КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ УЧЕБНЫХ МЕСТ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ РХБ ЗАЩИТЫ Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 378.355.55

КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ УЧЕБНЫХ МЕСТ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ РХБ ЗАЩИТЫ

A.A. Абдрахманов

адъюнкт научно-исследовательского центра Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: agz.u.s.Qyandex.ru

А.И. Мазаник

доктор военных наук, профессор, главный научный сотрудник научно-исследовательского центра Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: agz.u.s.Qyandex.ru

В.Г. Полевой

кандидат военных наук, доцент,

заместитель начальника Академии

(проректор) по научной работе

Академия гражданской защиты МЧС России

Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки,

мкр. Новогорск

E-mail: v.polevoyQamchs.ru

Е.В. Кондратьев

заместитель начальника Академии Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: agz.u.s.Qyandex.ru

Аннотация. Предложена комплексная методика, позволяющая решить четыре взаимосвязанные частные задачи: определить рациональный вариант распределения учебного времени по направлениям подготовки; оценить уровень подготовки специалистов при заданных вариантах распределения учебного времени и технического оснащения; оценить требуемые финансовые средства для реализации возможных вариантов технического оснащения; выбрать рациональный вариант технического оснащения с учетом ограничений на время обучения и выделенные финансовые ресурсы. Представленный научно-методический аппарат позволяет решить оптимизационную задачу обоснования рационального варианта технического оснащения учебных мест, а его реализация обеспечит максимальный уровень подготовки специалистов в области радиационной, химической и биологической защиты.

Ключевые слова: техническое оснащение учебных мест, радиационная, химическая и биологическая защита, уровень подготовки специалистов, время подготовки специалистов, требуемые финансовые ресурсы.

Цитирование: Абдрахманов A.A., Мазаник А.П., Полевой В.Г., Кондратьев Е.В. Комплексная методика обоснования рационального варианта технического оснащения учебных мест для подготовки специалистов в области РХВ защиты // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2021. № 1 (48). С. - .

В рамках предложенного методического подхода [1] показано, что для определения рационального варианта технического оснащения учебных мест (направлений подготовки), на которых осуществляется подготовка специалистов в области РХБ защиты, необходимо последовательно решить следующие частные задачи:

определить рациональный вариант распределения учебного времени по направлениям подготовки;

оценить уровень подготовки специалистов при заданных вариантах распределения учебного времени и технического оснащения;

оценить требуемые финансовые средства для реализации возможных вариантов техни-

ческого оснащения;

выбрать рациональный вариант технического оснащения с учетом ограничений на время обучения и выделенные финансовые ресурсы.

Ниже представлен комплекс частных методик для решения перечисленных задач.

1. Методика определения рационального варианта распределения учебного времени по направлениям подготовки

Для определения рационального времени обучения специалистов по каждому направлению подготовки (учебному месту) необходимо решить следующие задачи:

оценить значимость направлении подготовки енециалиетов;

раенреде.лить время, выделяемое на обучение специалистов в области РХБ защиты, по направлениям подготовки с учетом их значимости.

Для решения задачи оценки значимости учебных мест целесообразно использовать метод анализа иерархий [2, 3] (далее МАИ), который заключается в представлении решаемой задачи в виде отдельных, но взаимосвязанных этапов, позволяющих на основе обработки результатов экспертного опроса определить приоритет сравниваемых объектов [1|.

Иерархию решаемых задач необходимо строить с цели, заключающейся в оценке значимости сравниваемых объектов, на втором уровне анализируются частные критерии, влияющие на важность объектов, на последнем уровне иерархии размещаются сравнивае-

мые объекты, которые необходимо проранжи-ровать.

Для рассматриваемой задачи иерархия решаемых задач может быть представлена следующим образом:

на вершине иерархии формулируется цель, заключающаяся в оценке значимости учебных мест (направлений подготовки);

второй уровень иерархии включает частные критерии, влияющие на значимость учебных мест;

третий уровень иерархии включает учебные места, коэффициенты значимости которых следует определить.

