CC BY
20УДК 001.891.572:355.58 DOI 10.25257/FE.2021.4.50-58
КОСТРУБИЦКИЙ Алексей Александрович Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия E-mail: zavorotnyi_agz@mail.ru
МАТРИЧНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ЗНАЧИМОСТИ МЕРОПРИЯТИЙ РСЧС
В статье проанализирована необходимость обоснования относительной значимости мероприятий по защите населения в чрезвычайных ситуациях, рассмотрены этапы построения математической модели оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС, в основу которой положены метод анализа иерархий и метод экспертных оценок. Детально описаны процедуры парных сравнений и формирования матрицы показателей сравнения мероприятий РСЧС. Рассмотрены основные мероприятия по защите населения от техногенных опасностей, присущих территориям Российской Федерации. На примере конкретной территории рассчитана матрица относительной значимости основных мероприятий РСЧС для защиты населения от характерных техногенных опасностей.
Ключевые слова: защита населения, значимость, критерий, матрица, мероприятия РСЧС, опасность, оценивание, результативность, эффективность.
Реализуемые органами управления Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС) методические подходы к оценке эффективности деятельности зачастую учитывают в качестве критерия оценки лишь степень достижения определённых показателей или полноту выполнения поставленных задач [1-5].
Результаты проведённых исследований [6-7] убедительно доказывают, что в действующих методиках оценивается только целевая эффективность, используются унифицированные системы показателей, не учитывающие относительную значимость мероприятий РСЧС, устанавливаются единые приоритеты критериев оценки, независимо от их фактической значимости, что не исключает взаимной компенсации критериев в итоговой оценке эффективности и снижает достоверность оценок эффективности мероприятий по защите населения в чрезвычайных ситуациях (ЧС).
Целью настоящей статьи является минимизация неопределённости - «недостатка знаний о текущих событиях или о будущих возможностях» [8] и разрешение выявленных противоречий в части оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС.
Для достижения поставленной цели предлагается применить методы парных сравнений (ТЬш^опе, 1927) [9] и анализа иерархий (Баа1у, 1980) [10]. В соответствии с процедурой сравнений определяется насколько каждый из 1-х критериев (а) превосходит другие критерии по важности с точки зрения результативности защиты населения при реализации каждой из )-х техногенных опасностей. При этом используется представленная в таблице 1 шкала относительного превосходства критериев [10], в ка-
честве которых в исследовании приняты мероприятия РСЧС.
Применение процедуры парных сравнений при определении значимости критериев, характеризующих результативность защиты населения от j-х техногенных опасностей, заключается в построении и заполнении экспертом (квалифицированным специалистом в исследуемой области) [11] таблицы парных сравнений i-х мероприятий РСЧС (табл. 2).
При построении таблицы 2 первоначально последовательно заполняется только правая верхняя часть таблицы относительно её главной диагонали [12].
На пересечении строк и столбцов таблицы парных сравнений мероприятий РСЧС в соответствии со шкалой относительного превосходства критериев (табл. 1) заносятся показатели (обобщённые характеристики каких-либо объектов, процессов или их результатов, понятий или их свойств, обычно выраженные в численной форме) [13], соответствующие суждениям эксперта и характеризующие степени раз-
Таблица 1 (Table 1) Шкала относительного превосходства критериев
Criteria relative superiority scale
Показатель превосходства критериев Качественная характеристика превосходства критериев
1 Сравниваемые критерии одинаковы
3 Первый критерий незначительно превосходит второй
5 Первый критерий значительно превосходит второй
7 Первый критерий очень сильно превосходит второй
9 Первый критерий абсолютно превосходит второй
2, 4, 6, 8 Промежуточные значения шкалы (компромиссные решения)
50
© Кострубицкий А. А., 2021
Таблица 2 (Table 2)
Парные сравнения мероприятий РСЧС
Unified state system of prevention and elimination of emergency situations activities paired comparisons
личия одних критериев (строки) и других критериев (столбцы) по их важности с точки зрения результативности мероприятий РСЧС для защиты населения от ,-й техногенной опасности.
