Russian Federation
Belgorod, Russian Federation
Russian Federation
student
St. Petersburg, Russian Federation
employee
Belgorod, Russian Federation
Predstavlen kognitivnyy podhod k analizu i upravleniyu realizaciey pervichnyh mer pozharnoy bezopasnosti municipal'nyh obrazovaniy. Metodom impul'snogo modelirovaniya rassmotreny scenarii izmeneniya sostoyaniya pozharnoy bezopasnosti v rezul'tate upravlyayuschih i destabiliziruyuschih vozdeystviy.
municipal'noe obrazovanie, pervichnye mery pozharnoy bezopasnosti, kognitivnaya karta, impul'snoe modelirovanie.
Введение. Важным направлением улучшения состояния пожарной безопасности муниципальных образований (МО) является повышение эффективности деятельности органов местного самоуправления по реализации первичных мер пожарной безопасности [1].
Наибольшее количество пожаров регистрируется в жилом секторе, в производственных и общественных зданиях, расположенных на территориях муниципальных образований. В связи с этим Федеральный закон “Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации” [2] возлагает на органы местного самоуправления, поселений и городских округов функцию обеспечения первичных мер пожарной безопасности. Осуществление этих мер означает реализацию органами местного самоуправления основных функций системы обеспечения пожарной безопасности на местном муниципальном уровне в пределах их полномочий и финансово-экономических возможностей. Координацию обеспечения первичных мер пожарной безопасности выполняет комиссия по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности или Совет безопасности органа местного самоуправления. Пожарная безопасность муниципального образования складывается в результате сложного и нередко труднопредсказуемого взаимодействия многих факторов, охватывающих как субъекты противопожарной деятельности, так и проводимые ими мероприятия. Эффективным инструментом исследования многофакторных взаимодействий является когнитивное моделирование [3, 4].
Основная часть. Первым этапом построения когнитивной модели пожарной безопасности муниципального образования является выявление и количественная оценка основных факторов ее формирования. Путем обработки экспертной информации [1] был составлен следующий список факторов (концептов):
С1 –обстановка с пожарами на территории муниципального образования;
С2 – государственный пожарный надзор;
C3 – муниципальный контроль за соблюдением требований пожарной безопасности;
С4 –муниципальное финансовое и материально-техническое обеспечение пожарной безопасности;
C5 – муниципальная пожарная охрана;
C6 –противопожарная инфраструктура;
C7 – противопожарная пропаганда и обучение населения мерам пожарной безопасности;
C8 – добровольные пожарные дружины;
C9 –уровень нарушений обязательных требований пожарной безопасности и противопожарного режима в организациях на территории муниципального образования;
C10 – внешние пожароопасные воздействия (поджоги, грозовые разряды и другие стихийные бедствия, приводящие к пожарам).
Для количественного анализа сложившихся ситуаций и возможных сценариев их развития всем концептам ставятся в соответствие их количественные переменные состояния:
{X1, X2, …,X10}. Переменная состояния X1 целевого концепта C1 должна учитывать обстановку с пожарами на территории МО. Основными количественными показателями обстановки с пожарами является количество пожаров nП, количество погибших и травмированных на пожарах людей nПТ и сумма полного материального ущерба от пожаров Sу [5]. Поэтому переменная состояния концепта C1– обстановки с пожарами на территории ПО, может быть определена следующим соотношением:
, (1)
где – средние по России значения основных показателей обстановки с пожарами для данного вида МО. С улучшением обстановки с пожарами значение X1 возрастает и при полном отсутствии пожаров достигает максимального значения X1 = 1. Путем обработки статистических данных найден интервал изменения этой переменной:
.
Концепты С2, С3, С4 являются управляющими. В качестве переменных X2,X3, характеризующих результативность работы ГПН и муниципального контроля за соблюдением требований ПБ, могут быть приняты доли устраненных нарушений требований ПБ от общего числа выявленных нарушений [6]. Аналогично, показателем полноты финансового и материально-технического обеспечения ПБ X4 может служить отношение его фактического объема к потребному.
Переменная состояния X5, относящаяся к муниципальной пожарной охране, равна 0 при ее отсутствии и 1, если такая охрана создана и функционирует. Промежуточное значение 0 <X5< 1 присваивается экспертами переменной X5 в случае, если муниципальной охраны нет, но местный бюджет частично финансирует государственную пожарную службу на основе соответствующего договора. Таким же образом, количественные показатели X6,X7, и X8 стабилизирующих концептов С6, С7, C8 могут быть определены в виде долей (процентов) выполнения плановых заданий.
Концепты С9 и С10 являются дестабилизирующими. В качестве количественной характеристики X9 - обстановки с нарушениями требований ПБ примем относительную долю организаций, допустивших грубые нарушения обязательных требований ПБ, приводящих к загораниям или иным пожароопасным ситуациям. Числовой характеристикой X10 – внешнего пожароопасного воздействия является его статистическая вероятность. Так, в 2016 г. 10,6 % пожаров возникло в результате поджогов [5], поэтому X10@ 0,1.
