За счет совершенного планирования работы основных элементов и подсистем ОУП путем автоматизированного решения задач планирования и управления обеспечивается получение известных преимуществ автоматизации:
- повышается пропускная способность каналов управления;
- экономятся ресурсы ОУП;
- снижается инерционность (временные задержки, запаздывание) в контурах управления ОУП;
- сокращается время, затрачиваемое на решение задач выбора;
- повышается обоснованность принимаемых при составлении планов решений по управлению подразделениями МЧС за счет увеличения числа сравниваемых вариантов планов и их многокритериальной оценки;
- уменьшается возможность возникновения пиковых информационных нагрузок при внезапных изменениях структуры ИС ОУП.
Управляемая подразделениями МЧС система ИС ОУП представляется при этом стохастической моделью динамической системы, внешними воздействиями которой являются случайные природные ситуации. Динамическая система представляется путем описания соотношений между входными и выходными переменными. Эти соотношения могут быть описаны разными способами: корреляционными функциями, спектральными плотностями, моделями состояний.
решена задача комплексной оценки противопожарного состояния объектов с учетом влияния техногенных воздействий при изменяющихся экологических условиях. Получены следующие основные результаты:
1) Проведено концептуальное описание процессов влияния возникающих техногенных и экологических ситуационных изменений на оценку противопожарного состояния объектов при управлении подразделениями МЧС.
В работе получена регрессионная модель, которая позволяет определять связь экологических факторов с риском естественной убыли населения в различных территориальных зонах.
Математическая модель влияния экологических факторов на естественную убыль населения имеет вид
Y = 3,08 + 0,027 x1 + 0,53 х3 • 10-3 - 41 х5 • 10-3 . (25)
При этом влияние факторов на здоровье населения по материалам исследовательских лабораторий позволяет сопоставить обработанные с помощью полученной модели данных с временными и пространственными характеристиками. В этом случае основной целью такого сопоставления является определение территорий, контрастно выделяющихся по уровню смертности, заболеваемости.
Функционирование предложенной в работе системы комплексной оценки противопожарного состояния объектов в работе осуществляется с помощью разработанного алгоритма ее реализации в ИС ОУП.
Разработанные метод, модели и алгоритмы позволяют обеспечить решение практических задач оценки противопожарного состояния объектов при управлении подразделениями в условиях изменения экологических и экономических ситуаций, что обеспечивает синтез управляемых подсистем ИС ОУП.
2) В этом разделе также разработан метод сбора и обработки информации при инвентаризационном учете объектов для оценки их противопожарного состояния и управления ими. Показано, что учет объектов сопряжен с распознаванием большого числа характеристик объектов. В этой связи, обосновано и доказано, что программное обеспечение информационных систем инвентаризационного учета должно создаваться на основе применения методов теории распознавания образов. В работе предложен вариант построения структуры системы обработки сообщений с кадастровой нумерацией объектов. Представленное на рис.1 построение схемы ввода информации обеспечивает следующие преимущества:
- исключает появление ошибок в описании строений (в том числе в кадастровом номере) благодаря использованию в диалоге перечня понятных оператору эталонных адресов;
- исключает появление дополнительных ошибок, связанных с выполнением оператором новой функции идентификации строения на карте;
- исключает появления при вводе цифрового кода кадастра новой группы ошибок в записи данных по адресу другого или несуществующего района, улицы, дома;
- обеспечивает проведение контроля и устранение ошибок без выполнения дополнительной операции перехода от кадастрового описания адреса к общепринятому его описанию в городе;
- обеспечивает проведение расчета статистических характеристик жилищной сферы, их анализа и объяснения полученных результатов.
Рис. 1. Наиболее рациональный вариант ввода информации при автоматизированном учете объектов.
Для реализации указанной схемы ввода в работе обоснована и предложены рекомендации обеспечения полноты и достоверности информации при проведении учета противопожарного состояния объектов.
Основным содержанием этапа обработки информации является проверка сформированного списка адресов строений базы данных на логическую непротиворечивость.
