Повышение эффективности управления действиями подразделений МЧС на основе игрового автоматизированного обучающего комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Катыхин, Александр Иванович

• Катыхин, Александр Иванович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Катыхин, Александр Иванович

Содержание

Содержание

Введение

Глава 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА СОЗДАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ И ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ОБУЧЕНИЯ. ФОРМУЛИРОВКА НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Краткая характеристика существующих АОС

1.2 Характеристика основных методов активного обучения

1.3 Оперативно-технические требования к ИАОК

1.4 Формулировка направления исследований

Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ И ОБОБЩЕННОЙ СХЕМЫ ИГРОВОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА

2.1 Обоснование концептуальных положений создания ИАОК

2.2 Системная модель процесса обучения

2.3 Система оценки процесса обучения

2.4 Обобщенная функциональная схема

Глава 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЕ ИГРОВОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА

3.1 Модель информационного обеспечения первого уровня

автоматизированного обучения («уровень тестов»)

3.2 Метод моделирования оперативной ситуации в процессе игрового автоматизированного обучения

3.3 Математическая модель информационной базы уровня «стереотипных ситуаций»

3.4 Математическая модель информационного обеспечения третьего уровня автоматизированного обучения

3.5 Управление процессом игрового автоматизированного обучения

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ОБОБЩЕННОЙ МОДЕЛИ ГИПЕРМЕДИЙНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ БАЗЫ НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКИХ КОГНИТИВНЫХ КАРТ

4.1 Общие принципы представления и когнитивная модель восприятия мультимедийной информации

4.2 Метод и средства организации информационного обеспечения ИАОК

4.3 Модель организации контента

4.4 Моделирование ситуации посредством иерархии семантически связанных элементов контента

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ, МОДЕЛЕЙ И МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ЛИЧНОГО СОСТАВА ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ГПС МЧС

5.1 Фрагмент построения модели представления (знаний, данных)

стереотипной и нестереотипной оперативных ситуаций в информационной базе ИАОК

5.2 Способ оценки выполнения учебного упражнения

5.3 Анализ результатов экспериментальной апробации системы

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности управления действиями подразделений МЧС на основе игрового автоматизированного обучающего комплекса»

Введение

Ежегодно на территории России происходит большое количество катастроф техногенного и экологического характера, которые наносят крупный социально-экономический ущерб. Важнейшей социально-экономической проблемой является своевременная ликвидация ЧС. Эффективность решения этой проблемы во многом определяется качеством обучения личного состава подразделений МЧС, поскольку от его действий зависят жизни людей (социальный аспект), сохранение культурных и материальных ценностей (экономический аспект). Для уменьшения негативного воздействия от разрушений, причиняемых населению и промышленным объектам, необходимо быстро и качественно осуществить подготовку и переподготовку сотрудников подразделений МЧС, работающих в системах оперативного управления, таких как центры управления в кризисных ситуациях, единые дежурно-диспетчерские службы и др.

Так, в Концепции Национальной Безопасности России констатируется, что увеличение количества и расширение масштабов чрезвычайных ситуаций техногенного и природного характера влекут за собой материальные и людские потери нередко сопоставимые с потерями в вооруженных конфликтах, делают крайне актуальной проблему обеспечения национальной безопасности Российской Федерации в природно-техногенной и экологической сферах. Это накладывает дополнительную ответственность и ставит деятельность спасателей в число приоритетных направлений по обеспечению национальной безопасности Российской Федерации [101].

Достаточно часто аварийные и нештатные ситуации возникают из-за конструктивных недостатков, изношенности оборудования, низкой квалификации работающих и халатности производственного персонала, нарушений техники безопасности и др. В этих случаях большинство систем оперативного управления, как правило, не выдают конкретных комплексных рекомендаций оперативно-диспетчерскому персоналу. Эти ограничения обусловливают необходимость разработки и внедрения информационных систем нового уровня, позволяющих улучшить подготовку оперативно-диспетчерского персонала, а также значительно повысить эффективность работы структурных подразделений МЧС.

и

Динамизм изменения обстановки, неопределенность и неполнота

поступающих данных, сокращение времени на реагирование и ликвидацию ЧС,

многоплановость и многовариантность решения задач защиты населения требуют

поиска новых форм компьютерных обучающих программ, имитационных систем,

тренажеров. Применение таких информационных систем и технологий обучения

позволяет снизить затраты на натурное моделирование ЧС, сократить сроки

повысить уровень подготовки специалистов к принятию эффективных решений по борьбе с ЧС.

При использовании инновационных информационных технологий обучения необходимым элементом является управление. В настоящее время при использовании обучающих программ управление в процессе обучения осуществляется на уровнях изучения теоретического материала, практического освоения и итогового или тематического контроля. При этом, ограничением является статичность знаний, т.е. их неизменность в некоторый достаточно длительный промежуток времени. Это не соответствует динамике ситуаций, с которыми в ежедневной практике сталкиваются сотрудники подразделений МЧС.

Высокая динамика оперативной обстановки в ЧС, высокая цена каждого действия спасателя, недостаточная разработанность методологии обучения личного состава подразделений МЧС эффективному проведению аварийно-спасательных других неотложных работ, обусловливают потребности практики совершенствовании процесса обучения методам и способам применения технических средств, с возможностью гибкого и своевременного изменения учебного материала. В настоящее время применяются классические методы обучения (лекционный, работа с книгой, практический). Данные методы зарекомендовали себя, однако, они имеют следующие ограничения:

- отсутствие необходимого количества изучаемых (особенно новых) ТС в процессе обучения;

- недостаточное количество времени, отводимого на изучение методов применения технических средств;

- отсутствие условий для наработки навыков применения технических средств;

- недостаточное внимание развитию творческих способностей.

Одним из путей преодоления вышеперечисленных ограничений в

современных условиях является внедрение информационных технологий и систем

и в

в процесс обучения личного состава подразделений МЧС с применением активных игровых методов обучения.

Объектом исследования является система обучения личного состава подразделений МЧС принятию оперативных решений и тактике применения технических средств тушения пожара.

Предметом исследования являются методы и средства игрового автоматизированного обучения личного состава подразделений МЧС.

Целью диссертационной работы является повышение оперативности и качества подготовки личного состава подразделений МЧС по управлению действиями в динамичной оперативно-тактической обстановке путем разработки информационного обеспечения ИАОК.

Задачи исследования.

Анализ состояния вопроса создания АОС и обоснование оперативно-технических требований к системе активного обучения личного состава управлению действиями в ходе аварийно-спасательных работ. Формулировка направлений исследований.

Разработка концептуальных положений и обобщенной функционально-структурной схемы ИАОК.

Разработка математических моделей представления данных в информационной базе ИАОК.

