Функционирование системы мониторинга безопасности объектов в составе ЕДДС Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

И;

М. С. Левчук

руководитель департамента маркетинга и продаж ОАО "Аргус-Спектр", г. Санкт-Петербург, Россия

УДК 614.841.46:643.5

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ В СОСТАВЕ ЕДДС

Проведен анализ систем адресного радиоканального мониторинга раннего обнаружения пожара на особо опасных объектах с последующей автоматической передачей по радиоканалу сигнала тревоги в диспетчерский центр ЕДДС. Сформулированы технические требования к структуре системы радиоканального мониторинга и определена принадлежность составляющих системы различным собственникам. Предложен обобщенный комплексный критерий со средневзвешенными коэффициентами относительной важности, который дает возможность из большого числа предлагаемых систем построения радиоканального мониторинга пожароопасных объектов выбрать оптимальный вариант.

Ключевые слова: МЧС, центр управления силами, единая дежурно-диспетчерская служба, пульт централизованного наблюдения, система радиоканального мониторинга, чрезвычайная ситуация, система массового обслуживания, охранно-пожарная сигнализация, пожар, сигнал тревоги, пожарная безопасность, радиооборудование, объект, радиосистема, радиопередатчик, радиоприемник.

В. И. Зыков А. П. Иванников

д-р техн. наук, профессор, начальник кафедры преподаватель Академии Государ-

Академии Государственной противопожарной ственной противопожарной службы

службы МЧС РФ, г. Москва, Россия МЧС РФ, г. Москва, Россия

В современных условиях повысить эффективность оперативного реагирования подразделений пожарной охраны и аварийно-спасательных служб на возникновение локальных ЧС невозможно без изменения технологии сбора, обработки и передачи информации персоналу.

Применение радиооборудования для раннего обнаружения пожаров и других аварийных и тревожных ситуаций обусловлено проблемами, связанными с контролем за функционированием и с охраной нетелефонизированных объектов, территориально разнесенных производств, газо- и нефтетрубопро-водов, теплосетей, газовых сетей и т. п. Отсутствие телефонных линий или низкое качество телефонной связи, нестабильность и несоответствие параметров телефонных линий зачастую делают невозможным или экономически нецелесообразным использование традиционных систем охранной сигнализации.

Использование радиоканала для передачи сообщений повышает надежность системы охраны, позволяет снизить ее стоимость по сравнению с проводными системами охраны аналогичного класса. Широкое применение радиосистем дальнего радиуса действия для охранно-пожарного мониторинга стало

© Зыков В. И., Иванников А. П., Левчук М. С., 2010

свершившимся фактом. Радиосистемы данного класса оказались востребованы на рынке в силу следующих особенностей:

• независимость от наличия проводных линий телефонной связи;

• быстрота развертывания в конкретных условиях организации радиосвязи;

• относительно низкая стоимость центрального и объектового оборудования.

Анализ развития ряда крупных пожаров по материалам обзора МЧС России "О состоянии пожаротушения в Российской Федерации за 2006-2008 годы" позволил обобщить статистические данные и вывести графическую зависимость объемов материального ущерба при пожаре от времени его свободного развития (рис. 1).

Среднее время поступления сигнала тревоги на ЦУС ГПС МЧС России с момента возникновения самого пожара 10-15 мин. Среднее время прибытия сил и средств ГПС на тушение пожара в городах составляет до 10 мин, в сельской местности — до 20 мин. Таким образом, среднее время свободного развития пожара может достигать 20 мин.

Из графика, представленного на рис. 1, видно, что через 20 мин свободного горения пожар набирает

мощность и материальный ущерб от него увеличивается в геометрической прогрессии. Кроме того, если период свободного горения превышает 20 мин, на пожаре может произойти и гибель людей.

Использование системы адресного радиоканального мониторинга раннего обнаружения пожара на объектах с автоматической передачей по радиоканалу сигнала тревоги в центр Единой дежурно-диспетчерской службы (ЕДДС) (без участия "человеческого фактора") дает возможность сократить (до 1 мин) среднее время сообщения о пожаре и значительно уменьшить время свободного развития пожара (до 20 мин). Кроме того, применение системы адресного мониторинга пожарной безопасности объектов не позволяет доводить пожар до большого развития (см. рис. 1, область развития пожара более 20 мин) и тем самым исключает возможность гибели людей непосредственно на пожаре [1].

