CC BY
31
УДК 614.8:377/378
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ ПЕРСПЕКТИВНОГО КОМПЛЕКСА ИНЖЕНЕРНОЙ РАЗВЕДКИ В ЦЕЛЯХ ИНЖЕНЕРНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИИ
A.JI. Литвин
доцент кафедры
инженерной защиты населения и территорий Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл, г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: Litvin_agzQrambler.ru
B.А. Малышев
кандидат военных наук профессор кафедры
эксплуатации транспортно-технологических машин и комплексов
Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл, г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: Vlad malQinbox.ru
И.В. Треушков
начальник кафедры
инженерной защиты населения и территорий Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл, г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: trigor66Qmail.ru
Аннотация. В статье проведён анализ оснащённости спасательных воинских формирований комплексами инженерной разведки и рассмотрены подходы к созданию перспективного комплекта, обеспечивающего наиболее эффективное получение и передачу данных о местности, объектах и характеристиках чрезвычайных ситуаций в интересах инженерного обеспечения аварийно-спасательных и других неотложных работ.
Ключевые слова: инженерная разведка, ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций, носимый комплекс инженерной разведки, инженерное обеспечение ликвидации чрезвычайных ситуаций, поиск пострадавших.
Цитирование: Литвин А.Л., Малышев В.А., Треушков И.В. О создании перспективного комплекса инженерной разведки в целях инженерного обеспечения ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2018. № 4 (39). С. 20-26
Успешное выполнение мероприятий гражданской обороны (далее - ГО) и эффективное действие сил гражданской обороны (далее — сил ГО) при проведении аварийно-спасательных и других неотложных работ в случае возникновения опасностей для населения, особенно при землетрясениях, аварийных обрушениях зданий и сооружений, в значительной степени зависит от инженерного обеспечения, одной из задач которого является инженерная разведка [1, 2].
Исследования последних лет показывают, что современное состояние средств инженерной разведки, применяемых при ликвидации чрезвычайных ситуаций (далее — ЧС), в том числе технических средств поиска пострадавших, не в полной мере обеспечивают добычу в кратчайшие сроки достоверных данных для
принятия обоснованных решений по организации поисково-спасательных работ, а порой приводят к значительным затратам материальных и человеческих ресурсов.
Это обусловлено тем, что на оснащении подразделений МЧС России стоят морально устаревшие приборы и оборудование, а новые образцы средств в единичных экземплярах находятся только в специализированных подразделениях аварийно-спасательных формирований ГО.
Характерно, что в организационно-штатных структурах спасательных воинских формирований (далее - СВФ) [2] разведывательные органы практически отсутствуют. В то же время, в условиях массовых разрушений, необходимы разведывательные органы, оснащенные средствами разведки, поскольку
основными задачами данных формирований являются:
поиск и извлечение пострадавших и погибших, оказание пострадавшим первой помощи и их эвакуация в безопасные места;
расчистка и проделывание проходов в завалах;
расчистка и подготовка площадок для размещения техники и людей;
обрушение или укрепление конструкций зданий и сооружений, угрожающих обвалом и др.
Казалось бы, что данное положение является основанием для формирования и соответствующего оснащения организационно-штатных структур, однако при обосновании структур и оснащения СВФ данный вопрос практически не учитывается. В настоящее время в МЧС России функционирует система оснащения поисково-спасательных средств, в основу которой заложены: разработка новых аварийно-спасательных средств (далее — АСС) на базе серийно выпускаемых образцов и обеспечение аварийно-спасательных формирований техническими средствами, выпускаемыми различными ведомствами и фирмами. Такая система оснащения не всегда приводит к требуемым результатам.
В основном, в научных разработках [3, 4, 5] предложенный научно-методический аппарат позволяет лишь осуществлять обоснованное распределение финансовых средств на закупку видов существующих либо перспективных образцов вооружения, военной и специальной техники (далее — ВВСТ) в рамках реализации мероприятий государственной программы вооружения. И, как результат, на оснащении СВФ до сих пор находятся только оптические средства разведки: бинокли (БбхЗО, Б7х30, Б8х30) и средства поиска взрывоопасных предметов (далее - ВОП): миноискатели типа РВМ и комплекты разминирования КР-О.
В связи с этим возникает необходимость создания и оснащения СВФ комплексами инженерной разведки, которые бы включали в себя те приборы, инструменты и оборудование, которые обеспечивают наиболее эффективное получение и передачу полного комплекса данных о местности, объектах и ха-
рактеристиках ЧС, в том числе и скрытых от визуального наблюдения. С одной стороны создание таких комплексов инженерной разведки определяется необходимостью получения оперативных и достоверных данных для принятия обоснованных решений по организации поисково-спасательных работ. С другой стороны программы их создания имеют ограниченное финансирование.