Разработка обобщенной модели гипермедийной информационной базы на основе нечетких когнитивных карт.

Экспериментальные исследования разработанных методов, моделей и методики автоматизированного обучения личного состава подразделений МЧС.

Методы исследования.

В работе использованы методы и положения теорий: управления в организационно-технических системах, нечетких множеств и логики, теории

графов, системного анализа, синтеза баз данных, знаний, исследования операций, педагогики.

Научная новизна работы.

1. Концептуальные положения повышения эффективности обучения личного состава подразделений МЧС управлению действиями в условиях высокой динамики оперативно-тактической обстановки на основе создания ИАОК, существо которых состоит в следующем:

- обеспечение развития творческих способностей обучаемых на основе когнитивной иерархической системы обучения, реализующей моделирование реальных стереотипных оперативных ситуаций с возможностью их модификации и многоальтернативность решений в процессе обучения;

- организация и обеспечение индивидуального и группового обучения личного состава подразделений МЧС, обладающих различными когнитивными стилями при обучении.

- системная модель организации процесса обучения должна включать уровни: оперативных задач, объектов ЧС, оперативных ситуаций, методов и способов применения технических средств, а также активных игровых методов обучения;

- функционально-структурная организация информационного обеспечения ИАОК должна обеспечивать формирование онтологий изучаемых дисциплин, описание стереотипных оперативных ситуаций, возможность формирования вводных по изменению оперативных ситуаций, а также возможность индивидуального и группового принятия решений в процессе обучения;

2. Математическая модель описания оперативных ситуаций в условиях ликвидации ЧС на основе нечетких когнитивных карт, особенностью которой является применение статического нечеткого графа в случае представления в информационной базе стереотипных ситуаций и нечеткого динамического графа, отражающего изменение оперативной ситуации или наличие нестереотипной ситуации.

3. Обобщенная модель гипермедийной информационной базы ИАОК, особенностью которой является использование нечетких разнородных гипермедийных элементов, семантически связанных между собой и взаимно дополняющих друг друга, позволяющая представлять стереотипные и нестереотипные оперативные ситуации и развивать творческие способностей обучаемых.

4. Функционально-структурная организация ИАОК, представленная трехуровневой иерархической структурой, особенностью которой является: введение модуля генерации индивидуальной структуры учебного материала на «тестовом» уровне (изучения теоретического материала и контроля усвоения полученных знаний); введение модуля моделирования условий выполнения оперативных задач на уровне представления стереотипной ситуации; введение

модуля генерации изменения условий выполнения оперативных задач на уровне динамического представления нестереотипной ситуации, а также модуля определения когнитивного стиля для реализации индивидуального и группового обучения.

Практическая значимость.

Разработанный ИАОК может применяться при подготовке и переподготовке подразделений МЧС, оперативно-диспетчерского персонала промышленных объектов как при изучении теоретических дисциплин, так и при получении навыков ликвидации ЧС. ИАОК позволяет повысить эффективность оперативного управления объектами и территориями при ликвидации ЧС природного и техногенного характера.

На защиту выносятся.

1. Концептуальные положения повышения эффективности обучения личного состава подразделений МЧС управлению действиями в условиях высокой динамики оперативно-тактической обстановки на основе создания ИАОК, существо которых состоит в следующем:

- обеспечение развития творческих способностей обучаемых на основе когнитивной иерархической системы обучения, реализующей моделирование реальных стереотипных оперативных ситуаций с возможностью их модификации и многоальтернативность решений в процессе обучения;

- организация и обеспечение индивидуального и группового обучения личного состава подразделений МЧС, обладающих различными когнитивными стилями при обучении.

- системная модель организации процесса обучения должна включать уровни: оперативных задач, объектов ЧС, оперативных ситуаций, методов и способов применения технических средств, а также активных игровых методов обучения;

- функционально-структурная организация информационного обеспечения ИАОК должна обеспечивать формирование онтологий изучаемых дисциплин, описание стереотипных оперативных ситуаций, возможность формирования вводных по изменению оперативных ситуаций, а также возможность индивидуального и группового принятия решений в процессе обучения;

2. Математическая модель описания оперативных ситуаций в условиях ликвидации ЧС на основе нечетких когнитивных карт, особенностью которой

является применение статического нечеткого графа в случае представления в информационной базе стереотипных ситуаций и нечеткого динамического графа, отражающего изменение оперативной ситуации или наличие нестереотипной ситуации.

3. Обобщенная модель гипермедийной информационной базы ИАОК, особенностью которой является использование нечетких разнородных гипермедийных элементов, семантически связанных между собой и взаимно дополняющих друг друга, позволяющая представлять стереотипные и нестереотипные оперативные ситуации и развивать творческие способностей обучаемых.

4. Функционально-структурная организация ИАОК, представленная трехуровневой иерархической структурой, особенностью которой является: введение модуля генерации индивидуальной структуры учебного материала на «тестовом» уровне (изучения теоретического материала и контроля усвоения полученных знаний); введение модуля моделирования условий выполнения оперативных задач на уровне представления стереотипной ситуации; введение модуля генерации изменения условий выполнения оперативных задач на уровне динамического представления нестереотипной ситуации, а также модуля определения когнитивного стиля для реализации индивидуального и группового обучения.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Катыхин, Александр Иванович

ВЫВОДЫ

Для проведения эксперементальной оцеки рассмотрена когнитивная модель фрагмента оперативной ситуации «Тушение пожара в локомотивном депо». Построена нечеткая когнитивная карта в виде нечеткого графа для фрагмента реальной оперативной ситуации и рассчитаны ее системные показатели.

Формализация процесса создания нестереотипной ситуации осуществлялась путем введения в когнитивную модель импульсов в виде изменения условий оперативной ситуации.

Разработана методика оценки качества выполнения контрольных и развивающих упражнений, которая позволяет оценить правильность принимаемых решений в соответствии со складывающейся оперативной ситуацией на каждом этапе выбранной тактики действий обучаемого и проводить достаточно объективную оценку действий в целом.

Разработана методика проведения эксперимента с целью проверки соответствия ИАОК заданным требованиям, заключающаяся в проверке каждого требования в условиях, приближенных к реальным.

Экспериментальная оценка, предложенных в работе моделей, в условиях соревнований учебных групп на базе учебного пункта 2-й группы ФГУК «1 отряд ФПС по Курской области». В результате показано, что ИАОК позволяет снизить временные затраты на изучение личным составом стандартных и нестандартных ЧС, по сравнению с контрольными группами, в 1.4 - 1.6 раза, а также повысить качество изучения учебных материалов в 1.2 - 1.4 раза. Применение ИАОК позволило в 2 - 3 раза сократить время экспериментальной группы на основных этапах подготовки к выполнению задачи по ликвидации ЧС в условиях изменяющейся оперативной обстановки.При этом значение коэффициента творческих способностей составило 0,7-0,9 в зависимости от когнитивного стиля учебной группы.

