МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБОСНОВАНИЮ РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ УЧЕБНЫХ МЕСТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ "РАДИАЦИОННАЯ, ХИМИЧЕСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА" Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 378.355.55

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБОСНОВАНИЮ РАЦИОНАЛЬНОГО ВАРИАНТА ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ УЧЕБНЫХ МЕСТ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «РАДИАЦИОННАЯ, ХИМИЧЕСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА»

A.A. Абдрахманов

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

А.И. Мазаник

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

Н.М. Твердынин

доктор философских наук, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, профессор кафедры химии и материаловедения Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: n.tverdyninQamchs.ru

Аннотация. На основе анализа сложившегося противоречия в области подготовки специалистов по вопросам радиационной, химической и биологической защиты сформулирована актуальная научная задача обоснования рационального варианта технического оснащения учебных мест военного образовательного учреждения. Предложена формализованная постановка данной задачи и разработана общая схема ее решения. Рассмотрены основные этапы решения задачи обоснования рационального варианта технического оснащения учебных мест с учетом ограничений на время обучения и выделяемые финансовые ресурсы.

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

Цитирование: Абдрахманов A.A., Полевой В.Г., Мазаник А.П., 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 (47). С. 12 - 20 .

В работе [1] была выявлена проблемная ситуация, заключающаяся в низком уровне умений и навыков выпускников Кокшетауского технического института (далее — КТИ) МЧС Республики Казахстан по некоторым направлениям подготовки в области радиационной, химической и биологической (далее — РХБ) защиты населения. В подтверждение этому были приведены данные, свидетельствующие о том, что в ходе командно-штабных учений не более 50 процентов отрабатываемых задач выполняется за нормативное время.

Сложившаяся ситуация в области подготовки специалистов гражданской защиты является следствием низкого уровня технического оснащения учебных мест, на которых осуществляется обучение по дисциплине «Радиа-

ционная, химическая и биологическая защита» (далее — "РХБЗ"). При этом подготовка специалистов зачастую проводится на устаревших образцах вооружения и средств радиационной, химической и биологической защиты (далее — ВС РХБЗ), в процессе обучения не рассматриваются перспективные изделия в области РХБ защиты, которыми в перспективе планируется оснащать силовые структуры Республики Казахстан.

Проведенный анализ показал, что повысить уровень подготовки специалистов можно за счет оснащения всех учебных мест по дисциплине "РХБЗ"современными и перспективными образцами ВС РХБЗ. Однако реализация данного направления потребует выделения значительных финансовых, матери-

альных, временных и других ресурсов, объем которых ограничен. Кроме этого, необходимо будет организовать переподготовку значительного количества научно-педагогического состава КТИ МЧС Республики Казахстан.

Разрешение сложившегося противоречия в области подготовки специалистов по вопросам РХБ защиты может быть осуществлено за счет выбора рационального варианта средств технического оснащения, которыми могут быть укомплектованы соответствующие учебные места. Таким образом, становится актуальной научная задача обоснования рационального варианта технического оснащения учебных мест по дисциплине "РХБЗ"в условиях ограничений на выделяемые финансовые ресурсы и общее время подготовки специалистов.

Исходными данными для решения сформулированной выше задачи являются:

В = (Ъ\, Ь2,... ,Ьг,... ,Ьп) - перечень наименований направлений подготовки (учебных мест) специалистов в области РХБ защиты, где &г - наименование г-го учебного места, г = 1,п,п количество учебных мест;

Хг = (хц,Хг2, ...,х^,..., Хгт) - перечень вариантов технического оснащения г-го направления подготовки (учебного места), где Хц — ]-ът вариант технического оснащения

¿-го учебного места, j = 1,т , т - количество вариантов технического оснащения ¿-го учебного места;

Cij = (ciji,Cij2,...,cijh,...,CijH) - перечень элементов, входящих в состав j-vo варианта технического оснащения ¿-го учебного места, где Cijh - наименование h-ro элемента технического оснащения, h = 1,Н,Н общее количество элементов;

Sijh """"" стоимость h-ro элемента, входящего

в состав j-vo варианта технического оснаще-¿

SB - количество выделенных финансовых ресурсов для технического оснащения всех учебных мест;

Т3 - время, отводимое на подготовку специалистов в области РХБ защиты на всех учебных местах;

Uг min - минимально допустимый уровень

¿

сте.

