CC BY
5
А. Ф. Самороковский, кандидат технических наук, доцент С. В. Синегубов, кандидат технических наук, доцент С. В. Синегубова, кандидат технических наук, доцент
МОДЕЛЬ ОРГАНИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ В ЗАЩИТНЫХ СООРУЖЕНИЯХ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
THE MODEL OF THE ORGANIZATION OF THE PLACEMENT OF THE POPULATION IN THE PROTECTIVE STRUCTURES OF CIVIL DEFENSE IN THE EVENT OF EMERGENCIES
В работе рассматривается модель, позволяющая оптимально разместить население в защитных сооружениях гражданской обороны, которая не требует сложных вычислений, модель перераспределения укрываемых в защитных сооружениях гражданской обороны. Предложен алгоритм приведения модели перераспределения укрываемых в защитных сооружениях к виду модели распределения укрываемых в защитных сооружениях.
The paper considers a model that makes it possible to optimally place the population in the protective structures of civil defense, which does not require complex calculations. The model of redistribution of the sheltered in the protective structures of civil defense. An algorithm is proposed for bringing the redistribution model of those sheltered in protective structures to the form of a distribution model of those sheltered in protective structures.
Введение. Защита населения от чрезвычайных ситуаций (ЧС) является важнейшей задачей Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, исполнительных органов государственной власти, а также местного самоуправления всех уровней, руководителей предприятий, учреждений и организаций.
Защита населения от ЧС представляет собой комплекс взаимосвязанных по времени, ресурсам и месту проведения мероприятий, направленных на предотвращение или предельное снижение потерь населения от поражающих факторов ЧС [1].
К основным принципам защиты населения относятся:
- защита всех граждан Российской Федерации, граждан других государств, а также лиц без гражданства, находящихся на территории России;
- универсальность и дифференцированность, т. е. применение тех средств, способов и методик спасения, которые в большей степени подходят в той или иной ЧС;
- комплексность, т. е. применение как можно большего числа форм, методов и способов защиты людей, применяющихся на практике;
- заблаговременность проводимых мероприятий.
К основным способам защиты относятся:
- своевременное оповещение;
- укрытие в защитных сооружениях;
- использование средств индивидуальной защиты;
- эвакуация населения;
- проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ в зонах ЧС.
Укрытие в защитных сооружениях является одним из эффективных способов
защиты от поражающих факторов ЧС.
Постановка задачи. Защитные сооружения предназначены для защиты населения от ядерного, химического и бактериологического (биологического) оружия и обычных средств поражения, а также от поражающих факторов чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера [2, 3]. Эти сооружения подразделяются на убежища, противорадиационные укрытия и простейшие укрытия (рис. 1).
Убежища наиболее надежно защищают укрываемых ото всех поражающих факторов ядерного взрыва, отравляющих веществ и бактериальных средств, высоких температур и вредных газов в зонах пожаров, обвалов и обломков разрушенных зданий.
Их можно классифицировать по вместимости (объему), месту возведения (оборудования), времени возведения, защитным свойствам (рис. 2).
Рис. 2. Классификация убежищ
Противорадиационные укрытия (ПРУ) защищают людей от гамма-излучения и непосредственного попадания радиоактивной пыли в органы дыхания, на кожу и одежду, а также от светового излучения ядерного взрыва. Кроме того, от непосредственного попадания на кожу и одежду капель отравляющих веществ и аэрозолей бактериальных средств. ПРУ оборудуются, как правило, в подвальных этажах зданий и сооружений. Кроме того, под ПРУ могут приспосабливаться погреба, каменные дома, комнаты, подвалы, заглубленные хозяйственные и складские постройки.
Простейшие укрытия представляют собой перекрытые щели, которые защищают людей от воздействия ионизирующего излучения, радиоактивного заражения, а также от поражения обломками разрушающихся зданий.
В соответствии с требованиями защитные сооружения должны использоваться в повседневной деятельности для хозяйственных нужд, что существенно улучшает их содержание и поддержание в постоянной готовности к использованию по прямому назначению. Во всех случаях должны предусматриваться меры, обеспечивающие своевременное (не более 6 часов) приведение защитных сооружений в готовность к приему укрываемых. Потребность в защитных сооружениях определяется исходя из необходимости укрытия всех рабочих и служащих по месту работы, всего неработающего населения — по месту жительства, эваконаселения в районах эвакуации, спасателей — в местах проведения спасательных работ.