Из таблицы 2 следует, что при сравнении одинаковых критериев в таблицу заносятся показатели шкалы, равные 1 («сравниваемые критерии одинаковы»). Если важность первого критерия (строка) превосходит важность второго критерия (столбец), то на пересечении первой строки и второго столбца в таблицу заносится целое число.
Когда первый критерий (строка) уступает по важности второму критерию (столбец), то производится сравнение относительной важности второго критерия над первым, а на пересечении строки таблицы, соответствующей первому критерию, и столбца, соответствующего второму критерию, заносится показатель, обратно пропорциональный полученному значению относительной важности второго критерия над первым.
Степень относительной важности одного критерия над другим может быть выражена как промежуточное значение основных показателей, то есть среднее значение (компромисс) между двумя соседними качественными характеристиками относительной важности критериев «сравниваемые критерии одинаковы» - «первый критерий незначительно превосходит второй», «первый критерий незначительно превосходит второй» - «первый критерий значительно превосходит второй», «первый критерий значительно превосходит второй» - «первый критерий очень сильно превосходит второй», «первый критерий очень сильно превосходит второй» -«первый критерий абсолютно превосходит второй». Перечисленным компромиссным решениям соответствуют показатели шкалы относительной важности критериев - «2», «4», «6» и «8» [12].
После заполнения правой верхней части таблицы парных сравнений мероприятий РСЧС заполняется левая нижняя часть таблицы, значениям которой соответствуют обратно пропорциональные значения показателей правой верхней части таблицы.
Например, при оценивании защищённости населения от химической опасности, исходя из суж-
дений эксперта, критерий а3 («использование средств индивидуальной защиты органов дыхания») очень сильно превосходит критерий а4 («проведение мероприятий медицинской защиты»). Значит на пересечении третьей строки и четвёртого столбца таблицы парных сравнений мероприятий РСЧС, в соответствии со шкалой относительного превосходства критериев, заносится показатель «7», а на пересечении четвёртой строки и третьего столбца заносится показатель, который обратно пропорционален полученному значению («7») - это число «0,143».
С целью определения весов критериев по результатам их сравнений для каждой /-й техногенной опасности формируются положительные обратно симметричные матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А,), для которых, если
, 1
т = п, то а = 1, а также атп = — :
' тп ' ШП __
ап = 1
°2i =Q- о22 = \
"19
2л
= = ■■■ а= 1
При проведении групповой оценки относительной значимости критериев, когда суждения выносятся коллективом экспертов, необходимо найти для каждого элемента (атп) матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А,) среднее геометрическое значение показателей, соответствующих суждениям каждого из привлекаемых экспертов [14], по формуле:
атп - 'amn '■■■'aL>
где а¡¡и - элемент т-й строки п-го столбца матрицы парных сравнений критериев А,, соответствующий суждению к-го эксперта.
В соответствии с правилами метода анализа иерархий [12] проводится нормализация элементов каждого столбца матрицы А, путём деления каждого элемента столбца на сумму элементов этого столбца:
Vm=l у
(1)
где атп - нормализованный элемент т-й строки п-го столбца матрицы нормализованных значений А.
Из полученных элементов а^ строится матрица нормализованных значений А), для которой необходимо сумму элементов каждой строки разделить
на число элементов в строке - провести усреднение по нормализованным элементам каждой строки [14]:
- =Iy-
^171 п
(2)
где ат - среднее значение нормализованного элемента т-й строки матрицы ; п - число элементов а^ т-й строки матрицы .
Из полученных значений ат формируется локальный вектор приоритетов , элементы которого с точки зрения результативности защиты населения от у'-й техногенной опасности являются значениями весов, соответствующих значимости ¡-х мероприятий РСЧС:
4 =
v 02,
va>u
(3)
где 5ц - элемент матрицы Л,- , характеризующий значимость ¡-х мероприятий РСЧС при реализации '-й техногенной опасности.
С целью проверки экспертных суждений на противоречивость следует вычислить индекс согласованности матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А), применив отношение [14]:
ИС = -
л-1
(4)
где ИС - индекс согласованности матрицы А; ^шах -максимальное собственное значение матрицы А' ; п -размерность матрицы А' .