Заключение

В диссертационной работе решалась научная задача, состоящая в разработке метода и модели игрового автоматизированного обучения на основе создания информационной базы, обеспечивающей развитие творческих способностей личного состава подразделений МЧС и повышение уровня обучения ведению действий по ликвидации ЧС в условиях высокой динамики оперативно-тактической обстановки.

При этом получены следующие основные результаты:

1. В результате анализа современного состояния и тенденций развития технических средств ликвидации ЧС и способов их оперативного применения при решении стоящих задач разработаны оперативно-технические требования к ИАОК и его информационному обеспечению с целью уменьшения времени обучения и развития творческих способностей личного состава МЧС путем моделирования реальных стереотипных оперативных ситуаций с возможностью их модификации и многоальтернативностью решений в процессе обучения.

2. Обоснованы концептуальные положения повышения эффективности обучения личного состава подразделений МЧС на основе создания ИАОК, существо которых состоит в: развитии творческих способностей обучаемых на основе создания когнитивной иерархической системы игрового обучения; организации и обеспечении индивидуального и группового обучения личного состава с учетом различия их когнитивных стилей.

3. Разработана системная модель организации обучения на основе ИАОК в виде относительно независимых плоскостей (страт) позволяющих производить их локальную модификацию в зависимости от изменения номенклатуры чрезвычайных задач и условий их выполнения.

4. Разработана обобщенная функционально-структурная схема ИАОК, состоящая из трех уровней проверки степени обученности, а именно:

- фундаментальные знания основ противопожарной подготовки - уровень тестов;

- оперативные особенности применения технических средств - уровень стереотипных ситуаций;

- творческие способности применения технических средств при решении задач по ликвидации ЧС в оперативных ситуациях - уровень нестереотипных оперативных ситуаций.

Математическая модель описания учебного материала на любом уровне представлена в виде семиотической сети.

5. Математическая модель описания стереотипных и нестереотипных оперативных ситуаций с использованием соответственно статических и динамических нечетких когнитивных карт Силова.

Синтезирован алгоритм анализа и управления объектом моделирования на основе НКК Силова, позволяющий реализовать единый подход при моделировании оперативных ситуаций.

6. Формализацию процесса создания нестереотипной оперативной ситуации предложено осуществлять на основе динамического графа путем введения в соответствующие вершины импульсного процесса.

7. Разработана модель и предложен подход к описанию оперативной ситуации гипермедийными элементами исходя из уровня усвоения знаний обучаемыми, заданной степени детализации и необходимого уровня сложности генерируемого упражнения.

8. Экспериментальная оценка, предложенных в работе моделей и алгоритмов, проводилась в условиях соревнований учебных групп на базе учебного пункта 2-й группы ФГУК «1 отряд ФПС по Курской области». В результате показано, что при применении ИАОК в учебном процессе оперативность обучения курсантов при подготовке возросла до значения в 1,6 раз и на основных этапах подготовки к выполнению задачи по ликвидации ЧС до 3 раз. При этом значение коэффициента творческих способностей составило 0,7-0,9 в зависимости от когнитивного стиля учебной группы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Катыхин, Александр Иванович, 2012 год

Список литературы

1. Приказ об утверждении порядка тушения пожаров подразделениями пожарной охраны от 31 марта 2011 г. № 156. Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий.

2. Абрамова, H.A. О проблеме рисков из-за человеческого фактора в экспертных методах и информационных технологиях / Н.А, Абрамова // Проблемы управления, 2007. - № 2. - С. 11-21.

3. Авдеева, З.К. Когнитивное моделирование для решения задач управления слабоструктурированными системами (ситуациями) / З.К. Авдеева, СВ. Коврига, Д.И. Макаренко / / Управление большими системами. Выпуск 16 / М.: ИПУ РАН, 2007. - С.26-39.

4. Аверченков, В.И. Инновационный менеджмент. Учеб. пособие / В.И. Аверченков, Е.Е. Ваинмаер. - Брянск: БГТУ, 2004. - 292 с.

5. Адам Д. Восприятие, сознание, память. Размышления биолога: Пер. с англ./Перевод Алексеенко Н. Ю.; Под ред. и с предисл. Е. Н. Соколова.—М.; Мир, 1983,—152 с.

6. Андерсон, Бент Б. Мультимедиа в образовании. Учебный курс / Бент Б. Андерсон. - М.: Дрофа, 2007. - 224 с.

7. Андреев, A.A. Средства новых информационных технологий в образовании: систематизация и тенденции развития. / A.A. Андреев, В сб. Основы применения информационных технологий в учебном процессе ВУЗов. М.: ВУ, 2005

8. Асанов, М.О. Дискретная математика: графы, матроиды, алгоритмы / М.О. Асанов, В.А. Баранский, В.В. Расин - Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 288 с.

9. Ашихмин A.A. Разработка и принятие управленческих решений: формальные модели и методы выбора / A.A. Ашихмин. - 2-е изд., стер. - М.: Изд-во Моск. гос. горного ун-та, 2001. - 78 с.

10. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Проектирование информационно-управляющих систем. - М.: Радио и связь, 1987. -256 с.

11. Балашов Е.П., Эволюционный синтез систем - М.: Радио и связь, 1985.

12. Баринова, С.Н. Автоматизированные учебные курсы и их влияние на

качество процесса обучения // Материалы конференции «Информационные технологии в образовании», 1999.

13. Бегг, К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика = Database Systems: A Practical Approach to Design, Implementation, and Management/ К. Бегг, Т. Коннолли — 3-е изд. — М.: «Вильяме», 2003. — 1436 с.

14. Безбородько. Пожарная техника. 550 с. 2004 г.

15. Беллман, Р. Вопросы анализа и процедуры принятия решений / Р. Беллман, Л. Заде - М.: Мир, 1976.

16. Беспалько, В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.,

2001.

17. Беспалько, В.П. Слагаемые педагогической технологии.// Беспалько В. П.— М.: Педагогика, 1989 г.

18. Борисов, В.В. Нечеткие модели и сети / В.В. Борисов, В.В. Кругло25в, А.С. Федулов. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 284 с.

19. Бутрин, A. Emergency 4: Global Fighters for Life. Первый взгляд / А. Бутрин // Игромания.- 2006. - №4 (103).- С.38.

20. Волгин, Н.С. Исследование операций / Н.С. Волгин - СПб: Военно-морская академия, 1999 - 366 с.