Для заданных исходных данных необходимо из множества альтернативных вариантов технического оснащения каждого учебного места выбрать такие (жу), чтобы общий уровень подготовки специалистов был максимальным при ограничениях на выделяемые финансовые ресурсы и время обучения

и = ^ Ui(Uij(xij,ti)) ^ тах (1)

i=l

при ограничениях

5 = ^ SiiXij) < SB; Т = ^ ti < Т3; Щ(Уц(хц,и)) > Щ

(2)

i=1

i=1

где: иг = f (и^ (х^ ¿г) - значение уровня подготовки специалистов на г-ом учебном месте при заданных вариантах технического оснащения и времени, отведенного на подготовку;

и^ = /(и^(х^,и)), Щ - оценка уровня подготовки, выставленная р-ым экспертом при заданных варианте технического оснащения г-го учебного места и времени, отведенного на

подготовку;

) = - требуемые финан-

и = /(Кг, Т3) - время, отведенное для обу-

Кг

Ki - f (V4K, ^WK , Vi),

(3)

где: Учк - вектор локальных приоритетов частных критериев, значения которых необходимо учитывать при определении рациональных значений времени подготовки на каждом учебном месте;

МгЧК - матрица локальных приоритетов учебных мест по каждому частному критерию;

Уг - вектор глобальных приоритетов учебных мест.

Общая схема проведения исследования представлена на рисунке 1 и включает следующие основные этапы:

анализ существующей системы подготовки специалистов в области РХБ защиты;

представление задачи обоснования раци-

онального варианта технического оснащения учебных мест в формализованном виде;

выбор методического подхода к решению задачи обоснования рационального варианта технического оснащения учебных мест;

разработку комплексной методики выбора рационального варианта технического оснащения учебных мест;

разработку штабной методики работы должностных лиц по определению рационального варианта технического оснащения учебных мест;

обоснование предложений по выбору рационального варианта технического оснащения по каждому направлению подготовки в области РХБ защиты.

Анализ существующей системы подготовки специалистов в обла стнРХБЗ

Постановка задачи об о снования рационально го вариант а технического оснащения учебных мест

Разработка методического подхода к выбору рационального варианта технического о снащения учебных месг

Разработка комплексной методики выбора рационального варианта технического оснащения учебных мест

1. Методика определениярацпона.льноговарианта р а спредепення учебного вр еменп по нлпраел ениям подготовки

4. Методика выбора рационального варианта технического оснащения с учетом ограничения по вр емени обучения и финансовымр есурсам

2. Методика оценкиуровняподгоювш специалистов при заданных времени обучения п варианте технического оснащения

3. Методика оценки требуемых финансовых ср едств для закупки техннч еского о сна щей и

Разработка штабной методики по определению рациональныхварпантов технического оснащения

Разработка предложений по выборуращюнмьного варианта технического оснащения по каждому направлению

под готовки в о бл а ста РХБЗ

Рисунок 1 Общая схема проведения исследования

В рамках комплексной методики выбора рационального варианта технического оснащения учебных мест необходимо разработать:

методику определения коэффициентов значимости направлений подготовки;

методику оценки уровня подготовки специалистов при заданных времени обучения и варианте технического оснащения;

методику оценки требуемых финансовых средств для реализации возможных вариантов

технического оснащения учебных мест;

методику выбора рационального варианта технического оснащения с учетом ограничений на время обучения и выделяемые финансовые ресурсы.

Методика определения коэффициентов значимости направлений подготовки предназначена для решения следующей задачи. Для заданных:

В = (Ь1, Ь2,..., Ьг,..., Ьп) - перечня наименований направлений подготовки (учебных мест) специалистов в области РХБ защи-

г

1 = 1,п,п количество учебных мест;

К = (к 1, к2,..., кг,..., к^ - перечня частных критериев, которые необходимо учитывать при оценке значимости учебных мест, где кг - наименование г-го частного критерия, К - общее количество частных критериев,

необходимо на основе сравнительной оценки частных критериев и учебных мест по каждому частному критерию определить коэффициенты значимости (вектор глобальных приоритетов) направлений подготовки (учебных мест) специалистов в области РХБ защиты.

