CC BY
3
Анализ информационных потоков в каналах оперативной связи противопожарной службы МЧС России
Ю.А. Рогова, О.С. Власова, Г.И. Рудченко Волгоградский государственный аграрный университет
Аннотация: В данной статье рассматриваются вопросы сбора, обработки и анализа информационных потоков в каналах оперативной связи противопожарной службы МЧС России на примере территориального пожарно-спасательного гарнизона Волгоградской области.
Ключевые слова: оперативная связь, пожарно-спасательный гарнизон, центр управления в кризисных ситуациях, диспетчер, информационная нагрузка, спецлиния «01», информационно-телекоммуникационных технологии, отряд ФПС, подразделения пожарной охраны.
Ускоряющиеся темпы развития и совершенствования жизни современного общества все чаще ведут к стремительному росту информационных потребностей современного человека всегда быть в курсе важных событий и дел для правильного и эффективного принятия качественных решения. В таких условиях информационные технологии и создаваемые на их базе информационные системы становятся значимым средством решения поставленных задач.
Оперативная пожарная обстановка в любом населенном пункте подразумевает наличие ряда действий, которые обуславливают различные мероприятия, такие как предупреждение возникновения пожаров и возгораний, предположение возможных масштабов и последствий. Пожарная охрана располагает определенными силами и средствами, которые находятся в боевом расчете территориального пожарно-спасательного гарнизона (далее ПСГ), главная задача которых - выполнение определенных функций по ликвидации и устранению различных чрезвычайных опасностей [1, 2].
К имеющимся силам и средствам территориального ПСГ необходимо отнести следующие факторы: численность личного состава, его боеспособность, боеготовность и профессиональную подготовку, число боевых расчетов (отделений) на основной и специальной пожарной технике,
наличие современных пожарных автомобилей, их техническое состояние, оснащенность пожарно-техническим вооружением, инструментом и оборудованием, общая техническая оснащенность ПСГ, в том числе, средства связи, АПС, пожарной автоматики а так же эффективное взаимодействие подразделений пожарной охраны с различными экстренными службами города.
Своевременное оперативное прибытие личного состава подразделений пожарной охраны в кратчайшие сроки к месту пожара, проведение АСР при спасении пострадавших и успешные мероприятия по тушению и нераспространению пожара напрямую зависит от качественного и бесперебойного функционирования службы связи ПСГ. Значительную роль, несомненно, играет и профессионализм сотрудников центра управления в кризисных ситуациях (далее ЦУКС) и его техническое обеспечение и возможности [3-5].
В пожарной охране на время поступления оперативной информации накладывается определенная задержка обработки информации или поступившего вызова может привести к значительным материальным, экологическим потерям от возникшей чрезвычайной ситуации. Поэтому важной для пожарной охраны становится характеристика оперативности системы организации связи.
При использовании различных методов математического моделирования и при построении эффективно работающих сетей оперативной связи в пожарно-спасательной част (далее ПСЧ) исследование статистических характеристик информационных потоков в информационных каналах является одним из главных этапов на пути оптимизации системы связи ФПС ГПС в целом.
Кроме того, исследование информационной нагрузки в каналах связи подразумевает первоочередное решение задач, которые выполняют
разработчики при модернизации и усовершенствовании в настоящий момент систем качественной оперативной связи.
Учитывая существующие характеристики нагрузки, появляется возможность определить количество каналов (линий) связи при требуемом качестве обслуживания, подобрать наиболее оптимальную и надежную модель построения системы оперативной связи в пожарно-спасательном подразделении, выбрать наиболее эффективную структуру построения системы оперативной связи, определить принцип распределения каналов между абонентами и т. п. [6].
Количество переговоров в сети оперативной связи за единицу времени и продолжительность занятия канала связи являются одними из основных характеристик информационных поток в каналах оперативной связи. Кроме того, последовательность поступления вызовов в сеть оперативной связи является рандомным процессом, поэтому случайными величинами будут и моменты появления отдельных вызовов, и количество вызовов в единицу времени, а также продолжительность их обработки. При таких условиях единственно приемлемыми и эффективными выступают статистические методы анализа информационной нагрузки в каналах оперативной связи. При этом определение периодичности поступления входящих вызовов может быть осуществлено по конечным результатам проведенного анализа и длительности переговоров во времени и установления законов распределения соответствующих случайных величин.
