Анализ причин для разработки системы поддержки принятия управленческих решений руководителя тушения пожаров

АНАЛИЗ ПРИЧИН ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ РУКОВОДИТЕЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ

Н.М. Журавлёв;

А.Н. Денисов, доктор технических наук, доцент. Академия ГПС МЧС России

Рассмотрены и обоснованы статистически основные причины, влияющие на необходимость внедрения средств автоматизации управления пожаротушением и создания системы поддержки принятия решений руководителя тушения пожара. К данным причинам отнесены социально-экономическое развитие страны, положительная динамика гибели людей при пожарах, урбанизация, недостатки техники безопасности и недостаточная осведомлённость граждан, а также ошибки руководителя тушения пожара.

Принятие решений руководителем тушения пожара при ведении боевых действий происходит в условиях неопределённости и изменчивости многих факторов. Данный процесс характеризуется многокритериальностью и наличием большого количества альтернатив. Это подтверждает необходимость совершенствования старых и разработку новых моделей и алгоритмов поддержки принятия решения, а также реализации их в специализированной системе.

Ключевые слова: пожарная безопасность, поддержка принятия решений, статистика пожаров

ANALYSIS OF REASONS FOR DEVELOPING A SYSTEM FOR SUPPORT OF MANAGEMENT DECISIONS OF THE HEAD OF FIRE EXTINGUISHING

N.M. Zhuravlev; A.N. Denisov. Academy of State fire service of EMERCOM of Russia

The article discusses and substantiates statistically the main reasons that affect the need to implement fire extinguishing control automation tools and create a decision support system for the incident commander. These reasons include the socio-economic development of the country, positive dynamics of deaths during fires, urbanization, lack of safety equipment and lack of awareness of citizens, as well as mistakes made by the head of the fire fighting.

Decision making by the fire extinguishing leader during combat operations with fire occurs under conditions of uncertainty and variability of environmental factors. This process is characterized by multicriteria and the presence of a large number of alternatives. This confirms the need to develop new models and algorithms to support decision making and management and implement them in a specialized system.

Keywords: fire safety, decision support, fire statistics

Согласно официальной статистике, количество пожаров в Российской Федерации ежегодно уменьшается (рис. 1) [1]. За период с 2012-2017 гг. количество пожаров уменьшилось на 18,3 %, количество погибших людей - на 32,9 %. Это связано с усилением противопожарных мер, привлечением внимания общественности, улучшением информированности в области безопасности и другими факторами [2, 3]. В 2009 г. вступил в законную силу Федеральный закон № 123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», а также ряд других документов, которые положительно повлияли на пожарную безопасность в стране.

Несмотря на отрицательную динамику количества пожаров, кривая «крупные пожары в России» имеет скачкообразный вид (рис. 1). За прошедшее десятилетие пиковой точкой

был 2015 г. В дальнейшем не исключены скачки, которые могут привести к серьезным последствиям. Прямой материальный ущерб в городах от пожаров в период с 2003 по 2017 годы вырос на 6 886 229 тыс. рублей [2].

250

§ 200

*

212,6

138,3

202

179 5

' 168,5 162,9

у = -7,4724х + 212,08 R2 = 0,9721 153,5 150,8 145,9

, 139,5 132,8

126,5

100 83

I 50

74,3 56 33 57 64,7 63,7 64

6 690 82,6 78,4 76,7 59,4 ч56,8 54,4 55,2

52. _56 44

у = -0,5664х2 + 6,7832х + 51,091 Я2 = 0,1369

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Год

всего, тыс. ед. в городах, тыс. ед. в сельской местности, тыс. ед. крупные пожары, ед. линейная

0

Рис. 1. Динамика пожаров за 2007-2018 гг.

Повышение уровня автоматизации подразделений федеральной противопожарной службы России положительно влияет на эффективность деятельности подразделений пожарной охраны при ведении боевых действий при тушении пожара. Уровень внедрения автоматизированных систем поддержки принятия решений и оперативного управления подразделениями территориальных и местных гарнизонов пожарной охраны повышался в соответствии с целевыми индикаторами федеральной целевой программы «Пожарная безопасность в Российской Федерации на период до 2017 года». Дальнейшая автоматизация деятельности пожарных подразделений будет повышать эффективность управления пожарными подразделениями при тушении пожаров. Для этого необходимо создание и использование новых методов, моделей и алгоритмов принятия решения, которые должны быть реализованы в специализированной системе поддержки принятия решений. Рассмотрим основные причины, влияющие на необходимость создания такой системы для поддержки принятия управленческих решений руководителя тушения пожара.

