Применение метода кластерного анализа при выборе критериев для классификации объектов в противопожарном страховании

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

УПРАВЛЕНИЕ В СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

УДК 368.11

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА ПРИ ВЫБОРЕ КРИТЕРИЕВ ДЛЯ КЛАССИФИКАЦИИ ОБЪЕКТОВ В ПРОТИВОПОЖАРНОМ СТРАХОВАНИИ

М.Б. Шмырева, А.Ю. Зенин, Е.В. Шкарупета, А.В. Калач

Предложена методика, которая позволит отбирать признаки не только для решения задачи классификации объектов в противопожарном страховании на основе метода главных компонент, но и для проведения кластерного анализа. Рассмотренный в статье подход в сочетании c сингулярным разложением матрицы «объект-признак» позволяет выбрать рабочий словарь признаков пожарной опасности, устойчивый к изменениям априорно неизвестного параметра модели данных.

Ключевые слова: противопожарное страхование, страхование от огня, метод главных компонент, метод кластерного анализа.

Несомненна важность и актуальность каждого научного исследования в области разработки теории и методов принятия решений. Существует большое количество методов и моделей принятия решений в различных условиях, среди них отдельное место занимают методы принятия решений в противопожарном страховании, которые наиболее востребованы в практических приложениях. Именно эти методы позволяют принимать объективно оптимальные решения с наиболее надежным результатом. Во всех моделях принятия решений прослеживается единый подход - для каждой альтернативы вычисляется некоторый числовой показатель ее привлекательности, называемый функцией полезности альтернативы, и в результате анализа этого показателя принимается оптимальное решение. В классической теории функция полезности является суммой частных оценок альтернатив по критериям, что, конечно, просто в вычислительном плане. Однако такая модель не совершенна и имеет недостатки и ограничения, среди которых можно выделить два: функция полезности нелинейна к числовым оценкам альтернатив по критериям ввиду того, что не учитывает степень выполнимости критериев, то есть того, на сколько удовлетворяют требованиям критерия все альтернативы в совокупности. И слабо выполнимые критерии, и выполнимые в высокой

степени дают одинаковый вклад в функцию полезности. А так, как функция полезности очень чувствительна к оценкам альтернатив по критериям, то небольшое изменение одной из оценок по любому критерию может привести к изменению решения. Второй недостаток тесно связан с первым: все существующие методы принятия решений позволяют оценивать альтернативы, но не уделяют внимания анализу самих критериев: насколько они адекватны, выполнимы, объективны. С другой стороны, в настоящее время интенсивно развивается новое направление в области теории измерений - теория оценивания противопожарных тарифных ставок и коэффициентов [1].

Таким образом, необходимо разработать модель системы управления пожарным риском и способов ее функционирования, обеспечивающих сохранение требуемой потенциальной

эффективности функционирования в условиях воздействий внешней среды.

Требуемый уровень пожарной

безопасности производственных объектов достигается с помощью систем предотвращения пожаров и взрывов, противопожарной защиты и организационно -технических мероприятий.

Таким образом, управление пожарной безопасностью объектов предусматривает осуществление следующих процессов:

- создание организационной структуры управления пожарной безопасностью;

- нормативное обеспечение системы управления пожарной безопасностью;

- научно-техническое и информационное обеспечение системы управления пожарной безопасностью;

- мониторинг пожарной безопасности объектов;

- разработку и реализацию организационных и инженерно-технических мероприятий по обеспечению пожарной безопасности конкретных объектов;

- обучение работников и их подготовку к действиям по предупреждению и ликвидации пожаров;

- ликвидация пожаров, проведение аварийно-спасательных работ;

- материально-техническое и финансовое обеспечение;

- противопожарное страхование.

Моделью принятия решений в управлении

социальными и экономическими системами в условиях определенности называется ситуация выбора наиболее привлекательной альтернативы, когда имеется полная информация об оценках всех альтернативах по всем критериям и по важности (весах) альтернатив. Данное условие в математической модели предполагает, что каждый критерий измеряется количественно и его показатель привлекательности для каждой альтернативы пропорционален его количественной оценке. Если критерии качественные, то численные оценки по ним получаются с помощью экспертного оценивания [2].

Основной акцент при оценке возможности страхования зданий и сооружений должен быть поставлен на противопожарном страховании имущества и других опасностей, а также на вопросах страхования ответственности перед третьими лицами. Противопожарное страхование обеспечивает защиту от наиболее катастрофических по своему характеру событий и явлений, воздействие которых может поставить вопрос о самом существовании предприятия, несмотря на отлаженный механизм управления компанией, блестящие перспективы развития и благоприятную рыночную конъюнктуру, а страхование ответственности обеспечивает надежную защиту репутации и финансового благополучия компании от возможных претензий со стороны третьих лиц.

