Модель и алгоритмы поддержки принятия управленческих решений для планирования тушения пожаров в жилых зданиях

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи
исследования, определены объект и предмет исследования, изложены научная новизна и
практическаязначимостьполученныхрезультатов,приведеныосновныеположения,
выносимые на защиту.
В первой главе «Анализ процесса принятия управленческих решений при тушении
пожаров в жилых зданиях» Проведѐн статистический анализ динамики пожаров и
материального ущерба от пожаров в жилых зданиях. Анализ показателей оперативного
реагирования подразделений пожарной охраны и ошибок, допускаемых при тушении пожаров в
жилых зданиях. Анализ основных характеристик развития пожара и параметров его тушения,
анализ процесса управления пожарным подразделением и методов принятия решений при
планировании боевых действий по тушению пожаров в многоквартирных жилых зданиях,
анализ систем поддержки принятия решений, применяемых для управления пожарными
подразделениями в Российской Федерации.
Согласно официальной статистике количество пожаров с каждым годом сокращается, это
связано с усилением противопожарных мер, привлечением внимания общественности,
улучшением информированности в области безопасности и другими факторами. Однако
урбанизация и экономическое развитие страны увеличивает концентрацию пожарной нагрузки
и материальный ущерб от пожаров. Количество пожаров в зданиях жилого сектора с 2009 по
2020 год остается стабильно высоким – от 69 до 72 % от общего числа пожаров. Доля погибших
при пожарах в жилых зданиях достигает 92%. При этом в зданиях I и II степени огнестойкости
происходит до 20 тыс. пожаров, при которых погибает до 1 тыс. человек. Ежегодный прямой
ущерб, наносимый пожарами в жилых зданиях, составляет 3,5 млрд. рублей, что обуславливает
необходимость поиска путей его снижения и уменьшения социальных последствий. Сложность
решения проблемы возрастает в связи с местами возникновения пожаров: более 30 тыс. – в
жилых помещениях, 2 тыс. – на балконах и лоджиях, около 1 тыс. – в подвальных этажах, более
8 тыс. – в чердаках, 3 тыс. – в лестничных клетках.
Анализ динамики возникновения пожаров, материального ущерба, наносимого пожарами,
а также других показателей пожарной безопасности в РФ показал, что данные характеристики
для разных субъектов страны различны. В некоторых регионах показатели пожарной
безопасности значительно отличаются от средних по стране. В работах В. А. Малько, Д. В.
Костюченко, рассматривается обстановка по пожарам и их последствиям в Московской
области, республике Крым, на Юге России в целом и других субъектах страны. Но в тоже время
в научных исследованиях авторами не рассматривается обстановка по пожарам в
многоквартирных жилых зданиях в Краснодарском крае. В данном субъекте России за
последние годы выявлена тенденция активного строительства жилых зданий быстрее и больше
других. За последние шесть лет Краснодарский край занимает второе место после Москвы и
Московской области по объѐму ввода жилья в эксплуатацию. В связи с этим в диссертации
произведѐн анализ обстановки по пожарам в Краснодарском крае, как одним из значимых
социально-экономических регионов страны.
В работе приведены результаты анализа тушения пожаров в жилых зданиях за 11 лет в
период с 2008 по 2019 годы. Из массива проработанных данных по принятию управленческих
решений РТП при планировании и отработке боевых действий по тушению пожаров, были
выявлены наиболее часто встречающиеся ошибки, представленные на рисунке 1.

