CC BY
25
УДК 355.58
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ В БЕЗОПАСНОМ РАЙОНЕ В УСЛОВИЯХ ВОЕННЫХ
КОНФЛИКТОВ
Д.И. Иванченко
преподаватель кафедры оперативного управления мероприятиями РСЧС и ГО Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: doksoQbk.ru
А.И. Кузьмин
кандидат военных наук, профессор профессор кафедры оперативного управления мероприятиями РСЧС и ГО Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: agzQamchs.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.sQyandex.ru
П.Н. Ткаченко
кандидат технических наук
начальник кафедры оперативного
управления мероприятиями РСЧС и ГО
Академия гражданской защиты МЧС России
Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки,
мкр. Новогорск
E-mail: р.ii.tkachenkoQamchs.ru
Аннотация. В статье представлена структура системы жизнеобеспечения населения и определен показатель для оценки её устойчивости. На основе использования логико-вероятностного подхода разработаны алгоритмы построения сценария опасного состояния и оценки потери устойчивости системы жизнеобеспечения населения. Данные алгоритмы позволяют оценить вероятность нахождения системы жизнеобеспечения в устойчивом состоянии. Ключевые слова: эвакуация населения, безопасные районы, система жизнеобеспечения населения, виды и устойчивость системы жизнеобеспечения.
Цитирование: Иванченко Д.И., Кузьмин А.И., Мазаник А.И., Ткаченко П.Н. Методика оценки устойчивости системы жизнеобеспечения населения в безопасном районе в условиях военных конфликтов // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2019. №2 (41). С. 15-21
Эвакуация в безопасные районы является одним из основных, а зачастую и единственным способом защиты населения от опасностей, возникающих как в мирное, так и в военное время.
Анализ нормативных правовых актов [6, 7, 9], регламентирующих порядок организации и проведения эвакуации населения в военное время, показывает, что при планировании эвакуации населения в безопасные районы зонирование территорий осуществляется на основе оценки прогнозируемого воздействия негативных факторов. Безопас-
ным районом считается территория, расположенная вне зон возможных опасностей, зон возможных разрушений и подготовленная для жизнеобеспечения местного и эвакуированного населения, а также для размещения и хранения материальных и культурных ценностей [7, 9].
Таким образом, к безопасному району, предъявляются два основных требования.
Во-первых, он должен быть вне зон возможных опасностей [6, 7, 9].
Во-вторых, важным требованием к безопасному району является его способность
удовлетворять жизненно важные потребности как местного, так и эвакуируемого населения [3, 7].
Жизнеобеспечение населения (далее - ЖОН) - это совокупность взаимоувязанных по времени, ресурсам и месту проведения мероприятий, направленных на создание и поддержание условий, минимально необходимых для сохранения жизни и поддержания здоровья людей в зонах ЧС, на маршрутах их эвакуации и в местах размещения эвакуированных по нормам и нормативам для условий ЧС, разработанным и утвержденным в установленном порядке [3].
Система ЖОН в безопасном районе в условиях военного конфликта состоит из следующих элементов (видов обеспечения):
подсистема обеспечения продуктами питания;
подсистема обеспечения питьевой водой; подсистема обеспечения теплоэнергией; подсистема обеспечения электроэнергией; подсистема обеспечения жильём; подсистема медицинского обеспечения. Каждая подсистема состоит из элементов, которые выполняют функции, необходимые для достижения цели, стоящей перед соответствующим видом обеспечения.
Одной из основных характеристик системы ЖОН, определяющей эффективность её функционирования, является «устойчивость». Под устойчивостью системы ЖОН понимают её способность стабильно удовлетворять в требуемых объемах и номенклатуре первоочередные потребности населения в ЧС [3].
В настоящей статье для оценки устойчивости системы ЖОН изложен логико-
вероятностныи подход, применяемый к оценке надежности и безопасности структурно-сложных систем [8], а в качестве показателя устойчивости - вероятность нахождения системы ЖОН в устойчивом состоянии, которая определяется из выражения
Р'
(жон)
У
= 1- Р,
()
ПУ
(1)
()
где: Ру - вероятность нахождения системы ЖОН в устойчивом состоянии;
Р,
()
ПУ
вероятность потери устойчивости
системы ЖОН в безопасном районе.