При анализе терминологии, касающейся оценки возможности страхования зданий и сооружений при пожаре, необходимо выделить ряд следующих понятий.

Объект страхования - это имущественный интерес, связанный с сохранением материальных благ страхователя, обусловленный желанием переложить риск утраты или ухудшения состояния конкретизированных объектов на страховщика. Это

законный интерес, имеющийся у лица в отношении вещей и имущественных прав (например, возникающий на основании договора аренды или купли/продажи).

Механизм страховой защиты позволяет минимизировать расходы предприятия/организации при авариях, форс-мажорных обстоятельствах, перерывах в коммерческой деятельности и многих других возможных случайных событий, носящих вероятностный характер.

Управление промышленной безопасностью объекта - это организация выполнения требований промышленной безопасности по установленной системой управления промышленной

безопасностью технологии (технология

обеспечения промышленной безопасности). Система управления промышленной безопасностью организации - это входящая в систему управления организацией функциональная подсистема, включающая руководителей и органы управления, которые организуют работы по выполнению требований промышленной безопасности структурными подразделениями, службами, должностными лицами, специалистами,

работниками и физическими лицами.

В статье за основную функцию системы управления пожарным риском принято обеспечение требуемых показателей

эффективности управления риском возникновения пожаров в социальных и экономических системах.

Процесс выработки решений по управлению пожарным риском следует представить в виде трех компонентов:

Мср/пф - среднее время возникновения негативных факторов, приводящих к пожарам;

Мср/и - среднее время идентификации негативных факторов;

Мср/н - среднее время нейтрализации негативных факторов;

Р - показатель эффективности управления пожарным риском, направленным на предупреждение возникновения пожаров.

Далее необходимо сформировать модель управления пожарным риском, в которой рассматривается деятельность второй стороны (в нашем случае, внешней среды).

Методика построения модели принятия решений в противопожарном страховании представляется нами в виде следующей итерации шагов.

Этап 1. Формируется поток поражающих факторов X.

Х1(Г), Х2(^), ..., Хп(Г) - интенсивности появления ПФ,

где Яг(Ь') = ——, I 'ср/пф - среднее время

''ср/пф

появления ьго поражающего фактора, п -количество факторов воздействий.

Этап 2. Идентификация информационной подсистемой опасных ПФ с интенсивностью v1и, у2и, v3и, ..., ^и,

где VI И = ——, I1 ср/и - среднее время,

*ср/и

необходимое для идентификации ьго поражающего фактора.

Этап 3. Данные информационной подсистемы об обнаруженных ПФ поступают в подсистему управления. Действия подсистемы управления при обеспечении устранения выявленных ПФ выполняются с интенсивностью

V проф, V проф, V проф, • • *, У проф.

где V £ п р о ф = -г—, I 'ср/н- среднее время,

г:ср/н

необходимое для нейтрализации

идентифицированного i-го поражающего фактора.

В процессе функционирования двух сторон складывается обобщённый показатель

эффективности как комбинация соответствующих функций (пространства и времени) -интенсивностей соответствующих компонентов Х(£), уи©, упроф©.

Рассмотрим формирование потенциалов показателя эффективности при решении задачи об управлении пожарным риском на основе страховой деятельности [5].

Правилами страхования имущества юридических лиц от огня и других опасностей каждого Страховщика предусмотрена возможность возмещения реального ущерба вследствие гибели, утраты или повреждения застрахованного имущества, возникшего в результате следующих событии:

РИСК 1: пожар, удар молнии, взрыв, в том числе взрыв газа, употребляемого в бытовых целях, падение пилотируемых летательных аппаратов или их частей.