21. Гарсиа-Молина, Г. Системы баз данных. Полный курс / Г. Гарсиа-Молина, Дж. Ульман, Дж.Уидом - М.: «Вильяме», 2003. - 1088 с.

22. Голуб, Б.А. Основы общей дидактики. Учеб. пособие для студ. педвузов. - М.: Туманит, изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 96 с.

23. Грачев. Газодымозащитная служба. Учебник. 2003 г. 440 с.

24. Грибкова, В.А., Управление адаптивным диалогом в автоматизированных обучающих системах. Методические указания / В. А. Грибкова, Л.В. Зайцева, Л.П. Новицкий. - Рига: РПИ, 1988.-52 с.

25. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных = Introduction to Database Systems / Дж. К. Дейт, - 8-е изд. - М.: «Вильяме», 2006. - 1328 с.

26. Джалиашвили, З.О. Сетевые технологии как эффективное средство поддержки дистанционном обучения / З.О. Джалиашвили // Материалы конференции «Информационные технологии в образовании», 2001.

27. Дружинин, B.B. Конфликтная радиолокация / B.B. Дружинин, Д.С. Конторов-М. : Наука, 1987.

28. Дружинин, В .В. Системотехника / В.В. Дружинин, Д.С. Конторов - М. : Наука, 1985.

29. Живенков, А.Н. Моделирование информационной системы адаптивного структурирования образовательного контента на основе нечетких сетей Петри // Приборы и системы, управление, контроль, диагностика - 2011, №6

30. Журавлева, И.И. Интеллектуальные обучающие системы в дистанционном образовании // Материалы конференции «Информационные технологии в образовании», 2001

31. Жуков В.Н., «Применение современных информационных коммуникационных технологий в процессе формирования культуры безопасности жизнедеятельности».- 2010. lukyanovich.ru>art_con.php?id=sci4

32. Заде, JI.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений: Пер. с англ. / JI.A. Заде. - М.: Мир, 1976.-168 с.

33. Зырянов, М.И. Интеллектуальная учебная среда // 3 Конференция по искуственному интеллекту. - Тверь: 1992 - С.33-35

34. Иванников. Справочник руководителя тушения пожаров 1987 г., 146 с.

35. Васильев, В.И. Интеллектуальные системы управления. Теория и практика. / В.И. Васильев, Б.Г. Ильясов. - М.: Радиотехника, 2009.- 392 с.

36. Карлащук, В.И. Обучающие программы / В.И. Карлащук М.: «COJIOH-Р», 2001.-528 с.

37. Касьянов В.Н. Программные средства и математические основы информатики / Новосибирск: 2004

38. Катыхин, А.И. Формализация процесса обучения для синтеза структурно-функциональной организации автоматизированной системы обучения на базе игрового комплекса / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Известия Курского государственного технического университета. 2010. № 4 (33). С. 66-71.

39. Катыхин, А.И. Формализация процесса эвакуации людей из помещения для создания автоматизированной обучающей игровой системы / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Макеев, В.В. Теплова // Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 3 (36). С. 45-48.

40. Катыхин, А.И. Подход к автоматизации разработки последовательности изучения учебной программы и генерации творческих задач автоматизированной обучающей системы / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2011. №11. С. 35-39.

41. Катыхин, А.И. Модель представления знаний в игровой автоматизированной обучающей системе / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, М.Н.Смирнов // Распознавание - 2010г.: сб. науч. тр. по матер. IX Междунар. конф., 18-20 мая 2010г. Курск: КГТУ, 2008. С. 310-312.

42. Катыхин, А.И. Подход к моделированию предметной области для синтеза структуры игровой автоматизированной обучающей системы / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Научно-технический сборник НИЦ (г. Курск) ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ. 2010. С. 52-56.

43. Катыхин, А.И. Формализация процесса эвакуации людей из помещений для создания автоматизированной обучающей игровой системы / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Теплова, В.В. Макеев // Современные информационные технологии: сб. статей по матер, междунар. науч.-техн. конф., 25 мая 2011г. Пенза: Пензенская гос. техн. академия, 2011. С. 77 - 81.

44. Катыхин, А.И. Системная модель автоматизированного игрового комплекса (АИК) / А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: сб. статей по матер. VIII междунар. науч.-техн. конф., 28 декабря 2010 г. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т., 2011. С. 192- 196.

45. Катыхин, А.И. Структурно-функциональная организация системы обучения применению технических средств / А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации: сб. статей по матер. VIII междунар. науч.-техн. конф., 28 декабря 2010 г. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т., 2011. С. 145 - 149.

46. Катыхин, А.И. Концептуальная модель автоматизированной системы обучения на основе автоматизированного обучающего комплекса / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Материалы XIX межвузовской военно-научной конференции, 25-26 ноября 2010 г. Череповец: Военно-космическая академия им. A.C.Можайского, 2011. С. 177-180.

47. Катыхин, А.И. Разработка математических моделей представления данных в информационной базе игрового автоматизированного обучающего комплекса / A.C. Сизов, А.И. Катыхин, В.В. Макеев // Инновации в информационно-аналитических системах: сб. науч. трудов Вып. 1 Курск: Фонд «Науком», 2011. С. ИЗ - 119.

48. Клещев, A.C., Артемьева И.Л. Математические модели онтологии предметных областей. Ч. 2 Компоненты модели // НТИ. Сер. 2. 2001 - №3. С.19-28.

49. Клещев, A.C., Артемьева И.Л. Необогащенные системы логических соотношений // НТИ. Сер. 2. 2000 - №№ 7,8.

50. Когаловский, М.Р. Энциклопедия технологий баз данных / М.Р. Когаловский, - М.: Финансы и статистика, 2002. — 800 с.

51. Кормен, Томас X. Алгоритмы: построение и анализ: Пер. с англ. / Томас X. Кормен, Чарльз И. Лейзерсон, Рональд Л. Ривест, Клиффорд Штайн - М.: Издательский дом «Вильяме», 2005. - 1296 с.

52. Корн, Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн - М. : Наука,

1974.

53. Кузнецов, С.Д. Основы баз данных / С. Д. Кузнецов -2-е изд. - М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 484 с.

54. Лагерев, Д.Г. Автоматизация разработки управленчиских решений в социально-экономических системах на основе применения нечетких когнитивных моделей: дис. канд. техн. наук: 05.13.10, / Д.Г.Лагерев - Брянск, 2007. - 202 с.

55. Ларичев, О.И. Системы поддержки принятия решений: современное состояние и перспективы развития / О.И. Ларичев, А.Б. Петровский // Итоги науки и техники -М.:ВИПИТИ, 1987.-Т.21.-С. 131-164.