4,00%
5,00%
7,40%
Ошибка

7,60%
13,40%
7,70%
14,10%
18,5%
22,30%

0,00%5,00%10,00%15,00%20,00%25,00%
Доля ошибки, %
Психологические факторыНепринятие мер по эвакуации людей
Неумелая перекачка или долгий подвоз водыНеиспользование ближайших водоисточников
Неиспользование дымозащитного оборудованияМедленное наращивание сил и средств
Некачественно проведенная разведкаНеверный выбор решающего направления боевых действий
Неэффективное использование пожарной техники
Рисунок 1 – Ошибки, допускаемые РТП при организации тушения пожаров

Ошибки при организации тушения пожаров в многоквартирных жилых зданиях,
связанные с принятием неверного управленческого решения по использованию пожарной
техники и оборудования, проведению разведки, выбору решающего направления, наращиванию
сил и средств, занимают существенную долю от всех ошибок, допускаемых РТП, что
доказывает необходимость повышения эффективности процесса принятия решений РТП.
В настоящее время составляется ряд документов предварительного планирования,
однако документы предварительного планирования создаются не на все объекты, которые есть
в районе выезда пожарных частей, только на определенные категории. А на те, которые
создаются, отражены не все факторы, влияющие на локализацию и ликвидацию пожара (не
рассматривается выбор варианта (метода) тушения пожара, глубина тушения, удельный расход
огнетушащего вещества, количество боевых позиций личного состава). Каждый пожар
уникален,поэтомудокументыпредварительногопланированияневсегдаотражают
действительнуюоперативнуюобстановку,чтоусложняетпринятиеобоснованных
управленческих решений для РТП, связанные с недостатком или избытком информации.
Поэтому круг некоторых вопросов этой проблематики требует дальнейшего изучения, а именно
научное обоснование поддержки принятия управленческих решений РТП при планировании
тушения пожаров в многоквартирных жилых зданиях. Данное исследование не противоречит с
работами других авторов по данной тематике, а дополняет и расширяет границы исследования.
Принятие решений РТП происходит в условиях неопределенности, быстрого изменения
факторов внешней среды и многокритериального выбора наилучшей альтернативы. С учетом
требований, предъявляемых к моделям принятия управленческих решений при планировании и
отработке боевых действий по тушению пожаров, сделан выбор в пользу методов теории
полезности, так как они наиболее полно подходят для решения многокритериальных задач в
условиях определенности и неопределенности, в четкой и в нечеткой среде, с учетом структуры
предпочтения РТП. Достоинством методов теории полезности является учѐт различных
критериев, а также случайностей, способных оказать негативное влияние на принятие решения,
также позволяют наиболее полно использовать экспертные суждения и статистические данные
успешно потушенных пожаров при анализе ситуации и выборе наилучшей альтернативы при
недетерминированной постановке задачи принятия решения, связанной с выбором наиболее
подходящеговариантатушенияпожара,чтовдальнейшемпоможетсформировать
типологизацию действий при организации тушения пожаров в многоквартирных жилых зданиях.
Во второй главе «Модели и алгоритмы поддержки принятия решений руководителя
тушения пожара для планирования тушения пожаров» разработаны новые математические
и алгоритмические модели поддержки принятия решений, повышающие эффективность
принятия управленческих решений РТП.
На основе результатов, полученных в ходе исследования и применения методов теории
полезности, разработана модель, устанавливающая связь между РТП и управляемыми силами,
средствами и обстановкой, выраженная в частных критериях эффективности и объединяющей
эти критерии многомерной функции ценности для каждого варианта тушения пожара.
Математически модель поддержки принятия решения РТП представляется следующим
выражением:

( )( )( )( )∑( )(1)

где– частные критерии эффективности j-го варианта тушения пожара;( ) – функции
ценности частных критериев эффективности j-го варианта тушения пожара;– шкалирующие
коэффициенты функций ценности частных критериев эффективности j-го варианта тушения
пожара;̅̅̅̅̅̅– количество вариантов тушения пожара;– количество критериев
эффективности тушения пожара; при этом ( )( ),- ∑
Задачей управления является нахождение варианта тушения пожара с максимальной
ценностью:

{ ( )}{ () }*∑( )+(2)