Система приема и обработки поступающей в канал связи информации (далее СПИ) по линиям специальной связи «01» является составной частью службы связи ФПС ГПС МЧС России и направлена на обеспечение эффективного решения возможных задач оперативного поступления и обработки сообщений о различных ЧС на охраняемой территории. Кроме получения оперативной информации о пожарах по линиям «01» сообщения о
и
ЧС могут поступать по коммутируемой сети ГАТС или по каналам радиосвязи. На рис. 1 представлена типовая схема соединения абонентов городской телефонной сети с диспетчерами ЦУКС [7, 8].
Рис. 1. Схема соединения абонентов городской телефонной сети с диспетчерами ЦУС (СПИ): РАТС - районная автоматическая телефонная станция; УСС - узел специальной связи; ЦУС - центр управления силами и средствами пожарной охраны; СПИ - система приема информации.
При малой нагрузке входящие вызовы обрабатываются диспетчерами по мере их поступления. Но при высокой загруженности сети оперативных каналов связи и при образовании очереди в этих каналах, вызовы начинают обслуживаться диспетчерами случайным образом, причем, данная ситуация может создать момент неопределенности между диспетчерами, кому обслуживать входящий вызов.
Для оптимизации улучшения порядка приема оперативной информации, а так же для определения требуемого числа линий специальной связи «01» необходимо и важно установить фактическую нагрузку, создаваемую поступающими на вход системы вызовами. Для этого необходимо фиксировать поступающие вызовы непосредственно на входе СПИ с помощью быстродействующего самопишущего прибора и счетчиков числа вызовов (Сч1, Сч2 и СчЗ).
С помощью сбора и обработки данных по количеству и характеру поступающих вызовов в пожарную охрану за конкретный промежуток
времени (например, 3 года), можно проанализировать информационные потоки в каналах оперативной связи противопожарной службы МЧС России. Рассмотрим данную методику на примере территориального ПСГ Волгоградской области [9].
За счет бюджетных средств региона на территории Волгоградской области функционирует противопожарная служба, в состав которой входят пожарно-спасательные подразделения и органы обеспечения ее деятельности.
В состав территориального ПСГ Волгоградской области входят 8 местных ПСГ: Волгоградский, Волжский, Михайловский, Камышинский, Урюпинский, Николаевский, Суровикинский, Котельниковской.
Вся территория ПСГ Волгоградской области разделена на 11 отрядов ФПС ГПС МЧС России (далее ОФПС): 1 отряд ФПС г. Волгоград, 2 отряд ФПС г. Урюпинск, ФГБУ «3 отряд ФПС ГПС по Волгоградской области (договорной)» г. Волгоград, 4 отряд ФПС Котельниковский район, 5 отряд ФПС г. Волжский, 8 отряд ФПС г. Калач-На-Дону, 9 отряд ФПС г. Камышин, 10 отряд ФПС г. Михайловка, 11 отряд ФПС Котовский район, 12 отряд ФПС г. Николаевск, ФГБУ «13 отряд ФПС ГПС по Волгоградской области (договорной)», г. Волжский. В состав каждого отряда входят несколько подразделений пожарной охраны: 1 ОФПС - 13 ПСЧ; 2 ОФПС - 4 ПСЧ; 3 ОФПС - 3 ПСЧ; 4 ОФПС - 3 ПСЧ; 5 ОФПС - 5 ПСЧ; 8 ОФПС - 5 ПСЧ; 9 ОФПС - 9 ПСЧ; 10 ОФПС - 8 ПСЧ; 11 ОФПС - 2 ПСЧ; 12 ОФПС - 4 ПСЧ; 13 ОФПС - 2 ПСЧ.
В СПИ на ЦУС по Волгоградской области и на ЦУС 1 отряда ФПС по г. Волгограду по линиям специальной связи «01» поступает различного рода информация, связанная не только с опасностями, но и сообщения консультационного характера, и сообщения-помехи, связанные со случайным или преднамеренным попаданием абонентов ГАТС в СПИ.