56. Ларичев, О.И. Теория и методы принятия решений / О.И. Ларичев - М.: Логос, 2002.- 392 с.

57. Лернер, И.Я. Дидактические основы методов обучения / И.Я. Лернер М.,

2004.

58. Мазурина, С.М. Разработка моделей представления и обработки знаний в продукционных экспертно-обучающих системах // Диссертация на соискание звания канд. Техн. Наук по специальности 05.13.11.-м.: МГИЭМ, 1995.

59. Мартынов, Д.В. Искусственный интеллект и образование. // Тезисы научно-мет. Конференции «Информационные технологии в образовании», М.:, 1999

60. Мартьянов С.В., Недоумов А.Н., Щербаков Н.В. HYPER-PC и НМ-CARD - инструменты для создания обучающих и hypermedia систем. / В кн. «Компьютерные технологии в высшем образовании». /Ред. Кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий и др. - М.: Изд-во Моск. Ун-та., 1994, с. 32-41.

61. Материалы 2-й Международной выставки-конференции «Информационные технологии и телекоммуникации в образовании» // Каталог и тезисы докладов // Москва, ВВЦ, 6-9 апреля 2000

62. Мейер Д., теория реляционных баз данных: Пер. с англ.- М.: Мир, 1987.151 с.

63. Мерло-Понти М. Феноменология восприятия. Пер. с франц. —М.; «Наука», 1999 - 356с.

64. Методические указания по классификации методов активного обучения. Киев, 1984

65. Миргалеев, А.Т. Выбор и обоснование критериев качества АОС // «Известия КГТУ» № 3, 2008.

66. Новиков, Д.А. Теория управления организационными системами / Д.А. Новиков. -М.: МПСИ, 2005.- 584 с.

67. Обучающие машины и комплексы: Справочник / Под общей ред. А.Я. Савельева. - Киев: Вища шк., Головное изд-во. 1986. - 303 с.

68. Организационные аспекты электронного дистанционного обучения // Высшее образование в России. - 2007. - № 12. - С. 89-94.

69. Петросян, JI.A. Теория игр / JI.A. Петросян, Н.А. Зенкевич, Е. А. Сёмина - М.: Высшая школа, Книжный дом «Университет», 1998

70. Платов, В.Я. Деловые игры: разработка, организация и проведение / В.Я. Платов - М.: Профиздат, 1991

71. Повзик Я.С. Тактическая и психологическая подготовка руководителя тушения пожара. 1988 г., 112 с.

72. Повзик Я.С. Справочник пожарных. 2004 г. 361 с.

73. Подвесовский, А. Г. Автоматизация многокритериального выбора

технических решений на основе применения нечетких моделей различных типов: дис. канд. техн. наук: 05.13.18 / А.Г. Подвесовский. - Брянск, 2001. - 185 с.

74. Полани, М. Неявное знание. М.: Прогресс, 1984.,

75. Поспелов, Д.А. Семиотические модели в управлении. / В кн. "Кибернетика. Дела практические". - М.: Наука, 1984. - с. 70-87.

76. Приобретение знаний: Пер. с япон. / Под ред. С. Осуги, Ю. Саэки. - М.: Мир, 1990.-304 с.

77. Проектирование комьютерных систем учебного назначения /A.B. Соловов - Самара: Новая техника,2007 - 138 с.

78. Растригин, JI.A., Эренштейн М.Х. Адаптивное обучение с моделью обучаемого. -Рига: Зинатне, 1988. - 160 с.

79. Ретинская И.В., Шугрина М.В. Отечественные системы для создания компьютерных учебных курсо\в // Мир ПК, 1993, N7. - С. 55-60.

80. Роберте, Ф.С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам: Пер. с англ. / Ф.С. Роберте. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. - 496 с.

81. Романов, В.П. Эволюция образовательных технологий в свете интеллектуализации информационных систем (об одном подходе к формированию информационного образовательного ресурса) // Материалы конф. «Информационные технологии в образовании», 1999

82. Саати, Т. Аналитическое планирование. Организация систем / Т. Саати, К. Керне - М. : Радио и связь, 1991.

83. Саати, Т. Математические модели конфликтных ситуаций / Т. Саати - М. : Сов. Радио, 1977.

84. Саати, Т.Л, Принятие решений. Метод анализа иерархий: Пер. с англ. / Т.Л. Саати.- М.: Радио и связь, 1993. - 320 с.

85. Семикин, В.А. Семантическая модель контента образовательных электронных изданий: дис. канд. техн. наук: 05.13.18, / В.А. Семикин - Тюмень, 2004. - 122 с.

86. Силов, В.Б. Принятие стратегических решений в нечеткой обстановке / В.Б. Силов. - М.: ИНПРО-РЕС, 1995. - 228 с.

87. Соловов, A.B. Компьютерные средства поддержки профессиональной

подготовки. - М., 1995. - 44 с

88. Соловов, A.B. Теория и технология системы КАДИС /A.B. Соловов -Самара: ЦНИТ СГАУ, 2000

89. Соловов, A.B. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология /A.B. Соловов - Самара: Новая техника,2006 - 464 с.

90. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник / Под ред. Н.В. Волковой и А.А, Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 848 с.

91. Теребнев, В.В. Тактическая подготовка должностных лиц органов управления силами и средствами на пожаре / В.В. Теребнев, A.B. Теребнев и др. -М.: Академия ГПС, 2004. - 228 с.

92. Технологические средства электронного обучения /A.B. Соловов -Самара: ЦНИТ СГАУ, 2005 - 87 с.

93. Толингерова, Д.С. Программирование и управление обучением / В сб.: "Кибернетика и проблемы обучения" / Редакция и предисловие А.И. Берга. - М.: Прогресс, 1970. - с. 236-254.

94. Трапезников, С.И. УРОК - универсальный редактор обучающих курсов / В кн. "Компьютерные технологии в высшем образовании" / Ред. кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий и др. - М.: Изд-во Моск. унта., 1994.-е. 23-32.

95. Федулов, A.C. Модели, методы и программные средства обработки нечеткой информации в системах поддержки принятия решений на основе когнитивных карт: дис. доктора техн. наук: 05.13.11, 05.13.01 / Федулов Александр Сергеевич. - Москва, 2007. - 206 с.

96. Федулов, A.C. Нечеткие реляционные когнитивные карты / A.C. Федулов // Теория и системы управления. - 2005.

97. Хартли, Д.К. вопросу об оценке обучающих программ. / В сб. "Кибернетика и проблемы обучения" / Редакция и предисловие А.И. Берга. - М.: Прогресс, 1970. -с. 350-387.

98. Холодная М.А. Когнитивные стили: О природе индивидуального ума Учебное пособие. М.: ПЕР СЭ, 2002. - 304 с.

