Системное моделирование управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Матвеев, Александр Владимирович

• Матвеев, Александр Владимирович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Матвеев, Александр Владимирович

Введение

В.1. Основные тенденции социально-экономической 6 обстановки в регионе

В.2. Постановка задачи на исследование

В.З. Состояние вопроса

В.4. Содержание работы

В.5. Основные положения, выносимые на защиту

1. Научно-технические аспекты управления риском возникновения ЧС

1.1. Общая характеристика проблемы риска возникновения ЧС

1.2. Обоснование структурно-функциональных связей системы управления риском возникновения ЧС

1.3. Концепции и методы анализа риска

1.3.1. Показатели риска

1.3.2. Структура риска чрезвычайных ситуаций

Выводы по 1-му разделу

2. Методологические основы моделирования системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций

2.1. Общий подход к системному моделированию.

2.2. Системообразующие основы модели системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций

2.2.1. Основные понятия и определения

2.2.2. Математическая постановка задачи синтеза модели системы и способов её функционирования

2.2.3. Синтез модели и способов функционирования системы, осложненной конфликтной ситуацией

2.3. Общая схема выработки решения по управлению на основе рассмотренной методологии

Выводы по 2-му разделу

3. Базовая аналитическая модель системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций

3.1. Общий подход

3.2. Содержательная характеристика особенностей модели

3.3. Основные компоненты модели

3.4. Оценивание эффективности деятельности подразделений ГУ МЧС в регионе

Выводы по 3-му разделу

4. Методическое обеспечение управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций.

4.1. Обоснование методики реализации комплексной модели системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций

4.2. Обоснование возможностей информационно-управляющей системы при предупреждении ЧС

4.3. Обоснование структуры и содержания системы радиационного мониторинга потенциально опасных объектов

Выводы по 4-му разделу

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Системное моделирование управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций»

В.1. Основные тенденции социально-экономической обстановки в регионе

В условиях сохранения угроз техногенного и природного характера одной из важнейших задач при обеспечении национальной безопасности Российской Федерации становится повышение безопасности населения и защищенности критически важных объектов от этих угроз.

Существо проблемы состоит в том, чтобы, обеспечив снижение количества чрезвычайных ситуаций и повышение уровня безопасности населения и защищенности критически важных объектов от угроз природного и техногенного характера, создать в стране необходимые условия для 'устойчивого развития государства путем координации совместных усилий и финансовых средств федерального центра и субъектов Российской Федерации.

В среднесрочной перспективе кризисы и чрезвычайные ситуации остаются одними из важнейших вызовов стабильному экономическому росту. По различным оценкам, ежегодный ущерб от чрезвычайных ситуаций составляет около 3 процентов объема валового внутреннего продукта. Невосполнимые ежегодные потери в результате чрезвычайных ситуаций достигают 70 тыс. человек и более 300 особо ценных объектов природного и культурного наследия российского и всемирного значения.

Источниками событий чрезвычайного характера являются опасные природные явления, природные риски, возникающие в процессе хозяйственной деятельности, а также крупные техногенные аварии и катастрофы.

В настоящее время в Российской Федерации функционируют свыше 2,5 тыс. химически опасных объектов, более 1,5 тыс. радиационно опасных объектов, 8 тыс. пожаро- и взрывоопасных объектов, более 30 тыс. гидротехнических сооружений и других объектов. Большая часть этих объектов представляет не только экономическую, оборонную и социальную значимость для страны, но и потенциальную опасность для здоровья и жизни населения, а также окружающей природной среды. В зонах возможного воздействия поражающих факторов при авариях на этих объектах проживают свыше 90 млн. жителей страны.

Значительную долю событий чрезвычайного характера составляют пожары. Статистика пожаров в Российской Федерации за последние 5 лет позволяет констатировать, что количество пожаров сохраняется на уровне около 250 тысяч в год. Вместе с тем продолжает увеличиваться число лесных пожаров, пожаров в жилом секторе и на объектах экономики.

Анализ информации о чрезвычайных ситуациях с учетом структуры угроз и динамики их изменений свидетельствует, что стихийные бедствия, связанные с опасными природными явлениями, пожарами, а также техногенные аварии являются основными источниками возникновения чрезвычайных ситуаций и представляют существенную угрозу для безопасности граждан, экономики страны и, как следствие, для устойчивого развития и обеспечения национальной безопасности Российской Федерации.

Анализируемый опыт предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, проведения учений и тренировок в области защиты от чрезвычайных ситуаций, гражданской обороны, пожарной безопасности и безопасности на водных объектах показывает, что эффективность действий населения по предупреждению возникновения чрезвычайных ситуаций и защите от поражающих факторов источников опасности недостаточно высока.

В решении совместного заседания Совета Безопасности Российской Федерации и президиума Государственного совета Российской Федерации (протокол от 13 ноября 2003 г. N 4) отмечено, что: в современных условиях негативные факторы техногенного и природного характера представляют одну из наиболее реальных угроз для стабильного социально-экономического развития страны; несмотря на проводимую работу по указанной проблеме, существующая государственная система управления еще не в полной мере противодействует качественным угрозам национальной безопасности Российской Федерации.

С учетом уровня угроз для безопасного развития страны эффективное противодействие возникновению чрезвычайных ситуаций не может быть обеспечено только в рамках основной деятельности органов государственной власти и органов местного самоуправления. Характер проблемы требует долговременной стратегии и организации механизмов взаимодействия, координации усилий и концентрации ресурсов субъектов экономики и институтов общества.