Степень выполнения противопожарных организационно-технических мероприятий на территории МО может быть оценена с помощью показателя KВМ, определяемого соотношением:
(2)
где Xi – значения переменных состояния управляющих и стабилизирующих концептов, m – их количество (в рассматриваемом случае m = 7). По результатам экспертного анализа интервал изменения показателя выполнения противопожарных организационно-технических мероприятий в типичных для МО условиях составляет от 0,3 до 1. Эффективность функционирования системы противопожарной безопасности МО в целом можно количественно оценить с помощью соотношения:
, (3)
где KПБ – показатель полноты реализации первичных мер пожарной безопасности на территории МО, предусмотренных законом “О пожарной безопасности” [7]. При полном отсутствии пожаров, выполнении всех противопожарных мероприятий и требований пожарной безопасности в организациях и жилом секторе показатель KПБ будет приближаться к своему максимальному значению KПБ = 0,9 – 0,95.
Таблица 1
Соответствие между лингвистическими
описаниями и числовыми оценками связей между факторами
|
Лингвистическая оценка |
Числовой интервал |
|
|
Не влияет |
0 |
|
|
Слабо усиливает (ослабляет) |
(0; 0,25) |
(- 0,25; 0) |
|
Средне усиливает (ослабляет) |
(0,25; 0,5) |
(- 0,5; - 0,25) |
|
Значительно усиливает (ослабляет) |
(0,5; 0,75) |
(- 0,75; - 0,5) |
|
Сильно усиливает (ослабляет) |
(0,75; 1) |
(- 1; - 0,75) |
Следующим этапом построения когнитивной модели пожарной безопасности МО является определение характера (знака) и силы причинно-следственных связей между каждой парой концептов. Если увеличение (уменьшение) переменной состояния концепта Сi приводит к увеличению (уменьшению) переменной состояния концепта Cj то связь между ними считается положительной. Если же изменение фактора-причины вызывает изменение фактора-следствия противоположного характера, то связь между ними считается отрицательной. Лингвистические(качественные) оценки этих связей, найденные по итогам обработки экспертной информации [6], отображались на интервал [-1; 1] в виде числовых показателей (весов) этих связей ( см. табл. 1).
Найденные в результате обработки экспертных оценок [1] веса причинно-следственных связей между концептами образуют матрицу , элементы которой wij определяют характер и силу влияния Сi на концепт Cj (табл. 2).
Когнитивная модель состояния пожарной безопасности МО может быть наглядно представлена в виде ориентированного взвешенного графа -нечеткой когнитивной карты. Вершинам графа соответствуют факторы, определяющие состояние ПБ, а его дугам – причинно-следственные связи между ними (рис. 1).
Компьютерная реализация когнитивной модели пожарной безопасности муниципального образования [8] позволяет проверить устойчивость функционирования сложившейся системы ПБ, а также найти интегральные показатели влияния основных факторов на эту систему и системы на факторы (табл. 3).
Таблица 2
Матрица весов причинно-следственных связей факторов когнитивной модели
|
|
С1 |
С2 |
С3 |
С4 |
С5 |
С6 |
С7 |
С8 |
С9 |
С10 |
|
С1 |
0 |
0 |
-0,25 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
С2 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,5 |
0,25 |
0 |
-0,5 |
0 |
|
С3 |
0,3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,4 |
0,5 |
0 |
-0,25 |
0 |
|
С4 |
0,3 |
0 |
0 |
0 |
0,5 |
0,25 |
0 |
0,25 |
0 |
0 |
|
С5 |
0,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
С6 |
0,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
С7 |
0,3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,3 |
0 |
0 |
-0,5 |
0 |
|
С8 |
0,3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,25 |
0 |
-0,3 |
0 |
|
С9 |
-0,75 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
С10 |
-0,1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Рис. 1. Нечеткая когнитивная карта пожарной безопасности муниципального образования
Из табл. 3 следует, что наибольшее негативное влияние на состояние ПБ оказывает обстановка с пожарами, а следующими по степени негативного влияния являются нарушения противопожарного режима в организациях и внешние пожароопасные воздействия. В наибольшей степени по сравнению с другими концептами защищенность муниципального образования усиливает финансовая и материально-техническая поддержка мер пожарной безопасности, а также муниципальный контроль за соблюдением ее обязательных требований. Сама же система обеспечения ПБ наиболее сильно влияет на создание и поддержание в должном состоянии противопожарной инфраструктуры и снижение нарушений требований пожарной безопасности в организациях на территории муниципального образования. Отрицательное влияние системы ПБ на исполнение органами местного самоуправления своих контрольных функций объясняется тем, что далеко не всегда встречает понимание и содействие со стороны руководителей организаций, должностных лиц, ответственных за состояние ПБ, а также части населения, пренебрегающей мерами пожарной безопасности.
Когнитивная модель пожарной безопасности МО позволяет исследовать изменения ее состояния при заданных относительных изменениях показателей управляющих и стабилизирующих факторов.