В настоящее время широкое распространение получили новые отечественные системы мониторинга пожароопасных объектов в составе ЕДДС муниципального образования. Эти системы имеют высокую надежность, улучшенные технические и эксплуатационные характеристики, расширенные функциональные возможности за счет применения новейшей элементной базы. Основными целями построения радиоканальной системы адресного мониторинга безопасности объектов являются:

• раннее обнаружение пожаров и чрезвычайных ситуаций различного вида с последующей автоматической передачей сигнала непосредственно диспетчеру в центр ЕДДС города с использованием радиоканальных (беспроводных) систем передачи информации;

• полное исключение "человеческого фактора" при задержке сообщения о пожаре или ЧС различного вида, что позволяет независимо от действий персонала диспетчерской службы при возникновении пожара или ЧС на объекте в центр ЕДДС города передать сигнал (угроза пожара или ЧС) с указанием адреса объекта и его поэтажной планировки;

• возможность отображения всех событий на дисплее у диспетчера ЕДДС в реальном масштабе времени, что обеспечивает своевременное принятие им управленческих решений и, соответственно, позволяет избежать большого числа жертв и значительно снизить материальный ущерб от пожаров и ЧС.

Все радиосистемы по структуре построения можно разделить на две группы. К первой, более традиционной, группе относятся радиосистемы циклического типа, реализующие принцип непрерывного контроля радиоканала. Ко второй группе относятся радиосистемы спорадического типа,

в-

I

I

ю о

5

6

ю

I

Без мониторинга

Возможная гибель людей

120 мин

Время свободного развития пожара ?

Сообщение

о пожаре Время

по телефону прибытия

(01 или 112) 10 мин

10-15 мин

Начало тушения пожара

Рис. 1. Зависимость объемов ущерба при пожаре от времени свободного развития пожара

ориентированные на повышенную информационную емкость и эффективное использование радиочастотного ресурса.

Радиосистемы первого типа характеризуются следующими свойствами:

• регулярным централизованным циклическим опросом всех абонентов радиосети (цикл опроса 1-2 мин);

• обязательным наличием прямой и обратной связи с абонентом радиосети;

• сложностью создания дубля пульта централизованного наблюдения (ПЦН), так как это связано с передачей функций управления и циклического опроса;

• при увеличении дальности связи с использованием ретрансляторов снижением вдвое информационной емкости (и так небольшой) при работе на одной частоте (отсюда необходимость использования нескольких частот);

• автоматической выдачей собственнику от ПЦН информации, подтверждающей факт взятия или снятия с охраны объекта, на объектовый блок абонента радиосети;

• автоматическим выявлением и оперативным определением (в течение 1-2 циклов опроса — за несколько минут) факта потери связи с любым абонентом радиосети;

• небольшой информационной емкостью на одной частоте (от нескольких десятков до сотни абонентов);

• высокой стоимостью абонентского оборудования;

• неэкономным использованием частотного ресурса.

Радиосистемы второго типа характеризуются следующими свойствами:

• передачей данных от абонентов радиосети в направлении ПЦН, осуществляемой спорадически, по инициативе абонента (при изменении его состояния, при тревоге, при формировании тест-сигнала и т. п.);

• наличием двусторонней связи между абонентом и ПЦН.

Радиосистемы первого типа широко применяются подразделениями вневедомственной охраны МВД России, так как реализуют традиционную логику работы с охраняемым объектом, а также на основании мнения о том, что реализация принципа непрерывного контроля канала связи "делает ее неуязвимой по отношению к любым действиям злоумышленников". Однако создать мощную помеху на рабочей частоте вблизи ПЦН, блокирующую работу всей системы на 15-20 мин, для хорошо подготовленного злоумышленника не составит особого труда. Таким образом, тезис о "неуязвимости" подобных систем зачастую несостоятелен.

Радиосистемы второго типа также могут быть уязвимы к подобным действиям злоумышленников.

Пути повышения устойчивости радиосистем к подобным действиям и воздействию естественных помех могут быть следующими:

• создание нескольких ПЦН, территориально удаленных друг от друга и дублирующих друг друга;

• создание радиосети ретрансляторов, дублирующих друг друга;

• использование дополнительных каналов передачи данных от объекта на ПЦН (например, сочетание телефонной сети с радиоканалом или частотных диапазонов VHF c CB, UHF c CB или VHF c UHF).