Указанные задачи могут быть решены путем создания и функционирования общероссийской комплексной системы информирования и оповещения населения в местах массового пребывания людей, представляющей собой совокупность федеральных, региональных и местных информационных центров, технически объединенных в единую вертикаль приема и передачи информации.

В настоящее время разработаны, прошли проверку практикой и успешно функционируют в составе РСЧС различные информационные системы, в том числе информационные системы центра управления в кризисных ситуациях (ЦУКС), системы оперативно-диспетчерского управления в чрезвычайных ситуациях (ОСОДУ), единой дежурно-диспетчерской службы (ЕДДС), системы мониторинга окружающей среды, прогнозирования и ликвидации чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных промышленных объектах и др.

Вместе с тем на объектовом уровне РСЧС, сформированном на крупных промышленных предприятиях и в организациях, большинство информационных систем позволяют поддерживать оперативное управление только отдельными взятыми группами оборудования в стереотипных производственных ситуациях, что вполне естественно не обеспечивает выдачу оперативно-диспетчерскому персоналу рекомендаций по ликвидации аварийных и нештатных ситуаций комплексного характера, затрагивающих весь производственный процесс в целом.

Из анализа сложившейся ситуации в Российской федерации в области снижения рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций можно выделить следующие проблемные вопросы:

-в недостаточно полной мере используются системный и комплексный подходы при формировании мероприятий, направленных на снижение рисков чрезвычайных ситуаций и смягчение их социально-экономических последствий;

-не до конца проработаны эффективные механизмы координации всего комплекса мероприятий, обеспечивающих решение проблемы, и последовательности их реализации;

-недостаточно скоординирована деятельность основных элементов системы администрирования и управления ресурсами, выделенными для достижения этих целей.

Необходимость разрешения отмеченных проблемных вопросов и определяет актуальность данного диссертационного исследования.

Целью диссертации является обоснование путей обеспечения требуемых показателей эффективности управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций в регионе за счет применения в процессе выработки решений руководством РСЧС объектового и территориального уровней адекватных аналитических динамических моделей.

В.2. Постановка задачи на исследование

Достижение поставленной цели работы привело к необходимости решения следующей научно-технической задачи: осуществить синтез адекватной модели системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций, обеспечивающей требуемую эффективность деятельности системы РСЧС объектового и территориального уровней в условиях сложившейся обстановки.

Решение этой научно-технической задачи предусматривает решение следующих подзадач:

1. Поставить и формализовать задачу управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций в СЭО различных уровней иерархии.

2. Разработать адекватную динамическую модель управления риском в СЭО в зависимости от различной социально-экономической и организационно-технической обстановки.

3. Разработать метод оценивания эффективности управления деятельности РСЧС объектового и территориального уровней СЭО.

4. Разработать методическое обеспечение и предложения по управлению риском возникновения чрезвычайных ситуаций в СЭО различных уровней иерархии.

Результаты решения подзадач предназначены для теоретического обоснования действий соответствующих государственных органов, призванных за ограниченное время выработать комплекс мероприятий, обеспечивающих поддержание потенциальной эффективности функционирования разрабатываемой системы в соответствующих условиях обстановки.

На рис.В.1. представлена схема последовательности формирования требований к разрабатываемой системе управления риском возникновения ЧС.

Для решения поставленных целей социально-экономического образования (СЭО) сформированы соответствующие структуры, одна из которых - РСЧС (единая государственная система предупреждения и ликвидации ЧС). Когда соответствующие структуры не отвечают интересам СЭО, то Руководство прорабатывает возможность создания нового формирования структуры с соответствующим составом. Рассматривается один из возможных вариантов поддержания эффективности функционирования РСЧС. Администрация, исходя из организационно-технических возможностей и социально-экономической обстановки, формирует модель своей системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций и социально-экономической обстановки, а на основе модели формирует требования к новой системе. На этом этапе как раз приводятся в соответствие организационно-технический и социально-экономический аспекты процесса разработки новой системы управления риском возникновения ЧС.

Рис. В.1. Схема последовательности формирования требований к системе

Объект исследования: СЭО, потенциально опасные объекты, компоненты РСЧС.

Предметом исследования являются закономерности управления рисками возникновения чрезвычайных ситуаций в СЭО.

Методологическими и теоретическими основами диссертации являются научные работы по моделированию систем, методы декомпозиции и агрегирования, теория систем и системный анализ, функциональный анализ, теория эффективности, теория интегральных уравнений, теория дифференциальных игр, теория марковских процессов, теория вероятностей.

В.З. Состояние вопроса

На современном этапе развития общественных отношений все большую актуальность приобретают проблемы управления социальными процессами и, прежде всего, вопросы научного обоснования экономического и социального планирования, совершенствования механизма управления, обеспечения безопасности социально-экономических систем от угроз различного характера и, в частности, управления рисками.

Разработка наиболее рациональных действий и операций при управлении риском составляют одну из существенных сторон использования математики в деятельности социально-экономического образования. Под социально-экономическим образованием (СЭО) понимается организованная совокупность людей, объединённых исторически обусловленными социальными формами и видами и способами совместной жизни и деятельности [19].

Развитие использования математики в деятельности социально-экономического образования в последние годы привело к появлению специфического раздела общей теории управления, занимающегося исследованием закономерностей процесса выработки решений для достижения основной цели - обоснования рациональных путей работы руководства при планировании деятельности.