Кроме того, по соглашению сторон, особо оговоренному в договоре страхования, Страховщик может в дополнение к страхованию от рисков, перечисленных выше, предоставить страховую защиту от повреждения, утраты или гибели имущества вследствие следующих событии (далее «ДУ» - дополнительные условия):

РИСК 2: повреждение водой (ДУ N01 страхования от повреждения водой);

РИСК 3: стихийные бедствия (ДУ N02 страхования от стихийных бедствий);

РИСК 4: посторонние воздействия (ДУ N03 страхования от посторонних воздействий);

РИСК 5: противоправные действия третьих лиц (ДУ №4 страхования от противоправных действий третьих лиц);

РИСК 6: поломки машин и оборудования (ДУ №5 страхования поломок машин и оборудования);

РИСК 7: кража со взломом, разбои и грабеж наличных денег (ДУ №6 страхования наличных денег от кражи со взломом, разбоя и грабежа);

РИСК 8: бои стекол (ДУ №7 страхования боя стекол);

РИСК 9: повреждение электронного оборудования (ДУ №8 страхования электронного оборудования);

РИСК 10: порча имущества в холодильных камерах (ДУ №9 страхования от порчи имущества в холодильных камерах);

РИСК 11: ущерб при погрузочно-разгрузочных работах (ДУ №10 страхования от ущерба при погрузочно-разгрузочных работах);

РИСК 12: терроризм, диверсии (ДУ №11 страхования от терроризма и диверсии).

Вероятности состояний системы предупреждения возникновения пожаров обозначены [5]:

Р 00 - информационная система (ИС) РСЧС и система управления (СУ), устраняющая выявленные факторы свободны от обслуживания негативных факторов;

Р 10 - ИС занята получением информации по об одном факторе (явлении), СУ свободна от обслуживания;

Р 01 - ИС свободна, а СУ занята обработкой информации о факторе и выработкой решения на применение сил и средств;

Р 11 - обе системы заняты.

Необходимо составить дифференциальные уравнения состояний СУПР. Соответственно обозначаются состояния системы: А 00, А 10, А 01, А 11.

Соотношение для состояния А 00:

Р 0 О

Соотношение для состояния А 01:

^Р 0 1

Соотношение для состояния А 10:

^Р 1 0

Соотношение для состояния А 11:

^ Р 1 1

22

Общая система уравнений, описывающая все возможные состояния СУПР, представляется в следующем виде:

" -Р О О ( С)Я+Р 0 1 ( £>про Ф

-Р О О (0 =

^Р О 1 ( 0 = - Р О 1 ( 0(Я + Vпр оф) + Р 1 1 ( t>H + Р 1 О ( t)vH

Р 1 о( о = Р о о ( оя-р 1 о ( t>H+ Р 1 1 ( t>np оф

dt

^Р 1 1

при граничных условиях: Pi 00 (t0) =1, Pi 10 (t0) = Pi 01 (t0) = Pi 11 (t0) = 0.

Таким образом, показано, как построена базовая модель взаимовоздействия между системой страхования и внешней средой.

Разработанный инструмент позволяет оценить эффективность проведения

Библиографический список

1. Иванов А.К. Исторический и правовой аспект зарождения противопожарного страхования в России /А.К. Иванов //Вестник Восточно-Сибирского института МВД России. - 2016. - № 2 (77). - С. 2530.

2. Шмырева М.Б., Калач Е.В., Шаталов Н.С. Проблемы и перспективы развития противопожарного страхования в Российской Федерации / М.Б. Шмырева, Е.В. Калач, Н.С. Шаталов // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2016. - Т. 2. - № 1 (7). - С. 157-159.

3. Захарова Е.В. Особенности противопожарного страхования в России / Е.В. Захарова // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. - 2016. - Т. 2. - № 1 (7). - С. 56-61.

4. Отгон, Ф.В. [и др.] Противопожарное страхование в Российской Федерации: проблемы и перспективы развития / Ф.В. Отгон // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. -2016. - Т. 2. - № 1 (7). - С. 75-80.

5. Бурлов В.Г., Магулян Г.Г., Матвеев А.В. Общий подход к моделированию систем обеспечения безопасности / В.Г. Бурлов, Г.Г. Магулян, А.В. Матвеев // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Информатика. Телекоммуникации. Управление. - 2011. - Т. 5. - № 133. - С. 73-76.

6. Liu F. [et al.] Fire risk assessment for large-scale commercial buildings based on structure entropy weight method /F. Liu // Safety Science. - 2017. - V. 94. -pp. 26-40.

7. Park K.W. [et al.] Experimental Study on the Effect of Frame Height of Bed Mattress upon Fire Behavior in Compartment / K. W. Park // Fire Science and Technology 2015. - Springer Singapore, 2017. - pp. 397407.

профилактических мероприятий, прогнозировать результаты деятельности системы управления пожарным риском и выработать определенные требования ее деятельности для поддержания требуемого показателя эффективности.

References

1. Ivanov A.K. Istoricheskij i pravovoj aspekt zarozhdeniya protivopozharnogo strahovaniya v Rossii / A.K. Ivanov // Vestnik Vostochno-Sibirskogo instituta MVD Rossii. - 2016. - № 2 (77). - S. 25-30.