Максимальное собственное значение матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А') находится путём суммирования элементов каждого столбца матрицы А. , затем почленного умножения полученных сумм на соответствующие элементы локального вектора приоритетов (сумма элементов первого столбца умножается на первый элемент локального вектора приоритетов, второго столбца - на второй элемент локального вектора приоритетов и т. д.) и суммирования полученных произведений:
'mrflij >
(5)
где атп - элемент т-й строки п-го столбца матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А').
Далее определяется отношение согласованности матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А):
Таблица 3 (Table 3) Индексы случайной согласованности матрицы показателей парных сравнений
Random consistency indices of paired comparisons indicators matrix
Размерность матрицы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Индекс
случайной 0 0 0,58 0,9 1,12 1,24 1,32 1,41 1,45 1,49
согласованности
cc
(6)
где ОС - отношение согласованности матрицы А. ; СС -индекс случайной согласованности для п-й размерности матрицы А., определяемый по таблице 3 [12].
Значение отношения согласованности матрицы показателей парных сравнений критериев А. признаётся характеризующим согласованные суждения эксперта, если ОС < 0,1 [12]. В случае, если отношение согласованности превосходит 0,1, то экспертом производится итерация (повторное применение математической операции) [15] парных сравнений критериев до достижения согласованных суждений.
Процедура итерации парных сравнений критериев, в своей сущности, является верификацией (проверка модели на адекватность и приведение её в соответствие с моделируемой системой) [16] матрицы показателей парных сравнений мероприятий РСЧС.
После формирования для всех рассматриваемых у'-х техногенных опасностей локальных векторов приоритетов строится матрица относительной значимости мероприятий РСЧС (А.), каждый столбец которой соответствует локальному вектору приоритетов ¡-х мероприятий РСЧС для защиты населения от у'-х техногенных опасностей:
4; =
о,, а12 °21 °22
0/1 Or,
■■ <>21
где а. - элемент матрицы А.., характеризующий относительную значимость ¡¡-го мероприятия РСЧС по защите населения от у'-й техногенной опасности.
Таким образом, в результате применения метода парных сравнений и метода анализа иерархий построена матричная модель оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС. Модель позволяет определить и описать в матричной форме относительные значимости основных мероприятий РСЧС для защиты населения от техногенных опасностей.
Поскольку «основными свойствами математических моделей являются их адекватность и простота, указывающие на степень соответствия модели изучаемому объекту и возможности её реализации» [17], проведём численное решение задачи оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС путём проверки возможности реализации построенной математической модели на примере конкретной территории Российской Федерации - Челябинской области (Уральский федеральный округ).
В Челябинской области более 2,1 млн чел. проживает в зонах возможных техногенных ЧС, из них: 1 100 тыс. чел. - в зонах химического заражения, 440 тыс. чел. - в зонах радиоактивного загрязнения, 490 тыс. чел. - в зонах катастрофического затопления, 90 тыс. чел. - в зонах взрывов и пожаров [18].
Исходя из приведённых данных, в качестве j-х техногенных опасностей при проведении расчётов
Таблица 4 (Table 4) Парные сравнения основных мероприятий РСЧС по защите населения от химической опасности (j = 1)
Paired comparisons of the major activities of the Unified state system of prevention and elimination of emergency situations activities paired comparisons
activities paired comparisons for population protection from chemical hazards (j = 1)
рассмотрим химическую (j = 1), радиационную (j = 2), гидродинамическую (j = 3) опасности и взрывопожа-роопасность (j = 4).
В качестве исходных данных, в соответствии с ГОСТ Р 22.3.03-94 [19], приняты i-е основные мероприятия РСЧС по защите населения от рассматриваемых j-х техногенных опасностей:
a1 - укрытие населения в защитных сооружениях гражданской обороны (ЗСГО);
a2 - эвакуация населения из зон ЧС; a3 - использование средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД);
a4 - проведение мероприятий медицинской защиты;
a5 - проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР) в зонах ЧС.