Анализ процедуры сравнительной оценки учебных мест с целью определения их значимости показал, что данная задача относится к области, где решение не поддается эффективной формализации и велика роль опыта и интуиции должностных лиц, организующих подготовку специалистов в области РХБ защиты. Поэтому для сравнительной оценки учебных мест целесообразно использовать метод экспертных оценок, под которым следует понимать комплекс логических и математических методов и алгоритмов, позволяющих упорядочить и систематизировать процедуры сбора и анализа мнений специалистов, привести их к виду, наиболее пригодному для принятия рационального решения [2].

Методы, используемые в настоящее время для получения экспертных оценок, достаточно многочисленны и многообразны [3, 4, 5, 6 и др.]. Целесообразность применения того или иного метода во многом определяется возможностью сбора необходимой статистической информации и целью исследования. Если оправданы лишь качественные оценки предпочтительности объектов либо разбиение

их на классы по тем или иным качественным признакам, то могут быть использованы парные или множественные сравнения, непосредственное ранжирование, классификация и т.д. [4, 8]. Если целесообразно получить численные оценки сравнительной предпочтительности объектов, то необходимо применять количественные оценки, начиная от непосредственных численных оценок [5, 6, 9] и кончая более тонкими методами Терстоуна, фон Неймана - Моргенштерна и анализа иерархий [10, 11, 12].

Из всех перечисленных методов для оценки значимости учебных мест наиболее предпочтительным является метод анализа иерархий (далее - МАИ), разработанный Т. Саа-ти [11]. Данный метод позволяет оценивать предпочтительность учебных мест с учетом частных критериев, влияющих на значимость направлений подготовки специалистов в области РХБ защиты.

Давая общую характеристику МАИ, следует отметить, что этот метод применяется не только для ранжирования сравниваемых объектов, но и для оценки их важности на основе определения соответствующих коэффициентов значимости. В его основе лежит процедура иерархического представления элементов, от которых зависят значения коэффициентов значимости учебных мест. Метод состоит в декомпозиции проблемы на более простые составляющие части и дальнейшей обработке суждений экспертов, на основе которых определяется приоритет направлений подготовки специалистов в области РХБ защиты в виде соответствующих коэффициентов значимости [12].

На основе полученных коэффициентов значимости и с учетом заданного общего времени на подготовку специалистов в области РХБ защиты могут быть определены рациональные значения времени, отводимого на обучения на каждом учебном месте.

Методика оценки уровня подготовки специалистов предназначена для решения следующей задачи.

Для заданных:

В = (Ъ1, Ь2,..., Ьг,..., Ьп) - перечня наименований направлений подготовки (учебных мест) специалистов в области РХБ защи-

ты, где bi - наименование г-го учебного места, г = 1,п,п количество учебных мест;

Xi = (хц, Xi2,...,Xij,..., xim) - перечня вариантов технического оснащения г-го учебного места (направления подготовки) , где Xij - j'-ый вариант технического оснащения г-го учебного места, j = 1,т,т количество вариантов технического оснащения г-го учебного места;

Uг min - минимально допустимого уровня подготовки специалистов на г-ом учебном месте;

ti - времени, отведенного для обучения специалистов на г-ом учебном месте (данное время определяется на основе методики определения коэффициентов значимости направлений подготовки),

необходимо оценить значения уровня подготовки специалистов на каждом учебном месте при заданном варианте технического осна-

щения и^, где г = 1,п , п - количество направлений подготовки; ] = 1,т , т — количество вариантов технического оснащения.