Необходимость работы с большими массивами информации создало потребность в использовании информационных систем управления, основанных на применении автоматизированных информационных систем. Главным достоинством этих систем является интегрированная обработка результатов исследований на основе баз данных, что позволяет непосредственно использовать их для совершенствования практики управления социально-экономическими процессами.

Автоматизация процесса выработки решений в целом невозможна без формализации отдельных сторон деятельности СЭО, без установления количественных зависимостей между ее элементами. Эти вопросы рассмотрены, например в [19].

Проблема возникновения ЧС появляется в результате противостояния сторон (социально-экономического образования и внешней среды), которое порождает конфликт.

В целом, проблема конфликта имеет богатую литературу и немалые научные традиции. Однако единого общепринятого определения конфликта не существует. Так в [95] конфликт - это состязание, в котором стороны стремятся достичь несовместимых положений. Этому противоречит концепция о возможности разрешения конфликта посредством соглашения [46]. В [89] автор рассматривает конфликт как определенное отношение между несколькими субъектами, действующими в общей сфере или среде, имеющими определенные состояния, порожденное противоречиями между этими субъектами, достигшими достаточно высокого уровня своего развития.

В ряде работ конфликт исследовался на основе математической теории игр, отыскивался путь к достижению "оптимального" решения. Конечно методы решения задач теории игр обладают значительными возможностями для количественного оценивания результатов разрешения конфликтов. Это широкий спектр методов решения задач матричных игр, например [50,51], методов решения непрерывных игр, например [44].

Проблему учета динамической сущности рассматриваемого процесса дает аппарат теории дифференциальных игр. Большой вклад в эту теорию внесла школа Понтрягина Л.С.[62]. Несмотря на значительное количество публикаций, теория решения дифференциальных игр, особенно численные методы решения, далеки от завершения, в первую очередь, потому, что получение седловой точки требует принадлежности стратегий управления к компактным множествам, а, как правило, эти стратегии обладают свойством слабой сходимости, и вторая крупная проблема - это учет ограничений на фазовые траектории.

В целом, проделанный анализ показал, что возможностей методов теории игр для разрешения конфликтов недостаточно: теория игр как аппарат страдает концептуальной неполнотой.

В [95] рассмотрены вопросы построения математических моделей трудно формализуемых конфликтных ситуаций, не относящихся к стандартной теории игр и статистических решений. Конфликт рассмотрен авторами как способ взаимодействия сложных систем. Формируются математические структуры и функциональные пространства описания конфликтов, учитывающие многомерность и разномерность процессов, их нелинейность, большое число степеней свободы, память и взаимную рефлексию конфликтующих сторон. Разработана математическая модель конфликта и исследованы ее свойства.

Одна из основных трудностей при системном моделировании связана с проблемой синтеза.

В работе [43]проектирование сложной системы рассматривается на двух стадиях.

1. Выбор и организация функций и структуры системы в целом.

2. Выбор и проектирование физических единиц оборудования, т.е. компонентов системы.

Первая стадия называется внешним проектированием или определением модели системы. Вторая стадия внутренним проектированием. Как отмечают авторы, желателен конечно второй подход, но настоящий "синтетический" подход в технике редко бывает возможен и показателем разработанности любой теории является ее способность синтезировать решение поставленной задачи.

На рис.В.2. представлена структурная схема основных подходов к проектированию систем. Следует отметить, что синтез понимается как метод.

По первому направлению, представленному на схеме, разработана большая совокупность методов. Так особый самостоятельный общенаучный интерес представляют монографии Ильичева А.В., Рыжикова Ю.И. и др. При этом следует отметить, что Рыжиков Ю.Щ90] реализует для системотехнических объектов идею сохранения на примере создания теории управления запасами. Этот факт подчеркивается потому, что в диссертации реализуется принцип сохранения потенциальной эффективности функционирования системы.

Разработка системы

Рис.В.2. Структурная схема основных подходов к разработке систем

В работе Резникова Б.А.[83]показано, что проблема эффективности возникает в связи с решением трех задач.

1. Задача анализа эффективности функционирования реальной системы, эффективности проведения конкретной операции.

2. Задача выбора из некоторого конечного явно представленного множества вариантов систем или вариантов курсов действий в операции варианта, обладающего наибольшей потенциальной эффективностью.

3. Задача системного и структурного синтеза, удовлетворяющего тем или иным требованиям эффективности (оптимальности).

Анализ показал, что наиболее полно проработаны задачи 1 и 2.

Одними из наиболее важных работ в этом направлении стали работы Ильичева А.В.[50,51] В работах рассмотрены методы моделирования как основы анализа эффективности элементов системы для этапа ее проектирования от подготовки исходных данных до выработки конкретных рекомендаций. Показаны и обоснована важность каждого из пяти основных этапов жизненного цикла системы. Ошибка, допущенная на этапе выбора модели системы, приводит к нецелесообразности создания системы в целом; ошибка проектирования ее элементов - к неэффективной системе из-за нерациональности ее параметров; ошибки производства, эксплуатации и непосредственного применения снижают ее эффективность. На каждом этапе жизненного цикла системы специфичны подходы, методы и модели для определения соответствующих рациональных решений. Под анализом эффективности понимается соответствующее определение необходимых количественных показателей в зависимости от принимаемых на этапе проектирования технических решений по изучаемому элементу в заданном диапазоне условий его непосредственного применения. Монографии Ильичева А.В. позволяют определить актуальность и место настоящей диссертационной работы в жизненном цикле сложной системы по управлению риском возникновения ЧС.