Вероятно, что здесь необходимы научно-обоснованные требования, методология обоснования тактико-технических требований к новым образцам средств инженерной разведки, обеспечивающих максимальную эффективность их применения в условиях жестких финансовых, ресурсных и людских ограничений.
Рассмотрим возможность применения существующих приборов поиска пострадавших в СВФ. В соответствии с классификацией АСС для проведения поисковых и аварийно-спасательных работ при ЧС [6] определено шесть подклассов технических средств поиска пострадавших: акустические, оптические (телевизионные), электрографические, тепловые, химические и радиолокационные. Данные приборы находятся лишь на оснащении специализированных аварийно-спасательных формирований.
Изучение и анализ литературных источников проведенных в ходе выполнения НИР в Академии гражданской защиты МЧС России на тему «Разработка и создание комплекса инженерной разведки в целях инженерного обеспечения ликвидации ЧС» [7], позволило установить, что методы, используемые в существующих технических средствах поиска пострадавших, обладают следующими недостатками: требуют использования современной дорогостоящей аппаратуры;
сложны в эксплуатации и требуют специальной подготовки персонала;
не позволяют точно определить местонахождение пострадавшего в завале;
эффективность средств инженерной разведки, использующих различные методы, зависит от структуры завала, характера разрушения зданий и сооружений, параметров окружающей среды.
Сущность методологии обоснования
тактико-технических требований к новым образцам средств инженерной разведки, по нашему мнению, заключается в том, чтобы привести в соответствие технический уровень объекта техники к требуемому уровню решения задач, используя при этом основные тенденции развития лучших достижений в этой области.
Методически это приводится следующим образом. Сначала на основе оперативно-тактических данных, выделяются базовые параметры технического уровня конкретного образца. Затем определяются его частные параметры, выбираются критерии их оценки, подбирается номенклатура исходных данных и по расчетным соотношениям, учитывающим параметры типовых сценариев ликвидации последствий ЧС, находятся значения критериев оценки, удовлетворяющих требуемому уровню решения предстоящих задач.
На этапе разработки схемного решения комплекса инженерной разведки наиболее перспективным представляется подход, предложенный в МГТУ им. Баумана [8].
В условиях неопределенности, когда цели и ограничения заданы нечеткими множествами выбор альтернативы, которая одновременно удовлетворяет и нечетким целям, и нечетким ограничениям является решением поставленной задачи.
В ходе выполнения работ по созданию технического облика комплекса инженерной разведки сформированы:
X = {х1,х2,х3, ■ ■ ■ Хк} - множество вариантов, подлежащие многокритериальному анализу;
С = {С\, С2, С3 ■ ■ ■ Оп} - множество количественных и качественных критериев, по ко-
торыми оцениваются варианты.
Упорядочивание элементов множества X по критериям из множества С составляет задачу многокритериального анализа.
Если [Х]) - число в диапазоне [0,1], характеризующее уровень оценки варианта XI € X по критерию, то чем больше число ^а (Х]), тем выше оценка варианта х^ по критерию Ог, г = 1, ■■■ п,] = 1, ■■■ ,к. Критерий Ог можно представить в виде нечеткого множества на множестве вариантов X [9]:
^ = (
Ц-С-1 Ц-С2 Х\ ' х2
)
Х%
(1)
где (%]) _ степень принадлежности элемента х^ нечеткому множеству С^
Степень принадлежности нечеткого множества (1) устанавливается методом построения функций принадлежности на основе парных сравнений по шкале профессора Саати [10]. Согласно методу [11] значения функции принадлежности ^а (х^) определяются так:
№ = (1 + $21 + $31 + ■■■ + $ш)—1 № = ($12 + 1 + $32 + ■ ■ ■ + $«,2)— 1
(2)
= ($1га + $2«. + $3«. + ■ ■ ■ + 1)
— 1
где - элементы матрицы парных сравнений по шкале Саати [8].
Определяется наилучшая, как имеющая наибольший вес при решении проблемы.
Наилучшим вариантом будем тот, который одновременно лучший по всем критериям. Нечеткое решение находится как пересечения частных критериев [9]:
I) = с1 п с2 п ■ ■ ■ п сп =
тгп г = 1,п
тгп г = 1,п
№ (Х2)
тгп г = 1,п
№(Хк)'
Х1
Х2
Хк
(3)
На основе применения отечественных узлов и агрегатов, были смоделированы пять вариантов компоновки комплекса инженерной разведки.
