CC BY
37
УДК 614.83;614.84;614.85;614.88
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДЕЖУРНО-ДИСПЕТЧЕРСКИХ СЛУЖБ ЭКСТРЕННОГО РЕАГИРОВАНИЯ
© А. А. ТАРАНЦЕВ, д-р техн. наук, профессор, заслуженный работник Высшей школы РФ, профессор Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (Россия, 196105, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 149); заведующий лабораторией Института проблем транспорта им. Н. С. Соломенко РАН (Россия, 199178, г. Санкт-Петербург, 12-я Линия ВО, 13; e-mail: t_54@mail.ru)
© А. Д. ИЩЕНКО, канд. техн. наук, доцент, начальник Учебно-научного комплекса Академии ГПС МЧС России (Россия, 129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4; e-mail: aldiko@mail.ru)
© Д. А. МАЛЫШЕВ, заместитель начальника — старший оперативный дежурный ФКУ "Центр управления в кризисных ситуациях главного управления МЧС России по Республике Коми" (Россия, 167983, Республика Коми, г. Сыктывкар, ул. Советская, 9); адъюнкт Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (Россия, 196105, г. Санкт-Петербург, Московский просп., 149; e-mail: malyshevdeonis@yandex.ru)
Приведен анализ функционирования традиционной системы экстренного реагирования с прямой связью абонентов со службами "01", "02", "03" и "04" и двухуровневой — с опосредованной связью через диспетчеров call-центра. Дано описание обеих систем с использованием математического аппарата теории массового обслуживания. Представлена номограмма для решения задачи синтеза — определения числа диспетчеров и линий связи. Приведенный подход проиллюстрирован на расчетном примере.
Ключевые слова: экстренные службы; call-центр; абонент; диспетчер; чрезвычайная ситуация; пожар.
Введение
Право на жизнь гражданина, достоинство личности, охрану здоровья и благоприятную среду закреплено в ст. 20, 21,41 и 42 Конституции РФ [1]. В связи с этим в РФ еще во времена СССР были созданы службы экстренного реагирования — "01", "02", "03" и "04". Как обратиться в эти службы, гражданам разъяснялось с детских лет: при пожаре звонить по "01", при правонарушениях — "02", при проблемах со здоровьем — "03", при запахе газа — "04". При этом предусматривалось и взаимодействие между диспетчерами этих служб. Такие службы (рис. 1) успешно функционировали в РФ до начала XXI века, авне-которых населенных пунктах продолжают действовать до сих пор.
В то же время за рубежом сложилась несколько иная система приема сообщений от граждан. Там были созданы са11-центры (например, в США единый номер "911", в Европе — "112"), куда люди звонят со своими проблемами, а диспетчеры са11-центров, уяснив суть дела, соединяют их с соответствующими экстренными службами.
В конце 90-х годов XX века — в начале XXI века и в РФ стала внедряться подобная система приема и обслуживания экстренных вызовов (рис. 2). Сначала на базе двузначного номера "01", по которому передавались сообщения в Центр управления силами и
средствами (ЦУСС) пожарной охраны, были созданы единые дежурно-диспетчерские службы (ЕДДС) [2], а затем — центры управления в кризисных ситуациях (ЦУКС) [3].
Представляется целесообразным для двухуровневой схемы с опосредованной связью абонентов с экстренными службами через са11-центр* (см. рис. 2) оценить необходимое число диспетчеров и линий связи (ЛС) как для са11-центра, так и для экстренных служб. Основным условием нормального функционирования такой системы, как и традиционной (см. рис. 1), является непревышение предельного значения вероятности отказа в обслуживании вызова, равного 0,1 % [4].
На практике, конечно, при двухуровневой схеме порядок взаимодействия должностных лиц между собой и с абонентами несколько сложнее:
• в са11-центр могут поступать сообщения, не требующие экстренного реагирования, но на их обработку (выслушивание абонента и принятие решения) диспетчер тоже тратит некоторое время;
• диспетчеры экстренных служб могут (и должны) при необходимости взаимодействовать между собой;
* Например, так функционирует служба экстренного реагирования в Республике Коми.