По итогам статических данных ГУ МЧС России по Волгоградской области, были проанализированы данные ЦУКС по Волгоградской области и г. Волгограду (ЦУС 1 отряд ФПС) по количеству и характеру принятых сообщений и о выездах подразделений пожарной охраны с 2017 по 2021 гг.
Пример сбора и обработки данных по категориям вызовов и времени их обработки на ЦУС 1 отряда ФПС г. Волгограда за 2017 г. представлен в таблице №1. Аналогичным способом были собраны и обработаны данные по выездам подразделений пожарной охраны ЦУКС Волгоградской области и за 2017 - 2020 гг.
Таблица №1
Сводная таблица по категориям вызовов и времени их обработки на ЦУС 1
отряда ФПС г. Волгограда
№ п/п г. Волгоград 1 Отряд ФПС
Категория вызова Время вызова
ЧС (П, А) Инф. Ложно Нач. Оконч
01.0 1.2017 г.
1 Ложно 16.18 16.19
2 Ложно 20.10 20.11
3 Ложно 15.27 15.28
02.0 1.2017 г.
4 Ложно 17.57 17.58
03.0 1.2017 г.
5 Пожар 00.50 00.52
04.0 1.2017 г.
6 Пожар 23.56 23.58
Количество и характер принятых сообщений о пожарах в ЦУКС по Волгоградской области за 2020 г. сведены в таблицу №2, а за 2021 г. - в таблицу №3.
Таблица №2
Количество принятых сообщений о пожарах в ЦУКС по Волгоградской
области за 2020 год
Принятые сообщения о пожаре
№ п/ п Отчетны й период Всего пожаро в Посредством телефонной связи Из них ложн ых От заявител ей Из них ложн ых От АПС (ППО ) Из них ложн ых При меча ние
1 1 квартал 1756 2811 1035 0 0 42 21
2 2 квартал 3056 3985 1243 0 0 38 15
3 3 квартал 4862 6438 1429 0 0 49 24
4 4 квартал 2391 3571 962 0 0 23 11
5 Год 12065 16805 4669 0 0 152 71
Таблица №3
Количество принятых сообщений о пожарах в ЦУКС по Волгоградской
области за 2021 год
Принятые сообщения о пожаре
№ п/ п Отчетны й период Всего пожаро в Посредством телефонной связи Из них ложн ых От заявител ей Из них ложн ых От АПС (ППО ) Из них ложн ых При меча ние
1 1 квартал 794 1551 745 1 0 11 8
2 2 квартал 2238 4402 2170 2 0 21 17
3 3 квартал 2717 3652 828 1 0 57 50
4 4 квартал 1452 1124 562 1 1 16 12
5 Год 7201 10729 4305 5 1 105 87
Исходя из полученных данных, в 2020 году наиболее интенсивным был 3 квартал. Посредством телефонной связи диспетчерским составом было принято 6438 вызовов. В 2021 году наиболее интенсивным по количеству пожаров был так же 3 квартал. Больше всего вызовов о пожаре по средствам телефонной связи диспетчерским составом было принято во 2 квартале (начало пожароопасного периода на территории Волгоградской области) -4402 вызова. Но и количество ложных вызовов в этот период составило 2170, что существенно превышает показатели за другие кварталы отчетного периода.
Сводная таблица статистических данных по количеству и характеру выездов подразделений пожарной охраны Волгоградской области и по г. Волгограду в период с 2017 по 2020 гг. представлена ниже (таблица №4).
Относительное содержание вызовов различного вида, поступивших на ЦУКС по Волгоградской области и на ЦУС 1 отряда ФПС по г. Волгограду по линиям спецсвязи «01» за 2017-2020 гг. с расчетом среднего количества вызовов в час за сутки представлены в таблице №5.
Таблица №4
Сводная таблица статистических данных по количеству и характеру выездов
подразделений пожарной охраны Волгоградской области за 2017-2020 гг.