99. Хруцкий, Ю.А. Организация и проведение деловых игр - М.: Высш. шк.,

ЮО.Цикризис Д., Модели данных: Пер. с англ.- М.: финансы и статистика, 1985.-344 с.

101.Шойгу, С.К. Учебник спасателя / С.К. Шойгу, М.И. Фалеев и др. -Краснодар: «Сов. Кубань», 2002. - 528 с.

102.Шрейдер, Ю.А. Экспертные системы.: их возможности в обучении // Вестник высш. шк., 1987, N 2, с. 14-19.

ЮЗ.Ягер, P.P. Множества уровня для оценки принадлежности нечетких подмножеств /P.P. Ягер / / Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения. - М.: Радио и связь, 1986. - С. 71-78.

Ю4.Ярушкина, Н.Г. Основы теории нечетких и гибридных систем: Учеб. пособие / Н.Г. Ярушкина. - М.: Финансы и статистика, 2004. - 320 с.

105.Carvalho, J.P. Rule-based fuzzy cognitive maps and fuzzy cognitive maps - a omparative study / J.P. Carvalho, J.A. Tome / / In Proc. of the 18th Internationa Conference of the North American Fuzzy Information Processing Society.NAFIPS'99, New York, 1999. P. 115-119.

106.Codd, E.F. The Relational Model For Database Management Version 2 / E.F. Codd // Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1990.

107.Gruber, T.R. (1993). A Translation Approach to PortableOntology Specification.KnowledgeAcquisition5: 199-220.

108.Haan B, Kahn P. IRIS Hypermedia Services // Communications of ACM, 1992,v.35,№l.-p. 36-51.

109.Kosko, B. Fuzzy cognitive maps / B. Kosko / / International Journal of Man-Machine Studies. - 1986. - M 24. - P. 65-75.

110.Rasch G. Probabilistic Models for Some Intelligence and Attainment Tests. Copenhagen, Denmark: Danish Institute for Educational Research, 1960.

111. Rotshtein A. Modification of Saaty Method for the Construction of Fuzzy Set Membership Functions. FUZZY'97 - International Conference "Fuzzy Logic and Its Applications".in:Zichron, Israel, 1997.- p.-125-130.

112.Smarandache, F. Fuzzy Cognitive Maps and Neutrosophic Cognitive Maps. Univ. of New Mexico. Gallup, 2002.

113.Hagivara, M. Extended Fuzzy Cognitive Maps // Proc. of the IEEE Conference on Fuzzy Systems. San-Diego. USA. - 1992. - P. 161-172.

114.Zimmermann H.-J. Fuzzy Sets, Decision Making and Expert Systems.-Kluwer:Dordrecht.-1987.- 335 p.

Р ОС СКЙ о^л - а £ Г;/'( '.,*',

V» ?>

&

Л

-к* "Й г.:

, V *

СВИДЕТЕЛЬСТВО

о государственной регистрации программы для ЭВМ

№2011619361

Программа генерации учебных заданий в игровом автоматизированном обучающем комплексе

X 11равообладатель{ли)- Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального

г,

V ,

I

к...

""11 .С!

образовании «Юго-Западный государственный университета (Ж')

Лшор(ы): Катыхин Александр Иванович, Макеев Виталий Владимирович (К11)

Заявка .N»2011617657

Дата поступления 14 Октября 2011 Г.

Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ

7 декабря 2011 г,

-ч

V, &

ч

■ Руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным макам

^иияииинр*

г г- т т т , Г

Б,П. Симонов

"Шттттттттш шт шшштштшт шшш тшш шш. т. ш >

УТВЕРЖДАЮ Ректор ЮЗГУ

^fs* С.Г. Емельянов

{ ''

/в »^egpcmJj 20 /2 г.

АКТ

об использовании результатов диссертационном работы Катыхина А.И.

«Повышение эффективности управления действиями подразделений МЧС на основе игрового автоматизированного обучающею комплекса»

Мы, нижеподписавшиеся, начальник Учебно-методического управления Романченко A.C.. заведующий кафедрой «Информационные системы и технологии» Зотов И.В., доиент кафедры «Информационные системы и технологии» Сазонов С.Ю.. составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Катыхина А.И. внедрены в учебный процесс университета, а именно математические модели представления данных в информационной базе игрового автоматизированного обучающего комплекса и обобщенная модель гипермедийной информационной базы на основе нечетких когнитивных карт используются доцентом Сазоновым С,Ю. при чтении лекций и проведении лабораторных работ по курсу «Компьютерные системы поддержки принятия решений».

Акт составлен для предоставления по месту защиты.

Начальник Учебно-методического управления

A.C. Романченко

Заведующий кафедрой «Информационные системы и технологии», д.т.н.

X / trex -""*

/ ЖК'И.В. Зотов

Доцент кафедры «Информационные системы и технологии», к.т.н.

C.IO. Сазонов

УТВЕРЖДАЮ Начальник ФГКУ <-! ОФИС

по Курской области»

полковник внутренней- службы

А 'И.А..

../.■■■--Ха < ^ •,20i:

И.А.Козьмин

м.п.

АКТ

о внедрении в ФГКУ «1 ОФПС по Курской области» результатов диссертационных исследований Катыхина Александра Ивановича, представляемых на соискание ученой степени кандидата технических наук

В ходе взаимодействия Юго-западного государственного университета и ФГКУ «1 ОФПС по Курской области» были разработаны и внедрены в деятельность ФПС У «1 ОФПС по Курской области» следующие результаты диссертационных исследований Катыхина А.И.:

1. Системная модель организации обучения на основе игрового автоматизированного обучающего комплекса.

2. Обобщенная функционально-структурная схема И Л ОК.

3. Алгоритм анализа и управления объектом моделирования па основе НКК Силока.

4. Модель и подход к описанию оперативной сшуации пшермедийнычи члеметами исходя из уровня усвоения знании обучаемыми, заданной степени детализации и необходимого уровня сложности генерируемого упражнения.

Реализация ИАОК, созданного на основе моделей и методов диссертационной работы Катыхина А.И., позволила увеличить оперативность обучения личного состава ГПС МЧС при подготовке спасателей по программе первоначальной подготовке пожарных на учебном пункте 2-й группы ФГКУ «1 ОФПС по Курской области» до значения в 1,6 раз и на основных этапах подготовки к выполнению задачи по ликвидации ЧС до 3 раз.

Указанные результаты положены а основу развития возможностей ФГКУ «3 ОФПС по Курской области» по формированию управленческих решений при решении задач по ликвидации ЧС.