АБОНЕНТЫ
^01
^02
^03
^04
= Очередь =
= Очередь =
Дцо!)) (Дг(01)) ••• (Дп(01)
= Очередь =
Д 1(02)1 (Д2(02)) ••• (Дв(02)
= Очередь =
Дцоз)) (Дг(оз)) ••• (Дл(оз)
Дц04)) (Д2(04)] ••• (Дл(04)
Пожарно-спасательная служба
Милиция
Скорая медицинская помощь
Аварийная газовая служба
Рис. 1. "Традиционная" схема взаимодействия абонентов с диспетчерами (Д) экстренных служб
<1
АБОНЕНТЫ
_ Очередь =
'ЧН
= Очередь ~
^02
= Очередь ~
ДЦО!)) ( Д2(01)1 • • '( Дв(01) ,
*03
= Очередь ~
Д1(02)) ( Д2(02)1 • • *( Ди(02)
^04
= Очередь ~
Дцоз)) ( Д2(03)1 • * •( Ди(03) ,
Другие сообщения
Д 1(04)) ( Д2(04)) • • •( Дв(04)
Пожарно-спасательная служба
Полиция
Скорая медицинская помощь
Аварийная газовая служба
Рис. 2. Двухуровневая схема взаимодействия абонентов с экстренными службами
• при тушении пожара руководитель тушения пожара (РТП), начальник штаба и начальник тыла [5] могут обращаться в ЦППС/ЦУКС с запросами о высылке дополнительных сил и средств, передавать необходимую информацию и т. п.
Экстренная служба и ее элементы как система массового обслуживания
Деятельность структур "абоненты - диспетчеры са11-центра" и "диспетчеры са11-центра - диспетчеры экстренных служб" может быть описана с помощью математического аппарата теории массового обслуживания [6, 7]. Это позволит решить такую важную задачу, как рациональный выбор количества диспетчеров и ЛС, что, с одной стороны, обеспечит требуемое качество приема и обработки сообщений, а с другой — не приведет к неоправданному увеличению штата системы экстренного реагирования [3, 8] и затрат на его содержание.
Указанные структуры экстренной службы могут быть представлены в виде я-канальных систем массового обслуживания (СМО) с «-местной очередью (рис. 3).
Каналами обслуживания (КО) при этом являются диспетчеры са11-центра или экстренных служб, а «-местной очередью/накопителем — число ЛС, на которых могут удерживаться абоненты/заявки, когда заняты все я КО. При стандартных допущениях [6, 7] зависимость между характеристиками (вероятность отказа в приеме заявки ввиду переполненности очередиротк, вероятность немедленного принятия заявки в КО рн, нагрузка на КО р и среднее время ожидания заявки в очереди tож) и параметрами СМО (число КО я, число ЛС Ь и среднее время обслуживания заявки ^б) может быть описана выражениями:
Источник заявок
КО! ко2 ... ко„
СМО
Накопитель заявок (очередь)
Необслуженные заявки
Обслуженные заявки
ротк - р0
я т
а р
(1)
Рис. 3. Схема я-канальной СМО с «-местной очередью
Выражения (1)-(5) [7-9] могут использоваться для решения задач анализа и синтеза СМО (рис. 4). В первом случае по известным параметрам я и Ь, а также частоте поступления заявок X определяют характеристики СМО {ротк,рн, р, (см. рис. 4,а), сравнивают их с допустимыми значениями [4, 10] и делают вывод о том, насколько СМО эффективна.
Задача синтеза заключается в том, чтобы по допустимым значениям характеристик СМО {ротк, рн, р, ^ж} (согласно [4] ротк <0,1 %; согласно [10] tож < 10 с; р < 0,3; рн > 0,9 или 0,95) и известным частоте поступления заявок X и среднему времени tоб определить необходимые значения я и Ь (см. рис. 4,6).
Задачу синтеза целесообразно решать с использованием номограмм. Первый вариант номограммы был опубликован в работе [11], другой — в [8] и [12], а в работах [9,13] представлен наиболее совершенный вид номограммы (рис. 5) для стандартной многоканальной СМО. В этой номограмме в качестве горизонтальной оси использована преобразованная
я-1 а
Ей,
ТГ'
1 - 0
tож - р0
аяр [1 - (т + 1) р т + тр X я !(1 -р )2
р - а/ я ,
я + 1
(2)
(3)
(4)
где р0 — вероятность незанятости всех я КО; а — приведенная нагрузка; а = Х^б Ф я; X — частота поступления заявок; т = Ь - я > 0.
