Методическая поддержка управленческих решений по определению наиболее эффективного аварийно-спасательного оборудования

УДК 614.843

МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОГО АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

И.В. Сараев, А.Г. Бубнов

Представлен краткий обзор современных методик, которые в той или иной мере используются для определения наиболее эффективного аварийно-спасательного инструмента. В ходе обзора наглядно показано, что подавляющее большинство методик в расчётах эффективности инструмента не учитывает показатели надёжности. Предложена альтернативная методика рационального выбора аварийно-спасательного инструмента, за основу которой приняты критерии риска потери работоспособности (отказа).

Ключевые слова: выбор, надёжность, вероятность отказа, аварийно-спасательный инструмент, риск гибели, ущерб.

При возникновении ЧС работы по её ликвидации связаны с особым риском для жизни людей, в том числе и профессиональных спасателей. Это, в свою очередь, требует принятия неотложных мер по повышению готовности аварийно-спасательных подразделений, в том числе по повышению уровня их оснащённости, с целью снижения риска отказов оборудования и повышения эффективности его работы.

Общеизвестно, что темп и эффективность спасательных работ зависит от множества факторов, поэтому выбор предпочтений лицом, принимающим решение (ЛИР), по параметрам стоимости и эффективности предлагаемых мер при ограниченных ресурсах имеет одно из первоочередных значений.

Авторами [1] за основу решения подобной задачи при выборе «портфеля антирисковых программ» был взят алгоритм редукции переменных для решения одномерной задачи с одним ограничением, эффективность которого подтверждена многочисленными экспериментами. Процесс решения задачи выбора в указанной работе был разбит на два этапа. Причём этапы решения такой блочной задачи сложны, громоздки, что затрудняет их применение в целях рационального программирования и для корректной интерпретации ЛИР. Поэтому целью настоящей работы был критический обзор для интегрирования существующих методик отбора наилучшего аварийно-спасательного оборудования (в частности, гидравлического аварийно-спасательного инструмента (ГАСИ)) и разработка рекомендаций по решению проблемы выбора наиболее эффективного и надёжного (т.е. оптимального) комплекта аварийно-спасательного инструмента (АСИ).

Для этого сначала мы осуществили сравнительную оценку технических параметров ГАСИ, поскольку она не предполагает финансовых затрат и её можно разделить на две группы [2]. Нами выявлено, что надёжности и стоимости комплектов ГАСИ в [2] отведено далеко не первоочередное значение и здесь не предполагается учитывать специфику субъектов России, где находятся пожарно-спасательные подразделения (ПСИ) (не учитываются и климатические характеристики, в которых возможна работа ГАСИ).

При оценке эффективности ГАСИ по [3] проводят его оперативную оценку по исходным данным, полученным в ходе проведения реальных сравнительных испытаний на базе ПСП. Эти сравнительные испытания комплектов предполагают однотипные требования к инструменту [3]. Согласно этой методике, показатель эффективности равен сумме показателей комплектующих ГАСИ, определяемых по прилагаемым в [3] формулам. Причём оценка эффективности инструментов и комплектов ГАСИ проводится в условных единицах. Наиболее эффективным инструментом или комплектом ГАСИ считается тот, который имеет наивысший показатель (сумму показателей) эффективности по сопоставлению с комплектами-аналогами. По результатам оценки приводятся выводы о сроке и, соответственно, о величине эксплуатационных затрат, связанных с рассматриваемым комплектом. Общая сумма затрат на представленный образец складывается из величины стоимости самого образца и суммы затрачиваемой на его эксплуатацию. Полученные цифры совместно со сроком эксплуатации комплекта определяют второй важный показатель эффективности - величину экономического показателя надёжности. Технический уровень элемента -третий ключевой параметр - получается вследствие

оценки эргономических характеристик элемента, надежности его работы, технических возможностей и производительности данного комплекта [3].