Снижение устойчивости системы ЖОН может происходить под влиянием ряда деструктивных факторов, которые определяют сценарий её опасного состояния.
Таким образом, для оценки вероятности нахождения системы ЖОН в устойчивом состоянии необходимо разработать соответствующую методику, включающую два алгоритма:
алгоритм построения сценария опасного состояния системы жизнеобеспечения населения;
алгоритм определения вероятности потери устойчивости системы ЖОН для заданного сценария её опасного состояния.
Сценарий опасного состояния системы жизнеобеспечения населения может быть представлен в графическом виде, отображающем цепочки событий, наступление которых может привести к потере устойчивости её отдельных элементов и системы в целом.
Алгоритм построения сценария опасного состояния системы ЖОН в обобщенном виде представлен на рисунке 1 и предусматривает последовательное выполнение следующих мероприятий:
Анализ элементов, входящих в систему
жизнеобеспечения населения +
Системный анализ данных системы жизнеобеспечения населения
Определение элементов системы ЖОН, находящихся в безопасном районе (Ъ^) Определение элементов системы ЖОП, находящихся вне безопасного района (2^
Ф) У1 ы >
Определение событий (инипи которых представляет функционирования систем чощих событий), наступление розу для устойчивого КОН в безопасном районе
1
Определение инициирующих условий опасного состояния системы жизнеобеспечения населения в безопасном районе
Определение множества кратчайших путей (Л" ) потери устойчивости системы ЖОП, которые формируются «сверху вниз»_
Формирование сценария опасного состояния системы ЖОН в безопасном районе
Рисунок 1 Алгоритм построения сценария опасного состояния системы ЖОН
проведение системного анализа с целью определения элементов системы ЖОН в безопасном районе и за его пределами, влияющих на эффективность ее функционирования;
определение событий (инициирующих событий), наступление которых представляет угрозу для устой чивого функционирования системы ЖОН в безопасном районе. Реализация данных событий может привести к условиям (инициирующим условиям), влияющим на устойчивость системы ЖОН;
определение множества кратчайших путей потери устойчивости системы ЖОН, которые формируются «сверху вниз». Каждый кратчайший путь (Кг) начинается с идентификации конечного события (события, определяющего потерю устойчивости системы ЖОН) и включает инициирующие условия, совместное
наступление которых приводит к опасному состоянию системы ЖОН, и соответствующее им инициирующее событие. Таким образом, кратчайший путь потери устойчивости системы ЖОН представляет собой конъюнкцию инициирующих условий и соответствующего им инициирующего события (Zj). В общем виде кратчайший путь может быть представлен выражением
^ % — * * * ^^^ ч /
где: т - общее количество инициирующих условий (событий), включенных в сценарий опасного состояния, реализация которого может привести к потере устойчивости системы ЖОН;
а. _ двоичная переменная величина, которая принимает значение 1 или О
{0:
1, если ] — те условие (событие) является элементом г — го пути; , .
О, в противном случае.
Сценарий опасного состояния системы ЖОН определяет исходные данные для оценки потери ее устойчивости. Для решения данной задачи разработан соответствующий алгоритм, который в обобщенном виде представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 Алгоритм оценки потери устойчивости системы ЖОН
«о =
3
Данный алгоритм основан на логико-вероятностном подходе [8] и включает следующие этапы: 1. Построение функции опасного состояния системы ЖОН, которая определяет множество кратчайших путей, реализация хотя бы одного из которых приводит к потере устойчивости системы ЖОН.