Значительно проще и дешевле реализовать перечисленные выше мероприятия в радиосистемах второго типа, которые нашли широкое применение в коммерческих системах охранно-пожарного мониторинга, ориентированных на массового потребителя. В настоящее время данные системы широко используются подразделениями вневедомственной охраны МВД России.

Требования к структуре системы адресного радиоканального мониторинга безопасности объектов

Построение комплексной радиоканальной системы адресного мониторинга раннего обнаружения пожаров и ЧС различного вида с использованием радиоканальных систем передачи информации технически должно быть реализовано следующим образом.

Основная часть радиооборудования образует радиосеть для передачи сигналов извещений о пожарах и ЧС различного вида от защищаемого объекта, на котором установлен стационарный радиопередатчик, до диспетчерского центра ЕДДС-"01" ("112") с обязательной расшифровкой адреса каждого извещателя внутриобъектовой беспроводной радиоканальной системы. В центре ЕДДС-"01" ("112") должно быть установлено стационарное приемное устройство и сервер с выносным видеотерминалом.

Технические средства радиосвязи организованной радиосети для передачи сигналов извещений о пожарах и ЧС от защищаемого объекта (радиопередатчик — РПД системы мониторинга на объекте) и технические средства, установленные в диспетчерском центре ЕДДС-"01" ("112") (радиоприемник — РПМ и сервер с выносным видеотерминалом), должны находиться на балансе Центра управления силами (ЦУС), входящего в состав подразделений ГПС МЧС России, или на балансе центра технического мониторинга (ЦТМ).

Ответственность за техническое состояние этого оборудования, его постоянную готовность для передачи тревожных извещений (сигналов) должна лежать на центре ЕДДС.

Вторая часть радиооборудования, включающая внутриобъектовую систему радиомониторинга и входящие в нее компоненты (извещатели, расширители, радиокнопки и приемно-контрольный прибор), находится на балансе объекта (принадлежит объекту), и техническое обслуживание этого оборудования должно обеспечиваться государственной или коммерческой организацией — центром технического мониторинга. Однако собственник объекта должен принять все меры по обеспечению пожарной безопасности объекта в полном объеме в соответствии с требованиями федерального законодательства.

ЦТМ может не только обеспечивать техническое обслуживание внутриобъектовой системы, но и проводить самостоятельно или через стороннюю монтажную организацию монтажные и пусконала-дочные работы по наращиванию объемов оборудования внутриобъектовой радиоканальной системы мониторинга на особо важных объектах муници-

пального образования или осуществлять модернизацию существующих систем автоматической пожарной сигнализации на данном объекте.

Внутриобъектовые системы радиоканального мониторинга, установленные на объектах государственной собственности (госучреждения, муниципальные учреждения — школы, пансионаты, детские сады и ясли), могут находиться в собственности администрации муниципальных образований, а техническое обслуживание может осуществляться через ЦТМ.

Таким образом, комплексная система адресного мониторинга раннего обнаружения пожаров и ЧС должна включать две составные части: внутриобъ-ектовую систему и радиоканальную систему передачи сигналов тревоги в диспетчерский центр ЕДДС-"01" ("112"). Однако составные части системы адресного мониторинга принадлежат разным собственникам, а именно: внутриобъектовая система адресного мониторинга принадлежит собственнику защищаемого объекта, а радиосеть для передачи сигналов извещений о пожарах и ЧС от защищаемого объекта (радиопередатчик — РПД) и технические средства, установленные в диспетчерском центре ЕДДС-"01" ("112") (радиоприемник — РПМ и сервер с выносным видеотерминалом), — центру ЕДДС.

Применение радиосистем для пожарного мониторинга

Еще в начале 2002 года были введены в действие НПБ 88-01, рекомендующие (п. 13.4) применение радиоканальных систем централизованного мониторинга для передачи сигналов о срабатывании пожарной сигнализации в ЦУС пожарной охраны.