Разработанные схемные решения отлича-
ются между собой дальностью действия, разрешающей способностью, временами развертывания и непрерывной работы. Значения определяющих параметров представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Значения определяющих параметров для разработанных схемных решений
комплекса инженерной разведки
№ Параметр Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Вариант 4 Вариант 5
1. Дальность действия, м 50 75 100 150 175
2. Разрешающая способность, м 0,01 0,15 0,15 0,30 0,5
3. Вероятность обнаружения пострадавших под завалами 0,95 0,90 0,90 0,75 0,6
4. Вероятность нахождения ВОП 0,95 0,95 0,95 0,95 0,9
5. Минимальный размер измеряемых геометрических величин 0,1 0,15 0,15 0,2 0,15
6. Время развертывания, мин 30 30 15 20 20
7. Время непрерывной работы, мин 60 120 60 30 30
На основе 9-балльной шкалы Саати для всех определяющих параметров схемных решений комплекса инженерной разведки по заключению эксперта составлена матрица парных сравнений рангов.
Функция принадлежности ^а (%]) коэффициенты весомости определяющих параметров рассчитаны по методике [11]. Коэффициенты весомости представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициенты весомости параметров, определяющих технический облик
Значения
№ Параметр коэффициентов весомости
1. Дальность действия, м 0,03
2. Разрешающая способность, м 0,13
3. Вероятность обнаружения пострадавших под завалами 0,44
4. Вероятность нахождения ВОП 0,21
5. Минимальный размер измеряемых геометрических величин 0,11
6. Время развертывания, мин 0,03
7. Время непрерывной работы, мин 0,05
Дальнейшие расчеты с использованием формулы (3) позволяют получить нечеткие множества, а их пересечение даёт количе-
ственные оценки степени принадлежности нечеткого решения. Наилучшим вариантом будем тот, который одновременно лучший по
всем критериям.
По результатам проведенных исследований [7] наиболее рациональным представляется решение задач инженерной разведки, которое реализует комплексный подход к использованию различных физических принципов. Комплексирование систем спутниковой навигации, тепловизионных систем, оптических средств, приборов, основанных на принципах радиоволновой интерферометрии (нелинейных радиолокаторов) и акустического поиска пострадавших в завалах позволит реализовать требования достоверности и оперативности, предъявляемые к инженерной разведке.
Исходя из этого, в качестве основного критерия действий инженерной разведки, предполагается целевая функция, характеризующая затраты времени (оперативность) и вероятность обнаружения людей, оказавшихся под завалами в результате землетрясения, аварийного обрушения зданий и сооружений.
При этом следует учитывать, что большинство операций инженерной разведки связано с ограничением состава сил и средств инженерной разведки. Поэтому для выбора оптимального способа распределения таких ресурсов могут успешно применяться линейные экс-
тремальные модели с ограничениями (модели линейного программирования) [12]. Эти модели дают возможность проанализировать довольно широкий спектр распределения сил и средств разведки.
Подводя итоги рассмотрения вопросов инженерной разведки в интересах инженерного обеспечения АСДНР, можно сделать вывод о том, что в рамках решения указанных проблем необходимо, прежде всего, корректировать соответствующим образом существующую нормативную правовую базу и в дополнение к этому:
обосновать тактико-технические требования к новым образцам средств поиска пострадавших с использованием предлагаемых подходов и математических моделей, позволяющих определить состав комплекта инженерной разведки и совокупность действий по его применению на основе критериев эффективности;
продолжить разработку технического задания с использованием научных основ и технической информации для создания носимого комплекса инженерной разведки;
использовать основные положения выполненной работы в рамках учебного процесса Академии по подготовке специалистов в системе МЧС России.
Литература
1. Федеральный закон от 12 февраля 1998 г. № 28-ФЗ «О гражданской обороне».
2. Гражданская оборона. Учебник / Под общ. ред. В.А. Пучкова; МЧС России. — М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС, 2016. ^377 с.
3. Сулима Т.Г. Постановка научной задачи обоснования рационального варианта оснащения спасательного воинского формирования МЧС России // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2016. № 4(31). С. 27-32.
4. Проблемы развития спасательных воинских формирований МЧС России и пути их решения: монография. М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2014.- 172 с.
5. Полевой В.Г., Пономарев А.П., Сулима Т.Г. Методический подход к решению проблемных вопросов по обоснованию рациональных вариантов оснащения спасательных воинских формирований МЧС России современными образцами вооружения, военной и специальной техники // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2015, № 4(27). С. 37-41
6. ГОСТ Р 22.9.22-2014 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Аварийно-спасательные средства. Классификация».
