ЧС), от чего зависит общее время прибытия первого пожарного подразделения и, как следствие, время локализации и ликвидации пожара, размер материального ущерба и число пострадавших. От скорейшего и полного получения информации о месте пожара в лесу также зависит ограничение его развития и успешное тушение.
Звонки от абонентов с информацией о пожарах или ЧС могут поступать в центры обработки сообщений (ЦОС) как через районные АТС по проводным линиям связи, так и через различных операторов сотовой связи. В ряде случаев сообщения в ЦОС поступают по прямым линиям связи с предприятий и др. пожароуязвимых или общественно значимых объектов. В регионах ЦОС - как правило, пункты связи частей (ПСЧ), а также единые дежурно-диспетчерские службы (ЕДДС), центры управления в кризисных ситуациях (ЦУКС).
В пожароопасные периоды в регионах потоки сообщений в ЦОС приобретают лавинообразный характер, что чревато утерей вызовов по причине перегруженности ЛС и занятости сети сотовой связи, а также неправильной обработкой сообщений из-за ошибок диспетчеров ЦОС ввиду их переутомлённости. Это, в свою очередь, может присти к превышению нормативного значения предельно допустимой вероятности 0,001 утери вызова и к ещё большему увеличению времени прибытия первого пожарного подразделения к месту вызова, что усугубит и без того негативные последствия пожаров и ЧС в регионах.
Таким образом, тема диссертации, связанная с управлением высылкой сил и средств ПО в регионах и, как следствие, предполагающая формулировку практических рекомендаций по устойчивой работе ЦОС в пожароопасные периоды, представляется актуальной.
Справедливости ради следует отметить, что для мегаполисов, крупных и средних городов проблема оперативности реагирования ПО и др. экстренных служб стоит менее остро. Это объясняет и наличие крупных ЦОС (call-центров) с достаточным числом диспетчеров и развитой системой связи, и наличие на многих городских объектах систем автоматической пожарной сигнализации, и бльшая концентрация сил и средств ПО при хорошей дорожной сети (как следствие - меньшее время прибытия), и их лучшая оснащённость, и достаточное водоснабжение, и фундаментальные научные исследования (Г.И.Абдурагимов, В.С.Артамонов, Н.Н.Брушлинский, А.В.Матюшин, К.В.Погорельская, А.А.Порошин, Б.М.Пранов, С.В.Соколов, А.А.Таранцев, Н.Г.Топольский, А.Л.Холостов и др.). Разработки некоторых из перечисленных авторов учитывались и в настоящей диссертационной работе.
Целью работы является разработка и совершенствование моделей и методов управления высылкой сил и средств ПО по вызовам в регионах и формулировка предложений по повышению устойчивости работы ЦОС в пожароопасные периоды.
Для достижения цели поставлены и решены следующие основные задачи:
-
Анализ сложившейся системы прохождения сигналов о пожарах и ЧС в регионах, работы ЦОС и управления высылкой сил и средств ПО по вызовам;
-
Построение модели суммарного потока сообщений, полученного слиянием простейшего и регулярного потока сообщений о пожарах и ЧС;
-
Обоснование и разработка моделей двухфазного обслуживания сообщений, процесса дозвона при большой загруженности сети и метода выбора рационального числа линий связи и диспетчеров ЦОС;
-
Формулировка рекомендаций по устойчивой работе ЦОС в часы наибольшей нагрузки.
Объект исследования - система обработки сообщений о пожарах и ЧС и управления высылкой сил и средств ПО в регионах РФ.
Предмет исследования- модели и методы управления высылкой сил и средств ПО в случае пожаров и ЧС в регионах.
Методы исследования: системный анализ, теория массового обслуживания, математическое и имитационное моделирование, теория вероятностей и математическая статистика.
Результатами диссертационного исследования, полученными автором лично и выносимыми на защиту, являются следующие:
-
Методика оценки параметров обобщенного потока сообщений, образованного слиянием простейшего потока с регулярным;
-
Уточнённая модель двухфазного процесса обработки сообщения диспетчером ЦОС;
-
Расчетно-аналитическая и имитационная модели процесса дозвона абонента в ЦОС в часы наибольшей нагрузки;
Результаты диссертационного исследования обладают научной новизной: полученные модели и методы позволяют рассчитать характеристики ЦОС при обработке потока разнородных сообщений, рассмотреть модель обработки сообщений как многофазный процесс, максимально приближенный к реальному, а также учитывать влияние процесса дозвона на управление высылкой сил и средств ПО.
Практическая значимость полученных результатов определяется необходимостью совершенствования структуры региональных ЦОС с целью повышения устойчивости управления высылкой сил и средств ПО в случае пожаров и ЧС в регионах. Разработанные модели и методы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России и в профильных организациях.
Достоверность основных положений исследования обеспечена корректной постановкой задач и проведением исследования, применением системного подхода при анализе предметной области, использованием современных расчётных методов, корректным использованием исходных данных и согласованностью полученных результатов с результатами работ других исследователей. Достоверность научных результатов подтверждается апробацией основных положений диссертации.
Обоснованность научных результатов определяется строгой аргументацией полученных моделей и основных выводов, доказательным и корректным использованием апробированных методов исследований.
Реализация. По результатам работы получены акт о реализации результатов диссертационной работы от филиала ФГБУ ВНИИПО МЧС России и акт о практическом использовании результатов исследования от Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.
Апробация работы. Научные результаты диссертационного исследования докладывались на заседаниях кафедры Организации пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ СПбУ ГПС МЧС России, а также на международных и отраслевых научно-практических конференциях:
XXXVII Всероссийская межвузовская НПК студентов и аспирантов «Неделя науки СПбГПУ». СПбГПУ, 2008.
II Международная НПК «Сервис безопасности в России: опыт, проблемы, перспективы».СПбУ ГПС МЧС России, РАРАН, 29-31.10.2009.
IXX НТК «Системы безопасности». Академия ГПС МЧС России, 2010
VI Всероссийская НПК «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму». СПбУ ГПС МЧС России, РАРАН, 19-20.04.2011.
X Международная НПК «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». СПбУ ГПС, 17.10 2011.
НПК «Молодые ученые о системе обеспечения безопасности в условиях природных и техногенных чрезвычайных ситуаций в первой половине XXI века». СПбУ ГПС МЧС России, 17.10.2011.
IV Международная НПК «Обеспечение комплексной безопасности при освоении северных территорий». СПбУ ГПС МЧС России, РСС, 17.11.2011.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, в том числе 8 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях из перечня ВАК, 9 публикаций в материалах научных конференций, научных журналах и сборниках научных трудов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 118 страниц, 50 рисунков и 16 таблиц.