Рассматривая на рис.В.2. второй основной подход к разработке систем, следует обратиться к классификации задач синтеза, предложенной Цвиркуном А.Д. [101].

Что касается известных результатов в области синтеза системы, то рассматривается решение трех классов задач[101].

1. Синтез структуры при заданных функциях и алгоритмах функционирования системы. (На схеме - блок 21)

2. Синтез функций, алгоритмов функционирования и правил поведения элементов заданной иерархической системы. (На схеме - блок 22)

3. Синтез структуры сложных систем, включающий как оптимизацию функционирования системы, так и распределение функций по узлам системы и выбор их состава. (На схеме - блок 23)

Наибольшую проработку получило второе направление. В этом направлении получили важные общенаучные результаты, например, Моисеев Н.Н., Черноусько Ф.Л., Энеев Т.М., Калинин В.Н.

В меньшей мере проработаны вопросы первого направления. Однако в этом направлении исследования тоже получены важные общенаучные результаты, к которым следует отнести в первую очередь работы Цвиркуна А.Д. по созданию теории синтеза структуры системы при заданных функциях и алгоритмах функционирования системы.

А по третьему направлению получены системно изложенные результаты Бурловым В.Г. [17-20], но при этом рассматриваются задачи с расширенным множеством свойств (ресурсные и временные характеристики, постановка задач формированиям различного уровня и др.) При реализации данного подхода к системному моделированию предполагается рассмотрение процесса формирования модели системы управления риском возникновения ЧС в конфликтной среде в трех уровнях.

1. Абстрактный (методология теории).

2. Абстрактно-конкретный (методическое обеспечение теории).

3. Конкретный (алгоритмическое обеспечение теории).

На первом уровне в рамках допущений и предположений, направленных на достижение гарантированного результата, реализуются базовые понятия, базовые зависимости достижения результата и базовые логические правила развертывания содержания теории.

На втором уровне разрабатываются методы обоснования характеристик системы управления риском, методы управления (реализации характеристик) системой, методы оценивания эффективности функционирования.

На третьем уровне представляется алгоритмическое обеспечение, раскрывающее, поясняющее и конкретизирующее сущность первых двух уровней осуществленного системного моделирования.

В данной работе получены теоретические и практические результаты, направленные на разрешения сформулированных проблем, с последующим решением практических задач системы управления риском. Она основана на концепции системного подхода, изложенной в фундаментальных трудах Гуда Г.Х, Макола Р.Э. [43], Резникова Б.А.[82,83], Калинина В.Н.[52], Ильичева А.В.[50,51], Бурлова В.Г. [17-20], Брушлинского Н.Н.[15,16], Шаровара Ф.Щ105], Артамонова В.С.[5-7], Грачева Е.В., Анисимова Б.П.[3,4]. Область ее применения в конечном итоге определяется полнотой информации, которой располагает исследователь, и включением этой информации в модель.

В.4. Содержание работы

Работа содержит Введение, четыре раздела и Заключение.

Во Введении рассмотрены основные тенденции социально-экономической обстановки, определены актуальность настоящих исследований и цель. Сформированы основные требования к построению системы. Сформулирована комплексная проблема. Определен объект и предмет исследования. Проведен анализ состояния вопроса по избранному направлению исследования. Сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе рассмотрена диалектика решения комплексной задачи поиска путей повышения эффективности функционирования системы управления риском возникновения ЧС в условиях воздействия социально-экономической обстановки. Показана необходимость достижения единства структурного содержания и способов функционирования системы. Рассмотрены существующие концепции и методы анализа риска. Сформулирован подход к синтезу модели системы и изложена концепция его реализации. Изложен подход к решению комплексной задачи повышения эффективности функционирования системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций.

Во втором разделе рассмотрены основные положения теории синтеза модели системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций и способов ее функционирования. Сформулированы основные допущения и предположения при планировании и организации деятельности ГУ МЧС, обеспечивающие функционирование системы управления риском возникновения ЧС на достижение гарантированного результата. Приведена структурная схема, отражающая основные элементы и взаимосвязи выработки концепции синтеза модели системы управления риском возникновения ЧС и способов ее использования.

В третьем разделе излагается разработанная базовая модель развития системы управления риском возникновения ЧС в рамках диалектики противостояния социально-экономического образования и внешней социально-экономической обстановки. Обосновывается логика развития системы управления риском возникновения ЧС с новыми возможностями функционирования, позволяющей достигать требуемых уровней показателей эффективности функционирования в новых условиях социально-экономической, организационно-технической обстановки и иных процессов развития региона.

В четвёртом разделе излагаются на основе разработанной модели методы, способы действий системы РСЧС, подходы к организации управления руководством РСЧС, организации взаимодействия. Оценивается эффективность функционирования системы управления риском возникновения ЧС, сущность которого сводится к интегрированию соответствующих ППЭ по пространственно-временным состояниям элементов системы. Оценивается снижение уровня потерь в регионе в условиях воздействий социально-экономической обстановки. Исследуется влияние особенностей модели системы управления риском возникновения ЧС на эффективность ее функционирования.

В Заключении приведены основные научные и практические результаты, полученные в работе, основные направления их дальнейшего развития и пути реализации. Сведения о реализации, публикации и апробации.

В.5. Основные положения, выносимые на защиту

В результате проделанной работы на защиту выносятся следующие основные научные результаты.

1. Постановка и формализация задачи управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций на основе использования адекватных динамических моделей.