Причина 1. Социально-экономическое развитие страны. С каждым годом в эксплуатацию вводятся новые жилые, административные, складские, производственные и другие объекты строительства. Это ведёт к увеличению пожарной нагрузки и росту материального ущерба от пожаров (рис. 2).

К 2019 г. материальный ущерб существенно вырос, поскольку с ростом количества строений и зданий растет и ущерб, нанесенный пожаром.

Причина 2. Положительная динамика гибели людей при пожарах. По сравнению с другими странами, от пожаров в России по-прежнему гибнет слишком много людей. За прошедшие четыре года больше всего погибло людей от пожаров в 2016 г. По докладу Международной ассоциации пожарно-спасательных служб (СТШ) в России в 2016 г. погибло 6,0 чел. на 100 тысяч населения (табл. 1). В США за тот же период от пожаров погибал один человек на 100 тысяч жителей; в Италии - 0,5; во Франции - 0,4; в Великобритании - 0,6; во Вьетнаме 0,1 [2].

16000

14081,007

14000

12000

«

ш п

ю

^

а

6 10000

3

н

ю а

ш

3

5 8

3 Я л

8000

8 Л

ш £

« О

¿Г

6000

12839,368

у = 293^ + 7472,6 R2 = 0,1538

9488,389

5166

4000 3524,52

8221,359

6028,767

3941,494

4849,705

у = 207^ + 4175,6 R2 = 0,2722

2000

0

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018

Год

• материальный ущерб в городе, тыс. рублей

• материальный ущерб в сельской местности, тыс. рублей линейная

Рис. 2. Динамика материального ущерба за 2007-2017 гг.

Таблица 1. Обстановка с пожарами в странах мира за 2016 г.

N9 Country Population, thous.inh. Number of Average number:

calls fires fire deaths fire injuries per 1000 inh.: fire deaths per: fire injuries per:

calls I fires 100000 inh. I 100 fires 100000 inh. I 100 fires

Страна Насепение. тыс.чел. Число Среднее число:

выездов пожаров погибших травмированных на 1000 чел.: погибших на: травмированных на:

выездов! пожаров 100000 чел. 1100 пожаров 100000 чеп. 1100 пожаров

Staat Einwohner, In 1.000 Absolu e Anzahl Mittelwerte:

Einsätze Brände Brandtote Verletzte je 1.000 Einw. Brandtotenzahl Verletztenzahl

Einsätze Brände 100.000 Einw. 100 Brände 100 000 Einw. 100 Brände

1 USA 323 128 35 320 000 1 342 000 3 390 14 650 109 3 42 10 0.3 4 5 1.1

2 Russia 146 270 - 139 500 8 749 9 905 1.0 6.0 6.3 6.8 7.1

3 Vietnam 93 000 - 3 306 98 180 - 0.0 0.1 3.0 0.2 5.4

4 France 66 628 4 542 400 285 661 289 13 759 682 4.3 0.4 0.1 207 4.8

5 Great Britain 63 786 654 758 201 009 367 9 534 103 3.2 0.6 02 14 9 4.7

6 Italy 61 000 952 129 245 727 295 1 609 15 6 40 0.5 0.1 2.6 0.7

7 Spain 47 079 310 982 122 828 175 - 66 26 04 0.1 - -

8 Ukraine 42 673 236 928 74 221 1 872 1 351 56 1.7 4.4 25 3.2 18

g Poland 38 454 446 819 126 228 - 116 3.3 - - - -

10 Malaysia 31 800 47 800 142 380 . 1.5 0.4 0.3 1.2 0.8

и Peru 30 741 127 324 12 648 . . 4 1 0.4 . . . .