Представленная в [3] методика охватывает более широкие критерии выбора комплекта ГАСИ, используя большее количество расчётных показателей, где эффективность определяется как суммарный показатель скоростей выполнения различных операций ГАСИ, сведённый к его стоимости и массе. Методика также не затрагивает специфики эксплуатации ГАСИ в субъектах Российской Федерации (не каждое ПСП может позволить себе провести такие испытания в силу различных обстоятельств).

Методика [4] предполагает обобщение показателей технических характеристик, полученных с помощью экспертной оценки оборудования, и приведение полученных данных к безразмерным комплексным показателям. В числителях уравнений отражена полезная работа, а в знаменателях затрачиваемая работа, необходимая для достижения полезного эффекта (потенциальная энергия). Другими словами, оценка эффективности как отдельных элементов, так и комплекта ГАСИ в целом, сводится к сравнению полученных в ходе расчетов величин коэффициентов технического эффекта зондируемых образцов (чем выше показатель этого коэффициента, тем выше эффективность ГАСИ). Здесь, однако, также не учитываются показатели надёжности и вероятности отказа как отдельных образцов, так и комплектов ГАСИ в целом.

Методика [5] основана на расчёте показателя вероятности безотказной работы (Р) оборудования, опираясь на закон распределения Вейбулла. Полученные результаты позволяют оценить Р как элемента оборудования, так и комплекта в целом. Одной из основных проблем, решаемых данной методикой, является определение Р оборудования к концу срока эксплуатации с учетом возникновения внезапных отказов. Данный в [5] подход также страдает, по нашему мнению, громоздкостью и запутанностью проводимых расчётов для ЛПР.

Работа [6] позиционируется авторами как выбор рационального состава комплекта технических средств для проведения аварийно -спасательных и других неотложных работ. Основная формула, рассчитывающая показатель величины ожидания успеха работы имеет дробный вид: в числителе находится допустимое время выполнения работы, а в знаменателе - фактически затрачиваемое время выполнения определённого вида работ. Здесь авторы предлагают выбор именно ГАСИ, где в качестве показателя эффективности принят показатель ожидания успеха (максимальное значение является условием рациональности выбора того или иного комплекта ГАСИ). Осуществляется же выбор оборудования по представленным фирмами-производителями ГАСИ тактико-техническим характеристикам, что не гарантирует высоких значений надёжности последнего.

Как видно из материала, представленного выше, выбор конкретного наименования ГАСИ на современном рынке весьма затруднителен и представляет нетривиальную задачу. Ранее в статье [7] показано, что для выбора того или иного пожарного оборудования возможно использование интегрального показателя - математического ожидания ущерба от прекращения его работы, как дополнительного критерия выбора комплекта пожарных рукавов. Поэтому нами сделано предположение, что показатель относительной общей пользы может быть использован и для выбора ГАСИ при оценке по формуле:

W = % + Б)

где: V - величина предотвращённого ущерба, руб., т.е. (оценка величины предотвращённого ущерба, который мог быть причинен в случае смертности или травматизма при ликвидации последствий ЧС); V = У;

G - затраты на предотвращение и снижение уровня техногенного риска (в первую очередь эксплуатационные затраты на обслуживание ГАСИ), руб.;

B - уровень техногенного риска, руб., который можно представить, как математическое ожидание ущерба от ГАСИ.

Здесь уровень техногенного риска (В) в стоимостном выражении (математическое ожидание ущерба) рассчитывается по формуле:

Б = Q  У

где: Q - вероятность отказа оборудования при использовании ГАСИ (в условиях ЧС).

Наихудшим событием при ликвидации последствий ЧС, а также проведении аварийно -спасательных и других неотложных работ (АСиДНР) с использованием ГАСИ, является его выход из строя (отказ) и как следствие этого снижение темпа спасательных работ. Ущерб от данного отказа (У) будет напрямую зависеть от санитарных и безвозвратных потерь, причиной которым послужило снижение темпа АСиДНР.

Для наглядной демонстрации возможности использования формул (1) и (2) с целью рационального выбора зондируемых комплектов ГАСИ примем, что наихудшим событием при отказе инструмента будет потеря одной человеческой жизни (гибель в результате ЧС). Взятая по данным компании РОСГОССТРАХ (http://www.rgs.ru/) «стоимость» человеческой жизни составляет сегодня в России 3,6 млн. руб. (как и на конец 2014 г., исследование проводилось в 36 крупных и средних российских городах).