Заполним таблицы парных сравнений основных мероприятий РСЧС для рассматриваемых техногенных опасностей (табл. 4—7).
Таблица 5 (Table 5) Парные сравнения основных мероприятий РСЧС по защите населения от радиационной опасности (j = 2)
Paired comparisons of the major activities of the Unified state system of prevention and elimination of emergency situations activities paired comparisons
activities paired comparisons for population protection from radiation hazard (j = 2)
Мероприятия РСЧС
1 2 0,2 4 3
0,5 1 0,25 5 2
5 4 1 9 7
0,25 0,2 0,111 1 0,333
0,333 0,5 0,143 3 1
Мероприятия РСЧС
1 0,167 0,2 0,111 0,2
6 1 5 0,143 4
5 0,2 1 0,2 0,5
9 7 5 1 5
4 0,25 2 0,2 1
Таблица 6 (Table 6) Парные сравнения основных мероприятий РСЧС по защите населения от гидродинамической опасности (j = 3)
Paired comparisons of the major activities of the Unified state system of prevention and elimination of emergency situations activities paired comparisons activities paired comparisons for population protection from hydrodynamic hazard (j = 3)
Таблица 7 (Table 7) Парные сравнения основных мероприятий РСЧС по защите населения от взрывопожароопасности (j = 4)
Paired comparisons of the major activities of the Unified state system of prevention and elimination of emergency situations activities paired comparisons activities paired comparisons for population protection from explosion and fire hazard (j = 4)
Мероприятия РСЧС
1 0,143 3 0,333 0,2
7 1 9 5 3
0,333 0,111 1 0,2 0,143
3 0,2 5 1 0,333
5 0,333 7 3 1
Мероприятия РСЧС
1 0,2 0,333 5 0,25
5 1 3 9 2
3 0,333 1 7 0,5
0,2 0,111 0,143 1 0,125
4 0,5 2 8 1
Представим взаимные приоритеты критериев в виде матриц показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А1 - А4) для /-х техногенных опасностей:
Л =
1 2 0,2 4 3
0,5 1 0,25 5 2
5 4 19 7
0,25 0,2 0,111 1 0,333
0,333 0,5 0,143 3 1
А2 =
1 0,167 0,2 0,111 0,2"
6 1 5 0,143 4
5 0,2 1 0,2 0,5
9 7 5 1 5
4 0,25 2 0,2 К
а4=
0,061 0,080 0,120 0 035 0,043"
0,429 0,560 0,360 0,524 0,642
0,020 0,062 0,040 0,021 0,031
0,184 0,112 0,200 0,105 0,071
0,306 0,186 0,280 0,315 0,214,
0,076 0,093 0,051 0,167 0,065"
0,379 0,466 0,463 0,300 0,516
0,227 0,155 0,154 0,233 0,129
0,015 0,052 0,022 0,033 0,032
0,303 0,233 0,309 0,267 0,258,
В соответствии с формулами (2-3) сформируем локальные векторы приоритетов (Д-Л4) для /-х техногенных опасностей:
' 1 0,143 3 0,333 0,2
7 1 9 5 3
0,333 0,111 1 0,2 0,143
3 0,2 5 1 0,333
, 5 0,333 7 3 1
1 0,2 0,333 5 0,25
5 1 3 9 2
3 0,333 1 7 0,5
0,2 0,111 0,143 1 0,125
4 0,5 2 8 1
Нормализуем элементы каждого столбца полученных матриц А1 - А4 по формуле (1), в результате чего получим матрицы нормализованных значений (Л,-Л4):
0,141 0,260 0,117 0,182 0,225"
0,071 0,130 0,147 0,227 0,150
0,706 0,519 0,587 0,409 0,525
0,035 0,026 0,065 0,045 0,025
0,047 0,065 0,084 0,136 0,075,
0,040 0,019 0,015 0,067 0,019"
0,240 0,116 0,379 0,086 0,374
0,200 0,023 0,076 0,121 0,047
0,360 0,812 0,379 0,605 0,467
0,160 0,029 0,152 0,121 0,093,
'0,185" '0,032"
0,145 0,239
0,549 ; а2- 0,099
0,039 0,519
,0,082, А" К
'0,068"* '0,090"
0,503 0,425
0,035 ; Л4 = 0,180
0,134 0,031
,0,260; ^0,274,1
Проведём проверку экспертных суждений на противоречивость по формулам (4-6): вычислим максимальные собственные значения (X ),
4 шах/т
индексы и отношения согласованности матриц показателей парных сравнений мероприятий РСЧС (А1 - А4), приняв индекс случайной согласованности матриц равным 1,12 (табл. 3). Результаты занесём в таблицу 8.