Анализ возможных вариантов построения аналитических моделей оценки противопожарного состояния объектов показал, что целесообразно при их построении ориентироваться на класс регрессионных моделей. На основе применения теории пассивных многофакторных экспериментов получена модель оценки противопожарного состояния объектов городских территорий в виде:
Y = 13,5 + 0,4х1 + 0,08х2 - 0,3х3 + 2,3х4 + 0,2х5. (26)
где х1 – площадь участка [кв. м]; х2 – состояние градостроительной зоны в баллах; х3 – удаленность от центров коммуникаций [км]; х4 – стоимость имеющихся строений, приходящихся на один кв.м. земельного участка [$]; х5 – наличие водоснабжения, электричества, газа [баллов]. Все факторы значимы. По влиянию на выходной параметр факторы имеют следующий порядок влияния: состояние строений, площадь участка, удаленность от центров, наличие водоснабжения, градостроительная ценность.
Эксперимент показал, что наибольшее влияние на противопожарное состояние участка городских территорий оказывает фактор наличия водоснабжения и состояния пригодности строения (сооружения), даже большее влияние, чем площадь самого участка. Это объясняется расположением выбранных типов участков вблизи центров коммуникаций - среднее удаление 11 км, слабо отличается по зонам градостроительной ценности.
Основными проблемами проведения исследований с помощью комплексной системной модели эффективного управления подразделениями МЧС являются неопределенность исходных данных и размерность исследуемого объекта. В этом случае разработка модельного описания прикладной программы осуществляется с использованием несложных алгоритмов обработки информационных ресурсов с учетом уточнений в дальнейших исследованиях при выборе соответствующих стратегий. Под стратегией исследований понимается выбор и порядок использования методов решения этих проблем. Выбор необходимых решений является заключительным этапом типовой процедуры принятия решений на завершающем этапе выработки решений по управлению подразделениями МЧС, в работе обосновывается и предлагается использовать модели линейного и динамического программирования.
1) Модель реструктуризации подразделений МЧС в региональных органах управления.
Задачу реструктуризации подразделений МЧС будем рассматривать как задачу динамического программирования, в которой в качестве исследуемой системы S выступает структура одного из органов управления МЧС. Состояние этой системы определяется временем использования существующей структуры , то есть ее сроком службы.
В качестве управлений выступают решения о реструктуризации или сохранения существующей системы управления, применяемые в начале каждого года. Обозначим через U1 решение о сохранении существующей структуры, а через U2 – решение об изменении структуры (о реструктуризации).
Тогда задача состоит в нахождении такой стратегии управления, определяемой решениями, принимаемыми к началу каждого года, при которой общий выигрыш (предотвращенный ущерб) системы управления будет максимальным.
Эта задача обладает свойствами аддитивности и отсутствия последействия. Следовательно, ее можно решить по алгоритму задачи динамического программирования, реализуемому в два этапа. На первом этапе при движении от начала 5-го года к началу 1-го года для каждого допустимого состояния структуры органов управления МЧС найдем условное оптимальное управление (решение), а на втором этапе при движении от начала 1-го года к началу 5-го года из условных оптимальных решений для каждого года составим оптимальный план реструктуризации системы управления МЧС.
Представленные здесь расчеты базируются на стоимостных оценках «условного» объекта управления и не позволяют представить строгую количественную оценку состояния структуры управления органов подразделениями МЧС Москвы.
Графическая интерпретация последовательности поэтапного выбора оптимальных решений по изменению структуры системы управления подразделениями МЧС может быть пояснена на рис. 3.
2006г. 2007г. 2008г. 2009г. 2010г.
k=0 k=1 k=2 k=3 k=4 k=5
1 1
1
1 2 2
0 1 2
3 3
2 4
4 5
Рис. 3. План выбора оптимальных решений при реструктуризации органов управления подразделениями МЧС.
Приведенный пример реструктуризации подразделений МЧС в Северо-Западном регионе показывает, что данная методика может быть реализована в других регионах Российской Федерации.
2) Модель оптимального распределения ресурсов при эвакуации оборудования подразделения в чрезвычайных ситуациях.
Для иллюстрации применимости метода линейного программирования при планировании и управлении ресурсами в подразделениях МЧС рассмотрим следующий пример. Предположим, что подразделение имеет достаточно сложное оборудование различных видов, расположенное на нескольких этажах одного здания. Для его перебазирования требуется m различных видов ресурсов. Эти ресурсы ограничены, и их объемы составляют соответственно b1 , b2 , … , bm условных единиц. В данной ситуации нужны оптимальные решения. Что же такое оптимальное решение и какой математический аппарат необходимо использовать для его нахождения? То есть, необходимо найти ответ на вопросы: как поставить задачу, составить ее математическую модель, получить оптимальное решение, провести его всесторонний анализ, наглядно представить результаты.