Одной из главных задач руководителей органов исполнительной государственной власти, местного самоуправления всех уровней, руководителей предприятий, учреждений и организаций является грамотная организация размещения населения в защитных сооружениях гражданской обороны при возникновении различных чрезвычайных ситуаций с целью снижения количества потерь укрываемого населения. Размещение населения должно проводиться в максимально короткие сроки, при этом укрываемое население должно размещаться в ближайших защитных сооружениях с соблюдением условий максимально возможного заполнения защитных сооружений.
В работах [4, 5] рассматриваются модели проведения эвакуации сотрудников ОВД и членов их семей в безопасные районы при возникновении чрезвычайных ситуаций. В данной работе предлагается модель размещения населения в защитных сооружениях гражданской обороны при возникновении чрезвычайных ситуаций.
Дискретная модель размещения населения в защитных сооружениях гражданской обороны. Рассмотрим процесс размещения населения в защитных сооружениях гражданской обороны. Главной задачей здесь является тот факт, что необходимо распределить население в защитных сооружениях гражданской обороны с учетом возраста и пола. Население размещается в защитных сооружениях с учетом описанных выше ограничений.
Содержательная формулировка.
Пусть населенный пункт (некая территория, город, село и т. п.) разделен на несколько районов А , А, •••, А население которых необходимо разместить в защитных сооружениях, причем количество граждан в районе А составляет аг единиц (г = 1,т). Указанных граждан необходимо разместить в защитных сооружениях В , В, •• •, В, причем вместимость каждого защитного сооружения ограничена и для объекта В составляет Ьк граждан. Условимся, что граждане могут быть направлены в любое защитное сооружение данного населенного пункта, причем время, затраченное на перемещение граждан из пункта А в пункт В, составляет ^ единиц. Необходимо составить такой план распределения граждан по защитным сооружениям, при котором временные ресурсы были бы минимальными.
Введем дополнительные условия:
1. Если временные ресурсы, связанные с перемещением граждан, в пунктах А различны, то их (указанные ресурсы) можно включить в ^.
2. Если г -й район не доступен для к -го защитного сооружения, то либо переменная хш исключается из рассмотрения, либо величина ^ принимается сколь угодно большой.
Формализация задачи.
Введем обозначения:
А = \ах,..., ат } — множество, характеризующее количество граждан для размещения в защитных сооружениях в районах А ;
В = Ъ,..., Ъп} — множество, характеризующее максимально возможное размещение граждан в защитных сооружениях В •
Введем обозначения:
% — количество граждан, направленных из района А в защитное сооружение В;
^ — временные затраты;
Тогда модель размещения населения в защитных сооружениях, если
а = Ъ , т. е. «предложение = спрос» — условие баланса, имеет следующий вид:
Найти
ZZ ^ min;
i=1 k=1
при ограничениях
n
Z xik = ai' i=1,2,•••, m' (i)
ik
k=1
Zxik = bk, k = n,
. ik
i=1
% > 0 V i, k.
Замечания.
1. Если / а > / Ъ , т. е. «предложение превышает спрос», то для приведения задачи к виду (1) вводится фиктивное защитное сооружение Ъи+1 = /™_1д —/Т^Ъ •
2. Если ^ аг. < bk , т. е. «спрос превышает предложение», то для приведения задачи к виду (1) вводится фиктивный район = Zn-ib _ Zm^ .
3. Если возникает необходимость наложения дополнительных ограничений на пропускные способности направлений, соединяющие A с B, то вводят дополнительное неравенство, которое в простейшем случае имеет вид
0 ^ xik < uik (i = 1> n,k =1 n ).
Для получения одного из возможных (базисных) решений можно воспользоваться, например, методом северо-западного угла.
Модель перераспределения граждан между защитными сооружениями.
Если в результате распределения граждан между защитными сооружениями в силу некоторых объективных обстоятельств сложится ситуация, когда в одном или нескольких защитных сооружениях скопится больше человек, чем те могут вместить, а в других защитных сооружениях будут свободные места, то возникает задача перераспределения населения между защитными сооружениями [6, 7, 8].
Содержательная формулировка.
Необходимо перераспределить граждан между защитными сооружениями с учетом промежуточных защитных сооружений, с учетом минимальных временных затрат и количественных возможностей размещения граждан в защитных сооружениях.
Формальная постановка.
Введем обозначения:
3+ — множество защитных сооружений, в которые могут быть перенаправлены граждане из других защитных сооружений ] ;
3" — множество защитных сооружений, из которых граждане могут быть перенаправлены в защитные сооружения ] .