Полученные значения отношений согласованности (ОС) матриц показателей парных сравнений мероприятий РСЧС не превосходят (0,1), из чего следует, что матрицы А1 - А4 характеризуют согласованные суждения эксперта, и проведение итераций не требуется [12].
Синтезируем из сформированных локальных векторов приоритетов (Л,-Л4) матрицу относительной значимости мероприятий РСЧС для защиты населения Челябинской области от рассматриваемых техногенных опасностей:
Таблица 8 (Table 8)
Показатели, характеризующие согласованность матриц парных сравнений мероприятий РСЧС
Indicators characterizing matrices consistency of Unified state system for prevention and elimination of emergency situations activities paired comparisons
Критерии, характеризующие Виды техногенной опасности
согласованность матриц A1 - A4 Химическая (j = 1) Радиационная (j = 2) Гидродинамическая (j = 3) Взрывопожароопасность (j = 4)
Максимальные собственные значения матриц (Хш1х) 5,3 5,034 5,378 5,257
Индексы согласованности матриц 0,075 0,009 0,095 0,064
Отношения согласованности матриц 0,067 0,008 0,085 0,057
0,185 0,032 0,068 0,090
0,145 0,239 0,503 0,425
0,549 0,099 0,035 0,180
0,039 0,519 0,134 0,031
0,082 0,111 0,260 0,274
Анализ построенной матрицы А позволяет сделать научно обоснованные выводы о высокой относительной значимости «использования СИЗОД» для защиты населения рассмотренной территории от химической опасности (0,549), «проведения мероприятий медицинской защиты» - для защиты населения от радиационной опасности (0,519), «эвакуации населения из зон ЧС» - для защиты населения от гидродинамической опасности (0,503) и взрыво-пожароопасности (0,425). Кроме того, одним из результатов анализа матрицы относительной значимости мероприятий РСЧС является вывод о низкой важности «укрытия населения в ЗСГО» в целях защиты людей от рассматриваемых техногенных опасностей (0,032-0,185).
Результаты моделирования относительной значимости мероприятий РСЧС, соотнесённые с характерными для конкретной территории техногенными опасностями, позволяют объективно обосновать приоритеты выполнения мероприятий по защите населения в ЧС техногенного характера.
Показатели относительной значимости мероприятий РСЧС, в свою очередь, не зависят от эффективности деятельности органов управления ГОЧС и распределения источников потенциальных опасностей, но в полной мере определяются природой техногенной опасности в соответствии со спецификой проводимых защитных мероприятий.
Таким образом, в статье рассмотрен порядок оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС путём применения процедуры парных сравнений с последующей математической обработкой результатов, верификацией матрицы парных сравнений и построением матрицы показа-
телей важности критериев оценивания, проводимых в соответствии с правилами метода анализа иерархий. Результатом вычислительных операций является формирование матрицы относительной значимости мероприятий РСЧС, каждый элемент которой соответствует приоритету мероприятий для защиты населения от техногенных опасностей.
Полученная матричная модель оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС может быть использована в интересах управления системой защиты населения в ЧС техногенного характера.
Корректное применение разработанной модели позволит обеспечить принятие обоснованных управленческих решений, повысить достоверность оценок эффективности мероприятий РСЧС, обеспечить адекватность оценок результативности деятельности органов управления ГОЧС. Программная реализация матричной модели оценивания относительной значимости основных мероприятий РСЧС, за счёт автоматизации вычислительных операций, будет способствовать повышению эффективности управления системой защиты населения в ЧС техногенного характера.