Технология эвакуации каждого вида оборудования задается коэффициентами прямых материальных затрат aji, которые указывают сколько единиц j-го ресурса требуется для эвакуации единицы оборудования i-го вида ( ).
Пусть время (в условных единицах), затрачиваемое при эвакуации единицы оборудования i-го вида, равно xi. Требуется определить такой порядок эвакуации, чтобы общее время было минимальным в предположении изменения соответствующих ресурсов в пределах имеющихся в подразделении запасов.
При исследовании модели оптимального распределения ресурсов в чрезвычайных ситуациях для подразделения МЧС наибольший интерес представляет решение задачи вариантного анализа.
Решение задачи распределения ресурсов в обеспечивается достаточно просто с использованием программного продукта Excel. При этом, под вариантным или параметрическим анализом будем понимать решение задачи оптимизации при различных значениях тех параметров, которые ограничивают улучшение целевой функции. Параметрический анализ проведем на примере изменения имеющихся в нашем распоряжении ресурсов в пределах, отмеченных в таблице 1.
С помощью программы Exсel для каждого варианта получаем оптимальное решение. В нашем случае получено 30 оптимальных решений. Результаты этих решений приведены также в таблице 3.Полученные решения показывают границы, в которых могут изменяться ресурсы с целью обеспечения минимальных потерь, а также – структуру оптимального решения, т.е. номенклатуру расходуемых ресурсов.
Таблица 1.
Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Ограничения 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
F-людские ресурсы
5000
3700
1780 1780 2120 2120 2750 3750 4800 8200
Fматериал. средства 4700 3800 2750 1780 1780 2120 2120 2120 2120 2120
Fфинансов. средства 4250 3450 1780 1780 2120 2120 2120 2120 2120 2120
Это означает, что при изменении людских ресурсов в пределах, обеспечивающих достижение минимальных временных потерь, необходимо значительное увеличение материально-технических и финансовых средств. Аналогично, при изменении материально-технических (финансовых) в пределах, обеспечивающих достижение минимальных временных потерь, требуется значительное увеличение людских ресурсов. Приведенные на рис. 4 результаты показывают, что получение наиболее приемлемого результата достигается в точке, равной F=1780 условных единиц времени.
Что обеспечивается следующим расходом ресурсов:
людских ресурсов- 80 человек; материально-технических ресурсов 120-условных единиц;
финансовых ресурсов –160 условных единиц. При этом средние временные затраты по этажам: x1-2; x2-4;x3-5;x4-9 условных единиц.
Действительно, если вывести из вариантов решений табл. 1 промежуточные данные приемлемого результата по варианту 4 указанной таблицы, то в этом случае имеем следующие данные:
Промежуточные результаты варианта 4 табл.1.
Microsoft Excel 9.0 Отчет по результатам
Рабочий лист: ( Пример Чуприян А.П.. xls ) Лист 1
Отчет создан: 04.03.05. 11:40:39
имя Э1 Э2 Э3 Э4
значение 2 4 5 9
нижн. гр.
верхн. гр. ЦФ напр.
кф в ЦФ 41 51 90 116 1780 мин
Ограничения
вид лев. часть знак пр. часть
люд. рес. 6 6 6 12 80 40
финансы 2 4 6 8 160 100
мат. рес. 2 3 5 7 120 90
По этим результатам видно, что для значения целевой функции F = 1780 значения расходов ресурсов приведены в столбце под обозначением (лев. часть). Эти значения: 80, 160, 120, что соответствует точки 4 на рисунке 4. Таким образом, рассмотренная здесь модель позволяет командиру (начальнику) подразделения МЧС осуществлять управление имеющимися ресурсами по обеспечению эвакуации оборудования в чрезвычайных ситуациях с минимальными временными потерями при ограниченных ресурсах.
3) Имитационная модель в задачах планирования и управления ресурсами в подразделениях МЧС.
Похожие рефераты:
|
Дипломные работы 