Введем обозначения:
х^ — число граждан перемещаемых из защитного сооружения Д. в защитное сооружение В ;
^ — временные затраты;
^ — количество свободных мест для размещения граждан в защитном сооружении.
Тогда задача по перераспределению граждан между защитными сооружениями имеет следующий вид:
Найти
ZZ tIkx.k ^ ^; i=1 k=1
при ограничениях
Z xk -Z X/ = tj'
kJ iJ
xlk > 0 V i, k.
(2)
Для решения задачи (2) ее необходимо свести к виду модели (1). Для этого можно воспользоваться следующим алгоритмом.
Алгоритм приведения модели перераспределения граждан между защитными сооружениями к виду модели распределения граждан между защитными сооружениями.
Алгоритм сведения модели (2) к виду модели (1):
1. Количество граждан а для каждого защитного сооружения, из которого они будут направлены, определяется количеством человек, направляемых из него.
2. Значение Ьк для каждого принимаемого защитного сооружения определяется количеством свободных мест.
3. Промежуточные защитные сооружения Пусть — количество свободных
мест для размещения граждан в защитных сооружениях. Если ?. > 0, то в данном защитном сооружении пытаются разместить граждан больше, чем оно может вместить, если ?. < 0 — иначе. Пусть для каждого промежуточного защитного сооружения выполняется соотношение а = ^ + О и £. = О, где О — суммарный избыток укрываемых лиц по всем защитным сооружениям.
4. Для каждого промежуточного защитного сооружения] ввести х^ при ^ = 0.
Предложенный алгоритм позволяет свести модель (2) к модели (1), которая, как
правило, может быть решена классическими методами.
Выводы.
1. Предложена модель, позволяющая оптимально разместить граждан в защитных сооружениях гражданской обороны с учетом предъявляемых требований. Модель (1) проста в использовании, не требует сложных вычислений и представляет собой задачу линейного программирования, возможность решения которой позволяют найти любые современные программы.
2. Модель (2) позволяет в динамике перераспределить население между защитными сооружениями. Введение в рассмотрение промежуточных защитных сооружений позволяет получить опорное решение данной задачи известными методами.
3. Предложен алгоритм приведения модели перераспределения граждан между защитными сооружениями к виду модели распределения граждан между защитными сооружениями.
ЛИТЕРАТУРА
1. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера : федеральный закон РФ от 21 декабря 1994 года № 68-ФЗ (в ред. от 30.12.2021) // СПС «КонсультантПлюс».
2. Об утверждении Положения о порядке использования объектов и имущества гражданской обороны приватизированными предприятиями, учреждениями и организациями : постановление Правительства РФ от 23 апреля 1994 года № 359 // СПС «Кон-сультантПлюс».
3. О порядке создания убежищ и иных объектов гражданской обороны : постановление Правительства РФ от 29 ноября 1999 года № 1309 // СПС «Консуль-тантПлюс».
4. Самороковский А. Ф., Синегубов С. В., Синегубова С. В. Модель проведения эвакуации сотрудников и членов их семей в безопасные районы при возникновении чрезвычайных ситуаций // Вестник Воронежского института МВД России. — 2021. — № 2. — С. 134—141.
5. Самороковский А. Ф. Модель оптимального распределения ресурса оперативным штабом при проведении эвакуации в условиях возникновения чрезвычайной ситуации // Вестник Воронежского института МВД России. — 2021. — № 1. — С. 122—130.
6. Menshih V., Avsentev O., Samorokovskiy A. Models of resource allocation optimization when solving the control problems in organizational systems // Journal of Physics : Conference Series. — Vol. 973 (2018), conference 1, 012040.
7. Самороковский А. Ф., Синегубов С. В., Синегубова С. В. Модель распределения сотрудников группы блокирования при проведении специальной операции по задержанию вооруженных правонарушителей // Вестник Воронежского института МВД России. — 2020. — № 1. — С. 85—96.
8. Самороковский А. Ф. Модель организации подготовки к работе пункта управления органа внутренних дел в условиях чрезвычайных обстоятельств // Вестник Воронежского института МВД России. — 2021. — № 3. — С. 82—91.
REFERENCES
1. O zashchite naseleniya i territorij ot chrezvychajnyh situacij prirodnogo i techno-gennogo haraktera : federal'nyj zakon RF ot 21 dekabrya 1994 goda № 68-FZ (v red. ot 30.12.2021) // SPS «Konsul'tantPlyus».