С учетом данной интерпретации иерархия «цель частные критерии направления подготовки», структурирующая задачу определения коэффициентов значимости учебных мест, может быть представлена в виде рисунка 1.

Рисунок 1 Иерархия «цель частные критерии направления подготовки»

Решение задачи оценки значимости направлений подготовки специалистов предусматривает выполнение следующих этапов [4|: 1. Попарное сравнение объектов экспертами, на основе которого формируются матрицы оценки их предпочтительности У У, которые являются квадратными и обратно симитричными с единичной главной диаганалью. Для оценки сравниваемых объектов используется шкала относительной важности [3], в соответствии с которой сравниваются г-ый и ^'-ый объекты и выставляется оценка При этом

должны выполняться следующие соотношения

Рц = -1 = 1,г = 1 ,п,з = 1,п, (1)

РгЗ

где п - количество сравниваемых объектов.

2. Построение результирующей матрицы, элементы которой определяются как среднее арифметическое значений матриц попарных сравнений.

3. Оценка среднего геометрического значения по строкам, полученной на предыдущем

этапе результирующей матрицы

ßi =

\

п ^,

3 = 1

(2)

4. Проведение процедуры нормализации средних геометрических значений, которая позволяет определить элементы вектора локальных приоритетов исследуемых объектов

ßNi =

ßi

£1=1 Ä'

(3)

5. Оценка согласованности мнений группы экспертов, включающая [2]:

а) определение величины индекса согласованности (ПС)

=

Где Хтах — ^^j=i

Х-тах ^ П— 1 '

(4)

Аг = Рт Тя=1 Ргз, при 3 = = 1,п-

б) определение величины отношения согласованности (ОС)

ОС = И С/СС (5)

где СС - табулированная величина случайной согласованности [3].

6. Последовательное выполнение этапов 15 с целью определения [4]:

значений вектора локальных приоритетов учитываемых частных критериев, влияющих на значимость направлений подготовки специалистов;

значений матрицы локальных приоритетов направлений подготовки с учетом рассматриваемых частных критериев;

значений вектора глобальных приоритетов (коэффициентов значимости) направлений подготовки - щ.

На основе оценки значимости направлений подготовки и с учетом заданного времени на обучение специалистов (Т3) определяется

рациональное время подготовки на каждом учебном месте

¿1 = агТ3, ¿2 = а2Т3,..., гп = апТ3, (6)

Таким образом, предложенная методика позволяет оценить значения коэффициентов значимости направлений подготовки и на этой основе определить рациональный вариант распределения учебного времени по направлениям подготовки.

2. Методика определения уровня подготовки специалистов для заданных

вариантов распределения учебного

времени и технического оснащения

Решение задачи оценки уровня подготовки специалистов на конкретном учебном месте для заданного варианта технического оснащения и с учетом времени, отводимого на обучение, включает следующие этапы:

1. Формирование перечня нормативов, которые должны быть отработаны на каждом учебном месте.

2. Определение времени подготовки специалистов по каждому нормативу с учетом рационального варианта распределения времени обучения по учебным местам. Данная задача может быть решена на основе использования метода ранжирования нормативов.

Процедура ранжирования заключается в том, что эксперты упорядочивают нормативы в соответствии с уменьшением их важности. Наиболее значимому нормативу эксперт присваивает ранг 1, второму по значимости нормативу - ранг 2 и т.д. до Р, где Р - общее количество нормативов, по которым осуществляется подготовка.

Полученные значения рангов р^- (г = 1,Р\ ^ = 1,т) заносятся в таблицу сравнительных оценок нормативов, по которым осуществляется подготовка (таблица 1).