где̅̅̅̅̅̅ m – число вариантов тушения пожара;̅̅̅̅̅ n ≥ 3; n – число критериев,
для вариантов тушения пожара.
Таким образом, у РТП появляется возможность оценивать альтернативные варианты
тушения пожара при планировании и отработке боевых действий по частным критериями
эффективности и объединяющей данные критерии многомерной функции ценности для
каждого варианта тушения пожара. Каждый вариант тушения пожара может быть выражен
численно и сравним с остальными альтернативными вариантами.
Для демонстрации вычисления функции ценностей возможных альтернатив (вариантов
тушения пожара) в диссертационном исследовании использованы следующие критерии, в
порядке их упорядоченности: расход огнетушащих веществ (ОТВ), л/с – r1; время тушения
пожара, мин. – r2; глубина тушения, м. – r3; количество личного состава, ед. – r4. В таблице 1
приведены лучшие (наиболее предпочтительные) и худшие (наименее предпочтительные
значения) по каждому критерию .

Таблица 1 – Диапазон изменения критериев эффективности вариантов тушения пожара
ЕдиницыХудшее значениеЛучшее значение критерия
iКритерий
измерениякритерия
1Расход ОТВл/с3020
2Время тушения пожарамин2010
3Глубина тушениям63
4Количество личного составаед.185

В таблице 2 приведены значения данных критериев для 10 вариантов тушения пожара.
Данные в таблице 2 взяты на основе анализа тушения реальных пожаров за период с 2008 по
2019 годы, являются обобщѐнными и взяты в качестве примера. Таким образом, таблица 2
представляет для РТП информацию о диапазоне изменения значений критериевв данной
задаче принятия решения.

Таблица 2 – Значения критериев эффективности сравниваемых вариантов тушения пожара
Вариант тушенияКритерии –̅̅̅̅
пожараr1, л/сr2, минr3, мr4, ед.
1201358
22717315
33010615
42820416
52915515
62314612
72812314
8241545
92818510
10301865

На рисунке 2 изображено «пространство» двух критериев: r1 – расход ОТВ, л/с;– время
тушения пожара, мин. Точка С (30; 20) соответствует худшим значениям по обоим критериям,
то есть= 30 л/с и= 20 мин.

Рисунок 2 – Точки равноценности 1-го и 2-го критериев

Для нахождения лучшей альтернативы, необходимо решить задачу по улучшению
параметров организации тушения, для чего необходимо переместиться: в точку А (30; 10),
улучшив значение критерияот= 20 мин до= 10 мин или в точку В (20; 20), улучшив
значение критерияот=30 л/с до= 20 л/с. При этом существует ограничение –
переместиться в точку К (20; 10), улучшив значения обоих критериев сразу, невозможно.
Используя метод дихотомии и, разделив отрезок [СА] пополам – получим точку Е (30; 15).
Вернувшись в точку С (20; 30) необходимо сделать выбор между другой парой точек: В (20; 20)
и Е (30; 15). В этой точке сокращение расхода ОТВ ведѐт к увеличению времени тушения
пожара. Зафиксируем данную точку в качестве опорной. Далее постепенно уменьшая отрезок
«неопределенности», сужаем «зону поиска точек равноценности» ищем точку на оси, которая
была бы равноценна точке В (20; 20). Таким образом, точка равноценности, которую ищет РТП,
должна лежать между= 15 и= 12,5 на оси. Очередной итерацией применения метода
дихотомии, найдена точка Д (30, 13.125) которая соответствует статистическим данным по
тушению пожаров. Подобным образом найдены еще две точки равноценности для остальных
пар критериев *+ *+. Выявленные точки равноценности приведены в работе.
Для нахождения частных шкалирующих коэффициентовв модели (1) необходимо
значение функций ценности частных критериев эффективности. На рисунке 3, а, построена
одномерная функция ценности для первого частного критерия( ), которая построена
следующим образом. Воспользуемся известными точками(20) = 1,0;(30) = 0,0 – пo
условиям нормирования функции ценности. Из статистических данных по пожарам в качестве
новой точки воспользуемся точкой(24) = 0,50.
( )
( )

Расход ОТВ, л/сВремя тушения, мин.
аб
( )

( )