Например, при повышении по отдельности на 10 % эффективности управляющих факторов: государственного пожарного надзора, муниципального контроля за соблюдением требований ПБ и финансового и материально-технического обеспечения ПБ наибольшее влияние на улучшение обстановки с пожарами оказывает
ГПН (13 %) (рис. 2), затем по степени положительного влияния следует финансирование ПБ (11 %) и муниципальный контроль за соблюдением требований ПБ на территории МО (10 %). Но наиболее действенным и экономичным является комплексный подход, при котором работа по улучшению пожарной безопасности ведется одновременно по всем направлениям. Так, при повышении финансирования ПБ всего на 5 % и дополнении его таким же 5-процентным повышением результативности всех управляющих факторов, а также профилактической и учебной работы среди населения можно ожидать улучшения обстановки с пожарами на 18 % и снижения количества грубых нарушений требований ПБ в организациях на 8 % (рис. 2.).
Таблица 3
|
Концепты |
Показатели влияния концептов на систему |
Показатели влияния системы на концепты |
|
Обстановка с пожарами |
-0,05 |
0,2 |
|
ГПН |
0,05 |
0 |
|
Муниципальный контроль |
0,10 |
-0,08 |
|
Финансирование |
0,13 |
0 |
|
Муниципальная пожарная охрана |
0,02 |
0,05 |
|
Противопожарная инфраструктура |
0,03 |
0,14 |
|
Противопожарная пропаганда |
0,01 |
0,08 |
|
Добровольные пожарные дружины |
0,03 |
0,03 |
|
Уровень нарушений ППР |
-0,04 |
-0,16 |
|
Внешнее пожарное воздействие |
-0,02 |
0 |
1 2
Рис. 2. Результаты моделирования влияния управляющи и стабилизирующих факторов на состояния системы пожарной безопасности (1 – влияние повышения эффективности ГПН, 2 – комплексное влияние управляющих и стабилизирующих факторов)
Существует множество подобных наборов управляющих и стабилизирующих воздействий, в связи с чем возникает задача оптимизации, состоящая в определении такой их комбинации, которая обеспечит наибольший рост пожарной безопасности при заданных или минимальных затратах местного бюджета [9].
Полученные выше количественные оценки носят ориентировочный характер, поскольку они зависят от матрицы смежности (табл. 2), которая выводится путем обработки и упорядочения субъективного и нечеткого экспертного знания.
Для повышения достоверности анализа состояния и возможных вариантов совершенствования системы ПБ муниципальных образований необходима верификация когнитивной модели, т.е. сравнение результатов моделирования с имеющимися опытными данными. По итогам сравнения выполняется корректировка модели, которая включает в себя изменение состава факторов и значений причинно-следственных связей между ними [10].
Вывод. Разработанная когнитивная модель реализации первичных мер пожарной безопасности муниципальных образований позволяет провести анализ взаимодействия основных факторов, определяющих пожарную безопасность, и на этой основе выработать и обосновать управляющие решения, направленные на ее повышение.
1. Fomin A.V., Tuzhikov E.N. Ekspertnyy metod ocenki deyatel'nosti organov mestnogo samoupravleniya po realizacii pervichnyh mer pozharnoy bezopasnosti // Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta PPS MChS Rossii. 2012. №2. S. 27-34.
2. Federal'nyy zakon ot 6.10.2003 № 131-FZ “Ob obschih principah organizacii mestnogo samoupravleniya v Rossiyskoy Federacii”
3. Roberts F.S. Diskretnye matematicheskie modeli s prilozheniyami k social'nym, biologicheskim i ekonomicheskim zadacham. M.: Nauka, 1986. 486 s.
4. Maksimov V.I., Kornoushenko E.K. Analiticheskie osnovy primeneniya kognitivnogo podhoda pri reshenii slabostrukturirovannyh zadach. Trudy IPU RAN, t. 2. M.: IPU RAN, 1999. S. 95-109.
5. Statistika pozharov RF 2016. [Elektronnyy resurs] - Rezhim dostupa: http//wiki-fire.org
6. Severin N.N. Radouckiy V.Yu., Shaptala V.G., Shaptala V.V. Kognitivnoe modelirovanie sostoyaniya pozharnoy bezopasnosti uchrezhdeniy vysshego professional'nogo obrazovaniya // Vestnik BGTU im. V.G. Shuhova. 2017. №2. S. 27-34.
7. Federal'nyy zakon ot 21.12.1994 № 69 - FZ “O pozharnoy bezopasnosti”
8. Silov V. V. Prinyatie strategicheskih resheniy v nechetkoy obstanovke. M.: INPRO-RES, 1995. 228 s.
9. Kornoushenko E.K. Dostizhenie celi v situaciyah pri ogranichennyh resursah na upravlenie (kognitivnyy podhod). Trudy Mezhdunarodnoy konferencii “Kognitivnyy analiz i upravlenie razvitiem situacii” (CASC 2009). M.: IPU RAN, 2009. S. 89-99.
10. Kulinich A.A. Verifikaciya kachestvennyh matematicheskih modeley // Materialy Vtoroy mezhdunarodnoy konferencii «Sistemnyy analiz i informacionnye tehnologii“. Obninsk, 2007. M.: 2007. T1. S. 35-38.