Таблица 1 — Результаты сравнительных оценок нормативов, по которым осуществляется подготовка

Наименование норматива г-го учебного места Эксперты

1 2 3 m

1 Р11 Р12 P13 P1m

2 Р21 Р22 P23 P2m

3 Р31 Р32 P33 P3m

/ Pf -11 Pf-12 Pf-13 Pf -1m

Pf 1 PF 2 PF 3 PFm

Сумма рангов A1 A2 A3 Am

Обработка полученных результатов осуществляется по следующему алгоритму [5, 6, 7]:

определение суммарного значения рангов по нормативам, отрабатываемым на г-ом учебном месте

Ri f = Е f з

(7)

3 = 1

определение суммарного значения рангов по всем нормативам, отрабатываемым на г-ом учебном месте

F т

Ri = ^ f 3 f=1 3 = 1

(8)

вычисление среднего значения рангов по

г

месте

Riep —

EF Y^m

f=1 1^3 = 1 Pifj F

(9)

оценка коэффициентов значимости нормативов, по которым осуществляется подготовка

aif

Em

j=1 Pifj

EF ^^т

f=1^3 = 1 Pifi

(10)

оценка согласованности ранжирования нормативов экспертами на основе вычисления коэффициента конкордации Кендела [8]

К —

12 EF=1 D2f

m2(F3 - F)

(11)

В приведенной формуле:

т - количество экспертов; р .......... количество сравниваемых нормативов,

по которым осуществляется подготовка.

Величина А/ определяется из выражения

Di f = Ri f — R

f

Чср

(12)

Для определения времени подготовки специалистов по каждому нормативу используется следующее выражение

ti f = Uai f

(13)

3. Оценка вероятности выполнения частных нормативов за допустимое время для каждого варианта технического оснащения с учетом всего перечня элементов, входящих в лучший вариант. Для решения этой задачи с помощью экспертов заполняется матрица, входами которой являются (таблица 2):

А = {йц, йг2,..., ,...,йгр) - перечень нормативов для оценки уровня подготовки, где йг/ наименование /-го норматива, £ = 1,^ Р - общее количество нормативов,

г

ом учебном месте;

Xíf = {Хг / l,Xíf 2,..., Xíf 3,..., - пе-

речень вариантов технического оснащения, предназначенных для отработки /-го норматива на г-ом учебном месте, где х^/ ^ - наименование ]-то варианта технического оснащения, предназначенного для отработки /-го норматива на г-ом учебном месте, ] = 1,т, т - коли-

г

учебного места;

Сг^ — (Cгfm1, . . . ? ^г/тк? . . . ? Сг/тН)

перечень элементов, входящих в состав т-го варианта технического оснащения, предназначенных для отработки /-го норматива на г-ом учебном месте, где сг- наименование Н-го элемента, входящего в состав т-то

варианта технического оснащения, Н = 1,Н, Н - общее количество элементов [1]. При этом /-ый норматив, отрабатываемый на конкретном элементе технического оснащения, называется частным нормативом.

Таблица 2 — Результаты экспертного опроса по оценке выполнения частных нормативов

Перечень нормативов Перечень вариантов технического оснащения Перечень элементов Эксперты

1 2 Q Q

C-i fml Pi fmll Pifm12 Pi fm1q Pifm1Q

Cifm2 Pi fm21 Pifm22 Pi fm2q Pifm2Q

C-i fmh Pi fmhl Pifmh2 Pi fmhq Pi fmhQ

C-i fmH Pi fmH 1 PifmH2 Pi fmHq PifmHQ

Каждый q-ъm эксперт оценивает возмож-

Н

элементе технического оснащения при заданном времени подготовки ^/, которое определя-

ется на этапе 2. На пересечении строк и столбцов выставляется оценка, которая может принимать следующие значения

Pifjhq =

0, если специалист по оценке эксперта не сможет

Н

технического оснащения;

1,

.

(14)

На последующих этапах определяются: оценка вероятности выполнения частно-Н

оснащения за допустимое время

Pi fmh

1

Q

Q

^ ^ Pi fmhq

(15)

оценка вероятности выполнения /-го норматива при условии реализации ]-го варианта технического оснащения на г-ом учебном месте

Pifi

1

Н

h

^ ^ Pi fmh

(16)

h=1

определение уровня подготовки специали-

стов при условии реализации ]-то варианта технического оснащения на г-ом учебном месте

F

= f р^ а f=i

(17)

где а.г/ - коэффициент значимости /-го норматива, по которому осуществляется подготовка.