ЛИТЕРАТУРА
1. Постановление Правительства Российской Федерации от 30.12.2003 г. № 794 «О Единой государственной системе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций».
2. Вишняков Я. Д., Радаев Н. Н. Общая теория рисков. М.: Изд. центр «Академия», 2008, 368 с.
3. Постановление Правительства Российской Федерации от 21.05.2007 г. № 304 «О классификации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера».
4. Приказ МЧС России от 13.01.2020 г. № 8 «Об утверждении Инструкции об организации и проведении инспекторских и тематических проверок деятельности территориальных органов МЧС России».
5. Методические рекомендации по оценке эффективности деятельности территориальных органов МЧС России в области гражданской обороны и предупреждения чрезвычайных ситуаций от 23.04.2012 г. №2-4-87-9-14.
6. Заворотный А. Г., Кострубицкий А. А. Обоснование критериев оценивания эффективности мероприятий защиты
населения в чрезвычайных ситуациях техногенного характера // Материалы V Международной научно-практической конференции, посвящённой Всемирному дню гражданской обороны «Гражданская оборона на страже мира и безопасности»: в 4 ч. Ч. III. Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. М.: Академия ГПС МЧС России, 2021. C. 156-163.
7. Заворотный А. Г., Кострубицкий А. А. Основные проблемы оценивания эффективности защиты населения в чрезвычайных ситуациях и обоснование возможных путей их решения // Материалы IV Международной научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню гражданской обороны «Гражданская оборона на страже мира и безопасности»: в 3 ч. Часть II. Проблемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. М.: Академия ГПС МЧС России, 2020. С. 114-121.
8. Блэк Д. Экономика. Толковый словарь. М.: Инфра-М, Весь мир. 2000. 840 с.
9. Thurstone L. L. The Measurement of Psychological Value / In T.V. Smith and W.K. Wright (Eds.), Essays in Philosophy by Seventeen Doctors of Philosophy of the University of Chicago. Chicago: Open Court, 1929.
10. Saaty T. L. The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill: New York, 1980.
11. Козлов В. Н. Системный анализ, оптимизация и принятие решений. М.: Проспект, 2012. 176 с.
12. Саати Т. Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Пер. с англ. Р. Г. Вачнадзе. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.
13. Словарь русского языка: в 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований / Под ред. А. П. Евгеньевой. М.: Рус. яз.; Полиграф-ресурсы, 1999.
14. Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. М.: Финансы и статистика, 2000. 368 с.
15. Коллатц Л. Функциональный анализ и вычислительная математика / Пер. с нем. М., 1969.
16. Теория систем и системный анализ в управлении организациями / Под ред. В. Н. Волковой и А. А. Емельянова. М.: Финансы и статистика, 2006. 848 с.
17. Звонарев С. В. Основы математического моделирования. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. 112 с.
18. Цаликов Р. Х, Акимов В. А, Козлов К. А. Оценка природной, техногенной и экологической безопасности России. М.: ВНИИ ГОЧС (ФЦ) МЧС России, 2009. 464 стр.
19. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Защита населения. Основные положения: межгосударственный стандарт ГОСТ Р 22.3.03-94 [Электронный ресурс] // Консорциум кодекс: электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/1200001521 (дата обращения 24.11.2021).
Материал поступил в редакцию 26 июля 2021 года.
Aleksei KOSTRUBITSKY
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia E-mail: zavorotnyi_agz@mail.ru
MATRIX MODEL FOR EVALUATING RELATIVE SIGNIFICANCE OF ACTIVITIES OF THE UNIFIED STATE SYSTEM FOR PREVENTION AND ELIMINATION OF EMERGENCY SITUATIONS
ABSTRACT
Purpose. To increase management efficiency of the population protection system in man-made disasters, estimation of readiness rate for carrying out activities to protect the population with subsequent estimation of population protection territorial indices in emergencies is proposed. With this purpose, it is necessary to develop a model for assessing relative significance of major activities of Unified state system for prevention and elimination of emergency situations: sheltering the population in civil defense shelters, evacuating population from emergency zones, using respiratory protecting equipment, carrying out medical protection activities and providing emergency-rescue operations and other urgent works in emergency zones.