Вероятностьр0 может быть определена из выра жения
я /1 т ч"1 1 а р (1 -р )
Р0 -
\ - и,
I - 0
я !(1 -р)
(5)
■Ротк
Характеристики Рп СМО р
Требования к р0ТК характеристикам н СМО ;
'ож
Синтез СМО
т
т Параметры СМО
об
п Параметры Ь СМО
К 1об
Рис. 4. Схема решения задач анализа (а) и синтеза (6) СМО
1=10
Результаты проверочных расчетов
-0,5
Рис. 5. Номограмма для определения числа диспетчеров п и ЛС Ь при ротк = 0,05 %
величина вероятности немедленного принятия заявки
1
К 9 = 18
1 - Р н
(6)
которую можно трактовать как количество девяток после запятой". Например, если рн = 0,9, то К9 = 1, если рн = 0,95,то К9 = 1,3,аеслирн = 0,99, то К9 = 2.
Далее представляется целесообразным определить общее число диспетчеров и ЛС в дежурных сменах экстренных служб для двухуровневой системы (см. рис. 2). Решение такой задачи для традиционной системы (см. рис. 1) дано в работах [8,9].
Задача синтеза двухуровневой схемы обслуживания заявок
В случае двухуровневой схемы (см. рис. 2) вероятность отказа в приеме заявки в экстренную службу ротк I может быть оценена с учетом вероятностей отказа в приеме заявки в са11-центре и в экстренных службах рц и вероятности потери заявки при переадресации из са11-центра в экстренную службурп. Тогда вероятности отказа в приеме заявки по линии служб "01", "02", "03" и "04" соответственно р01, р02, р03 и р04 можно записать в виде:
ротк, = 1-(1- рц)(1- рп) (1 - р0 О, I е [1,4]. (7)
Если даже предположить, что переадресация достаточно надежна (т. е. рп ^ 0), а на вероятности {ротк ¿} наложены ограничения не более 0,1 % [4], то должны выполняться условия: рц < 0,05 % и
Служба рот^ % рн Чж Р
Са11-центр 0,039 0,998 3,86 • 10-4 0,1825
01 0,020 0,998 1,97 • 10-4 0,1250
02 0,044 0,997 4,45 • 10-4 0,1500
03 0,024 0,980 6,46 • 10-3 0,2500
04 0,002 0,975 6,40 • 10-4 0,0250
{р0} < 0,05 %. Для того чтобы решить задачу синтеза двухуровневой схемы (см. рис. 2) и найти число диспетчеров пц и ЛС Ьц в са11-центре, а также величины {пш}, {Ьш}, разработана специальная номограмма (см. рис. 5) с учетом условия ротк < 0,05 %. Решение задачи синтеза двухуровневой схемы обслуживания заявок позволит найти суммарное число диспетчеров пду и ЛС Ьд
"ду-
Пду = Пц + П01 + П02 + П03 + П04;
Ьду = Ьц + Ьп1 + Ьп2 + Ьпз + Ьп.
(8) (9)
Решение задачи синтеза двухуровневой схемы (см. рис. 2) целесообразно показать на примере. Предположим, что приведенная нагрузка на са11-центр ац = 0,9125 (1§ ац = -0,04), вероятность немедленного ответа его диспетчера абоненту рнц > 0,995. Для различных экстренных служб к вероятности немедленного принятия заявки рн могут предъявляться различные требования. Например, для служб "01" и "02"рн > 0,99, для службы "03" — рн > 0,95, для службы "04" — рн > 0,9. Согласно [10] р < 0,3. Предположим, что имеют место следующие нагрузки на диспетчерские пункты экстренных служб: аш = 0,5 (1я аш=-0,3), а02 = 0,6 (1я а02 = -0,22), а03 = 1 (1я а03 = 0), а04 = 0,025 (1я а04 = -1,6).
При решении задачи синтеза в координатах (1§ а, К9) определяются исходные рабочие точки Ац, А01, А02, А03, А04 и рабочие области (рис. 6, выделены штриховкой), а затем — действительные рабочие точки Бц, Б01, Б02, Б03, Б04. В результате получаем:
пц = 5, Ьц = 6, п01 = 4, Ь01 = 5, п02 = 4, Ь02 = 5, п03 = 4,
Ь03 = 7 (см. рис. 6). Аналогично для службы "04" —
04
1, Ь04 3
По выражениям (1)-(5) можно провести проверку и убедиться в правильности найденных значений числа диспетчеров и ЛС (см. таблицу). Полученные данные свидетельствуют о правильности решения задачи синтеза с использованием номограммы рис. 5. Окончательно по выражениям (8) и (9) находим: п= 18, Ьду = 26.