В городах России существует большое число промышленных, торговых и жилых объектов, оборудованных автономными средствами оповещения пожарных служб (ОПС), которые малоэффективны с точки зрения своевременного оповещения пожарных подразделений о пожаре. Однако они могут быть подключены к единой системе оповещения о пожаре с помощью недорогого радиопередающего блока. Таким образом, для создания радиоканальной системы пожарного мониторинга, ориентированной на массового потребителя и имеющей приемлемую стоимость, в настоящее время более всего подходят радиосистемы второго типа.

При выборе радиоканальной системы для пожарного мониторинга следует учитывать большое число факторов как технического, так и экономического характера. Определяющим экономическим фактором является стоимость объектового оборудования. К техническим факторам, определяющим выбор радиоканальной системы, относятся: частот-

ный диапазон; дальность надежной связи; наличие средств постоянного контроля рабочего диапазона по обнаружению помех при работе с ним; конфигурация радиосети (количество и расположение ПЦН, радиоретрансляторов); информационная емкость системы; разнообразие модельного ряда абонентского оборудования; средства контроля и диагностики работоспособности системы.

Затраты на приобретение и внедрение радиосистемы могут колебаться в достаточно широких пределах в зависимости от выбранной системы. Ориентировочная стоимость центрального оборудования из расчета на 1000 абонентов находится в диапазоне от 5 до 30 тыс. у. е.

При выборе между импортными и отечественными радиосистемами следует руководствоваться положениями Концепции национальной безопасности Российской Федерации и постановлениями Правительства России о приоритетах по отношению к отечественному производителю.

Эксплуатационные затраты складываются из расходов на постоянное техническое обслуживание системы силами квалифицированных инженерно-технических служб. При этом обслуживание радиосистемы имеет следующие особенности:

• потребность в специалистах в области радиосвязи;

• необходимость в специальном оборудовании для работы по радиоканалам;

• необходимость постоянного контроля чистоты радиоканала от преднамеренных и случайных помех;

• взаимодействие с органами Государственной радиочастотной службы.

Размер эксплуатационных затрат зависит от организации работ и степени их автоматизации в части обслуживания потребителей и контроля работоспособности абонентского оборудования. При этом совмещение пожарного мониторинга с охранным значительно повышает рентабельность эксплуатации подобных систем.

Другая возможная проблема внедрения системы пожарного мониторинга, ориентированной на массового потребителя, связана с массовостью использования данной системы. При большом количестве объектов неизбежно растет количество ложных срабатываний объектовых систем пожарной сигнализации. Даже при хорошем состоянии и качественном обслуживании объектовой системы охранно-пожарной сигнализации возможны ложные срабатывания вследствие объективных причин. Если же учесть, что, как правило, качество обслуживания автономных систем ОПС является достаточно низким и большинство из них находится в практически разукомплектованном состоянии, то

при подключении таких систем к централизованной системе мониторинга проявятся все их слабые стороны, с которыми затем придется сталкиваться службе технического обслуживания. При этом реагирование на ложные пожарные тревоги оперативных служб может превратиться в серьезную проблему.

Радиосистемы данного класса оказались востребованы на рынке современных систем безопасности в силу следующих особенностей: независимости от наличия проводных линий телефонной связи; быстроты развертывания в конкретных условиях организации радиосвязи; относительно низкой стоимости центрального и объектового оборудования.

Примером подобной системы является развернутая в Краснодарском крае по всему побережью г. Сочи (около 150 км) система мониторинга раннего обнаружения пожара и ЧС различного вида, разработанная совместно сотрудниками Академии ГПС МЧС России и специализированным предприятием ЗАО "Аргус-Спектр". Отличительной особенностью данной системы мониторинга является использование радиоканала для передачи сигнала тревоги от объектовых устройств, к которым подключаются пожарные и охранные извещатели, датчики утечки взрывоопасных газов, датчики утечки горячего водоснабжения и т. п., непосредственно в диспетчерский центр ЕДДС. При возникновении ЧС на объекте, независимо от действий персонала диспетчерской службы объекта, в центр ЕДДС города поступает сигнал (угроза пожара или ЧС) с указанием адреса объекта, карты местности, подъездных путей к объекту и инженерных коммуникаций. Все события отражаются в реальном масштабе времени на мониторе у диспетчера ЕДДС, что обеспечивает своевременное принятие им управленческих решений и, соответственно, позволяет значительно снизить ущерб от пожаров и ЧС.