Methods. Within the systematic approach framework, mathematical modeling, expert evaluation method, hierarchy analysis method and its modifications, as well as elements of decision-making theory have been used in the research.
The article presents an approach based on paired comparisons method to assess relative significance of major activities of Unified state system for prevention and elimination of emergency situations in conditions of chemical, radiation, hydrodynamic hazards, and fire and explosion hazard, where the criteria mutual superiority in terms of population protection effectiveness in implementing each of the considered man-made hazards is determined. To conduct paired comparisons, a criteria relative superiority scale is used.
Mathematical results processing of paired comparisons is carried out in accordance with the rules of hierarchy analysis method and includes the following operations: compiling an indicators matrix for comparing major Unified state system for prevention and elimination of emergency situations activities to protect the population from man-made hazards, normalizing the elements of the matrix columns, constructing a normalized values matrix, and forming a local priorities vector.
The paired comparisons procedure involves a group assessment of local priorities vector as geometric mean of criteria paired comparisons matrix elements corresponding to each member of the expert group judgments.
Findings. A matrix model for assessing relative significance of major activities Unified state system for prevention and elimination of emergency situations is built, based on hierarchy analysis method and expert evaluation method.
The stages of constructing a mathematical model are considered, the procedures of paired comparisons and criteria significance matrix formation are described in detail, a relative significance matrix of major activities Unified state system for prevention and elimination of emergency situations for protecting the population from typical man-made hazards is calculated on the example of a specific territory.
The method for conducting group assessment of local priorities vector is proposed, a procedure for verifying the constructed matrix model for assessing relative significance of major activities Unified state system for prevention and elimination of emergency situations is described.
Research application field. The resulting matrix model for assessing relative significance of major activities of Unified state system for prevention and elimination of emergency situations can be used to calculate readiness rate for carrying out activities for population protection in man-made disasters and subsequent activities for population protection efficiency evaluation.
Conclusions. The developed model valid application will make it possible to ensure grounded decisions adoption on the need to take activities to protect the population in man-made disasters, to increase the Unified state system for prevention and elimination of emergency situations activities effectiveness assessments reliability, and to ensure assessments adequacy for the Civil Defense in Emergencies activities effectiveness.
Key words: population protection, significance, criterion, matrix, activities of the Unified state system for prevention and elimination of emergency situations, hazard, evaluation, effectiveness, efficiency.
© Kostrubitsky A., 2021
57
REFERENCES
1. Postanovlenie Pravitelstva Rossiiskoi Federatsii ot 30.12.2003 g. № 794 «O Edinoi gosudarstvennoi sisteme
preduprezhdeniia i likvidatsii chrezvychainykh situatsii». [Decree of the Government of the Russian Federation on December 30, 2003, no. 794 "On the Unified State System for the Prevention and Response of Emergency Situations"] (in Russ.).
2. Vishniakov Ya.D., Radaev N.N. Obshchaia teoriia riskov [General theory of risks]. Moscow, Academy Publ., 2008. 368 p.
3. Postanovlenie Pravitelstva Rossiiskoi Federatsii ot 21.05.2007 g. № 304 «0 klassifikatsii chrezvychainykh situatsii prirodnogo i tekhnogennogo kharaktera» [Decree of the Government of the Russian Federation on May 21, 2007, no. 304 "On the classification of natural and man-made emergencies"] (in Russ.).
4. Prikaz MChS Rossii ot 13.01.2020 g. № 8 «Ob utverzhdenii Instruktsii ob organizatsii i provedenii inspektorskikh i tematicheskikh proverok deiatelnosti territorialnykh organov MChS Rossii» [Order of EMERCOM of Russia on January 13, 2020, no. 8 "On approval of the Instruction on the organization and conduct of inspectors and thematic audits of the activities of the territorial bodies of EMERCOM of Russia"].
5. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke effektivnosti deiatelnosti territorialnykh organov MChS Rossii v oblasti grazhdanskoi oborony i preduprezhdeniia chrezvychainykh situatsii ot 23.04.2012 g. №2-4-87-9-14 [Methodological recommendations for assessing the effectiveness of the territorial bodies of EMERCOM of Russia in the field of civil defense and emergency prevention on April 23, 2012, no. 2-4-87-9-14].
6. Zavorotny A.G., Kostrubitsky A.A. Substantiation of criteria for assessing the effectiveness of measures to protect the population in technogenic emergencie. In: Materialy V Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posviashchennoi Vsemirnomu dniu grazhdanskoi oborony «Grazhdanskaia oborona na strazhe mira i bezopasnosti»: v 4 ch. Chast' III. Problemy preduprezhdeniia i likvidatsii chrezvychainykh situatsii [Materials of the Vth International Scientific and Practical Conference dedicated to the World Civil Defense Day "Civil Defense on the Guard of Peace and Security". Part III. Problems of prevention and elimination of emergency situations]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2021. Pp. 156-163 (in Russ.).
7. Zavorotny A.G., Kostrubitsky A.A. Basic problems of estimating population protection in emergency situations and justifying ways of their solution. In: Grazhdanskaia oborona na strazhe mira i bezopasnosti. Materialy IV Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posviashchennoi Vsemirnomu dniu grazhdanskoi oborony [Materials of the IVth International Scientific
and Practical Conference dedicated to the World Civil Defense Day "Civil Defense on Guard of Peace and Security". Part II, Part 3. Problems of prevention and liquidation of Emergency situations]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2020. Pp. 114-121 (in Russ.).
8. Black D. Ekonomika. Tolkovyi slovar [Economy. Explanatory dictionary]. Moscow, Infra-M Publ., Ves Mir Publ., 2000. 840 p.
9. Thurstone L.L. The Measurement of Psychological Value / In T.V. Smith and W.K. Wright (Eds.), Essays in Philosophy by Seventeen Doctors of Philosophy of the University of Chicago. Chicago: Open Court, 1929.
10. Saaty T.L. The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill: New York, 1980.
11. Kozlov V.N. Sistemnyi analiz, optimizatsiia i priniatie reshenii [System analysis, optimization and decision making]. Moscow, Prospect Publ., 2012. 176 p.
12. Saati T.L. Making decisions. Method for analyzing hierarchies. Translated from English R.G. Vachnadze. Moscow. Radio and communication, 1993. 278 p.
13. Slovar russkogo iazyka [Dictionary of the Russian language: In 4 vol. RAS, Institute of linguistic research. Ed. by A.P. Evgenieva]. Moscow, Rus. iaz. Publ.; Polygraphs Publ., 1999.
14. Andreychikov A.V., Andreychikova O.N. Analiz, sintez, planirovanie reshenii v ekonomike [Analysis, synthesis, planning decisions in economics]. Moscow, Finansy i statistika Publ., 2000. 368 p.
15. Collatz L. Functional analysis and computational mathematics. Translated from German. Moscow, 1969.
16. Teoriia sistem i sistemnyi analiz v upravlenii organizatsiiami [Systems theory and systems analysis in the management of organizations. Ed. by V.N. Volkova and A.A. Emelyanov]. Moscow, Finansy i statistika Publ., 2006, 848 p.
17. Zvonarev S.V. Osnovy matematicheskogo modelirovaniia [Fundamentals of mathematical modeling]. Ekaterinburg, Ural University Publ., 2019. 112 p.
18. Tsalikov R.Kh., Akimov V.A., Kozlov K.A. Otsenka prirodnoi, tekhnogennoi i ekologicheskoi bezopasnosti Rossii [Assessment of natural, technogenic and ecological safety of Russia]. Moscow, All-Russian Research Institute on Civil Defense and Emergency Situations of EMERCOM of Russia Publ., 2009, 464 p.
19. Bezopasnost v chrezvychainykh situatsiiakh. Zashchita naseleniia. Osnovnye polozheniia: gosudarstvennyi standart GOST R 22.3.03-94 [Safety in emergency situations. Protection of the population. Main provisions: interstate standard GOST R 22.3.03-94] (in Russ.).