Для проведения расчётов (Q и P) представлены значения вероятностных величин [8], характеризующие эксплуатационную надёжность инструмента.

Относительная общая польза (W), приносимая ГАСИ при спасении одной человеческой жизни, может быть рассчитана при известных данных

по затратам на предотвращение отказов того или иного комплекта. Если же ещё знать и реальные вероятности отказа оборудования то можно получить более достоверные данные для срав-

нения комплектов ГАСИ (причём, чем выше величина W, тем более надёжен и эффективен (относительно) тот или иной комплект ГАСИ).

Таблица

Пример использования показателей риска для выбора аварийно-спасательного оборудования

Показатель Наименование комплектов ГАСИ

«СПТ» «ПРОР» «МДВ»

Q [8] 0,0099 0,0132 0,0241

P [8] 0,9901 0,9868 0,9759

B, руб. 35640 47520 86760

G, руб. 59668 60291 59578

W 37,7 33,3 24,6

Примечание: Чтобы не быть заподозренными в протежировании интересов того или иного производителя, в таблице и в тексте приведены не торговые названия оборудования, а сокращения, не зарегистрированные владельцами.

Из данных таблицы следует, что ЛПР не следует принимать к рассмотрению вариант закупки (для замены) комплект ГАСИ «МДВ» без доведения повышения их показателей безотказности, а вариант закупки комплекта «СПТ» представляется предпочтительным из сравниваемых для оснащения пожарно-спасательных подразделений Федеральной противопожарной службы Ивановской области.

Таким образом, изложенный методический подход к оценке надёжности и выбора пожарного оборудования с использованием показателей риска и общей относительной пользы может быть использован для принятия управленческих решений по материально-техническому оснащению подразделений МЧС России.

Библиографический список

1. Ingargiola G.P., Korsh J.F. Reduction algorithm for zero-one single knapsack problems / G.P. Ingargiola, J.F. Korsh // Management Science. - 1973. - Vol. 20 (4). - Part 1. - pp. 460463.

2. Одинцов Л.Г. Гидравлический аварийно-спасательный инструмент [Электронный ресурс] // Противопожарные и аварийно-спасательные средства. 2005.- №3. - С. 14-18.

URL:http://www.secuteck.ru/articles2/firesec/tech_review_gasi_2 / (дата обращения: 01.12.2015).

3. Одинцов Л.Г., Тодосейчук С.П., Парамонов В.В. Сравнительная оценка эффективности ГАСИ [Электронный ресурс] // Противопожарные и аварийно-спасательные средства. 2005. № 3, С. 20-21. URL:http://www.secuteck.ru/ arti-cles2/firesec/odincov_todosejchuk_paramonov (дата обращения: 01.12.2015).

4. Филановский А.М. Методика комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного

References

1. Ingargiola G.P., Korsh J.F. Reduction algorithm for zero-one single knapsack problems / G.P. Ingargiola, J.F. Korsh // Management Science. - 1973. - Vol. 20 (4). -Part 1. - pp. 460-463.

2. Odincov L.G. Gidravlicheskij avarijno-spasatel'nyj instrument [Jelektronnyj resurs] // Protivopozharnye i avarijno-spasatel'nye sredstva. 2005.- №3. - S. 14-18. URL:http://www.secuteck.ru/articles2/firesec/tech_review_gas i_2/ (data obrashhenija: 01.12.2015).

3. Odincov L.G., Todosejchuk S.P., Paramonov V.V. Sravnitel'naja ocenka jeffektivnosti GASI [Jelektronnyj resurs] // Protivopozharnye i avarijno-spasatel'nye sredstva. 2005. № 3, S. 20-21. URL:http://www.secuteck.ru/ arti-cles2/firesec/odincov_todosejchuk_paramonov (data obrashhenija: 01.12.2015).