2. Ob utverzhdenii Polozheniya o poryadke ispol'zovaniya ob"ektov i imushchestva grazhdanskoj oborony privatizirovannymi predpriyatiyami, uchrezhdeniyami i organi-zaciyami : postanovlenie Pravitel'stva RF ot 23 aprelya 1994 goda № 359 // SPS «Kon-sul'tantPlyus».
3. O poryadke sozdaniya ubezhishch i inyh ob"ektov grazhdanskoj oborony : postanovlenie Pravitel'stva RF ot 29 noyabrya 1999 goda № 1309 // SPS «Konsul'tantPlyus».
4. Samorokovskij A. F., Sinegubov S. V., Sinegubova S. V. Model' provedeniya evakuacii sotrudnikov i chlenov ih semej v bezopasnye rajony pri vozniknovenii chrez-vychajnyh situacij // Vestnik Voronezhskogo instituta MVD Rossii. — 2021. — № 2. — S. 134—141.
5. Samorokovskij A. F. Model' optimal'nogo raspredeleniya resursa operativnym shta-bom pri provedenii evakuacii v usloviyah vozniknoveniya chrezvychajnoj situacii // Vestnik Voronezhskogo instituta MVD Rossii. — 2021. — № 1. — S. 122—130.
6. Menshih V., Avsentev O., Samorokovskiy A. Models of resource allocation optimization when solving the control problems in organizational systems // Journal of Physics : Conference Series. — Vol. 973 (2018), conference 1, 012040.
7. Samorokovskij A. F., Sinegubov S. V., Sinegubova S. V. Model' raspredeleniya sotrudnikov gruppy blokirovaniya pri provedenii special'noj operacii po zaderzhaniyu vooru-zhennyh pravonarushitelej // Vestnik Voronezhskogo instituta MVD Rossii. — 2020. — № 1. — S. 85—96.
8. Samorokovskij A. F. Model' organizacii podgotovki k rabote punkta upravleniya organa vnutrennih del v usloviyah chrezvychajnyh obstoyatel'stv // Vestnik Voronezhskogo instituta MVD Rossii. — 2021. — № 3. — S. 82—91.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Самороковский Андрей Федорович. Доцент кафедры гуманитарных и социально -экономических дисциплин. Кандидат технических наук, доцент.
Центральный филиал Российского государственного университета правосудия.
E-mail: samorokovskii_an@mail.ru
Россия, 394006, Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 95. Тел. 8 (905) 656-16-34.
Синегубов Сергей Владимирович. Доцент кафедры математики и моделирования систем. Кандидат технических наук, доцент.
Воронежский институт МВД России.
E-mail: sinusdvm@vimvd.ru
Россия, 394065, Воронеж, проспект Патриотов, 53. Тел. (473) 200-52-11.
Синегубова Светлана Владимировна. Доцент кафедры технических комплексов охраны и связи. Кандидат технических наук, доцент.
Воронежский институт ФСИН России.
E-mail: swp13@yandex.ru
Россия, 394072, Воронеж, ул. Иркутская, 1а. Тел. (473) 260-68-27.
Samorokovsky Andrey Fedorovich. Associate Professor of the chair of Humanities and Socio-economic Disciplines. Candidate of Technical Sciences, Associate Professor.
The Central branch of the Russian State University of Justice.
E-mail: samorokovskii an@mail.ru
Work address: Russia, 394006, Voronezh, 20-letiya Octyabrya Str., 95. Tel. 8 (905) 656-16-34.
Sinegubov Sergey Vladimirovich. Associate Professor of the chair of Mathematics and Systems Modelling. Candidate of Sciences, Associate Professor.
Voronezh Institute of the Ministry of the Interior of Russia.
E-mail: sinusdvm@vimvd.ru
Work address: Russia, 394065, Voronezh, Prospect Patriotov, 53. Tel. (473) 200-52-11.
Sinegubova Svetlana Vladimirovna. Lecturer of the chair of Technical Systems of Protection and Communication. Candidate of Technical Sciences, Associate Professor.
Voronezh Institute of the Russian Federal Penitentionary Service.
E-mail: swp13@yandex.ru
Work address: Russia, 394072, Voronezh, Irkutskaya Str., 1a. Tel. (473) 260-68-27.
Ключевые слова: защита населения от чрезвычайных ситуаций; защитные сооружения гражданской обороны; дискретная модель размещения населения в защитных сооружениях; модель перераспределения граждан между защитными сооружениями.
Key words: protection of the population from emergency situations; protective structures of civil defense; discrete model of population placement in protective structures; model of redistribution of citizens between protective structures.
УДК 351.74; 519.711