2. Динамическая модель описания управления риском в различных условиях обстановки.

3. Метод оценивания эффективности управления деятельностью подсистем РСЧС различных уровней.

4. Методическое обеспечение процесса выработки решений по управлению риском возникновения ЧС.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Матвеев, Александр Владимирович

Ю.Основные результаты, полученные в процессе проведенных исследований могут найти дальнейшее применение:

- при формировании формализованного замысла и решения руководства РСЧС на применения сил и средств в интересах обеспечения требуемого уровня риска возникновения ЧС;

- для разработки исходных данных на выработку решений руководящим составом РСЧС;

- для разработки систем поддержки принятия решения при управлении риском возникновения чрезвычайных ситуаций;

- для разработки автоматизированной информационно-управляющей системы по управлению риском возникновения ЧС;

- в учебном процессе в учебных курсах "Оценка и управление риском", "Моделирование социально-экономических процессов".

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате решения поставленной в работе научно-технической задачи получены следующие научные и практические результаты:

1. Поставлена и формализована задача управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций за счет использования адекватных динамических моделей.

Установлено, что мероприятия по управлению риском возникновения ЧС должны осуществляются в рамках единой государственной системы предупреждения и действий в ЧС. Рациональный объем мер защиты осуществляется в пределах ресурсных ограничений, следующих из социально-экономического положения страны или региона.

Показано, что требования системного подхода к синтезу модели системы управления риском возникновения ЧС позволяет рассматривать риск как свойство процесса, характеризующего степень невыполнения целевой задачи разрабатываемой системы. Количественно оценивается величиной ущерба и величиной, характеризующей качество оценки риска.

Установлено, что адекватность модели определяется полнотой учёта в модели основных закономерностей окружающей действительности. В качестве основных закономерностей предложено использовать Закон сохранения целостности [19], который проявляется в одновременном синтезе модели системы и способов ее функционирования при заданном предназначении.

2. Установлено, что наиболее весомые результаты способна дать целевая разработка всех составляющих системы управления риском возникновения ЧС, в ходе которой согласуются и рождаются как единое целое ее техническое содержание, способы функционирования и структура.

В работе получили развитие научно-методические основы и механизмы координации управления в сфере снижения рисков чрезвычайных и кризисных ситуаций на основе концептуальных математических основ одновременного синтеза модели и способов функционирования системы.

На основе концепции замыкания и сформулированного в работе принципа сохранения потенциальной ЭФ обоснован новый подход, позволивший решение проблемы синтеза свести к решению уравнения синтеза модели системы и способов её функционирования. Данное объединяет в единое целое характеристики модели и функционирования системы, которые сбалансированы потенциальной ЭФ системы. Это позволило при создании системы, подбирая соответствующие характеристики, замкнутые уравнением синтеза, определить модель системы и целесообразные способы использования.

3. Сформулированы допущения и предположения при планировании и организации мероприятий, направленных на достижение гарантированного результата (Поддержание требуемого показателя эффективности функционирования системы). Обоснованы базовые понятия теории:

- район сосредоточений основных усилий (РСОУ); (модель действия, Q);

- потенциал поля эффективности (ППЗ)(модель системы, Ф(.));

- эффективность функционирования (ЭФ, /).

Базовые понятия раскрываются через понятия предметной области. Это ресурсы региона, виды, способы и формы мероприятий, направленных на предупреждение возникновения ЧС, интенсивности воздействий противостоящих сторон "А" (СЭО) и "В" (внешней среды) и другие.

Установлено, что взаимное пространственно-временное состояние противостоящих сторон сбалансировано только количественными характеристиками трех базовых понятий, объединенных оператором интегрального вида J <P(u(r),v(r),r)dr = I(Q). Q

4. При синтезе модели и способов функционирования системы управления риском возникновения ЧС необходимо учитывать, что она функционирует в условиях противодействия окружающей среды. На основе данной концепции разработан метод синтеза модели системы управления риском в условиях взаимовоздействия с окружающей средой.

Для синтеза модели системы необходимо руководствоваться правилами построения структуры множества G. (Множество задает условия формирования структуры системы и функций ее элементов).

Каждая из рассматриваемых сторон в общем случае выполняет три основные функции, формируя при этом соответственно следующие подсистемы: ЦПС (предназначена для решения целевых задач на соответствующем множестве пространственно-временных состояний), ЗПС (предназначена для недопущения решения целевых задач противостоящей стороны на общем целевом множестве), ОПС (защищающая ЦПС от воздействия защитной подсистемы противостоящей стороны). Возможности, механизмы их реализации, виды, способы, формы действий всех подсистем определяются через требуемый вклад в решение общей задачи целевой системы. Исходя из предлагаемого подхода к синтезу одновременно модели и способов функционирования системы, необходимо сформировать множества требуемых пространственно-временных состояний Qv подсистем сторон "А" и

В" и потенциалы полей эффективности сторон <р(г) при заданных значениях показателей эффективности действия сторон.

5. Рассмотренный подход к синтезу одновременно модели системы и способов ее функционирования при заданном предназначении позволил разработать модель системы управления риском возникновения ЧС в регионе, гарантированно выполняющей свою целевую функцию. В работе в качестве основной функции РСЧС регионального или объектового уровней предложено считать обеспечение требуемых показателей эффективности управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций в регионе.