Решение сформулированной задачи предполагает выполнение следующих этапов:

идентификация количества учебных мест; формирование вариантов технического оснащения для каждого учебного места (направления подготовки);

идентификация учебного места; оценка экспертами уровня подготовки специалистов при реализации каждого варианта технического оснащения (для г-го учебного места). Значения данных оценок могут быть представлены в табличном виде (таблица 1);

определение среднего уровня подготовки специалистов на г-ом учебном месте при заданных вариантах технического оснащения; оценка согласованности мнений экспертов.

Таблица 1 — Исходные данные для определения среднего уровня подготовки специалистов на г-ом учебном месте

Вариант оснащения i-ro учебного места Эксперты

1 2 k К

Ьц Ui3i Ulj2 Uijk UijK

bi2 Um U2jl U2jk U2jK

bij Uiji Uij2 Uijk UijK

Ьгт, Unjl Unjl Unjk UnjK

Методика оценки требуемых финансовых средств для реализации возможных вариантов технического оснащения учебных мест предназначена для решения следующей задачи.

Для заданных:

В = (Ь1,Ь2,...,Ьг,...,Ьп) - перечня наименований направлений подготовки (учебных мест) специалистов в области РХБ защиты, где - наименование г-го учебного места, г = 1,п,п количество учебных мест;

Xi = (Хц, Хг2,...,Хгэ,..., х^т) - перечня вариантов технического оснащения г-го учебного места (направления подготовки) , где хц - -ый вариант технического оснащения г-го учебного места, ] = 1,т,т количество ва-

риантов технического оснащения г-го учебного места;

Сц = (с^1,с^2,..., с^и,..., с^н) - перечня элементов входящих в состав ^'-го варианта технического оснащения г-го учебного места, где с^и - наименование к-го элемента технического оснащения, к = 1,Н,Н общее количество элементов;

_ стоимости к-го элемента, входящего в состав _7*-го варианта технического оснащения г-го учебного места;

^эстоимости д-го вида эксплуатационных расходов для обеспечения функциониро-к

^три _ стоимости р-го вида технического

обслуживания для поддержания Л,-го элемента в работоспособном состоянии,

необходимо определить общую стоимость закупки и эксплуатации технических средств (стоимости технического оснащения) для обучения на каждом учебном месте при реализации конкретного варианта технического оснащения.

Решение сформулированной задачи предполагает выполнение следующих этапов:

определение единовременных затрат на закупку элементов каждого варианта технического оснащения;

определение стоимости эксплуатационных расходов за весь период эксплуатации;

определение стоимости технического обслуживания за весь период эксплуатации;

определение требуемых финансовых средств на техническое оснащение учебных мест.

Методика выбора рационального варианта технического оснащения с учетом ограничений на время обучения и выделяемые финансовые ресурсы предназначена для решения следующей задачи. Для заданных:

В = (Ъ\, Ь2, . . . , Ь,..., Ьп) - перечня наименований направлений подготовки (учебных мест) специалистов в области РХБ защи-

Таблица 2 — Общий вид исходных данных

ты, где - наименование г-го учебного места, г = 1,11, п - количество учебных мест;

Xi = (Хц ,Хг2, ...,Ху,..., х^т) - перечня

ного места (направления подготовки) , где х^

учебного места, ] = 1,т,т количество ва-

места;

^ - времени, отведенного для обучения

и^ - среднего уровня подготовки специа-

вариантах технического оснащения с учетом заданного времени, отводимого на обучение;

- требуемых финансовых затрат на ре-

туры и количества закупаемых технических средств обучения;

Бв - количества выделенных финансовых ресурсов для технического оснащения всех учебных мест,

необходимо определить такие варианты технического оснащения каждого учебного места, при которых общий уровень подготовки специалистов будет максимальным.

Общий вид исходных данных представлен в таблице 2.

Наименование направления подготовки по дисциплине "РХБЗ" Рациональное значение времени на подготовку Варианты технического оснащения направлений подготовки дисциплины "РХБЗ"

хг Х2 Х3 Хт

Ьг и и и Бгг и 12 Б12 иц Б1з и1т Б1т

Ь2 ¿2 и 11 и22 Б22 и23 Б2] и2т Б2т

ьг и игг Би иг2 Бг2 игз игт Бгт

Ьп ^"П ип1 Бп1 ип2 БП2 ип] ипт Бпт

Сформулированная задача может быть решена градиентным методом, суть которого заключается в отыскании экстремального значения целевой функции путем последовательных шагов по направлению градиента [10]. 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 отношением приращения уров-

ня подготовки к приращению затрат на обучение специалистов.