Характе Волгоградска я область (ВО) г. Волгоград (1 отряд ФПС) Количество выездов
р выезда Общее количество выездов подразделений ВО
2017 2018 2019 2020 2017 2018 2019 2020 2017 2018 2019 2020
Всего 8686 17059 19396 25022 7255 7526 6618 9345 1431 9533 1277 1567
выездов: 8 7
- на 2201 9169 8637 12073 2987 3237 2471 5345 786 5932 6166 6728
пожар
- на ДТП 1848 1770 1846 2390 258 271 293 243 1590 1500 2235 2147
- на АСР 627 1782 5070 5881 1256 1342 1341 1432 629 440 3729 4449
и ПСР
- на ЧС 5 4 4 9 0 0 0 0 0 0 0 0
- ложные 4005 4334 3839 4669 2754 2676 2513 2325 1251 1658 1326 2344
Таблица №5
Относительные показатели по входящим вызовам, поступивших на ЦУКС по Волгоградской области и на ЦУС 1 отряда ФПС по г. Волгограду по линиям
спецсвязи «01»
Параметры Наименование подразделений Среднее количество вызовов в час за сутки
Волгоградская область г. Волгоград (1 отряд ФПС)
Число спецлиний «01» 10 ГАТС - 1, «01» - 1
Отчетный период 2017 2018 2019 2020 2017 2018 2019 2020 2017 2018 2019 2020
Среднее число вызовов за сутки, из них: 23 47 54 69 25 21 19 26 0,95 1,95 2,25 2,87
- сообщения о пожаре 5 25 23 33 9 9 7 15 0,2 1,041 0,95 1,37
- сообщения об аварийных ситуациях 2 5 14 16 7 4 4 4 0,08 0,2 0,58 0,66
- о ДТП 5 5 6 7 1 1 1 1 0,08 0,08 0,25 0,29
- ложные 11 12 11 13 8 7 7 6 0,45 0,5 0,45 0,54
М Инженерный вестник Дона, №6 (2022) ivdon.ru/ru/magazine/arcliive/n6y2022/7751
Исходя из представленных в таблице №5 данных, очевидно, что наибольшая частота вызовов за сутки, поступивших на ЦУКС по Волгоградской области и на ЦУС 1 отряда ФПС по г. Волгограду приходится на 2020 год. Среднее количество вызовов в час за сутки составило в 2020 году около 3. В таблице 6 представлены данные по количеству вызовов, поступивших за час в течение суток на ЦУКС по Волгоградской области в 2017 - 2020 гг. На рис. 2 представлена соответствующая гистограмма.
Таблица №6
Распределение числа вызовов, поступивших за час в течение суток на ЦУКС
по Волгоградской области в 2017 - 2020 гг.
Промежуток 2017 2018 2019 2020 В среднем вызовов за 4 года в сутки
времени
От 00 до 02 3 2 3 4 3
От 02 до 04 2 3 4 3 3
От 04 до 06 1 1 2 4 1,5
От 06 до 08 2 1 4 3 2,5
От 08 до 10 1 2 3 6 3
От 10 до 12 1 3 3 8 3,75
От 12 до 14 1 5 4 7 4,25
От 14 до 16 1 9 7 5 5,5
От 16 до 18 2 3 2 8 3,75
От 18 до 20 2 5 4 7 4,5
От 20 до 22 3 7 8 9 6,75
От 22 до 00 3 6 10 9 7
ИТОГО: 23 47 54 69
Исходя из этого следует, что в среднем на ЦУКС по Волгоградской области в 2017 г. в сутки поступило 23 вызова, в 2018 г. - 47, в 2019 г. - 54, в 2020 г. - 69. Соответственно, больше всего вызовов поступает в период с 22.00 до 00.00 ч, менее всего в период с 04.00 до 06.00.
В таблице 7 представлены результаты распределения числа вызовов, поступивших за час в течение суток на ЦУС по г. Волгограду за 2017-2020 гг. На рисунке 3 представлена соответствующая гистограмма.
Исходя из этого следует, что в среднем ЦУС по г. Волгограду в 2017 г.
в сутки поступило 25 вызовов, в 2018 г. - 21, в 2019 г. - 19, в 2020 г. - 26. Исходя из этого следует, что больше всего вызовов поступает в период с 20.00 до 00.00 ч, менее всего в период с 06.00 до 14.00.
10 ° "7 т / а б ° с; а э 1- ё 4 1 3 § 2 * 1 0
—
-- \
— 1 —] к Г--]
-- ] ~п Т1 4
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Часы суток 2017г. 12018г. I 2019г. 12020г.
