CC BY
179
УДК 658.512.6
Р.Г. Ахтямов, А.Н. Елизарьев, И.В. Вдовина, Ю.М. Планида, Э.С. Хаертдинова
ПРИМЕНЕНИЕ СЕТЕВЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ И ДРУГИХ НЕОТЛОЖНЫХ РАБОТ
Для научно обоснованного выбора эффективного метода планирования мероприятий аварийно-спасательных и других неотложных работ проведён анализ существующих методов. Сформулированы требования и принципы планирования мероприятий по ликвидации чрезвычайных ситуаций. Предложено использование сетевых моделей при проведении превентивных мероприятий, решении оперативных задач и при подготовке специалистов в области защиты от чрезвычайных ситуаций.
Ключевые слова: планирование, аварийно-спасательные и другие неотложные работы, сетевая модель, оптимизация, ликвидация чрезвычайных ситуаций.
R. Akhtyamov, A. Elizaryev, I. Vdovina, Yu. Planida, E. Hayertdinova
USING NETWORK MODELS PLANNING RESCUE AND OTHER URGENT OPERATIONS
The article presents the analysis af all existing methods for theoretically-substantiated choice of the effective method planning rescue and other urgent operations. The authors suggest the main requirements and principles planning operations for elimination of consequences of emergency situationsusing and using network models to prevent emergency situations, problem solving and training specialists in the field ofprotection territory and population from emergency situations.
Keywords: planning, rescue and other urgent operations, network model, optimization, elimination of emergency situations.
Эффективность ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР) во многом зависит от планирования при управлении действиями формирований РСЧС как в режимах повседневной деятельности и повышенной готовности, так и в режиме чрезвычайной ситуации. При решении комплексных задач по ликвидации ЧС, требующих согласованной работы большого числа исполнителей, иногда территориально разрозненных [1], существует необходимость научно обоснованного выбора оптимального метода планирования мероприятий АСДНР, реализующего принцип системного подхода. Так при проведении превентивных мероприятий (разработка планов взаимодействия, ПЛАС, ПЛРН и т. д.), при решении оперативных задач (оповещение, эшелонирование сил и средств РСЧС и др.) и при подготовке специалистов в области защиты от чрезвычайных ситуаций важно определить: вид; продолжительность; последовательность; силы и средства, выполняющие тот или иной вид работ.
Проведённый анализ мероприятий по ликвидации различных ЧС, в том числе крупномасштабных (авария на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 г.; землетрясение в Хакасии 10 февраля 2011 г. и др.), позволил сформулировать основные требования к методу планирования мероприятий АСДНР:
доступность широкому кругу специалистов в области гражданской защиты;
наглядность - возможность визуализации результатов планирования мероприятий АСДНР;
оперативность - возможность корректировки плана действий при ЧС в режиме повышенной готовности и использования результатов планирования в режиме ЧС.
Графическая интерпретация требований к содержательной и функциональной составляющим метода планирования мероприятий АСДНР приведена на рис. 1.
Анализ существующих теорий управления и подходов к планированию [2 - 4] показал, что метод планирования мероприятий АСДНР должен выполнять следующие функции:
направляющую, т. е. определяющую конкретные мероприятия аварийно-спасательных и других неотложных работ;
прогнозирующую, т. е. отражающую замысел действий, представляющую результаты конкретных работ;
организаторскую, т. е., с одной стороны, отражать то, каким образом, какими силами и средствами проводятся работы, с другой стороны, указывать порядок проведения мероприятий, их взаимосвязь, а также отражать взаимодействие формирований гражданской защиты.
Одними из наиболее распространённых методов планирования при управлении являются методы линейного и сетевого планирования. Так, метод планирования, заключающийся в представлении как всего объёма АСДНР, так и любого отдельно взятого мероприятия в виде ленточного (линейного) графика, позволяет: определить необходимые для ликвидации ЧС мероприятия;
выявить время начала и окончания проведения мероприятия АСДНР (по нормам проведения отдельных видов работ, по результатам расчётов), с учётом времени возникновения ЧС; определить конкретного исполнителя мероприятий АСДНР. Наряду со всеми преимуществами данный метод имеет ряд недостатков: отсутствие возможности представления взаимосвязей между выполняемыми работами; затруднено выявление основных работ, определяющих выполнение всего комплекса работ в заданный срок;
ограниченная возможность оптимизации линейного графика.
Указанные недостатки в значительной степени исключаются при использовании методов моделирования процессов, известных под названием сетевого планирования и управления, которые возникли в США во второй половине 1950-х годов. Почти одновременно были разработаны:
метод критического пути, первоначально применявшийся для координации работ по строительству заводов химического концерна «Дюпон»;
метод оценки и пересмотра программ, разработанный по заказу военно-морского министерства США для календарного планирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию ракет «Поларис». В нашей стране методы сетевого планирования и управления начали находить широкое применение с 1960-х годов, в том числе для решения задач по планированию мероприятий в области ГО ЧС [2 - 4].
В основе системы сетевого планирования и управления лежит сетевая модель - графическое изображение плана, получившего название сетевого графика, представляющего собой информационно-динамическую модель, взаимосвязей и результатов всех работ, необходимых для достижения конечной цели - составления плана выполнения мероприятий АСДНР с учётом многовариантного характера реализации ЧС на опасном объекте.
Основой построения сетевого графика выполнения работ по ликвидации ЧС является разработка схемы мероприятий АСДНР на том или ином потенциально опасном объекте. Для анализа и контроля выполнения как отдельных работ сетевого графика, так и всего комплекса АСДНР необ-
Рис. 1. Содержательная и функциональная составляющие метода планирования мероприятий А СДНР
ходимо определить параметры сетевого графика, в качестве которых используются временные характеристики путей, работ и событий.