Выводы
Таким образом, показана возможность решения задач анализа и синтеза современной двухуровне-
0,4 0,3
0,4
0,3
0,2
0,1
> о
-0,1
-0,2
Рис. 6. Нахождение необходимого числа диспетчеров п и линий связи Ь (при ротк < 0,05 %) для двухуровневой схемы: а — са11-центр; б — служба "01"; в — служба "02"; г — служба "03"
вой схемы (1-й уровень — са11-центр, 2-й — диспетчерские службы "01", "02", "03", "04") приема и обработки сообщений о пожарах, правонарушениях, проблемах со здоровьем и утечках газа. В случае решения задач синтеза целесообразно использовать специальные номограммы, построенные с помощью математического аппарата теории массового обслу-
живания, с последующей проверкой по известным математическим выражениям.
В дальнейшем целесообразно рассмотреть задачу синтеза трехуровневой схемы "са11-центр - ЦУКС -диспетчеры" с учетом как ограниченной надежности ЛС и готовности диспетчеров, так и "нетерпеливости" абонентов [14].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Конституция Российской Федерации (принята 12.12.1993) (с попр. от 30.12.2008, 05.02.2014,
21.07.2014) // Российская газета. — 25.12.1993. — № 237; 21.01.2009. — №7. URL: http://base.garant.ru/10103000/1/#block_5555 (дата обращения: 10.12.2015).
2. ГОСТ Р 22.7.01-99. Безопасность в ЧС. Единая дежурно-диспетчерская служба. Основные положения. — Введ. 01.01.2000. — М. : Изд-во стандартов, 1999.
3. О некоторых вопросах Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий : Указ Президента РФ от 15.02.2011 № 195 // Собрание законодательства Российской Федерации. — №8 (21.02.2011), ст. 1085.
4. РД 45.120-2000 (НТП 112-2000). Нормы технологического проектирования. Городские и сельские телефонные сети. — Введ. 26.10.2000. — М. : ЦНТИ "Информсвязь", 2000.
5. Об утверждении нормативных правовых актов в области организации деятельности Государственной противопожарной службы (вместе с "Боевым уставом пожарной охраны") : приказ МВД РФ от 05.07.1995 № 257 (ред. от 06.05.2000). URL: http://www.consultant.ru (дата обращения:
15.12.2015).
6. Вентцель Е. С. Исследование операций. — М. : Сов. радио, 1972. — 552 с.
7. Таранцев А. А. Инженерные методы теории массового обслуживания : монография. — 2-е изд. перераб. и доп. — СПб. : Наука, 2007. — 176 с.
8. Таранцев А. А. Методика определения числа диспетчеров и линий связи дежурно-диспетчерских служб // Пожаровзрывобезопасность. — 2014. — Т. 23, № 8. — С. 69-85.
9. Таранцев А. А., Малышев Д. А. О возможности совершенствования ГОСТ Р 22.7.01-99 "Единая дежурно-диспетчерская служба" // Пожаровзрывобезопасность. — 2015. — Т. 24, № 11. — C. 77-81.
10. Шаровар Ф. И. Автоматизированные системы управления и связь в пожарной охране : учеб. пособие. — М. : ВИПТШ МВД СССР, 1987. — 302 с.
11. Таранцев А. А. О способе выбора параметров СМО с очередью // Известия РАН. Автоматика и телемеханика. — 1999. — № 7. — С. 172-176.
12. Артамонов В. С., Погорельская К. В., Таранцев А. А. Методика определения рационального числа операторов и линий связи Центра управления силами Федеральной противопожарной службы // Пожаровзрывобезопасность. — 2007. — Т. 16, № 6 — С. 4-9.
13. Малышев Д. А., Нодь А. П., Таранцев А. А. Номограммы для задач синтеза систем массового обслуживания сообщений // Проблемы управления рисками в техносфере. — 2015. —№ 2(34) — С. 21-25.
14. Малышев Д. А., Таранцев А. А. Моделирование работы диспетчерского пункта как систем массового обслуживания с "нетерпеливыми" заявками // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. — 2014. — № 4 — С. 73-77.