12 Taiwan 23 069 - 1 856 169 261 . 0.1 0.7 9.1 1.1 14.1

13 Romania 20 121 444 178 27 804 258 659 22 1 1.4 1.3 0.9 3.3 2.4

14 Kazachstan 17 500 48 398 19 952 371 566 2 8 1.1 2.1 1.9 3.2 2.8

15 Netherlands 16 979 141 700 79 560 42 . 8 3 4 7 0.2 0 1 . .

16 Czech Republic 10 579 3 301 926 16 253 124 1 291 312 1 1.5 1.2 0.8 12 2 7.9

17 Hungary 9 830 63 320 17 534 114 811 6 4 1.8 12 0.7 8.3 4 6

18 Jordan 9 700 277 081 28 693 28 1 139 286 3.0 0.3 0.1 117 4 0

19 Belarus 9 505 48 996 5 999 538 282 5.2 0.6 5.7 90 3.0 4.7

20 Austria 8 740 277 392 47 559 • - 31 7 5.4 - - - -

21 Switzerland 8 372 69 975 11 803 . 84 14 .

22 Israel 8 300 97 000 47 000 19 117 5.7 02 0.0 -

23 Bulgaria 7 245 60 542 37 362 129 298 84 52 1.8 0.3 4 1 08

24 Singapore 5 880 182 268 4 114 1 62 31 0 07 0.0 0.0 1.1 1.5

25 Denmark 5 710 41 250 13 142 52 - 7 2 2.3 0.9 04 -

26 Kyrovzslan 5 522 3 813 80 77 . 0.7 14 2 1 1.4 20

27 Finland 5 463 103 747 12 063 82 795 190 2.2 1.5 0.7 146 66

28 New Zealand 4 596 74 879 10 314 19 163 2.2 - - • -

29 Croatia 4 290 11 143 22 104 2.6 0.5 02 2 4 0.9

30 Kuwait 4 052 13 206 4 771 50 199 3.3 1.2 1.2 1.0 4 9 4 2

31 Monqolia 3 120 3 710 60 1.2 19 1.6 .

32 Armenia 3017 7 818 4 615 17 46 26 1.5 0.6 04 1.5 1.0

33 Lithuania 2 889 28 359 10 041 101 204 9 8 3.5 3.5 1.0 7.1 2.0

34 Qatar 1 975 - 1 444 1 43 - 0.7 01 0.1 22 3.0

35 Latvia 1 969 18 931 9 929 95 302 96 5.0 4 8 1.0 15 3 3.0

36 Estonia 1 315 25 910 5 065 39 110 197 3.9 30 0.8 84 22

37 Andorra 478 6 755 274 . . 14 1 06 - . - .

38 Brunei 430 . 1 852 3 5 4 3 0 7 0.2 1.2 0.3

39 Malta 421 4 840 1 749 115 4.2 -

TotaL/KToro/Goumt 1 145 626 47 929 811 3 040 342 17 791 58 622 41.8 2.7 1.6 06 5.1 1.9

При проведении кластерного анализа (рис. 3) данных статистики по числу пожаров и гибели людей в разных странах мира (табл. 1) также была выявлена положительная динамика. Иерархическая кластеризация и кластеризация методом «к-средних» с метрикой квадрат евклидова расстояния позволили выделить две группы стран (обозначены красными и зелёными точками на рис. 3).

Результаты кластерного анализа показывают, что страны с меньшей степенью автоматизации процессов пожаротушения и применения системы поддержки принятия решений при тушении пожаров (Украина, Молдавия, Латвия и др.) характеризуются повышенными показателями количества пожаров и гибели людей.

Причина 3. Урбанизация. Не прекращающийся процесс увеличения количества городов и сосредоточения в них политической, экономической и культурной жизни государства актуализирует проблему повышения эффективности городских систем противопожарной безопасности [3]. Возрастающая в обществе социально-экономическая напряженность требует решения задачи обеспечения безопасности людей при возгорании в жилых зданиях, в которых наблюдается наибольшая гибель людей при пожарах.

Пожары в жилых зданиях в среднем составляют 70 % от общего количества пожаров. Таким образом, повышение эффективности управления пожарными подразделениями при тушении пожаров в жилых зданиях необходимо считать одной из первоочередных задач.

Рис

1 2 3 4 5 6 7

Среднее число пожаров на 1000 человек

кластер 1

кластер 2

центроиды кластеров 3. Результаты кластеризации стран по числу пожаров и гибели людей

Причина 4. Недостатки техники безопасности и недостаточная осведомлённость граждан. Ежедневно пожароопасные ситуации возникают в нашей стране, согласно статистике за 2018 г. из-за пожаров скончались 7 913 россиян, травмы получили 9 650 человек. Оба показателя в сравнении с 2017 г. выросли - тогда было 7 824 погибших и 9 361 пострадавший. Самые распространенные причины возникновения пожаров -нарушение правил устройства и эксплуатации оборудования и неосторожное обращение с огнем. Вышеприведенные данные говорят о том, что в большинстве случаев причиной пожаров становится человеческий фактор.

