ВВЕДЕНИЕ

Анализ статистических данных указывает на то, что примерно 75% пожаров в Украине происходит в жилом секторе. Их возрастающее количество (с 42481 в 1997 г. до 61286 в 2003 г. и 48082 в 2006 г.) и погибших (от 2216 в 1997 г. до 3798 в 2002 г. и 4027 в 2006 г.) свидетельствует о необходимости более эффективной работы пожарных подразделений. Препятствием этому является кадровый и ресурсный дефицит, что в современных условиях отражается на основных показателях, к которым относится время проезда к месту пожара, время его локализации и время ликвидации. В таких условиях объективная информация является одним из наиважнейших элементов управления и улучшения качества пожаротушения, она также опосредовано сопутствует предотвращению человеческих жертв и материального ущерба. В связи с этим особенную остроту приобретает задача создания, функционирования и развития информационно-аналитического обеспечения пожарных подразделений.

В Украине соответствующее направление находится на начальном этапе развития. После каждого пожара составляют описание, которое содержит более ста количественных и нечисловых значений. Создание и анализ такой большой информационной базы, которая стала бы источником новых знаний, предназначенных для прогнозирования тенденций развития пожаров и выполнения мероприятий по их предупреждению и ликвидации, является важным и необходимым заданием. Существующие же процедуры сводятся к вычислению трех-пяти статистических показателей – общего количества, средних значений и построению графиков динамики.

Необходимость создания системы противопожарного мониторинга жилых объектов, минимизации времени проезда к месту пожара, уменьшения количества ошибок личного состава при ликвидации пожаров и разработки процедур оптимального распределения имеющихся ресурсов, а также определение динамики пожаров на особо опасных объектах определяют актуальность создания автоматизированных систем поддержки принятия управленческих решений.

В той или иной степени задачи моделирования процессов пожаротушения рассматривались во многих научных работах. Анализу и прогнозированию процессов пожаротушения посвящены исследования отечественных и зарубежных ученых, в частности, Брушлинского М.М., Матюшина А.В., Громовенко А.Л., Смирнова Н.В. Проблемы системного анализа и создания информационно-аналитических систем освещены в трудах Глушкова В.М., Скурихина В.И., Згуровского М.З., Тимчен- ко А.А., Подчасовой Т.П., Панкратовой Н.Д. Известными учеными в области эволюционных методов моделирования для интеллектуальных систем управления являются Горбань А.Н., Галушкин А.И., Курей- чик В.М., Батищев Д.И., Куссуль Э.М., Резник А.М., D. Holland, K. De Jong, D. Grossberg, S. Luke, W. Spears.

Вместе с тем проблема разработки информационно-аналитического обеспечения для оценки уровня пожарной безопасности объектов и информационного сопровождения процессов пожаротушения остается неосвещенной. В монографии рассмотрим аспекты повышения эффективности функционирования пожарных подразделений путем разработки моделей и методов определения оценки пожарной безопасности жилых объектов и информационно-аналитического сопровождения процессов пожаротушения на основе эволюционного моделирования. Реализация такой цели определяется и сопровождается решением следующих задач:

− анализа принципов, моделей, методов и современных информационно-аналитических систем, которые применяются в системе пожарной охраны;

− формализации параметров жилого объекта, осуществления математической постановки задачи оценки уровня пожарной безопасности объекта;

− классификации факторов, влияющих на уровень пожарной безопасности объекта по аспектам безопасности людей и материальных потерь;

− разработки структуры и определения оптимального алгоритма функционирования нейросети, как модели оценки уровня пожарной безопасности объекта, функционирующей по принципу самоорганизации;

− осуществления идентификации зависимости между человеческими, материальными потерями и ошибками личного состава при пожаротушении, а также выполнения ее анализа;

− разработки моделей и методов оптимизации пути следования пожарного расчета к месту пожара на основе генетического алгоритма;

− определения принципов и разработки структуры информационно-аналитического обеспечения, предназначенного для оценки уровня пожарной безопасности, информационно-консультативного сопровождения процессов пожаротушения, прогнозирования количества и типов будущих пожаров и оптимизации кадрового состава.

Объектом нашего исследования являются процессы пожаротушения жилых и особо опасных объектов. Предмет исследования составляют модели и методы определения уровня оценки пожарной безопасности жилых объектов и информационно-аналитическое обеспечение процессов пожаротушения.

В первой главе рассмотрены общие проблемы, которые сопровождают сложные системы на всех этапах их жизненного цикла. К такого рода системам относятся и информационно-аналитические системы. Определены аспекты процесса их создания, включающие общую постановку задачи разрешимости процесса проектирования. Сформулированы и доказаны необходимые и достаточные условия разрешимости.

Анализ современных моделей, методов и инструментальных средств, которые применяются для поддержки принятия решений при пожаротушении, выполнен во второй главе. Рассмотрены принципы, задачи, направления и перспективные технологии принятия решений.

Третья глава посвящена методологии решения задач идентификации и оптимизации целевых функций пожарной безопасности. Выполнены формализованные постановки задач определения уровня пожарной безопасности жилых объектов, минимизации ошибок личного состава при пожаротушении, увеличения информативности априорных данных, минимизации времени проезда пожарного расчета к месту пожара, а также определения времени и скорости распространения пожара на особо опасных объектах. Рассмотрены технологии их решения на основе использования методов Soft Computing.

Методы анализа и прогнозирования уровня пожарной безопасности жилых объектов разработаны и исследованы в четвертой главе. Выполнена идентификация соответствующих моделей и предложены эволюционные методы их оптимизации.

В пятой главе рассмотрены аспекты создания информационного обеспечения процессов пожаротушения, основой которого является формализация исходных данных, создание базы знаний с использованием клиент-серверной архитектуры. Рассмотрены особенности моделирования процесса развития пожара с использованием нечеткой информации.

Шестая глава посвящена анализу результатов моделирования и экспериментальной верификации разработанных моделей и методов с использованием информационно-аналитической системы "БЕЗОПАСНОСТЬ".