Таким образом, предложенная методика позволяет оценить уровень подготовки специалистов при заданном варианте технического оснащения с учетом [1]:

коэффициентов значимости направлений подготовки;

распределения учебного времени, отводи-

мого на обучения по каждому направлению подготовки;

коэффициентов значимости нормативов, по которым осуществляется подготовка специалистов на каждом учебном месте;

распределения учебного времени, выделяемого для отработки каждого норматива на конкретном учебном месте;

оценки вероятности выполнения /-го норматива при условии реализации го варианта

г

сте.

3. Методика оценки требуемых финансовых средств для реализации возможных вариантов технического оснащения учебных мест

Под оценкой требуемого объема финансовых средств на реализацию варианта технического оснащения направлений подготовки (учебных мест) понимается совокупная стоимость единовременных затрат на закупку и установку, эксплуатацию и утилизацию элементов, входящих в состав данного варианта.

Поскольку каждый к-ый элемент из состава ]-то варианта оснащения имеет свой гарантийный срок эксплуатации (г^и), то для приведения требуемого объема финансовых средств к единой шкале целесообразно ввести понятие приведенной стоимости. Под приведенной стоимостью варианта технического оснащения следует понимать требуемый объем финансовых средств на его реализацию за определенный период времени (например, год).

Значение требуемого объема финансовых средств на реализацию к-го элемента из состава ^'-го варианта оснащения г-го направления подготовки определяется из выражения

= ^^ + + ^¿¡и (18)

где - единовременные затраты на закупку и установку к-го элемента из состава ^'-го г

товки;

""""" эксплуатационные расходы па протяжении гарантийного срока эксплуатации к-го элемента из состава ]-то варианта оснащения г

пУт 7

""""" стоимость утилизации к-го элемента из состава ^'-го варианта оснащения г-го направления подготовки.

Единовременные затраты на реализацию к го элемента из состава варианта оснаще-г

определены из выражения

ОВД = сзак + оуст + поб /-1С1\

°г]И = °%]И + + °%]И

где Б^И ~ стоимость приобретения к-го элемента технического оснащения;

Ь^и - стоимость установки (монтажных к

Б^и - стоимость обучение персонала применению Ь-го элемента технического оснащения.

Эксплуатационные расходы в течение гарантийного срока эксплуатации определяются из выражения

оэ _ ото | ерем + омат . опов

= йг]И + + + йг]И

(20)

где Бт% - стоимость технического обслужива-к

ода жизненного цикла;

Б^И ~ стоимость проведения текущего и к

БЩ1' - стоимость расходного материала и комплектующих изделий, необходимых для к

~ стоимость проведения поверок

к

элемента.

Затраты на утилизацию элементов технического оснащения определяется из выражения

сУт = оэксп + смер = йг]И +

(21)

где Б^11 ~ стоимость технической экспертизы элементов, отслуживших гарантийный срок эксплуатации;

Б^и ~ стоимость проведения необходимых мероприятий (разборка, демонтаж, уничтожение, утилизация основных средств).

Для определения приведенной стоимости к-го элемента ^'-го варианта технического оснащения необходимо:

выбрать из всей совокупности элементов ^'-го варианта технического оснащения такой

элемент, у которого гарантийный срок эксплуатации является максимальным

г*^ = тах[х^1,х^2,..., ..., г^ н }, (22)

где г^к - срок эксплуатации Н-го элемента из состава ./-го варианта оснащения г-го направления подготовки;

# - количество элементов из состава ¿-го варианта технического оснащения.

Н

мента в год

у*

^к1) = та+щтт)+. (23)

jh

На основе приведенного алгоритма могут быть определены финансовые средства, необходимые для реализации каждого варианта оснащения г-го направления подготовки

н г*

Б(хг3) = е ^та+)+. (24)

h=1

Таким образом, предложенная методика позволяет оценить приведенную стоимость элементов технического оснащения и на этой основе определить финансовые средства, требуемые для реализации каждого варианта оснащения г-го направления подготовки с учетом:

единовременных затрат на закупку и установку элементов технического оснащения;

эксплуатационных расходов на протяжении гарантийного срока эксплуатации элементов технического оснащения;

стоимость утилизации элементов технического оснащения;

гарантийного срока эксплуатации каждого элемента технического оснащения.