Радиосистема адресно-аналоговой пожарной сигнализации использует технологии, применяющиеся в системах сотовой связи. Система может быть использована для защиты практически любого объекта, являясь надежной альтернативой традиционным проводным системам сигнализации. Радиоканальная система мониторинга, подобно системам мобильной телефонной связи, состоит из совокупности микросот, каждую из которых контролирует пожарный радиорасширитель. Связь внутри микросот и между ними осуществляется по радиоканалу.

Радиосистема состоит из совокупности охранно-пожарных и пожарных радиорасширителей (до 16 шт.), каждый из которых способен контролировать до трех дочерних радиорасширителей. Максимальное количество участков ретрансляции между

радиорасширителями достигает шести участков. Радиорасширитель, находящийся в "вершине дерева", является координатором всей радиосети. Каждый расширитель контролирует и управляет 32 ра-диоизвещателями и 16 охранно-пожарными зонами и исполнительными устройствами. Управление состоянием пожарных зон осуществляется как локально, так и от расширителя-координатора радиосети (проводные и беспроводные пульты управления, радио-брелоки управления) [1].

Требования к алгоритму функционирования системы адресного радиоканального мониторинга безопасности объектов

Система адресного автоматического радиоканального мониторинга раннего обнаружения пожара на объектах с автоматической передачей по радиоканалу сигнала тревоги в центр ЕДДС должна обеспечивать следующий алгоритм функционирования [2].

При срабатывании одного из пожарных извеща-телей на объекте сигнал по радиоканалу в пределах территории защищаемого объекта поступает на один из радиорасширителей (всего во внутриобъектовой беспроводной радиосистеме адресно-аналоговой пожарной сигнализации может быть включено не менее 10 расширителей, каждый из которых способен контролировать до трех дочерних радиорасширителей). В случае отсутствия дочерних радиорасширителей радиорасширитель-координатор функционирует самостоятельно, выполняя функции приемно-контрольного прибора охранно-пожарной сигнализации.

Таким образом, при поступлении сигнала от пожарного извещателя на приемно-контрольный прибор охранно-пожарной сигнализации вырабатывается специальный сигнал для включения стационарного объектового радиопередатчика, который должен сформировать сигнал для его передачи по радиоканалу в центр ЕДДС-"01" ("112") с последующим визуальным отображением на дисплее диспетчера конкретного адреса сработавшего пожарного извещателя и отображением поэтажной планировки защищаемого объекта (здания).

Диспетчер центра ЕДДС-"01" ("112") может немедленно принять решение об оперативном реагировании на принятое сообщение о срабатывании пожарного извещателя, тем более если на данном объекте начались срабатывания рядом расположенных пожарных извещателей. Алгоритм функционирования адресной радиоканальной системы мониторинга пожарной безопасности объектов представлен на рис. 2.

В случае необходимости диспетчер центра ЕДДС может перезвонить дежурному данного объ-

Контроль исправности сигнализации

Адресные системы

сообщают: — адрес помещения; — какой этаж

ПОИСК ОЧАГА на объекте

Задержка поступления сигнала о пожаре не более 1 мин

Рис. 2. Алгоритм функционирования адресной радиоканальной системы мониторинга безопасности объектов

екта с целью уточнить положение с конкретным пожаром. При установлении телефонной связи диспетчера центра и дежурного объекта последнему сообщается в диалоговом режиме причина обращения, по которой диспетчер центра принимает решение об оперативном реагировании, т. е. диспетчером центра ЕДДС-"01" ("112") готовится приказ на высылку сил и средств на место пожара.

При этом в системе регистрируется сам факт поступления сигнала о срабатывании пожарного изве-щателя, автоматически включается запись разговора диспетчера центра ЕДДС и дежурного защищаемого объекта.

В системе мониторинга должна быть возможность реализации адресно-аналогового алгоритма обработки сигнала от пожарных извещателей, а также возможность обеспечения автоматического контроля работоспособности пожарных радиоизве-щателей с последующей идентификацией неисправных приборов.

Система адресного радиоканального мониторинга безопасности объектов должна функционировать аналогичным образом и при срабатывании датчиков контроля радиации, предельной концентрации различных газов и химических веществ, контроля уровня паводковых вод и т. п.

