CC BY
38
УДК 614.841.31.001.83
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭКСТРЕННЫХ ОПЕРАТИВНЫХ СЛУЖБ В РАМКАХ СИСТЕМЫ-112
А.В. Мальцев, А.А. Шокаров, А.Р. Дзгоев
Подробно проанализирован процесс функционирования службы вызова экстренных оперативных служб по единому номеру 112 на территории Российской Федерации. Рассмотрены характерные опасности для территории РФ. Внесены предложения по выбору оптимальной схемы построения Системы-112. Приведен математический аппарат для моделирования процесса функционирования Системы-112 и определения численности экстренных оперативных служб для муниципального образования.
Ключевые слова: экстренные аварийно-спасательные службы (ЭАСС), Система-112, время диспетчеризации.
Возникновение необходимости
преобразования действующих технических решений с целью приспособления к новым функционально-эксплуатационным и
информационно-телекоммуникационным показателям и требованиям за счет реструктуризации и дополнительного обучения дежурно-диспетчерских служб обусловлено процессом разработки системы взаимодействия экстренных оперативных служб (далее - ЭОС) при реагировании на происшествия и чрезвычайные ситуации. Для эффективного решения поставленных задач требуется комплексная или частичная (выборочная) реконструкция системы управления ЭОС. Приведение реконструируемой системы управления в соответствие с действующим нормативно-правовым стандартам в данном случае будет являться технико-экономическим
обоснованием комплексной реконструкции системы управления ЭОС.
Перечень опасностей, характерных для субъектов Российской Федерации, включает пожары, химические и бактериологические заражения, а также информационные, социально -экономические (включая правонарушения, террористические акты) и многие другие. Обеспечение безопасности и устойчивого функционирования всех процессов и систем (противопожарные службы, поисково-спасательные отряды, службы скорой и неотложной медицинской помощи, службы общественной безопасности, аварийно-ремонтные службы и др.) решает Система-112.
Финансовое обеспечение этих служб ложится серьезным грузом на расходные части федеральных и субъектовых бюджетов и доходит до десятков процентов бюджетов территориальных единиц за отчетные периоды. Актуальность же проблемы разработки каждой ЭОС (обоснование ее рациональных размеров, структуры и оснащенности), не имеющей удовлетворительных решений до недавнего времени, обусловлена
отсутствием определенного научного
инструментария в администрациях субъектов Российской Федерации.
Этапами разработки подобного инструментария можно считать прежде всего детальное изучение, во-первых, процесса возникновения происшествий и чрезвычайных ситуаций разного рода, во-вторых, процесса реагирования на них заинтересованных служб. Проведение крупномасштабных исследований деятельности ЭОС в различных субъектах позволит разносторонне изучить этот вопрос. [1-4].
Все ЭОС службы функционируют, в сущности, по одной и той же схеме, в одном и том же режиме, оперативно реагируя на возникающие на территории субъекта (объекта) различные происшествия и чрезвычайные ситуации. Отсюда следует, что совокупность всех ЭОС образует специфический класс сложно устроенных социально-экономических систем,
функционирование которых является однотипным сложным пространственно-временным случайным процессом. Чтобы спроектировать рациональные структуры ЭОС, необходимо знать реальный объем работы этих служб и их динамику, порядок распределения вызовов их подразделений по времени и по территории субъекта, закономерности использования различных технических средств при обслуживании вызовов, разнообразные временные характеристики процесса функционирования ЭОС (время следования подразделений к месту вызова, время работы на месте вызова, общее время занятости подразделений обслуживанием одного вызова) и др.
Потоки вызовов оперативных
подразделений ЭАСС удовлетворительно описываются законом Пуассона (стационарным или нестационарным), т.е. в простейшем случае вероятность Рк(т) того, что за время т поступит ровно к вызовов подразделений той или иной ЭАСС, равна:
Pk (г) =
(ЛгУ k!
(1)
где X - среднее число вызовов в единицу времени.
Потоки выездов подразделений можно описать эмпирическим распределением:
Р{х = г} = аг (2)
где х - случайная величина, означающая число выезжающих по вызову специальных автомобилей данного типа, аг - эмпирическая вероятность того, что по вызову поедут г таких автомобилей.