Глубина тушения, мКоличество личного состава, ед.
вг
Рисунок 3 – Одномерные функции ценности для частных критериев эффективности: а –
для расхода ОТВ; б – для времени тушения пожара; в – для глубины тушения; г – для
количества личного состава

На рисунке 3, а, по оси абсцисс располагаются значения частного критерия– расход
ОТВ, л/с, а по оси ординат – значения( ) функции ценности этого критерия (в условных
единицах), нормированной от 0 до 1. Затем последовательно находятся еще две точки= 22
л/с и= 23 л/с, следовательно,(21) = 0,875. По шести точкам,,,,
была проведена линия, которая графически отображает функцию ценности первого
частного критерия( ), в данной задаче принятия решения. Аналогично, строятся остальные
три одномерные функции ценности для остальных частных критериев эффективности (см.
рисунок 3, б, в, г).
Одномерные функции ценности необходимы для нахождения многомерной функции
ценности в модели (1). Решением системы уравнений из значений координат известных точек
равноценности, были получены следующие значения шкалирующих коэффициентов:= 0,208,
= 0,238,= 0,277,= 0,277. При этом: ∑
При решении полученной системы уравнений, для предложенных критериев при
рассмотрении 10 вариантов тушения пожара (см. таблицу 1) получена многомерная
(четырехмерная) функция ценности, представленная в следующем виде:

( )( )( )( )( ).(3)
Ценность каждого варианта тушения пожара (см. таблицу 1) может быть представлена в
виде сравнительной диаграммы ценности, представленной на рисунке 4.
1,000
0,7880,772
0,8000,687
0,5570,512 0,4820,509
0,600
( )

0,376 0,3760,336
0,400
0,200
0,000
12345678910
Вариант тушения пожара

Рисунок 4 – Диаграмма ценностей вариантов тушения пожара
Выполним анализ чувствительности принимаемого решения, по выбору варианта тушения
пожара. Для этого изменим шкалирующие коэффициенты так, чтобы они сохраняли
неизменный ранговый порядок критериев. Таким образом, если в данной задаче принятия
решения критерии расположены по убыванию ценности в следующей последовательности,
,,, и шкалирующие коэффициенты базового варианта равны:()=0,208;

()=0,277;()=0,238;()=0,277, то мы можем изменять их в границах интервалов
точности,, которые вычислены в таблице 3. Благодаря этому, у РТП имеется возможность
избежать ошибки при отвержении альтернативного варианта тушения пожара, ценность
которого меньше максимального значения.

Таблица 3 – Интервалы точности определения шкалирующих коэффициентов

i, базовый∑∑̃ интервал точности

10,2080,223—[0,223; 0,297]
20,2380,2570,2230,2570,223[0,223; 0,257]
30,2770,2770,2570,5340,480[0,257; 0,277]
40,277-0,277–[0,243; 0,277]
Предложенная модель поддержки принятия решений РТП на основе функции ценности
вариантов тушения пожара позволяет количественно отобразить каждый вариант тушения
пожара за счѐт численного выражения выбранных критериев эффективности, которыми могут
быть описаны альтернативные варианты использования сил и средств в борьбе с огнѐм. Таким
образом, повышается эффективность принятия решений РТП для планирования боевых
действий по тушению пожаров в многоквартирных жилых зданиях.
В соответствии с моделью (1) разработан алгоритм поддержки принятия решений РТП на
основе оценки функции ценности для вариантов тушения пожара (рисунок 5).