4. Методика выбора рационального варианта технического оснащения с учетом ограничений на время обучения и выделенные финансовые ресурсы

Для решения четвертой задачи - обоснования рационального варианта оснащения учебных мест с учетом ограничений на выделенные финансовые ресурсы и время обучения

необходимо использовать результаты, которые могут быть получены с помощью рассмотренного выше научно-методического аппарата.

В соответствии с постановкой задачи, приведенной в статье [1], необходимо выбрать такой вариант технического оснащения каждого учебного места, при котором общий уровень подготовки специалистов будет максимальным. Для решения данной задачи целесообразно использовать градиентный метод, суть которого заключается в отыскании экстремального значения целевой функции путем последовательных шагов по направлению градиента [1]. При этом на каждом шаге выбирается такой вариант технического оснащения, который обеспечивает максимальное повышение уровня подготовки специалистов на единицу затрат или, иными словами, вариант технического оснащения, который характеризуется максимальным значением отношения приращения уровня подготовки к приращению затрат на обучение специалистов [1].

Алгоритм решения сформулированной выше задачи включает следующие основные этапы:

формирование исходных данных, включающих уровень подготовки специалистов и требуемые финансовые средства при реализации различных вариантов оснащения направлений подготовки;

формирование исходного варианта технического оснащения;

определение значения уровня подготовки специалистов и требуемых финансовых средств при реализации исходного варианта технического оснащения;

сравнение выделенных финансовых ресурсов с требуемым значением финансовых средств на реализацию исходного варианта технического оснащения и определение возможности формирования нового варианта;

определение значений градиентов уровня подготовки обучаемых при изменении вариантов оснащения направлений подготовки;

выбор нового варианта оснащения направлений подготовки в соответствии с максимальным значением градиента;

определение значения уровня подготовки специалистов и требуемых финансовых средств при реализации нового варианта тех-

ни чеекого оснащения;

определение рационального варианта оснащения на основе максимального значения уровня подготовки специалистов с учетом вы-

деляемых финансовых ресурсов.

Блок схема алгоритма выбора рационального варианта оснащения направлений подготовки представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 Блок-схема алгоритма решения задачи обоснования рационального варианта

технических) оснащения учебных мест

Таким образом, представленный научно-методический аппарат позволяет решить оптимизационную задачу выбора варианта оснащения направлений подготовки с учетом [1|:

рационального распределения времени под!Х)товки на каждом учебном месте;

значений уровня подготовки специалистов при реализации ^'-го варианта технического г

требуемых финансовых затрат на реализа-

цию ^'-го варианта технического оснащения г-IX) учебного места;

объема выделенных финансовых ресурсов для технического оснащения всех учебных мест.

Реализация рационального варианта оснащения учебных мест обеспечит максимальный уровень подготовки специалистов в области РХБ защиты.

Литература

1. Абдрахманов А.А.. Мазаник А.И.. Половой В.Г.. Твердынин Н.М. Методический подход к обоснованию рационального варианта технического оснащения учебных мест по дисциплине «Радиационная, химическая и биологическая защита» /'/' Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2020. № 4 (46). С. 12-21.

2. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь. 1993. 198 с.

3. Саати Т.Л.. Керне К.П. Аналитическое планирование. Организация систем. М.: Радио и связь. 1991. 224 с.

4. Гербач Ж.В., Мазаник А.И., Панченков В.В. Методика оценки кандидатов, претендующих на замещение вакантной должности, на основе анализа количественных показателей // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2018. № 3(38). С. 42-48.