4. Filanovskij A.M. Metodika kompleksnoj ocenki jeffektivnosti gidravlicheskogo avarijno-spasatel'nogo

инструмента, применяемого при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на транспорте [Текст]: дис... канд. техн. наук / Филановский А.М. - СПб., 2013. - 124 с.

5. Боровик И.Н. Определение вероятности безотказной работы жидкостной ракетной двигательной установки межорбитального транспортного аппарата многоразового использования к концу срока эксплуатации / И.Н. Боровик // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. - Сер. «Машиностроение». - 2014. - № 2. (95) - С. 86-93.

6. Федорук В.С. Основные пути повышения эффективности применения АСС при ликвидации ЧС / В.С. Федорук [и др.] //Стратегии гражданской защиты: проблемы и исследования. - 2013. - №1. - Т. 3. - С. 213-231.

7. Сараев И.В. Относительная общая польза - дополнительный комплексный критерий выбора пожарных рукавов / И.В. Сараев [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. -2015. - №4. - С. 66-71.

8. Справочные материалы для преподавателей и слушателей учебно-тренировочных комплексов МЧС России по подготовке спасателей к действиям при ликвидации последствий дорожно-транспортных происшествий. - М: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2011. - 81 с.

instrumenta, primenjaemogo pri likvidacii posledstvij chrezvychajnyh situacij na transporte [Tekst]: dis... kand. tehn. nauk / Filanovskij A.M. - SPb., 2013. - 124 s.

5. Borovik I.N. Opredelenie verojatnosti bezotkaznoj raboty zhidkostnoj raketnoj dvigatel'noj ustanovki mezhorbital'nogo transportnogo apparata mnogorazovogo ispol'zovanija k koncu sroka jekspluatacii / I.N. Borovik // Vestnik MGTU im. N.Je. Baumana. - Ser. «Mashinostroenie». - 2014. - № 2. (95) - S. 86-93.

6. Fedoruk V.S. Osnovnye puti povyshenija jeffektivnosti primenenija ASS pri likvidacii ChS / V.S. Fedoruk [i dr.] //Strategii grazhdanskoj zashhity: problemy i issledovanija. - 2013. - №1. - T. 3. - S. 213-231.

7. Saraev I.V. Otnositel'naja obshhaja pol'za -dopolnitel'nyj kompleksnyj kriterij vybora pozharnyh rukavov / I.V. Saraev [i dr.] // Pozharovzryvobezopasnost'. - 2015. -№4. - S. 66-71.

8. Spravochnye materialy dlja prepodavatelej i slushatelej uchebno-trenirovochnyh kompleksov MChS Rossii po podgotovke spasatelej k dejstvijam pri likvidacii posledstvij dorozhno-transportnyh proisshestvij. - M: FGU VNII GOChS (FC), 2011. - 81 c.

METHODOLOGY SUPPORT OF MANAGEMENT DECISIONS OF THE IDENTIFYING THE MOST EFFECTIVE OF RESCUE EQUIPMENT

In this article provides a brief overview of modern methods that are to some extent used to determine the most effective emergency rescue tools. The review demonstrated that the vast majority of techniques in the calculation of efficiency of the tool does not account for the reliability indicators. Proposed an alternative method of rational choice rescue tool for the basis of which risk criteria adopted performance loss (failure).

Keywords: Probability of failure, rescue tool, selection, reliability, the risk of death, damage.

Сараев Иван Витальевич,

адъюнкт,

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,

Россия, Иваново.

e-mail: saraev-i-v@mail.ru.

Saraev I. V.,

adjunct,

Ivanovo Fire and Rescue Academy of State Firefighting Service of EMERCOM ofRussia,

Russia, Ivanovo.

e-mail: saraev-i-v@mail.ru

Бубнов Андрей Германович,

проф., д.х.н., доц.,

Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Россия, Иваново. e-mail: bubag@mail.ru. Bubnov A. G.,

Prof., D. Sc. in Chemistry, Assoc. Prof.,

Ivanovo Fire and Rescue Academy of State Firefighting Service of EMERCOM ofRussia, Russia, Ivanovo. e-mail: bubag@mail.ru.