Основные временные характеристики процесса функционирования ЭОС - время диспетчеризации, время следования к месту вызова, время боевой работы на месте вызова, время занятости подразделений (от момента выезда из депо до момента возвращения и включения в боевой расчет). Все эти (и другие) временные характеристики являются непрерывными случайными величинами и удовлетворительно описываются законом Эрланга того или иного порядка. Например, для времени занятости имеем:
г
<г} = 1 -^^[(цг)/к] (3)
к=0
где Р{тзан<т} - вероятность того что время занятости тзан меньше какого-то значения т; г -порядок закона Эрланга;
ц=(г+1)/ тср.зан - параметр закона Эрланга;
тср.зан - среднее значение времени занятости подразделений.
Критические состояния в процессе функционирования любой ЭОС создаются тогда, когда подразделениям ЭОС одновременно приходится обслуживать сразу несколько вызовов. Поэтому необходимо уметь прогнозировать подобные ситуации.
Вероятность Рт того что в любой момент времени в городе подразделения данной ЭАСС одновременно будут обслуживать т вызовов, вычисляется так:
Pm = Л
ср.зан
Q ср. зан
/ m!
(4)
где X - среднее число вызовов в единицу
времени, тс]
- средняя продолжительность
обслуживания одного вызова (предполагается, что поток вызовов подчиняется закону Пуассона с параметром ).
Исходя из этой модели, можно найти суммарную продолжительность Тт
одновременного обслуживания т вызовов за какое-то время Т, частоту таких случаев и ряд других характеристик исследуемого процесса.
Наиболее важной для обоснования числа специальных автомобилей определенного типа той или иной ЭОС является математическая модель одновременной занятости этих автомобилей обслуживанием поступивших вызовов. Суть процесса функционирования ЭОС города представлена графическими моделями на рис. 1 и на рис. 2.
Рис. 1. Модели потока вызовов (а), времени обслуживания вызовов (б) и работы подразделений ЭАСС (в)
Рис.2. Состояние ЭАСС для пяти отделений
При этом на рис. 2 изображен график состояний только для пяти однотипных отделений некоторой ЭОС (без указания интенсивностей всех
возможных переходов). Из этой схемы видно насколько сложен процесс функционирования ЭОС даже для пяти отделений, а в любом крупном
городе их десятки.
В предположении, что выполнены все положения предыдущих пунктов, можно показать, что для этого процесса справедливы формулы:
Р = в'АТсрза" (5)
ЯТ 7_1
Р = £ {] _ .^ р (6)
7 1=0
где PJ - вероятность того что в любой момент времени в городе одновременно заняты ) специальных автомобилей (оперативных отделений) данного типа, а смысл всех других обозначений разъяснялся выше.
Тогда для того чтобы определить вероятность того, что в городе одновременно может быть использовано более N однотипных отделений данной ЭАСС, нужно использовать формулу:
N
Р>м = 1 Р 7 (7)
7=0
Указанные подходы позволяют определить обоснованное нормирование подразделений любой ЭАСС в городах.
На основе результатов, полученных выше, можно приблизительно определить необходимое городу количество подразделений различных ЭОС. Понимание определения в последующем количества пунктов постоянной дислокации этих подразделений (подстанций скорой медицинской помощи, пожарных частей, стационарных пунктов ГИБДД и др.) Их количество должно, в первую очередь, обеспечить установленное время прибытия подразделений ЭОС к месту вызова.
Также необходимо учитывать параметры городской среды и параметры, влияющие на оперативную обстановку в городе относительно данной ЭОС, т.е. реальные условия ее функционирования в этом городе [4-6].
Библиография
1 Алехин Е.М., Брушлинский Н.Н., Коломиец Ю.И., Науменко А.П., Соколов С.В., Вагнер П. Автоматизированное проектирование и стратегическое управление системами обеспечения безопасности больших городов // Проблемы управления безопасностью сложных систем. -Москва: ИПУ РАН, 1999. - 245 с.
2 . Алехин Е.М., Брушлинский Н.Н., Коломиец Ю.И., Соколов С.В., Вагнер П. Автоматизированное проектирование систем обеспечения безопасности больших городов // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях, вып. 7. - Москва: ВИНИТИ, 1997. - 44 с.
3 Алехин Е.М., Брушлинский Н.Н., Соколов С.В., Вагнер П. Управление проектами систем жизнеобеспечения и безопасности больших городов // Материалы международной практической конференции. -М.: РАЕН, 1997.