Реализация предложенного методического подхода при обосновании рациональных значений состава и структуры учебно-материальной базы военных образовательных учреждений позволит повысить уровень профессиональной подготовки специалистов РХБ защиты, что обеспечит эффективное выполнение задач по предназначению спасательными воинскими формированиями.

Литература

1. Абдрахманов A.A., Мазаник А.И., Дружинин В.П., Малинин P.C. Анализ существующей системы профессиональной подготовки сотрудников гражданской защиты в области радиационной, химической и биологической защиты в Кокшетауском техническом институте комитета по чрезвычайным ситуациям МВД Республики Казахстан // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2019. № 4 (42). С. 32 - 37.

2. 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.И - 12.

3. 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.

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

5. Бурнов В.Н. и др. Получение и анализ экспертной информации. М.: II!IV. 1991. 273 с.

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

7. Бешелев С.Д. Экспертные оценки. М.: Наука. 1989. 217 с.

8. Девид Г. Метод парных сравнений. М.: Статистика. 1998. 234 с.

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

10. Кузьменко Ю.М. и др. Методы анализа и обработки военно - экономической информации. М.: Наука. 1978. 176 с.

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

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

METHODOLOGICAL APPROACH TO JUSTIFICATION OF A RATIONAL OPTION OF TECHNICAL EQUIPMENT OF TRAINING PLACES FOR THE DISCIPLINE "RADIATION, CHEMICAL AND BIOLOGICAL PROTECTION"

Annan ABDRAKHMANOV

Adjunct 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

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

Nikolay TVERDYNIN

doctor of philosophical science, candidate of technical sciences, senior researcher, professor department of chemistry and materials science

Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow region, city Khimki, md. Novogorsk

E-mail: n.tverdyninQamchs.ru

Abstract. Based on the analysis of the current contradiction in the field of training specialists in radiation, chemical and biological protection, the urgent scientific task of substantiating a rational option for the technical equipment of training places of a military educational institution has been formulated. A formalized formulation of this problem is proposed and a general scheme for its solution is developed. The main stages of solving the problem of substantiating a rational option for the technical equipment of educational places, taking into account the restrictions on the training time and the allocated financial resources, are considered.

Keywords: radiation, chemical and biological protection, technical equipment of training places, formulation of the research problem, protection of the population, training time for specialists, required financial resources.

Citation: Abdrakhmanov A.A., Polevoy V.G., Mazanik A.I., Tverdynin N.M. Methodological approach to justification of a rational option of technical equipment of training places for the discipline "radiation, chemical and biological protection"// Scientific and educational problems of civil protection. 2020. No. 4 (47). p. 12 - 20 .

References

1. Abdrakhmanov A.A., Mazanik A.I., Druzhinin V.P., Malinin R.S. Analysis of the existing system of professional training of civil protection personnel in the field of radiation, chemical and biological protection at the Kokshetau Technical Institute of the Emergency Situations Committee of the Ministry of Internal Affairs of the Republic of Kazakhstan // Scientific and educational problems of civil protection. 2019. No. 4 (42). S. 32 - 37.

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

3. 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.

4. Borisov N.N., Levchenko A.S. Decision assessment methods: elements of analysis. Riga: RPI. 1980. 189 s.

5. Burnov V.N. and other Obtaining and analysis of expert information. M .: IPU. 1991. 273 s.

6. Gorelov V.E. and other Methods of expert assessments. M .: VNIIPI. 1997. 165 s.

7. Beshelev S.D. Expert assessments. M .: Science. 1989. 217 s.

8. David G. Method of paired comparisons. M .: Statistics. 1998. 234 s.

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

10. Kuzmenko Yu.M. and other Methods of analysis and processing of military - economic information. M .: Science. 1978. 176 s.

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

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