Рисунок 2 - Результаты распределения числа вызовов, поступивших за час в течение суток на ЦУКС по Волгоградской области за 2017 - 2020 гг.
Таблица 7 - Распределение числа вызовов, поступивших за час в течение суток на ЦУС по г. Волгограду в 2017 - 2020 гг.
Промежуток 2017 2018 2019 2020 В среднем вызовов за 4 года в сутки
времени
От 00 до 02 3 2 3 3 2,75
От 02 до 04 2 1 1 2 1,5
От 04 до 06 3 1 1 2 1,75
От 06 до 08 1 1 1 1 1
От 08 до 10 1 1 1 1 1
От 10 до 12 1 1 1 1 1
От 12 до 14 1 1 1 1 1
От 14 до 16 2 1 1 1 1,25
От 16 до 18 2 1 1 1 1,25
От 18 до 20 2 3 2 3 2,5
От 20 до 22 3 4 3 5 3,75
От 22 до 00 4 3 3 5 3,75
ИТОГО: 25 21 19 26
ПГ III III III III III пгигпгпгж
О 2 4 б 8 10 12 14 16 18 20 22
Часы суток
2017г. ■ 2018 г. I 2019г. И2020г.
Рисунок 3 - Результаты распределения динамики входящих вызовов, поступивших за час в течение суток на ЦУС по г. Волгограду за 2017 - 2020 гг.
На основании вышеуказанных статистических данных, очевидно, что среднее время приема вызовов в системе приема сообщений составляет около 20 с, а среднее время обработки вызова-сообщения о пожаре - около 30 с. В потоке поступающих вызовов присутствуют сообщения с большой длительностью обслуживания, достигающей 120 с (сообщения о пожарах, авариях и т.п.) и подавляющее число сообщений с небольшой длительностью приема, колеблющейся от 20 до 40 с. Время регистрации и обработки поступившей информации по мнениям специальной связи «01» характеризуется большим разбросом значений длительности обслуживания. Результатами проведенных исследований подтверждается тот факт, что порядок поступления вызовов неравномерно в течение суток.
Вызовами-помехами для диспетчера являются подавляющее число вызовов (более 80%), поступавших по линиям специальной связи «01», не несущие информации непосредственно о пожарах и авариях. Данные вызовы могут быть связаны не только с ошибками, возникающими по вине абонента, но и реже всего, с поломкой коммутационного оборудования.
Математические модели системы приема информации по линиям специальной связи «01» и модели радиосетей различного назначения, математического аппарата теории массового обслуживания могут быть построены и выполнены на основании полученных результатов статистических исследований информационных потоков.
На сегодняшний день система связи и автоматизированное управление в пожарной охране являются важнейшими составляющими частями единой инфраструктуры организации управления в целом и представляют техническую базу информатизации и автоматизации управления ПСГ [10].
Литература
1. Попов, А.П., Шахраманьян, М.А., Зенцов, И.И., Нехорошев, С.Н. Автоматизированная система оперативно-диспетчерского управления в ЧС в мегаполисах. - М.: Безопасность жизнедеятельности. - 2001. - № 12. - с. 1821.
2. Качанов, С.А., Агеев, С.В., Ковтун, О.Б., Виноградов, А.В. Применение комплексного планирования мероприятий в целях совершенствования системы вызова экстренных оперативных служб по единому номеру «112» в субъекте Российской Федерации // Технологии гражданской безопасности. -№ 2. - Т. 9. - 2012. - с. 4-9.
3. Загорулько, Ю.А., Загорулько, Г.Б. Искусственный интеллект. Инженерия знаний: учеб. пособие для вузов // Новосиб. гос. унт. - М.: Юрайт, 2018. - 93 с.
4. Геловани, В.А., Башлыков, А.А., Бритков, В.Б. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений в нештатных ситуациях с использованием информации о состоянии природной среды. Едиториал УРСС - М., 2015. - 304 c. - ISBN 5-8360-0298-3.
5. Собурь, С.В. Пожарная безопасность предприятия: Курс пожарно-технического минимума: Учебно-справочное пособие. — М.: ПожКнига, 2017. — 480 c.