Разработанная базовая модель управления риском возникновения ЧС в регионе в условиях воздействий негативных факторов, позволяет определить интенсивности деятельности соответствующих подсистем, удовлетворяющих требуемым показательности эффективности функционирования разрабатываемой модели системы при дифференциальных связях, наложенных на вероятности состояний противостоящих сторон, существующих ограничениях на интенсивности деятельности соответствующих подсистем сторон, ресурсы СЭО, соответствующих граничных условиях.

Впервые оказалось возможным осуществить в одной модели сбалансированный учет разнородных компонентов, органов и деятельности системы РСЧС. Установлено взаимовлияние развития системы РСЧС и способов ее функционирования.

6. Основным фундаментальным результатом оценивания ЭФ является замыкание модели системы и её функционирования требуемой ЭФ. Анализ возможностей метода оценивания ЭФ показал, что получен инструмент определения вклада составляющих компонент системы в решении задачи по защите СЭО от ЧС.

Основным итогом оценивания качества действий всех рассмотренных подсистем «А», реализующей комплекс мероприятий по предупреждению возникновения ЧС является эффективность функционирования системы «А» в целом. Поэтому за главный показатель успешной деятельности системы управления риском (со всеми ее элементами) в регионе принимается среднее количество ЧС, произошедших в регионе.

Предложен метод оценивания эффективности функционирования разрабатываемой модели системы управления риском возникновения ЧС. Технология применения метода оценивания эффективности функционирования системы управления риском возникновения ЧС состоит из двух этапов:

- обоснование оценивания;

- формирование показателя эффективности функционирования.

7. На основе рассмотренной концепции и предложенной модели системы были разработаны методики и предложения по управлению риском возникновения чрезвычайных ситуаций.

Разработанный метод позволил при построении комплексной динамической модели системы управления риском возникновения ЧС получить условия прореживания нестационарных пуассоновских потоков. Методика реализации комплексной модели системы управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций может стать основой для разработки автоматизированной информационно-управляющей системы по управлению риском возникновения ЧС.

Впервые оказалось возможным осуществлять прогноз риска возникновения чрезвычайных ситуаций на основе анализа пространственно-временных состояний компонентов системы.

Разработанный инструмент позволяет оценить эффективность проведения профилактических мероприятий, прогнозировать результаты деятельности системы РСЧС по управлению риском возникновения ЧС и выработать определенные требования ее деятельности для поддержания требуемого показателя эффективности. Методический аппарат, разработанный в диссертации, может быть применен для разработки исходных данных и выработки решений руководящим составом РСЧС, а также систем поддержки принятия решения при управлении риском возникновения чрезвычайных ситуаций.

Рассмотрены модели воздействия однородных и разнородных мероприятий на поток негативных факторов, приводящих к ЧС. Получены базовые зависимости достижения результата в результате от интенсивностей воздействий негативных факторов и деятельности системы по управлению риском возникновения ЧС.

Использование частных методик позволяет оценить эффективность функционирования системы от конкретных угроз при использовании различных методов и средств защиты. Возможно использование методического аппарата, разработанного в диссертации для разработки исходных данных для выработки решений руководящего состава РСЧС при управлении риском возникновения чрезвычайных ситуаций, для разработки систем поддержки принятия решения по управлению риском возникновения чрезвычайных ситуаций.

В целом следует отметить, что главным итогом проведенных исследований является решение важной научно-технической задачи, позволившей обосновать по-новому подход к управлению риском возникновения чрезвычайных ситуаций в регионе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Матвеев, Александр Владимирович, 2007 год

1. Акимов В.А., Новиков В.Д., Радаев Н.Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. - М.: ФИД «Деловой экспресс», 2001 г.-343 с.

2. Анализ служебной деятельности Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу за 2006 год.

3. Анисимов Б.П. Вариант формализации подсистем управления подразделениями ГПС МЧС России. В сб. «Проблемы управления рисками в техносфере», СПбИГПС, №1, СПб., 2007.

4. Анисимов Б.П., Парышев Ю.В., Бруевич Д.Е. Повышения эффективности хозяйственной деятельности подразделений МЧС путем совершенствования методов управления их ресурсами. Вестник СПбИГПС, №11, СПб., 2006.

5. Артамонов B.C. Основные положения теории управлении риском. Вестник СПбИГПС, №14., СПб., 2004. с. 22-26.

6. Артамонов B.C. Роль и место концептуального моделирования в исследовании сложных систем. Материалы межвузовской НТК. СПб.: СПбЮИМВД России, 1994.

7. Архипова Н.И., Кульба В.В. Управление в чрезвычайных ситуациях. М., 1998.-316 с.

8. Басенко В.Г. Защита в чрезвычайных ситуациях. СПб, СПбГПУ, 2004.

9. Безопасность жизнедеятельности / Под ред. С.В. Белова. М.: Высшая школа, 1999.-448 с.

10. Безопасность России. Правовые, социально-экономические и научно-технические аспекты. Словарь терминов и определений. М.: МГФ «Знание», 1999. -368 с.

11. Беллман Р. Динамическое программирование. -М., ИЛ. 1960.

12. Беллман Р., Гликсберг И.,Гросс О. Некоторые вопросы математической теории процессов управления. -М., ИЛ, 1962.

13. Болтянский В.Г. Математические методы оптимального управления. -М., Наука. 1969.

14. Брушлинский Н.Н. Системный анализ деятельности государственной противопожарной службы. Учебник. -М.: МИПБ МВД России, 1998. -255с.

15. Брушлинский Н.Н., Кафидов В.В., Козлачков В.И. и др. Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства. -М.: Стройиздат, 1998. -413 с.