Начало

Варианты тушения пожара
Частные критерии
эффективности
Проверка чувствительности принятого
решения к изменению значений
Ранжирование частных критериевшкалирующих коэффициентов в пределах
эффективностиих интервалов точности

нетда
Построение одномерных функций ценностиРезультаты проверки удовлетворительные
по всем частным критериям эффективности

Выбранный
Выбор варианта тушения с
Определение шкалирующих коэффициентоввариант тушения
меньшей ценностью
пожара

Расчѐт значений функций многомерной
ценности для сравниваемых вариантов

Представление результатов расчѐта в виде
Конец
диаграммы единичный квадрат

Принятие решения РТП
(выбор варианта тушения пожара с
максимальной ценностью)

Рисунок 5 – Алгоритм поддержки принятия решений РТП на основе оценки функции
ценности, решающий задачу выбора наиболее эффективного варианта тушения пожара

Особенностью алгоритма (см. рисунок 5) является наличие двух этапов принятия
решения. На первом этапе по результатам расчѐтов функции ценности принимается
предварительное решение. На втором этапе, после проверки чувствительности принятого
решения к изменению шкалирующих коэффициентов в пределах их интервалов точности,
принимается окончательное решение.
В исследовании показано, что значительное влияние при планировании и отработке
боевых действий по тушению пожаров в многоквартирных жилых зданиях, оказывает расчет
сил и средств, зависящий от таких параметров как глубина тушения, площадь пожара, скорость
роста площади пожара и других величин. На основе полученных данных определяют требуемое
количество сил и средств. Задача управления силами и средствами при планировании и
отработке боевых действий по тушению пожаров представляет собой формирование сценария
использования имеющихся на пожаре ресурсов, структура которой представлена на рисунке 6.

Внешняя среда – горящие помещения в жилых зданияхКритерий эффективности
управления
Ги ель людей →
Время тушения →
Объект управления –Силы →
УправляющиеСубъект управления – РТП
пожарное подразделениевоздействий (приказы),Средств →
Р сход ОТВ →

Учѐт и анализ факторов
информация (боевыеПринятие решений
задачи, план тушения,Удельный р сход →
метод тушения,
используемые силы иПланирование
Ведение боевых действийсредства)
определѐнным методомОбеспечение
Прямая связь
назначенными силами
и средствамиОперативное руководство

Контроль

Обратная связь
Рисунок 6 – Структура задачи управления пожарным подразделением

При планировании и отработке боевых действий по тушению пожаров в многоквартирных
жилых зданиях, от своевременности реализации задачи управления РТП по подаче
ствольщиком первого пожарного ствола на решающем направлении зависит результативность
тушения пожара. При применении ручных пожарных стволов ствольщикам требуется
поддерживать подачу ОТВ непосредственно в очаг пожара с соблюдением правил техники
безопасности и охраны труда. Подача ОТВ в очаг пожара при тушении пожаров в небольших по
площади помещениях, рассматриваемых в исследовании, осуществляется прямыми струями. В
данном случае, площадь тушения можно представить в виде эллипса, основным параметром
которого является глубина тушения. На сегодняшний день для практических расчетов при
планировании боевых действий по тушению пожаров в соответствии с действующими
нормативными актами используют следующие значения параметра глубины тушения для
ручных пожарных стволов hТ = 5 метров, для лафетных hТ = 10 метров.
В диссертации проведены аналитические и практические исследования по определению
значения параметра глубины тушения пожарных стволов (ПС). В отличие от выполнявшихся
ранее исследований, значение параметра глубины тушения рассмотрено как модель
определения глубины тушения пожара по критериям (расход ОТВ, напор перед насадком,
диаметр насадка). Таким образом, при расчѐтах значение параметра глубины тушения пожара
является не справочной величиной, а вычисляется, что повышает эффективность планирования
сил и средств при ведении боевых действий по тушению пожаров в жилых зданиях.
В исследовании обосновано, что значение глубины тушения может служить критерием
эффективности боевых действий по тушению пожара. Условием локализации пожара в данном
случае будет выполнение неравенства:

4QСТ
hТ ,(4)
 IТР
гдет– глубина тушения любыми пожарными стволами, м;т– расход пожарного
ствола, л·с-1;тр– требуемая интенсивность тушения пожара, л·с-1·м-2;
Предложенная модель определения значения параметра глубины тушения пожара
использована в алгоритме поддержки принятия решений РТП на основе оценки скорости роста
площади пожара, представленном на рисунке 7. Данный алгоритм повышает точность расчетов
сил и средств при планировании боевых действий по тушению пожаров в жилых зданиях в
среднем на 9% по сравнению с классическим применением значения параметра глубины
тушения, что позволяет снизить расход огнетушащих веществ и как следствие уменьшить
материальный ущерб. В качестве критерия эффективности ведения боевых действий по
тушению пожара используется удельный расход ОТВ
Алгоритм поддержки принятия решений РТП (рисунок 7) реализован в программе «SiS
Сalculation», рекомендованной в качестве информационного сопровождения функционирования
системы управления пожарными подразделениями при тушении пожаров в жилых зданиях, для
анализа произошедших пожаров, для профессиональной подготовки личного состава пожарной
охраны.
Прибывая на пожар, личный состав пожарной охраны реализует поставленные задачи
управления и принятия решений РТП, осуществляя подачу ОТВ в очаг пожара на глубину
тушения, при этом в 95 % случаев используются водяные пожарные стволы. Для того, чтобы
ограничить распространение огня в плоскости горения, в начальный период тушения ОТВ
подаются по фронту распространения пожара. При тушении пожаров в многоквартирных
жилых зданиях, в основном состоящих из помещений прямоугольной формы небольшой
площади, когда огнѐм охвачена лишь часть помещения, здания, рационально выполнять задачу
– наступление навстречу распространяющемуся огню, применяя метод фронтального тушения
пожара.
В исследовании разработан алгоритм поддержки принятия решений РТП при
фронтальном методе тушения пожара, решающий задачу оценки возможности применения
фронтального метода тушения для локализации и ликвидации пожара (рисунок 8).
Начало

площадь пожара;
Ввод исходныхтип стволов;
данныхколичество стволов;
и т.п.

Наличие данных
Дапо напору, интенсивности,Нет
количеству
пожарных стволов

Расчѐт фактической глубиныРасчѐт фактической глубины
тушения по напору пожарныхтушения по диаметру пожарных
стволовстволов

НетДа
Фактическая глубина тушения
больше или равна необходимой

Расчѐт скорости роста
Произвести наращивание сил и
площади пожара
средств
Расчѐт удельного расхода ОТВ

Передача сигналов управления от
РТП до личного состава

ДаНет
Локализация пожара

Да
Ликвидация пожара
Нет

Время локализации, время
ликвидации, скорость роста
площади пожара,
фактический расход ОТВ

Конец

Рисунок 7 – Алгоритм поддержки принятия решений РТП на основе оценки скорости роста
площади пожара

Время локализации пожара будет зависеть от промежутка времени свободного развития
пожара, начала ведения эффективных действий по тушению пожара, требуемой и фактической
скоростей сосредоточения расходов огнетушащих веществ. При невозможности проведения
наступления по направлению распространения огня, необходимо использовать другой метод.
 св  время от начала возгорания до введения сил 
и средств первого пожарного подразделения

 1  время сосредоточения сил и средств

первого пожарного подразделения
S т  площадь тушения, м 2

a  ширина площади пожара, мНачало

d  диаметр насадка ПС, м
H  напор перед насадком ПС, м.вод.ст.
Ввод исходных данных
I тр  требуемая интенсивность
подачи ОТВ, л/м 2  с
Вычисление общего расхода ОТВ,
ф  фактическая усреднѐнная скоростьнеобходимого для тушения пожара

сосредоточения ОТВ, л/с 2
Вычисление требуемой скорости
сосредоточения ОТВ

нетФактическая скоростьда
сосредоточения ОТВ
больше требуемой

даВозможно нараститьнетПрименять
силы и средства
фронтальное тушение

Нарастить силы и
Применить другой методВычисление времени
средства и повторить
тушениялокализации пожара
расчѐт

Передача сигналов
управления и ведение
боевых действий вВывод времени
соответствии слокализации
выбранным вариантомпожара
тушения пожара