Таким образом, высылка подразделений пожарной охраны должна осуществляться по извещению о пожаре или ЧС, полученному от объектовой системы пожарной сигнализации или других датчиков по радиоканалу (в диапазонах частот 146-174 и 403-470 МГц) или другим каналам связи (по каналам GSM, выделенным и занятым телефонным линиям связи и оптоволоконным каналам). При этом центр ЕДДС-"01" ("112") должен осуществлять круглосуточное дежурство и находиться в постоянной готовности к организации экстренного реагирования на срабатывания датчиков контроля комп-

лексной системы радиоканального мониторинга безопасности объектов, сигнализирующих о пожарах и ЧС различного вида, возникающих на территории муниципального образования.

Поступающие в систему мониторинга безопасности объектов сообщения о ЧС, относящиеся к компетенции экстренных оперативных служб, регистрируются и незамедлительно передаются в дежурно-диспетчерские службы (ДДС) соответствующих экстренных оперативных служб.

Комплексная радиоканальная система адресного мониторинга безопасности объектов должна обеспечивать непрерывный круглосуточный режим работы всех элементов системы. При этом максимальное количество и площадь защищаемых зон (территорий) должны определяться емкостью системы и максимально возможным расстоянием между радиорасширителем и радиоизвещателем и между радиорасширителями, а также требованиями НПБ 88-2001, в соответствии с которыми "...рекомендуется устанавливать радиоизвещатели не более чем за двумя стенами или перекрытиями от радиорасширителя". При наличии сложной геометрии защищаемых помещений, строительных конструкций, а также при воздействии сильных электромагнитных помех возможность надежного функционирования радиоканальной системы необходимо проверять экспериментально (система должна иметь тестовый режим).

Высота установки радиорасширителей должна составлять не менее 2-2,5 м от поверхности пола.

Расстояния от стен до пожарных радиоизвеща-телей, а также между автоматическими пожарными радиоизвещателями должны определяться в соответствии с требованиями НПБ 88-2001.

Радиорасширители и радиоизвещатели должны, по возможности, располагаться как можно дальше от металлических предметов, коммуникаций,

Стрелец Проводные системы Другие радиосистемы

V

"Коттедж" -100 "Гипермаркет" ]\[

Рис. 3. Анализ стоимости проводных и радиоканальных систем мониторинга (Ы — число извещателей; 5 — суммарная стоимость установки ОПС на объекте, включающая стоимость оборудования, материалов, монтажа и потери от вывода объекта из эксплуатации)

компьютерных систем, а также от токоведущих кабелей, проводов, линий локальных вычислительных сетей.

При выборе радиоканальной системы для пожарного мониторинга следует учитывать множество технических и экономических факторов. Определяющим экономическим фактором является стоимость объектового оборудования. Стоимость устанавливаемых "под ключ" систем пожарной сигнализации ниже, чем стоимость традиционных проводных систем при числе извещателей более 100, что иллюстрируется графиком, представленным на рис. 3.

Результаты экспериментальных исследований потоков информации в системе радиоканального мониторинга показывают, что моменты поступления сигналов тревоги о загораниях, промежутки времени между сигналами и длительности приема сигнала о загорании с объекта в центр ЕДДС носят случайный характер. Поэтому исследование функционирования системы радиоканального мониторинга можно проводить с помощью аппарата системы массового обслуживания (СМО). На основе представления радиосети для передачи сигналов тревоги о загораниях с объектов в центр ЕДДС города как СМО была построена математическая модель функционирования такой радиосети [3]. Математическая модель радиоканальной системы адресного мониторинга позволяет прогнозировать ее функционирование в зависимости от нагрузки в радиосети и числа защищаемых объектов.

Обобщенный комплексный критерий оценки

На практике качество радиосистемы пожарного мониторинга определяется влиянием значительного числа показателей. Такую систему стремятся создать одновременно функционально эффективной,

оперативной, надежной и по возможности недорогой. Требования к системе противоречивы, так что в общем случае нельзя найти систему, наилучшую по всем показателям одновременно. Поэтому от совокупности перечисленных выше показателей необходимо перейти к одному обобщенному комплексному критерию (показателю), что позволит из значительного числа вариантов построения систем определить наилучший.