В целях сокращения количества возгораний необходимо совершенствовать технику безопасности, а также улучшать осведомлённость граждан о мерах предосторожности по недопущению возгораний. Полностью предостеречь от появления возгораний невозможно, поэтому необходимо оперативно реагировать на следующий этап: локализацию и ликвидацию пожара. В настоящее время существует определенный комплекс действий, которому должен следовать руководитель тушения пожара. Этот алгоритм непрерывно совершенствуется, что улучшает показатели оперативного реагирования при пожаре (рис. 4).

35

30

ы

т £ 25

и м 20

,я 15

м

е р 10

м 5

0

10,38

8,36

8,35 2,27

2014

9,29

8,21 7,08

2015

8,59

8,13

6,56 1,82

2016 Год

у = -1,425х + 31,307 R2 = 0,9246

8.36

8,16

6,33 1,7

2017

8.79

8,41

6,88 1,61

2018

среднее время ликвидации открытого горения, мин среднее время прибытия первого пожарного подразделения, мин среднее время локализации пожара, мин среднее время сообщения о пожаре, мин

Рис. 4. Показатели оперативного реагирования подразделений пожарной охраны

Среднее время сообщения о пожаре в пожарную охрану по Российской Федерации стабильно снижается в среднем на 9 % в год, за 2017 г. произошло уменьшение данного показателя на 6,59 %. Среднее значение доли снижения показателя по городам и по посёлкам городского типа составляет 7,93 % в год, за 2017 г. этот показатель снизился на 3,92 %. По сельской местности показатель в среднем снижается на 10,7 % в год, за 2017 г. среднее время снизилось на 9,63 %.

Причина 5. Ошибки руководителя тушения пожара. Процесс принятия управленческих решений руководителем тушения пожара усложняется многими факторами. При тушении пожара решение принимается в условиях неопределенности и недостатка времени, а также недостаточной компетенции новых специалистов, что часто приводит к трагическим последствиям.

Статистика гибели пожарных при ведении боевых действий по тушению пожаров приведена на рис. 5 [4].

30

е

¡г

х 25 ы

н р

ржа20

о п

* 15 и15

а

б и г о п

о в т с

е

¡Г

и л о

10

26

22

14 14 1

12

6

у = 0,4303х + 12,733 R2 = 0,0504

19

15

12

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

- Год

> количество погибших пожарных, чел.

линейная

Рис. 5. Количество погибших пожарных при ведении боевых действий по тушению пожаров

Недостатки в организации пожаротушения за период с 2016 по 2018 г. приведены в табл. 2.

Таблица 2. Влияние недостатков в организации пожаротушения на количество пожаров

в Российской Федерации

№ п/п Недостатки в организации пожаротушения 2016 г. % по группе 2017 г. % по группе 2018 г. % по группе Динамика

Недостаток сил

1 и средств для тушения пожара 7 33,33 2 11,11 2 11,76 -64,7

Низкая боевая

готовность

2 подразделений пожарной охраны 6 28,57 6 33,33 5 29,41 уров.

Ошибки

3 руководителя тушения пожара 5 23,81 6 33,33 5 29,41 +23,52

Вмешательство

4 посторонних лиц в руководство тушением пожара 3 14,29 1 5,56 2 11,76 -17,67

Прочие

5 недостатки в организации пожаротушения 2 - 3 16,67 3 17,65 +50,00

При решении задач по эффективному тушению пожаров необходимо учитывать комплексность проблемы. Принятие решений руководителем тушения пожара происходит при постоянно изменяющихся факторах внешней среды и характеризуется многокритериальностью и наличием большого количества альтернатив. Важнейшими задачами являются сокращение количества пожаров и ущерба от них, за счет применения новых организационно-технических и информационно-технологических решений [5]. Таким образом, проблема повышения эффективности управленческих решений при организации пожаротушения актуальна и имеет высокую степень практической значимости.

Для решения проблем оперативного управления пожарными подразделениями проводятся исследования по выявлению наиболее эффективных систем, методов и моделей оперативного управления силами и средствами при тушении пожаров и поддержки принятия решения [5-9]. Полученные научные результаты необходимо реализовать в системе поддержки принятия решений руководителя тушения пожара, которая на данный момент отсутствует. Это позволит повысить эффективность решения задач при управлении пожарными подразделениями, что будет способствовать улучшению показателей статистики пожаров в Российской Федерации, в том числе сохранит материальные ресурсы и самое главное - жизни людей.