2. Shmyreva M.B., Kalach E.V., Shatalov N.S. Problemy i perspektivy razvitiya protivopozharnogo strahovaniya v Rossijskoj Federacii / M.B. Shmyreva,

E.V. Kalach, N.S. Shatalov // Sovremennye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoj oborony i likvidacii posledstvij chrezvychajnyh situacij. - 2016. - T. 2. - № 1 (7). - S. 157-159.

3. Zaharova E.V. Osobennosti protivopozharnogo strahovaniya v Rossii / E.V. Zaharova // Sovremennye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoj oborony i likvidacii posledstvij chrezvychajnyh situacij. - 2016. - T. 2. - № 1 (7). - S. 56-61.

4. Otgon F.V. [i dr.] Protivopozharnoe strahovanie v Rossijskoj Federacii: problemy i perspektivy razvitiya /

F.V. Otgon // Sovremennye tekhnologii obespecheniya grazhdanskoj oborony i likvidacii posledstvij chrezvychajnyh situacij. - 2016. - part 2. - № 1 (7). - S. 75-80.

5. Burlov V.G., Magulyan G.G., Matveev A.V. Obshchij podhod k modelirovaniyu sistem obespecheniya bezopasnosti / V.G. Burlov, G.G. Magulyan, A. V. Matveev // Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. informatika. telekommunikacii. Pravlenie. -2011. - part 5. - № 133. - S. 73-76.

6. Liu, F. [et al.] Fire risk assessment for large-scale commercial buildings based on structure entropy weight method / F. Liu // Safety Science. - 2017. - V. 94. - pp. 26-40.

7. Park, K.W. [et al.] Experimental Study on the Effect of Frame Height of Bed Mattress upon Fire Behavior in Compartment / K. W. Park // Fire Science and Technology 2015. - Springer Singapore, 2017. - pp. 397407.

8. Clark J.R., Lee, D.R. Too Inexpensive to Be 8. Clark, J.R., Lee, D.R. Too Inexpensive to Be

Inexpensive: How Government Censorship Increases Inexpensive: How Government Censorship Increases

Costs by Disguising Them / J.R. Clark, D.R. Lee // Costs by Disguising Them / J.R. Clark, D.R. Lee //

Explorations in Public Sector Economics. - Springer Explorations in Public Sector Economics. - Springer

International Publishing, 2017. - pp. 35-50. International Publishing, 2017. - pp. 35-50.

APPLICATION OF THE METHOD OF CLUSTER ANALYSIS AT THE SELECTION OF CRITERIA FOR CLASSIFICATION OF OBJECTS IN FIRE INSURANCE

A technique is proposed that will allow selecting characteristics not only for solving the problem of classification of objects in fire insurance based on the method of main components, but also for conducting cluster analysis. The approach considered in the article in combination with the singular decomposition of the object-attribute matrix makes it possible to select a working dictionary of fire danger signs that is resistant to changes in the a priori unknown parameter of the data model.

Keywords: Fire insurance, fire insurance, main components method, cluster analysis method.

Шмырева Марианна Борисовна,

научный сотрудник, к.э.н.,

Воронежский институт ГПС МЧС России,

Россия, Воронеж,

e-mail: mariannaforme@gmail.com

Shmyreva M.B.,

researcher,

Ph. D.,

Voronezh Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Voronezh.

Зенин Александр Юрьевич,

ФГКУ «Специальное управление ФПС No 37 МЧС России», Россия,. г. Воронеж, Zenin A. Yu.,

FGKU «Special management the Federal fire service №37 of EMERCOM of Russia», Russia, Voronezh.

Шкарупета Елена Витальевна,

Доцент кафедры защиты населения и территории, Доцент, к.э.н.,

Воронежский институт ГПС МЧС России, Россия, Воронеж, Shkarupeta E. V.,

Associate Professor of the Department ofprotection ofpopulation and territories Associate Professor, Ph. D.,

Voronezh Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Voronezh.

Калач Андрей Владимирович,

Заместитель начальника института по научной работе, Профессор, д.х.н.,

Воронежский институт ГПС МЧС России, Россия, Воронеж, e-mail: A VKalach@gmail.com Kalach A. V.,

The deputy chief on scientific work f Institute, Prof., Sc. In Chemistry,

Voronezh Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Voronezh.

© ШмыреваМ.Б., Зенин А.Ю., Шкарупета Е.В., Калач А.В., 2017