Определение обобщенного комплексного критерия оценки функционирования для той или иной радиосистемы при ее использовании в качестве системы пожарного мониторинга является задачей обоснованного выбора совокупности базовых показателей функционирования системы.

С учетом изложенного предлагается обобщенный комплексный критерий Ьокк выбора оптимальной структуры построения системы оперативной связи, который может быть представлен в следующем виде:

5 ' С

Ажк = «1Е + а26 + а з тЛ + а4 П р1 + а5 т;1,

5 0 I=1 С 0

где а1,..., а5 — весовые коэффициенты характеристик качества системы связи, удовлетворяющие

5

условию; ^ аг = 1;

г=1

Е — эффективность функционирования сети связи [4];

2 — оперативность связи [4]; 51 — показатель оценки площади, на которой обеспечивается уверенная связь; 50 — показатель оценки требуемой площади обеспечения уверенной радиосвязи; Р1 — вероятность обеспечения надежности радиосвязи на заданном уровне для г-го участка трассы радионаправления, состоящего из п участков;

С1 — стоимость радиосистемы, которая способна обслуживать территорию площадью 51; С0 — стоимость потенциально возможной радиосистемы, которая способна обслуживать территорию площадью 50. Обобщенный комплексный критерий может принимать значения от 0 до 1, и лучшей структурой построения системы оперативной связи будет являться та, для которой комплексный критерий имеет значение, максимально близкое к единице.

Назначение весовых коэффициентов аг осуществлялось дифференцированно в соответствии с принятыми основными типами организации радиосетей. При определении весовых коэффициентов использовалось несколько методов оценки (ранжирование, оценка в баллах и непосредственная оценка).

С учетом средневзвешенных коэффициентов относительной важности обобщенный комплексный критерий для радиосистемы пожарного мониторинга, работающей в режиме нормального функционирования, определяется следующим образом [2]:

¿^к = 0,199 Q + 0,354Е + 0,131+

Л 0

'0

С,

0,248П Р1 + 0,068^-

С0

1=1

Для определения коэффициентов относительной важности с помощью метода ранжирования была составлена таблица показателей качества, входящих в обобщенный комплексный критерий. Затем экспертами было проведено ранжирование этих показателей и определен ранг каждого показателя от 0 до 6. Ранжирование показателей качества считается достоверным при внутренней непротиворечивости экспертных данных, которая выражается коэффициентом конкордации (согласованности) мнений экспертов Ж, учитывающим степень согласованности их мнений. Коэффициент конкордации определяется следующим выражением:

Ж =

122

12 • 927

= 0,53 > 0,5.

т2(п3 - п) 102(63 - 6)

При Ж > 0,5 мнения экспертов считаются согласующимися.

В ранговых методах определения весовых коэффициентов в качестве коэффициентов относительной важности выступают относительные частоты преобразованных рангов, которые могут быть рассчитаны по формуле

а г- = X Яу XX Яу у = 1 / 1 = 1 у = 1

где Я1у — преобразованный ранг показателя качества, который получается приписыванием нуля показателю качества с максимальным рангом, единицы — следующему за максимальным рангом и т. д.

Коэффициенты относительной важности были определены по следующим формулам:

X Яу(0) =37; X Яу(Е) = 44; X Яу(Н) = 21;

у =1 у =1 у =1

X Яу(Р) = 12; X Яу(Л) = 39; X Яу(С) = 46; у =1 у =1 у =1

п т

XX Яу = 199; ад = 0,19; аЕ = 0,22; =1 у =1

В методе оценки в баллах коэффициенты относительной важности аг определялись следующим образом:

т / п т

а¡- = X Ву XX Ву , у = 1 1 = 1у = 1

где В у — балл, присвоенный показателю качества экспертому в соответствии со шкалой 0-100 (100 для наиболее важного показателя). По результатам экспертной оценки в баллах, присвоенной экспертами показателям качества функционирования различных систем, рассчитаны коэффициенты относительной важности для различных методов оценки:

ад = 0,18; аЕ = 0,23; ан =0,09; аР = 0,07; а5 =0,20; ас =0,24.

Степень согласованности различных методов оценки для определения весовых коэффициентов представлена графически на рис. 4.