5. Мазаник А.И. Экспертная модель для оценки профессионально важных требований, предъявляемых к должностным лицам органов военного управления. Электронный научный журнал «Проблемы безопасности». 2012. № 4 (18). С. 11-12.

6. Борисов H.H., Левченко A.C. Методы оценки решений: элементы анализа. Рига: PIIII. 1980. 189 с.

7. Горелов В.Е. и др. Методы экспертных оценок. М.: ВНИИПИ. 1997. 165 с.

8. Фёрстер Э., Рёнц Б. Методы корреляционного и регрессионного анализа. М.: Финансы и статистика. 1983. 378 с.

COMPREHENSIVE METHODOLOGY OF JUSTIFICATION OF A RATIONAL OPTION OF TECHNICAL EQUIPMENT OF TRAINING PLACES FOR TRAINING SPECIALISTS IN THE FIELD OF RHB PROTECTION

Annan ABDRAKHMANOV

adjunct research center

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow region, city Khimki, md. Novogorsk E-mail: agz.u.s.Qyandex.ru

Alexander MAZANIK

doctor of military sciences, professor,

chief researcher of the research center

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia

Address: 141435, Moscow region, city Khimki,

md. Novogorsk

E-mail: agz.u.sQyandex.ru

Vasiliy POLEVOY

candidate of military sciences, associate

professor, deputy head of the

Academy (vice-rector) for scientific work

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia

Address: 141435, Moscow region, city Khimki,

md. Novogorsk

E-mail: v.polevoyQamchs.ru

Evgeniy KONDRATYEV

deputy head of the Academy

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia

Address: 141435, Moscow region, city Khimki,

md. Novogorsk

E-mail: agz.u.s.Qyandex.ru

Abstract. A complex methodology is proposed that allows to solve four interrelated particular problems: to determine a rational variant of the distribution of study time in the areas of training; assess the level of training of specialists for given options for the distribution of training time and technical equipment; assess the required financial resources for the implementation of possible options for technical equipment; choose a rational option for technical equipment, taking into account the restrictions on the training time and the allocated financial resources. The presented scientific and methodological apparatus makes it possible to solve the optimization problem of substantiating a rational option for the technical equipment of educational places, and its implementation will ensure the maximum level of training of specialists in the field of radiation, chemical and biological protection.

Keywords: technical equipment of training places, radiation, chemical and biological protection, the level of training of specialists, time for training specialists, required financial resources. Citation: Abdrakhmanov A.A., Mazanik A.I., Polevoy V.G., Kondratyev E.B. Comprehensive methodology of justification of a rational option of technical equipment of training places for training specialists in the field of RHB protection // Scientific and educational problems of civil protection. 2021. No. 1 (48). p. - .

References

1. Abdrakhmanov A.A., Mazanik A.I., Polevoy V.G., Tverdynin N.M. Methodological approach to substantiating a rational option for the technical equipment of educational places in the discipline "Radiation, chemical and biological protection"// Scientific and educational problems of civil protection. 2020. No. 4 (46). S. 12-21.

2. Saati T.L. Making decisions. Hierarchy analysis method. M .: Radio and communication. 1993. 198 s.

3. Saaty T.L., Kerns K.P. Analytical planning. Organization of systems. M .: Radio and communication. 1991 224 s.

4. Gerbach Zh.V., Mazanik A.I., Panchenkov V.V. Methodology for assessing candidates applying for a vacant position, based on the analysis of quantitative indicators // Scientific and educational problems of civil protection. 2018. No. 3 (38). S. 42-48.

5. Mazanik A.I. An expert model for assessing the professionally important requirements for officials of military command and control bodies. Electronic scientific journal "Security Problems". 2012. No. 4 (18). S. 11-12.

6. Borisov N.N., Levchenko A.S. Decision Evaluation Methods: Elements of Analysis. Riga: RPI. 1980. 189 s.

7. Gorelov V.E. and other Methods of expert assessments. Moscow: VNIIPI. 1997. 165 s.

8. Förster E., Rönz B. Methods of correlation and regression analysis. Moscow: Finance and Statistics. 1983. 378 s.