Начальник учебного пункта

II группы ФГКУ «1 ОФПС по Курской области» майор внутренней службы

/

А.А. Овчинников

2012

Список используемых сокращений

АОС - автоматизированная обучающая система;

БД - база данных;

ГТ - гипертекст;

ИАОК - игровой автоматизированный обучающий комплекс;

ИОС - интеллектуальные обучающие системы;

МДО - модель действий оператора;

НКК - нечеткая когнитивная карта;

ои - оперативная игра;

ОС - оперативная ситуация;

по - программное обеспечение;

спо - специальное программное обеспечение;

СУБД - система управления базами данных;

тс - технические средства;

ттх - тактико-технические характеристики;

УТЗ - учебно-тренировочная задача;

ФСО - функционально-структурная организация;

ЭВМ - электронная вычислительная машина;

АСР - аварийно-спасательные работы

ОФП - опасные факторы пожара

МЧС - министерство чрезвычайных ситуаций

гпс - государственная пожарная служба

гдзс - газодымозащитная служба

АЦ - автоцистерна

АЛ - автолестница

АНР - автомобиль насосно-рукавный

ПЧ - пожарная часть

SQL - Structured Query Language

XML - Extensible Markup Language

Расчет основных системных показателей нечеткой когнитивной карты

1. Влияние (воздействие) i-ro концепта на j-й. Под воздействием будем понимать доминирующее по силе влияние между концептами:

Pij = Sign(z.. + ztJ)шах(|Z..|,\z91),\ztJ\ * \z,j|, (3.13)

где 2 у - сила положительного влияния ьго концепта на.]-и,

2 У - сила отрицательного влияния ьго концепта на

з1£п(х) - функция возвращающая знак выражения х.

2. Влияние (воздействие) ьго концепта на систему:

1 п

Р1=~ЦРу>, (ЗЛ4)

п м

где ру - воздействие 1-го концепта на >й, п - количество концептов.

3. Влияние (воздействие) системы на ^й концепт: - 1 "

(3-15)

п 1=1

где Ру - воздействие 1-го концепта на ]-й, п - количество концептов.

1. Взаимное (совместное) положительное влияние:

где щ - сила положительного влияния 1-го концепта на ^й, 8- соответствующая 8-норма (операция максимума).

2. Взаимное (совместное) отрицательное влияние:

где ц - сила положительного влияния 1-го концепта на уй, 8- соответствующая 8-норма (операция максимума).

3. Централизация влияния. Характеризует степень несбалансированности концепта:

1?=?,-Р„ (ЗЛ8)

где Р1 - влияние 1-го концепта на систему,

Р^ - влияние системы на 1-ый концепт.

4. Консонанс влияния 1-го концепта на ]-ый. Показатель консонанса выражает меру доверия к знаку и силе воздействия (чем выше консонанс, тем убедительнее мнение):

+ г..

и и

+

У У

Су =

5. Консонанс влияния ¡-го концепта на систему: 1 п

где С, - консонанс влияния 1-го концепта на

п - количество концептов.

6. Консонанс влияния системы ш'уй концепт:

1 п Пы

где С] - консонанс влияния ¡-го концепта на}-й,

п - количество концептов.

7. Консонанс взаимного влияния ¡-го и'уй концептов:

С„ = С... =

\{2у+2л) + {2у+2л)\

где 2д щ - сила положительного влияния ¡-го концепта на ]-й,

2у - сила отрицательного влияния ¡-го концепта на_]'-й. 8. Взаимный консонанс ¡-го концепта и системы:

/Г=5(С,.,С,.),(3.23)

где С1 - консонанс влияния ¡-го концепта на систему, С; - консонанс влияния системы на ¡-й концепт.

(3.19)

(3.20)

(3.21)

9. Централизация консонанса: /,с = С,.-С,.,( 3.24)

где С1 - консонанс влияния ьго концепта на систему,

С1 - консонанс влияния системы на 1-й концепт.

10. Диссонанс влияния ьго концепта на >й. Является нечетким дополнением консонанса:

=1-^,(3.25)

где су - консонанс влияния 1-го концепта на ^й.

11. Диссонанс влияния 1-го концепта на систему:

Iй

А=-]>Х'(3.26)

п у=1

где - диссонанс влияния 1-го концепта на >й,

п - количество концептов.

12. Диссонанс влияния системы на]-й концепт: \ "

(3.27)

п г=1

где <2¡. - диссонанс влияния ьго концепта на]-й,

п - количество концептов.

13. Диссонанс взаимного влиния 1-го и >й концептов:

где Су - консонанс взаимного влияния ьго и ^го концептов.

14. Взаимный диссонанс ьго концепта и системы:

(3.29)

где Д. - диссонанс влияния ¡-го концепта на систему, Д - диссонанс влияния системы на 1-й концепт.

Таблица 1. Сравнение инструментальных оболочек обучающих систем

Свойства КАДИС КОБРА АОСМИКРО ЫпкЛУау

возможности настройки на обучаемого Нет Нет Нет Программируется

генерация УТЗ, развивающих творческие способности Нет Нет Нет Нет

принцип организации учебного материала Гипертекст и гипермедиа Файлы форматов doc, txt, htm, gif..... Набор информац. и командных кадров Набор информац. и контрольн. кадров

место хранения учебного материала БД системы БД системы БД системы и внешние файлы БД системы

реализованные схемы контроля знаний Фиксированное число вопросов, произвольная выборка вопросов из теста Фиксированный тест Программируется Программируется

алгоритм проведения контроля Фиксированный Фиксированный Фиксированный или программируется Фиксирован или программируется

типы ответов Выборочные, конструируемые и числовые ответы Выборочные и числовые ответы Формулы, текст, графики, структурные схемы, вектора и др. Строка символов, выборочные (выбор номера ответа или области на экране)

анализ ответов Требует перечисления всех возможных эталонов Примитивный Развитый (можно использовать шаблоны ответов) Перечисление всех возможных эталонов или шаблон ответа

адаптивный контроль Нет Нет Программируется Программируется

Определение причин ошибок Нет Нет Программируется Нет

Информационный поиск Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует

Таблица 2. Технические средства тушения пожара в депо

№ вызова Концепт Наименование подразделения и тип автомобиля Расстояние от подразделения Время прибытия

ТСц ПЧ-3 АЦ 4 км 5 мин

1 ТС12 ПЧ-3 АЦ 4 км 5мин

ТС,3 ПЧ-3 АЦ 4 км 5мин

ТСМ Пожарный поезд 8 мин

ТС21 ПЧ-30 АЦ 10 км Юмин

тс22 ПЧ-30 АЛ 10 км Юмин

2 тс23 ПЧ-2 АНР 6км 7 мин

ТС24 ПЧ-1 АЦ 10 км 10 мин

тс25 ПЧ-1 АЛ 10 км 10 мин

ТСз! РСО-2 АЦ 25 км 20 мин

тс32 РСО-2 АГДЗС 25 км 20 мин

3 тс33 ПЧ-21 АЦ 20 км 18 мин

ТС34 ПЧ-85 АЦ 15 км 15 мин

тс35 ПЧ-85 АНР 15 км 15 мин

Таблица 3. Сравнение методов нечётких когнитивных карт

Наименование метода Метод построения Качественное представление концептов Количественн ое представление концептов Метод анализа