Контроль и оценка
результата

нет
Пожар локализован

да
нет

Пожар ликвидирован

да

Вывод фактического
времени локализации и
ликвидации пожара

Конец

Рисунок 8 – Алгоритм поддержки принятия решения РТП при фронтальном методе тушения
пожара, решающий задачу оценки возможности применения фронтального метода тушения для
локализации и ликвидации пожара
В третьей главе «Оценка эффективности разработанной модели и алгоритмов
поддержки принятия решений руководителя тушения пожара» приведены результаты
оценкимоделииалгоритмовнаосновестатистическогоанализа,имитационного
моделирования и сравнительного анализа применимости к ранее потушенным пожарам.
Оценка эффективности модели поддержки принятия решений РТП при планировании и
отработке боевых действий на основе оценки функции ценности вариантов тушения пожара
производилась путѐм сравнительного анализа результатов еѐ применения к реальным пожарам.
Анализ показал, что принятие решения на основе предлагаемой модели в большинстве случаев
может повысить эффективность принятия решения РТП, что выражается в сокращении боевых
позиций личного состава, участвующего в тушении пожара в среднем в 1,4 раза, сокращении
расхода огнетушащего вещества при тушении пожара в среднем в 1,45 раза.
Оценка эффективности алгоритма поддержки принятия решений РТП при фронтальном
методе тушения (см. рисунок 8) производилась на основе имитационного моделирования,
исходя из гипотезы об эффективности предлагаемого алгоритма (лежащего в основе
имитационноймодели),присходимостирезультатовмоделированияирезультатов
статистического анализа тушения пожаров в жилых зданиях. Предложенные в алгоритме
математические соотношения рассмотрены в терминах системной динамики (рисунок 9).
Результаты моделирования показали свою сходимость с результатами разработанного
алгоритма поддержки принятия решения РТП при фронтальном методе тушения.

– площадь пожара, – площадь потушенного пожара, – скорость тушения пожара, – линейная скорость
распространения пожара, – количество направлений развития пожара, – ширина площади пожара,
ф – фактический расход ОТВ, тр – требуемый расход ОТВ