Данная функция в виде дизъюнктивной нормальной формы может быть представлена следующим образом [8]
/ (^1, ^2: . . . : Zm-1, Ят) = КХ V К2 V К3 V ... V Кп-1 V Кп (4)
Учитывая, что в каждую подсистему ЖОН входит определенное количество кратчайших путей, приводящих ее в опасное состояние, то выражение (4) можно записать в следующем виде
/ (Zl: 22, . . . , Zm—l,Zm) = ^ПОП П V ^ПОП В V ^ПОТ Э V ^ПОЭ Э V ^^ОЖ V ^ПМО:
где ^попп = V К2 V К3 V ... V Ка-1 V Ка - множество кратчайших путей опасного состояния, входящих в подсистему обеспечения продуктами питания;
^попв = V Ка+2 V Ка+з V ... V Кь-1 V Кь множество кратчайших путей опасного
состояния, входящих в подсистему обеспечения питьевой водой;
^потэ = К()+1 V Къ+2 V Кь+3 V ... V Къ-1 V К,0 множество кратчайших путей опасного состояния, входящих в подсистему обеспечения теплоэнергией;
^поээ = Kv+l V Kv+2 V Kv+3 V ... V Kg-l V Kg - множество кратчайших путей опасного состояния, входящих в подсистему обеспечения электроэнергией;
^пож = Kg+i V Кд+2 V Кд+3 V ... V К1 V К^ - множество кратчайших путей опасного состояния, входящих в подсистему обеспечения жильем;
^пмо = K(ji+l V Kd+2 V Kd+з V ... V Kn-l V Kn - множество кратчайших путей опасного состояния, входящих в подсистему медицинского обеспечения.
2. Построение функции опасного состояния системы ЖОН виде ортогональной дизъюнктивной нормальной формы. На основе проведения процедуры ортогонализации [8] функция опасного состояния системы ЖОН может быть представлена в следующем виде
f (Zb Z2,..., Zm-i, Zm) = Kx V K[ К2 V ... V К[... K'n-iKn (6)
где К[ - отрицание г-го кратчайшего пути потери устойчивости системы ЖОН в безопасном районе, которое определяется из выражения
К[ = z[ai V zГ z?2 V ... V ^... С--1 z^. (7)
3. Построение вероятностного полинома потери устойчивости, который определяет вероятность потери устойчивости системы ЖОН для заданного сценария её опасного состояния
Р^ = f (Яг (Zt,Z>) ,Qi (Zt,Z>)) (8)
где: Ri - вероятность устойчивости i-ro элемента системы жизнеобеспечения населения в безопасном районе, г = (1,ш);
Qi - вероятность потери устойчивости i-ro элемента системы жизнеобеспечения населения в безопасном районе.
На основе выражения (7) может быть получена оценка вероятности нахождения системы ЖОН в устойчивом состоянии с использованием формулы (1).
Таким образом, представленная методика на основе решения двух задач позволяет оценить устойчивость системы жизнеобеспечения населения в безопасном районе. Данную методику целесообразно использовать для выбора рационального района эвакуации населения из множества возможных вариантов безопасных районов. Это позволит сократить затраты на восстановление системы жизнеобеспечения в случае воздействия на неё деструктивных факторов.
Литература
1. Бочарников II.В., Свешников C.B. Fuzzy-технология: Основы системного анализа и управления организациями. Теория и практика. - М.: ДМК Пресс, 2014. 285 с.
2. Гражданская оборона. Учебник / Издание 2-е, переработанное. МЧС России. — М.: АГЗ МЧС России, 2018. - 400 с. Инв. ЗОЗбу.
3. ГОСТ Р 22.3.05-96 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Жизнеобеспечение населения в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения».
4. Кузьмин А.II., Иванченко Д.II. «Современные взгляды на эвакуацию населения» Научный журнал «Научные и образовательные проблемы гражданской защиты», /Химки: ФГБОУ ВПО АГЗ МЧС России, 2014 № 1(20). С. 109-111.
5. Касти Дж. Большие системы. Связность, сложность и катастрофы. - М.: Мир, 1982. - 216 с
6. Методические рекомендации по определению безопасных районов, пригодных для размещения эвакуируемого населения, материальных и культурных ценностей в субъектах Российской Федерации (в том числе с учетом возможности использования районов с минимальными поражающими факторами) № 2-4-87-11-14 от 26.04.2012. Главный военный эксперт МЧС России генерал-полковник П.В. Плат.