4 Кочегаров А.В., Плаксицкий А.Б., Денисов М.С., Сайко Д.С., Математическая модель оптимизации прибытия пожарного подразделения с использованием информационных систем мониторинга транспортной логистики города Воронежа // Вестник ВГУИТ. - 2016. - №3 - С. 116122. doi: 10.20914/2310-1202-2016-116-122.
5 Алехин Е.М., Брушлинский Н.Н., Коломиец Ю.И., Соколов С.В., Вагнер П. Безопасность городов. Имитационное моделирование городских процессов и систем. - Москва: ФАЗИС, 2004. - XII. - 172 c.
6 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федеральный закон от 22.07.2008 №123-Ф3.
References
1 Alekhin E.M., Brushlinskij N.N., Kolomiec YU.I., Naumenko A.P., Sokolov S.V., Vagner P. Avtomatizirovannoe proektirovanie i strategicheskoe upravlenie sistemami obespecheniya bezopasnosti bol'shih gorodov // Problemy upravleniya bezopasnost'yu slozhnyh sistem. - Moskva: IPURAN, 1999. - 245 s.
2 Alekhin E.M., Brushlinskij N.N., Kolomiec YU.I., Sokolov S.V., Vagner P. Avtomatizirovannoe proektirovanie sistem obespecheniya bezopasnosti bol'shih gorodov // Problemy bezopasnosti pri chrezvychajnyh situaciyah, vyp. 7. - Moskva: VINITI, 1997. - 44 s.
3 Alekhin E.M., Brushlinskij N.N., Sokolov S.V., Vagner P. Upravlenie proektami sistem zhizneobespecheniya i bezopasnosti bol'shih gorodov //Materialy mezhdunarodnoj prakticheskoj konferencii. - M.: RAEN, 1997.
4 Kochegarov A.V., Plaksickij A.B., Denisov M.S., Sajko D.S., Matematicheskaya model' optimizacii pribytiya pozharnogo podrazdeleniya s ispol'zovaniem informacionnyh sistem monitoringa transportnoj logistiki goroda Voronezha // Vestnik VGUIT. - 2016. - №3 - S. 116122. doi: 10.20914/2310-1202-2016-116-122.
5 Alekhin E.M., Brushlinskij N.N., Kolomiec YU.I., Sokolov S.V., Vagner P. Bezopasnost' gorodov. Imitacionnoe modelirovanie gorodskih processov i sistem. -Moskva: FAZIS, 2004. - XII. - 172 c.
6 Tekhnicheskij reglament o trebovaniyah pozharnoj bezopasnosti: Federal'nyj zakon ot 22.07.2008 №123-FZ.
MODELING OF THE PROCESS OF OPERATION OF EXTREME OPERATIONAL SERVICES IN THE SYSTEM-112 SYSTEM
The process of functioning of emergency services emergency call service by a single number 112 in the territory of the Russian Federation is analyzed in detail. The characteristic dangers for the territory of the Russian Federation are considered. Proposals have been made for the selection of the optimal scheme for the construction of Sistema-112. A mathematical apparatus for modeling the process offunctioning of Sistema-112 and determining the number of emergency operational services for the municipality is given.
Key words: Emergency Rescue Services (EAS), Sistema-112, dispatch time.
Мальцев Александр Владимирович,
доцент, кандидат технических наук,
Воронежский институт ГПС МЧС России,
Россия, г. Воронеж,
телефон: 8-920-460-30-92,
e-mail: fastmen @list. ru,
Maltcev A.V.,
associate professor,
Candidate of Technical Sciences,
Voronezh Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Voronezh.
Шокаров Алим Анатольевич
Воронежский институт ГПС МЧС России, Россия, г. Воронеж, телефон: 8-962-747-65-75, e-mail: [email protected], Shokarov A.A.,
Voronezh Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Voronezh,
Дзгоев Ахарбек Русланович
Воронежский институт ГПС МЧС России, Россия, г. Воронеж, телефон: 8-928-488-51-84, e-mail: dzgoev. ahsar@mail. ru. Dzgoev A.R.,
Voronezh Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Voronezh.
© Мальцев А.В., Шокаров А.А., Дзгоев А.Р., 2017