Рисунок 9 – Графическая интерпретация имитационной модели

Оценка эффективности алгоритма поддержки принятия решений РТП на основе оценки
скорости роста площади пожара (см. рисунок 7) выполнена путѐм проверки адекватности
полученных выражений, которые лежат в основе алгоритма. В работе описана методика
проведения и результаты серии экспериментов по определению значения параметра глубины
тушения пожара ручными пожарными стволами. В диссертации доказан положительный
экономический эффект при использовании полученных научных результатов.
В заключении сформулированы основные выводы и рекомендации, полученные в ходе
выполнения диссертационной работы. В приложениях представлен программный код
разработанных продуктов и акты внедрения результатов научного исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследования для повышения эффективности принятия решений РТП при
планировании боевых действий по тушению пожаров в многоквартирных жилых зданиях на
основе методов теории полезности получены следующие основные научные и практические
результаты.
Проведен анализ динамики пожаров и материального ущерба от пожаров в жилых
зданиях. Обосновано, что динамика пожаров в Российской Федерации имеет отрицательную
направленность, но прямой материальный ущерб в городах в период с 2008 по 2019 годы вырос
на 3950 млн. рублей. В Российской Федерации и Краснодарском крае в среднем уменьшается
риск столкновения с пожаром (опасными факторами пожара) на 3,4 % в год, риск гибели при
пожаре – на 2,75 % в год, риск гибели от пожара – на 7,7 % в год. Риск гибели при пожаре в
Краснодарском крае выше, чем в Южном федеральном округе и в среднем по Российской
Федерации.
Проведен комплексный анализ процесса принятия управленческих решений РТП.
Обосновано, что данная задача решается в условиях ограничения времени, условиях
неопределенности, быстрого изменения факторов внешней среды и многокритериального
выбора. Наиболее важным этапом принятия решения РТП является выбор наилучшей
альтернативы из возможных вариантов тушения пожара.
С учетом требований, предъявляемых к моделям поддержки принятия управленческих
решений для планирования и отработки боевых действий по тушению пожаров в
многоквартирных жилых зданиях, сделан выбор в пользу методов теории полезности, так как
они наиболее полно подходят для решения многокритериальных задач в условиях
определенности и неопределенности, в четкой и в нечеткой среде, с учетом структуры
предпочтения РТП. Было выявлено 9 наиболее часто встречающихся ошибок при принятии
управленческих решений РТП, предложены пути их снижения за счет повышения степени
автоматизации системы управления, в том числе внедрением систем поддержки принятия
решений РТП, в основе которых модели и алгоритмы поддержки принятия управленческих
решений.
На основе применения теории полезности к решению задачи поддержки принятия
решения РТП для планирования боевых действий разработана модель поддержки принятия
решения РТП на основе оценки функции ценности, позволяющая выбрать рациональный
вариант ведения боевых действий по тушению пожара.
Разработан алгоритм поддержки принятия решения РТП на основе оценки скорости роста
площади пожара, позволяющий РТП оценить достаточность количества сил и средств при
планировании и отработке боевых действий по тушению пожара с использованием водяных
пожарных стволов.
Разработан алгоритм поддержки принятия решения РТП при фронтальном методе
тушения пожара, позволяющий РТП определить возможность использования фронтального
метода тушения пожара имеющимися силами и средствами.
Разработанная модель поддержки принятия решения РТП на основе оценки функции
ценности вариантов тушения пожара, а также алгоритмы поддержки принятия решения РТП на
основе оценки скорости роста площади пожара и поддержки принятия решения РТП при
фронтальном методе тушения пожара повышают эффективность планирования боевых
действий по тушению пожаров в многоквартирных жилых зданиях.
Для обоснования сил и средств пожаротушения в алгоритме поддержки принятия
решений РТП на основе функции ценности вариантов тушения пожара разработана модель
определения параметра глубины тушения пожара по расходу ПС и по напору воды перед его
насадком, позволяющая повысить точность значения данного параметра для расчетов сил и
средств при планировании и отработке боевых действий по тушению пожаров в жилых зданиях.
Проведена серия экспериментов по определению глубины тушения водяными пожарными
стволами. Проверка гипотезы о согласованности теоретической и эмпирической зависимости
параметра глубины тушения по критерию Колмогорова – Смирнова для уровня значимости 0,05
показали сходимость теоретических и практических результатов для углов наклона водяного
пожарного ствола 30 и 45°.
На основе анализа применимости полученных научных результатов к массиву
проработанных статистических данных и описаний реальных пожаров проведена оценка их
достоверности, которая доказала эффективность разработанных моделей и алгоритмов
поддержки принятия решений РТП. Полученные результаты позволяют увеличить точность
вычислений по расчету сил и средств при планировании и отработке боевых действий по
тушению пожаров в жилых зданиях в среднем на 9 %, уменьшить объем затраченного
огнетушащего вещества в среднем в 1,45 раза, сократить количество боевых позиций личного
состава на тушение пожара в среднем в 1,4 раза.
Доказана экономическая эффективность разработанной модели и алгоритмов поддержки
принятия решения РТП при планировании боевых действий по тушению пожаров в
многоквартирных жилых зданиях, заключающаяся в сокращении материального ущерба от
пожара в среднем на 8 %.
Научные результаты, полученные в диссертационной работе, позволяют повысить
качество экспертизы и анализа результатов планирования боевых действий с пожаром после его
тушения. Полученные результаты рекомендованы для использования при составлении
документов предварительного планирования действий по тушению пожаров, для организаций,
занимающихся разработкой и производством пожарной техники и оборудования для пожарных
подразделений, для интеграции в современные системы поддержки принятия решений
подразделений пожарной охраны.
Таким образом, полученные научные результаты в совокупности позволяют сделать
вывод о том, что цель, поставленная в диссертационном исследовании, достигнута, задачи
диссертационного исследования решены в полном объеме.