7. Постановление Правительства Российской Федерации от 22.06.2004 г. № 303 «О порядке эвакуации населения, материальных и культурных ценностей в безопасные районы».
8. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. - СПб.: Политехника, 2000. - 248 с.:ил.
9. Свод правил. «СП 165.1325800.2014. Инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне».
10. Стекольников К).II. Живучесть систем. - СПб.: Политехника, 2002. - 115 с.
11. Федеральный Закон РФ от 12.02.98 г. № 28-ФЗ «О гражданской обороне», http://base.garant.ru/178160/
METHODOLOGY FOR ASSESSING THE SUSTAIN ABILITY OF LIVELIHOODS OF THE POPULATION IN THE SAFE AREA IN TERMS OF MILITARY CONFLICT
Dmitry IVANCHENKO
Lecturer, Department of Operational management of events RSChS and GO Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk E-mail: doksoQbk.ru
Alexander KUZMIN
Candidate of Military Sciences, Professor Professor, Department of Operational management of events RSChS and GO Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk E-mail: agzQamchs.ru
Abstract. The article presents the structure of the system of life support of the population and the indicator for assessing its sustainability. Through the use of probabilistic-logic approach developed algorithms to build a scenario of a dangerous condition and buckling life-support systems of the population. These algorithms allow us to estimate the probability of finding the life support system in a stable state.
Keywords: evacuation of the population, safe areas, life support system of the population, types and stability of life support system.
Citation: Ivanchenko D.I., Kuzmin A.I., Mazanik A.I., Tkachenko P.N. Methodology for assessing the sustainability of livelihoods of the population in the safe area in terms of military conflict // Scientific and educational problems of civil protection. 2019. No. 2 (41). pp. 15-21
References
1. Bocharnikov I.V., Sveshnikov S.V. Fuzzy-technology: Fundamentals of systems analysis and management of organizations. Theory and practice. - M .: DM К Press, 2014. 285 p.
2. Civil Defense. Textbook / Edition 2, revised. Russian Emergency Situations Ministry. - M .: AGZ EMERCOM of Russia, 2018. - 400 p. Inv. ЗОЗбу.
3. GOST R 22.3.05-96 "Safety in emergency situations. Life support of the population in emergency situations. Terms and Definitions".
4. Kuzmin A.I., Ivanchenko D.I. "Modern Views on the Evacuation of the Population" Scientific journal "Scientific and educational problems of civil protection", / Khimki: FSBEI HPO AGS EMERCOM of Russia, 2014 No. 1 (20). P. 109-111.
Alexander MAZANIK
Doctor of Military Sciences, Professor, Chief Researcher of the Research Center Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk E-mail: agz.u.sQyandex.ru
Pavel TKACHENKO
Candidate of Technical Sciences Head of the Department of Operational management of events RSChS and GO Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk
E-mail: p.n.tkachenkoQamchs.ru
5. Casti J. Large Systems. Connectivity, complexity and disaster. - M .: Mir, 1982. - 216
6. Methodical recommendations for determining safe areas suitable for accommodating the evacuated population, material and cultural values in the constituent entities of the Russian Federation (including taking into account the possibility of using areas with minimal damaging factors) № 2-4-87-11-14 of 04/26/2012. Chief Military Expert EMERCOM of Russia Colonel-General P.V. Plat.
7. Decree of the Government of the Russian Federation dated June 22, 2004 No. 303 "On the procedure for evacuation of the population, material and cultural values to safe areas".
8. Ryabinin I.A. Reliability and safety of structurally complex systems. - SPb .: Polytechnic, 2000. - 248 s.: II.
9. Rulebook. "SP 165.1325800.2014. Civil defense engineering measures ".
10. Stekolnikov Yu.I. System vitality. - SPb .: Polytechnic, 2002. - 115 p.
11. Federal Law of the Russian Federation of February 12, 1998 No. 28-03 "On Civil Defense", http://base.garant.ru/178160/