1 2 3 4 5

Знаковые когнитивные карты ориентированный граф есть нет Методология анализа обычных линейных систем

Нечёткие когнитивные карты Коско функциональный граф есть нет Матричные преобразования

Модифицированные нечёткие когнитивные карты Коско функциональный граф есть нет Матричные преобразования

Нечёткие реляционные когнитивные карты функциональный граф есть нет Матричные преобразования

Нечёткие продукционные когнитивные карты функциональный граф есть нет Матричные преобразования

Нечёткие когнитивные карты Силова функциональный граф есть есть Элементы теории графов, нечёткая алгебра Заде

Обобщённые нечёткие продукционные карты функциональный граф есть нет Матричные преобразования

Обобщенный алгоритм метода Ягера

1. С каждым X] связывается величина 7), характеризующая число появлений

X] в интервалах уровней.

2. Определим объем выборки М.

3. Разбиением отрезка [ОД] на М точек равноотстоящих друг от друга с шагом к = ^ определяем границы интервалов а£ = I • к, где I = 1,... М.

4. Пусть Б = {а^}. Из множества 8 случайным образом выберем элемент аь возвращение элемента а{ в множество не предполагается.

5. Экспериментальное определение экспертной вероятности. Эксперимент состоит в том, что эксперт отвечает на вопрос, какие элементы х^ по его мнению, принадлежат множеству уровня ЛаЬ то есть имеют степень принадлежности не меньше а,.

6. Для всех Хр попавших на предыдущем шаге в множество уровня Аа[ положим 7) = 7) + 1/ки где /с£ - общее число элементов, включенных

экспертом в множество.

7. Будем повторять шаги с 4 по 6 до тех пор, пока множество Э не окажется пустым.

т*

8. Для всех вычислим оценки вероятностей Р(*]) = ^ .

9. Оценки вероятностей Р^) упорядочиваем по возрастанию и выполняем

расчет степеней принадлежности элементов X по следующим формулам:

= п ■ ?(*!); к-1

мк = (п-к + 1 )Р(хк) + ^ , к = 2,п - 1;

к

1=1

Аналитический расчет сил и средств

1. Определяем время свободного развития пожара

т св = тоб + т сб + т сл + т бр = 5+1+5 + 5= 16 мин. где :

т св - время свободного развития пожара ( мин)

тоб - промежуток времени от начало возникновения пожара до сообщение в пожарную часть 5 мин

х сб - время сбора личного состава по тревоге - 1 мин. т сл - время следования пожарных машин - 5 мин. х бр - время боевого развертывания - 5 мин

2. Определяем площадь пожара на момент прибытия первого подразделения (ПЧ-3)

Согласно оперативной обстановки, пожар в цехе развивается в двух местах: в следствии разлива топлива в смотровой яме и загорание технологического оборудования тепловоза.

2.1 Площадь пожара в смотровой яме составляет площадь смотровой ямы -

50 м2.

2.2 Определяем площадь пожара тепловоза, на 16 мин: Путь пройденным пожаром составил:

Я = Ул • 5 + Ул • т1 = 5 • 0,5 + 0,5 • 6 = 5,5 м. где:

Ул - линейная скорость распространения горения, 0,5 м/мин т1 = т св — 10 = 16 — 10 = 6 мин.

Так как Ъ. = 5 м., находим площадь тушения пожара 8т = паЬ=2-4-5=40м2 где:

п - количество направлений развития пожара - 2 а - ширина пожара -4 м. И - глубина тушения ствола - 5м.

3. Определяем количество стволов на тушение и защиту пожара 3.1 Определяем количество стволов для тушения пожара в смотровой яме N ст = 8т • I / я ст = 50 • 0,05 / 6 = 1 ств ГПС-600

где :

8т - площадь тушения пожара, м2

I - интенсивность подачи огнетушащих веществ, -0, 05 л/м • с q ст производительность ствола ГПС- 600 — 6 л/с

3.2 Определяем количество стволов для тушения тепловоза N ст = Бт • I / ч ст = 40 • 0,05 / 6 = 1 ств ГПС-600

по тактическим соображениям и требованию БУПО, принимаем два ствола ГПС-600 для каждого отсека тепловоза (1 отсек)

3.3 Определяем количество стволов для защиты

Согласно БУПО принимаем по одному стволу А для защиты соседних тепловозов, один ствол А для защиты перекрытия со стороны цеха и один ствол Б на защиту перекрытия со стороны крыши.

Общее количество стволов составило 3 ГПС-600, 3 ств. А и 1 ств Б.

4. Определяем фактический расход воды на тушения пожара. дф=К-яст = (3 • 5,64 ) + ( 3 • 7 ) + ( 1 -3,5) = 41,4 л/с

5. Определяем количество пенообразователя на тушения пожара Упо = N гпс • я гпс • 60 • т = 3 • 0,36 • 60 • 10 = 648 л.

где:

д гпс - производительность ствола ГПС-600 по пенообразователю - 0,36 л/с N гпс - количество стволов ГПС-600 т - расчетное время работы пенных стволов - 10 мин.

Вывод: Учитывая, что помещение задымлено, два отделения ПЧ-3 не в состоянии локализовать пожар. Сил и средств прибывших на пожар по первому номеру недостаточно, производим расчет сил и средств прибывших по вызову №2

6. При дальнейшем развитии пожара в двух направлениях по прямоугольной форме фронт и площадь тушения не изменяется.

7. Определяем обеспеченность объекта водой

Водоотдача водопроводной сети К-200 при напоре Н- 40 мет. составляет 145 л/с , для тушения нам необходимо 41,4 л/с , водой объект обеспечен.

8. Определяем требуемую численность личного состава.

N л/с = N ст. т • 3 + N ст. з- 3 + N пб + N рез звено гдзс + N св = 3-3+ 4-3 + 2 + 6 + 1 = 30 чел.

9. Определяем необходимое количество отделений N от = N л/с/ 4 = 30 / 4 = 8 отд.

Вывод: Для тушения пожара на данном объекте необходимы силы и средства по вызову №3. Для подачи стволов на защиту необходимо использовать личный состав пожарного поезда, так же для подачи пенных стволов использовать пенообразователь пожарного поезда.