Литература

1. Пожары и пожарная безопасность: стат. сборник. М.: ВНИИПО, 2007-2018.

2. Брушлинский H.H., Соколов С.В., Григорьева М.П. Анализ основных пожарных рисков в странах мира и в России // Пожаровзрывобезопасность. 2017. Т. 26. № 2. С. 72-80.

3. Матюшин Ю.А., Чечетина Т.А. Обстановка с пожарами в Российской Федерации в I квартале 2017 г. // Пожарная безопасность. 2017. № 2. C. 144-162.

4. Гибель на пожарах: статистика, анализ и основные показатели. URL: https://fireman.club/statyi-polzovateley/gibel-na-pozharax/ (дата обращения: 04.01.2020).

5. Степанов О.И., Денисов А.Н. Экспериментальное обоснование создания позиций по тушению с применением специальных пожарных автомобилей // Пожаровзрывобезопасность. 2018. № 11. Т. 27. С. 58-66.

6. Модели оптимального распределения кадровых ресурсов противопожарной службы на основе типологизации территорий по пожарным рискам / В.А. Минаев [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. 2018. Т. 27. № 6. С. 18-30.

7. Мистров Л.Е., Литвинов О.В. Метод обоснования стратегий управления ресурсом пожарной безопасности сложных объектов // Проектирование и технология электронных средств. 2013. № 1. С. 42-47.

8. Журавлев Н.М. Алгоритм принятия управленческих решений для руководителя тушения пожара в условиях неопределенности // Инновационные исследования как локомотив развития современной науки: от теоретических парадигм к практике: электронный сб. науч. статей по материалам XIII Междунар. науч.-практ. конф. М.: НИЦ МИСИ, 2019. С. 193-196.

9. Денисов А.Н. Математическая формализация общей научной концепции детерминированного процесса пожаротушения мобильными средствами // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России (Современные проблемы гражданской защиты).

2017. № 4. С. 9-14.

References

1. Pozhary i pozharnaya bezopasnost': stat. sbornik. M.: VNIIPO, 2007-2018.

2. Brushlinskij H.H., Sokolov S.V., Grigor'eva M.P. Analiz osnovnyh pozharnyh riskov v stranah mira i v Rossii // Pozharovzryvobezopasnost'. 2017. T. 26. № 2. S. 72-80.

3. Matyushin Yu.A., CHechetina T.A. Obstanovka s pozharami v Rossijskoj Federacii v I kvartale 2017 g. // Pozharnaya bezopasnost'. 2017. № 2. C. 144-162.

4. Gibel' na pozharah: statistika, analiz i osnovnye pokazateli. URL: https://fireman.club/statyi-polzovateley/gibel-na-pozharax/ (data obrashcheniya: 04.01.2020).

5. Stepanov O.I., Denisov A.N. Eksperimental'noe obosnovanie sozdaniya pozicij po tusheniyu s primeneniem special'nyh pozharnyh avtomobilej // Pozharovzryvobezopasnost'.

2018. № 11. T. 27. S. 58-66.

6. Modeli optimal'nogo raspredeleniya kadrovyh resursov protivopozharnoj sluzhby na osnove tipologizacii territorij po pozharnym riskam / V.A. Minaev [i dr.] // Pozharovzryvobezopasnost'. 2018. T. 27. № 6. S. 18-30.

7. Mistrov L.E., Litvinov O.V. Metod obosnovaniya strategij upravleniya resursom pozharnoj bezopasnosti slozhnyh ob"ektov // Proektirovanie i tekhnologiya elektronnyh sredstv. 2013. № 1. S. 42-47.

8. Zhuravlev N.M. Algoritm prinyatiya upravlencheskih reshenij dlya rukovoditelya tusheniya pozhara v usloviyah neopredelennosti // Innovacionnye issledovaniya kak lokomotiv razvitiya sovremennoj nauki: ot teoreticheskih paradigm k praktike: elektronnyj sbornik nauchnyh statej po materialam HIII Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. M.: NIC MISI, 2019. S. 193-196.

9. Denisov A.N. Matematicheskaya formalizaciya obshchej nauchnoj koncepcii determinirovannogo processa pozharotusheniya mobil'nymi sredstvami // Vestnik Voronezhskogo instituta GPS MCHS Rossii (Sovremennye problemy grazhdanskoj zashchity). 2017. № 4. S. 9-14.