16. Бурлов В.Г. и др. Конструктивные начала методологии синтеза моделей государственного устройства с заданными свойствами. Фундаментальные исследования в технических университетах. Секция «Национальная безопасность».: -С-Пб. СПбГТУ, 2001.

17. Бурлов В.Г. Логико-алгебраическая концепция построения модели системы и её приложение для синтеза системы защиты информации (в кн. «Безопасность информации регионов России») НТК 13-15. 10. 1999 г.-СПб.; СПИИРАН, 1999.

18. Бурлов В.Г. Методологические основы моделирования социально-экономических и политических процессов. -С-Пб. С-ПбГПУ, 2006. -287с.

19. Бурлов В.Г. Методы построения систем поддержки принятия решения, основанные на логико алгебраической системной концепции математики. (Тезисы доклада) НТК 28-29 10, - С-Пб; ВИКУ им. А.Ф. Можайского, 1999.

20. Бурлов В.Г. Разработка модели борьбы за рынки сбыта информационных услуг на основе закона сохранения целостности. В кн. «Фундаментальные исследования в технических университетах». Том 2. Национальная безопасность, стр. 137-150, С-Пб. С-ПбГТУ, 2002.

21. Бурлов В.Г., Дубаренко К.А., Матвеев А.В., Матвеев В.В., Потапов В.В. Основы теории анализа и управления риском в чрезвычайных ситуациях. -Санкт-Петербург, 2003.

22. Варга Дж. Оптимальное управление дифференциальными и функциональными уравнениями. -М., Мир. 1977.

23. Вентцель Е.С. Исследование операций. М., Наука. 1969.

24. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., Наука. 1969. .

25. Владимиров В.А., Воробьев B.JI. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. М., 2000. -432 с.

26. Владимиров В.А., Воробьев Ю.Л., Шойгу С.К., Катастрофы и государство.- М.: Энергоатомиздат, 1997. -160 с.

27. Воробьев Ю.Л. Основы формирования и реализации государственной политики в области снижения рисков чрезвычайных ситуаций: Монография. М: ФИД «Деловой экспресс», 2000. - 248 с.

28. Воробьев Ю.Л., Осипов В.И. и др. Катастрофы и общество М.: Контакт-Культура, 2000. - 332 с.

29. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М., Наука. 1966.

30. Гнеденко Б.В.,Коваленко И.Н. Лекции по теории массового обслуживания .- Киев. КВИРТКУ 1963.

31. Горелова B.JI., Мельников Е.Н. Основы прогнозирования систем. М.: Высшая школа, 1993,183с.

32. ГОСТ Р 22.0.01-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Основные положения.

33. ГОСТ Р 22.0.02-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий.

34. ГОСТ Р 22.0.05-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

35. ГОСТ Р 22.0.06-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники природных чрезвычайных ситуаций. Поражающие факторы.

36. ГОСТ Р 22.1.01-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Основные положения.

37. ГОСТ Р 22.1.02-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование. Термины и определения.

38. ГОСТ Р 22.0.11-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Предупреждение природных чрезвычайных ситуаций. Термины и определения.

39. Государственный доклад о состоянии защиты населения и территорий РФ от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. М.: МЧС РФ, 1997-2002 // Проблемы безопасности при ЧС.

40. Гуд Г.Х., Макол Р.Э. Системотехника, -М.; Сов. Радио, 1962.

41. Дрешер М. Стратегические игры. Теория и приложения.-М; Сов. Радио. 1964.

42. Дружинин В.В., Конторов Д.Г. Идея, алгоритм, решение; Воениздат, 1972.

43. Дружинин В.В., Конторов Д.Г., Конторов М.Д. Введение в теорию конфликта. М: Радио и связь, 1989.

44. Дубаренко К. А., Матвеев В.В., Елгин И. Н. Анализ зарубежного опыта подготовки специалистов в области управления рисков. Материалы IV Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы.

45. Фундаментальные исследования в технических университетах. Национальная безопасность. 08-10 июня 2000. Т. 2. СПб.: СПбГТУ.

46. Закон Санкт-Петербурга от 18.07.2005 №368-52 «О пожарной безопасности в Санкт-Петербурге».

47. Закон Санкт-Петербурга от 20.10.2005 №514-76 «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

48. Ильичев А.В. Эффективность проектируемой техники, М.: Машиностроение, 1991.

49. Ильичев А.В., Волков В.Д., Грущанский В.А. Эффективность проектируемых элементов сложных систем,- М.: Высшая школа, 1982,

50. Калинин В.Н., Резников Б.А. Теория систем и управления. (Структурно-математический подход); Л. МО СССР. 1978.

51. Катастрофы и человек: Кн. 1. Российский опыт противодействия чрезвычайным ситуациям / Под ред. Ю.Л. Воробьева. М.: ACT - ЛТД, 1997.-256с.

52. Кляхин В.Н., Коробков O.K., Матвеев В.В. Управление рисками при создании кораблей ВМФ. Морская электроника, №8,2004.

53. Кляхин В.Н., Матвеев В.В Один из путей обеспечения защищенности особо важных и потенциально опасных объектов. Вопросы оборонной техники. Технические средства борьбы с терроризмом. Серия 16. № 1,2. 2005.

54. Кузьмин И.И., Махутов Н.А., Хетагуров С.В. Безопасность и риск: Эколого-экономические аспекты. СПб.: Изд-во СПбГУЭФ, 1997. - 164с.

55. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М.: Наука, 1988.

56. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. -М.: Наука, 1981.-238 с.