Назначение весовых коэффициентов аг осуществлялось дифференцированно в соответствии с принятыми основными типами организации систем мониторинга. Значения средневзвешенных коэффициентов относительной важности при этом будут составлять:

ад = 0,185; аЕ = 0,225; ан =0,095;

ар =0,065; а5 =0,195; ас = 0,235.

С учетом средневзвешенных коэффициентов относительной важности обобщенный комплексный критерий для системы адресного радиоканального пожарного мониторинга определяется как:

¿окк = 0,185 д + 0,225Е + 0,095Я + Л; - Л;

0,065-

I I Ш1П

- Л

I шах I Ш1П

0,195П Р =1

0,235-

с - с

^ I Ш1П

с - с

I шах I Ш1П

Разработанный обобщенный комплексный критерий со средневзвешенными коэффициентами относительной важности дает возможность из боль-

х °'25-и

I °'20

0,15-

<т>

« 0,10

§ 0,05-

о ' и

Я П-

ш

п

Н Р 5 Е е С Показатель качества функционирования

ан =0,10; аР =0,06; аЛ =0,19; ас = 0,23.

Рис. 4. Степень согласованности различных методов оценки

т

шого числа предлагаемых систем построения радиоканального мониторинга пожароопасных объектов выбрать оптимальный вариант. Кроме того, имеется возможность выбора более совершенной

системы мониторинга при замене действующей или выбора структуры построения вновь организуемой системы радиоканального мониторинга пожарной безопасности объектов.

Издательство «ПОЖНАУКА»

Представляет новую книгу

ОГНЕТУШИТЕЛИ. УСТРОЙСТВО. ВЫБОР. ПРИМЕНЕНИЕ

Д. А. Корольченко, В. Ю. Громовой

В данном пособии рассматриваются вопросы классификации, выбора и применения огнетушителей, приведены нормативно-технические документы, применяемые при проведении пожарно-профилакгических мероприятий на предприятии, в частности СП 9.13130.2009 "Техника пожарная. Огнетушители. Требования к эксплуатации".

Учебное пособие рассчитано на широкий круг читателей: инженерно-технических работников организаций, ответственных за оснащение объектов огнетушителями, поддержание огнетушителей в работоспособном состоянии и их своевременную перезарядку; преподавателей курсов пожарно-технического минимума, курса "Основы безопасности жизнедеятельности" в средних и высших учебных заведениях; частных лиц, выбирающих огнетушитель для обеспечения безопасности квартиры, дачи или автомобиля.

Издание разработано на основе современной нормативно-правовой базы, в том числе с учетом обязательных для исполнения требований "Технического регламента о требованиях пожарной безопасности" (Федеральный закон № 123-ФЭ), а также положений, изложенных в сводах правил и национальных стандартах.

121352, г. Москва, ул. Давыдковская, д. 12, стр. 7; тел./факс: (495) 228-09-03; e-mail: [email protected]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. О принятии на снабжение в системе МЧС России программно-аппаратного комплекса системы мониторинга (ПАК "Стрелец-Мониторинг"), обработки и передачи данных о параметрах возгорания, угрозах и рисках развития крупных пожаров в сложных зданиях и сооружениях с массовым пребыванием людей, в том числе в высотных зданиях : приказ МЧС России от 28.12.2009 г. № 743. — М. : МЧС России, 2009.

2. Зыков В. И., Левчук С. А. Концепция построения комплексной радиоканальной системы адресного мониторинга безопасности объектов. — М. : МЧС России, 2008. — С. 25.

3. Зыков В. И., Левчук С. А., Иванников А. П. Математическое моделирование системы приема и обслуживания сообщений о пожарах и ЧС // Вестник Академии ГПС МЧС России. — № 7. — М.: Академия ГПС МЧС России, 2007. — С. 29-40.

4. Зыков В. И., Тетерин И. М. и др. Автоматизированные системы управления и связь : учебник / Под общ. ред. В. И. Зыкова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2006. — С. 665.

5. Елтаренко Е. А. Оценка и выбор решений по многим критериям. — М.: МИФИ, 1995. — С. 85.

6. Экенроде Р. Т. Взвешенные многомерные критерии. — М. : Статистика, 2002. — С. 156.

Материал поступил в редакцию 26 апреля 2010 г.

Электронный адрес авторов: [email protected].