7. Отчет о НИР «Разработка и создание комплекса инженерной разведки в целях инженерного обеспечения ликвидации ЧС». АГЗ МЧС России, 2017. —114 е..
8. Жилейкин М.М., Калимулин М.Р., Мирошниченко A.B. Методика выбора оптимального схемного решения в нечетких условиях на основе многокритериального анализа вариантов при равновесных и неравновесных критериях. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э.Баумана, №12, 2012 г., с.9
9. Штовба С .Д. Проектирование нечетких систем средствами MATLAB. - М.: Горячая линия - Телеком, 2007. - 288 с.
10. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. - М.: Радио и связь, 1993. - 278 с. [Saaty T.L. The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill, New York, 1980.].
11. Яхъяева Г.Э. Нечеткие множества и нейронные сети: учебное пособие. — М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ, 2010. - 316 с.
12. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. - М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1980. - 208 с.
METHODOLOGICAL APPROACHES TO THE DEVELOPMENT OF ADVANCED COMPLEX ENGINEERING INTELLIGENCE FOR THE PURPOSES OF ENGINEERING SUPPORT EMERGENCY RESPONSE
Vladimir MALYSHEV
Candidate of Military Sciences Professor of the Department
operation of transport and technological machines and complexes
Academy of Civil Protection EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk
E-mail: Vlad mal®inbox.ru
Abstract. In the article the analysis of equipment of the rescue military formations of the complexes of engineer reconnaissance and the approach on the establishment of promising sets, providing the most effective receiving and transmitting information about location, features, and characteristics of emergencies in the interests of engineering, ADNR.
Keywords: engineering exploration, elimination of consequences of emergency situations, wearable complex of engineering exploration, engineering support of emergency response, search for victims. Citation: Litvin A. L., Malyshev V. A.,Trushkov I. V. Methodological approaches to the development of advanced complex engineering intelligence for the purposes of engineering support emergency response // Scientific and educational problems of civil protection. 2018. No. 4 (39). pp. 20-26
1. Federal law No. 28-FZ of 12 February 1998 on civil defence.
2. Civil defense. The textbook / Under the General editorship of V. A. Puchkov, Russian emergencies Ministry. - Moscow: fgbu Institute of GOCHS, 2016. -377 S.
3. Sulim G. T. Setting the scientific goals justification rational ia-Rianta equipment for rescue military units of the EMERCOM of Russia // Scientific and educational problems of civil protection. 2016. No. 4(31).
4. Problems of development of rescue military units of EMERCOM of Russia and ways of their solution: monograph. M.: fgbu VNII GOCHS (FC), 2014,- 172 p.
5. Polevoy V. G., Ponomarev A. I., Sulima T. G. Methodical approach to the resolution of problematic issues on justification of rational variants of equipment of rescue military units of EMERCOM of Russia with modern models of weapons, military and special equipment // Scientific and educational problems of civil protection. 2015, № 4(27). C. 37-41
6. GOST R 22.9.22-2014 «safety in emergency situations. Emergency and rescue means. Classification.»
7. Report on research "Development and creation of a complex of engineering intelligence for engineering support of emergency response."Academy of Civil Protection EMERCOM of Russia, 2017. -114 C..
Alexander LITVIN
Associate Professor
engineering protection of the population and territories Academy of Civil Protection EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk
E-mail: Litvin_agzQrambler.ru
Igor TREUSHKOV
Head of Department
engineering protection of the population and territories Academy of Civil Protection EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk
E-mail: trigor66Qmail.ru
References
C. 27-32.
8. Zhileikin M. M., Kalimullin M. R., Miroshnichenko A. V. the Method of choosing the optimal scheme solution under fuzzy conditions on the basis of multi-criteria analysis of variants of equilibrium and non-equilibrium criteria. Science and education: scientific publication of MSTU. N. Uh.Bauman, No. 12, 2012. - p.9
9. Shtovba S. D. designing fuzzy systems by means of MATLAB. - M.: Hotline-Telecom. 2007. - 288 p.
10. Saati T. decision-Making. Method of analysis of hierarchies. - M.: Radio and communication, 1993. - 278 p. [Saaty T.L. The Analytic Hierarchy Process. McGraw-Hill, New York, 1980.].
11. Yahyaeva G. E. Fuzzy sets and neural networks: a textbook. - Moscow: Internet University of Information Technologies; BINOM, 2010. - 316 p.
12. Ventzel E. S. operations Research: problems, principles, methodology. - M.: Nauka, Home edition physical and mathematical literature, 1980. - 208 p.