6. Зыков, В.И., Степанов, В.В., Мосягин, А.Б., Петренко, А.Н. Автоматизированные системы управления и связь: учебник / Под общей ред. проф. Зыкова, В. И. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Академия ГПС МЧС России, 2019 - 457 с. -
7. Брушлинский, Н.Н., Соколов, С.В., Алехин, Е.М., Коломиец, Ю.И., Вагнер, П. Опыт применения компьютерных имитационных систем моделирования деятельности экстренных служб // Пожаровзрывобезопасность. - 2016. - Т. 25. - № 8. - с. 6-16. - DOI: 10.18322/ PVB.2016.25.08.6-16.
8. Брушлинский, Н.Н., Соколов, С.В., Григорьева, М.Л. Анализ основных пожарных рисков в странах мира и в России // Пожаровзрывобезопасность. -2017. - Т. 26. - № 2. - С. 72-80.
9. Воронин, В.В., Сизякин, Р.А., Гапон, Н.В., Франц, В.А., Колосов, А.Ю. Алгоритм реконструкции изображений на основе анализа локальных бинарных окрестностей // Инженерный вестник Дона, 2013. № 3. - URL: ivdon. ru/magazine/archive/n3y2013/1857.
10. Маршаков, Д.В., Цветкова, О.Л., Айдинян, А.Р. Нейросетевая идентификация динамики манипулятора // Инженерный вестник Дона, 2011. № 3. - URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2011/504.
References
1. Popov, A.P., SHahraman'yan, M.A., Zencov, I.I., Nekhoroshev, S.N. M.: Bezopasnost' zhiznedeyatel'nosti. 2001. № 12 p. 18-21.
2. Kachanov, S.A., Ageev, S.V., Kovtun, O.B., Vinogradov, A.V. Tekhnologii grazhdanskoj bezopasnosti. № 2. T. 9. 2012. pp. 4-9.
3. Zagorul'ko, YU.A, Zagorul'ko, G.B. Iskusstvennyj intellekt. Inzheneriya znanij [Artificial intelligence. Knowledge Engineering]: ucheb. posobie dlya vuzov. Novosib. gos. unt. M. : YUrajt, 2018. 93 p.
4. Gelovani, V.A., Bashlykov, A.A., Britkov, V.B. Intellektual'nye sistemy podderzhki prinyatiya reshenij v neshtatnyh situaciyah s ispol'zovaniem informacii
0 sostoyanii prirodnoj sredy [Intelligent decision support systems in emergency situations using information about the state of the natural environment]. Editorial URSS. M., 2015. 304 p.
5. Sobur', S.V. Pozharnaya bezopasnost' predpriyatiya: Kurs pozharno-tekhnicheskogo minimum [Fire safety of the enterprise: The course of fire-technical minimum]: Uchebno-spravochnoe posobie. Sobur', S.V. M.: PozhKniga, 2017. 480 p.
6. Zykov, V.I., Stepanov, V.V., Mosyagin, A.B., Petrenko, A.N. Avtomatizirovannye sistemy upravleniya i svyaz' [Automated control systems and communications]: uchebnik, pod obshchej red. prof. Zykova, V. I. 3-e izd., pererab.
1 dop. M.: Akademiya GPS MCHS Rossii, 2019. 457 p. 7. Brushlinskij, N.N., Sokolov, S.V., Alekhin, E.M., Kolomiec, YU.I., Vagner, P. Pozharovzryvobezopasnost'. 2016. T. 25. № 8. p. 6-16. DOI: 10.18322/ PVB.2016.25.08.6-16.
8. Brushlinskij, N.N., Sokolov, S.V., Grigor'eva, M.L. Pozharovzryvobezopasnost'. 2017. T. 26. № 2. pp. 72-80.
9. Voronin, V.V., Sizyakin, R.A., Gapon, N.V., Franc, V.A., Kolosov, A.YU. Inzhenernyj vestnik Dona, 2013. № 3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2013/1857.
10. Marshakov, D.V., Cvetkova, O.L., Ajdinyan, A.R. Inzhenernyj vestnik Dona, 2011. № 3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2011/504.