57. Мягков С.М. География природного риска. М.: Изд-во МГУ, 1995. - 224с.

58. Организационно-методические указания по подготовке населения Санкт-Петербурга в области ГО, защиты от ЧС, обеспечения пожарнойбезопасности и безопасности людей на водных объектах на 2006-2020 годы от 28.11.2005 №07-104/9308.

59. Отчет по НИР: «Усовершенствование системы радиационного мониторинга потенциально опасных объектов в г.Полярный Мурманской области»(научное руководство, исп. разд. 1,2), СПбГПУ, 2005.

60. Понтрягин JI.C. К теории дифференциальных игр. УМН-1966, 21, № 4-214274.

61. Постановление Правительства РФ от 01.03.1993 №178 «О создании локальных систем оповещения в районах размещения потенциально опасных объектов».

62. Постановление Правительства РФ от 01.12.2005 №712 «Об утверждении Положения о государственном надзоре в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, осуществляемом МЧС России».

63. Постановление Правительства РФ от 04.09.2003 №547 «О подготовке населения в области защиты от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

64. Постановление Правительства РФ от 10.11.1996 №1340 «О порядке создания и использования резервов материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

65. Постановление Правительства РФ от 13.09.1996 №1094 «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

66. Постановление Правительства РФ от 20.06.2005 №385 «О федеральной противопожарной службе».

67. Постановление Правительства РФ от 24.03.1997 №334 «О порядке сбора и обмена в Российской Федерации информацией в области защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

68. Постановление Правительства РФ от 30.12.2003 №794 «О единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».

69. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 01.08.2005 №1139 «Об утверждении Положения о противопожарной службе Санкт-Петербурга».

70. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 14.12.2004 №1968 «О Главном управлении по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям Санкт-Петербурга».

71. Постановление Правительства Санкт-Петербурга от 24.02.2004 №224 «О Главном управлении по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям Санкт-Петербурга».

72. Приказ МЧС России от 08.07.2004 №329 «Об утверждении критериев информации о чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера».

73. Проблемы программно-целевого планирования. Под ред. Г.С. Поспелова. -М., Наука. 1986.

74. Пропой А.И. Элементы теории оптимальных дискретных процессов. -М., Наука. 1973.

75. Распоряжение Губернатора Санкт-Петербурга от 01.03.2000 №218-р «Осоздании службы сети наблюдения и лабораторного контроля гражданской обороны Санкт-Петербурга».

76. Распоряжение Губернатора Санкт-Петербурга от 22.02.2000 №182-р «О создании Санкт-Петербургской территориальной подсистемы оповещения единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».

77. Распоряжение Губернатора Санкт-Петербурга от 29.01.1999 года №104-р «О порядке сбора и обмена информацией в области защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера в Санкт-Петербурге».

78. Резников Б.А. Проблемы организации управления системой подвижных объектов. В кн. Математическое обеспечение управления подвижными объектами. -Д., МО СССР. 1986.

79. Резников Б.А. Системный анализ и методы системотехники. Часть 1. JT; МО СССР. 1990., 522 с.

80. Ренн О. Три десятилетия исследования риска: достижения и новые i горизонты// Вопросы анализа риска, 1999, Т.1, № 1, с. 80-99. I

81. Розенберг В.Я. и др. Специальное математическое обеспечение управления. — М.: Советское радио, 1980.

82. Ростовце^ Ю.Г. Задачи знакового моделирования ч.1, Методологические аспекты знакового моделирования, -С-Пб.; ВИКА им. А.Ф.Можайского. 1996.

83. Ростовцев Ю.Г. Математические методы и модели оценивания военно-политической обстановки. Вьш.1. Общие принципы моделирования. МО СССР, 1984.

84. Рыжиков Ю.И. Управление запасами, М.; Наука, 1969.

85. Сафонов B.C., Одишария Г.Э., Швыряев А.А. Теория и практика анализа риска в газовой промышленности. М.: НУМЦ Минприроды РФ, 1996. -208 с.

86. Степанов Б.М. Теоретические основы обеспечения безопасности жизнедеятельности.- М.: В А РВСН, 2001. 351 с.

87. Субботин А.И., Ченцов А.Г. Оптимизация гарантий в задачах управления. -М; Наука. 1981.

88. Сухорученко B.C. Проблемы обеспечения безопасности населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Управления силами и средствами в условиях риска. Вестник СПбИГПС, №1, СПб., 2005.

89. Томас JI. Саати. Математические модели конфликтных ситуаций. Сов. радио; -М. 1977.

90. Указ Президента РФ от 28.08.2003 №991 «О совершенствовании единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».

91. Федеральный закон от 21.07.1997 №116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».

92. Федеральный закон от 21.12.1994 №68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».

93. Федеральный закон от 21.12.1994 №69-ФЗ «О пожарной безопасности».

94. Хохлов Н.В. Управление риском. М., 2001. -239 с.

95. Ю1.Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. Наука .-М., 1982г.

96. Цлаф Л. Я. Вариационное исчисление и интегральные уравнения, М., «Наука», 1970.

97. Чермчен У.и др. Введение в исследование операций. -М., Наука 1968. )4.Чуев Ю.В., Михайлов Ю.Б. Прогнозирование в военном деле. М.:

98. Воениздат, 1975.-278 с. )5. Шаровар Ф.И. Автоматизированные системы управления и связь в пожарной охране/Высш. инженер, пожар.-техн. школа МВД СССР. -М.: Радио и связь, 1987. -304с.