Существует несколько различающихся по форме представления способов расчёта параметров сетевого графика: табличный и графический. Наиболее полно отвечает требованиям наглядности к содержательной составляющей метода планирования АСДНР графический способ представления и расчёта сетевого графика, поскольку рассчитанные параметры наносятся непосредственно на сетевую модель. На практике чаще всего [3, 4] используется четырёхсекторный метод расчёта параметров сетевого графика. Основными параметрами, определяемыми четырёхсекторным методом, являются раннее время начала мероприятия АСДНР и позднее время окончания мероприятия АСДНР.
После расчёта сетевой модели и определения критического пути может оказаться, что продолжительность критического пути, а, следовательно, время выполнения всего объёма АСДНР, будет превышать срок, соответствующий нормам времени для проведения отдельных видов работ. В этом случае возникает необходимость производить корректировку сетевых моделей в сторону уменьшения продолжительности критического пути. Например, корректировку на основе перераспределения имеющихся или привлечения дополнительных трудовых и материальных ресурсов [5], а также учёта технологий проведения тех или иных работ, специфичных для ликвидации данного типа ЧС. Целью оптимизации (корректировки) является получение графика, в котором личный состав формирований РСЧС распределён по работам таким образом, что простой сил ликвидации ЧС теоретически исключён (в этом случае достигается минимально возможная длительность критического пути).
Эффективность методов сетевого планирования и управления в значительной мере определяется возможностью оптимизации плана на стадии его разработки (рис. 2).
Рис. 2. Способы оптимизации сетевого графика
Оптимизация сетевых графиков (рис. 2) заключается в приведении сетевого графика в соответствие с заданными сроками и возможностями формирований РСЧС, принимающих участие в ликвидации ЧС. Оптимизация сетевого графика в зависимости от полноты решаемых задач может быть условно разделена на частную и комплексную (по затратам и по времени).
Под оптимизацией по времени понимается проведение мероприятий, сокращающих длительность критического пути сетевого графика. Для оптимизации по времени используются следующие методы:
1. Метод перепланировки сетевого графика (рис. 2) - изменение первоначально установленной зависимости между мероприятиями АСДНР, заключается в пересмотре топологии сети в це-
- 31
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2012'2
лях сокращения продолжительности критического пути (при условии, что оно технологически и организационно возможно).
2. Метод расчленения и запараллеливания сетевого графика (рис. 2). Этот метод заключается в расчленении последовательных работ критического пути на части (этапы) и организации параллельного (одновременного) выполнения мероприятий АСДНР.
Оптимизация по ресурсам заключается в перераспределении ресурсов - переносе ресурсов с работ, имеющих резервы (с работ некритических путей), на работы критического пути. Такими ресурсами являются рабочая сила, оборудование и др. Перенос ресурсов с работ некритических путей приводит к увеличению их длительности и уменьшению резервов времени. Следовательно, перераспределение ресурсов вызывает «встречное движение» продолжительностей критического и некритических путей, и после каждого шага уменьшается возможность дальнейшего перераспределения ресурсов, сил и средств РСЧС. Это следует иметь в виду, и после каждого переноса ресурсов необходимо определять критический путь, так как может оказаться, что после переноса ресурсов появится новый критический путь длительностью больше первоначального.
Перенос ресурсов возможен при наличии двух обязательных условий:
1) работы, с которых и на которые переносятся ресурсы, силы и средства РСЧС, выполняются в один и тот же период;
2) рассматриваемые взаимосвязанные по ресурсам работы должны быть равнокачественными.
Оптимизировать график по трудовым ресурсам можно, если формирования выполняют рав-
нокачественные мероприятия (например, поисково-спасательные работы и оказание первой помощи пострадавшим), при этом длительность работ зависит от численности и подготовленности личного состава, выполняющего те или иные работы.
Таким образом, возможность оптимизации сетевой модели позволяет на практике реализовать принцип динамичности управления ликвидацией ЧС. Сетевое планирование носит непрерывный характер, что обусловливает возможность немедленного внесения в планы изменений, влияющих на особенности проведения АСДНР при той или иной ЧС.
Проведённый анализ методов планирования при управлении (линейные и сетевые модели) позволил выделить ряд принципов планирования мероприятий АСДНР:
1. Системный подход к планированию мероприятий АСДНР.
2. Многовариантный ситуационный характер планирования мероприятий АСДНР.
3. Учёт технологий проведения тех или иных работ, специфичных для данного объекта в условиях реализации каждого конкретного сценария ЧС.
4. Динамичный, непрерывный характер планирования, немедленное внесение в планы всех изменений, влияющих на особенности проведения АСДНР.
5. Наличие понимаемой органами управления гражданской защиты, а также руководителями ликвидации ЧС, концепции планирования мероприятий АСДНР для каждой конкретной ЧС.
В целях упрощения построения и расчёта сетевых графиков авторами разработана программа для ЭВМ «Расчёт сетевого графика четырёхсекторным методом» [6]. Данная программа позволяет строить сетевые графики, проводить расчёт четырёхсекторным методом, отображать критический путь, оптимизировать и сохранять результат в виде графического изображения и может быть использована органами управления гражданской защиты при планировании мероприятий АСДНР для каждой конкретной ЧС на объекте исследования.
Планирование АСДНР на основе сетевых моделей используется при подготовке специалистов в области защиты от чрезвычайных ситуаций в Уфимском государственном авиационном техническом университете (в курсовом и дипломном проектировании).
Построение и оптимизация сетевой модели рассмотрены на примере планирования мероприятий по ликвидации ЧС, вызванной разгерметизацией пропиленовой колонны. Перечень мероприятий АСДНР при ликвидации ЧС, вызванной разгерметизацией пропиленовой колонны, приведён в табл. 1. На основании определения перечня мероприятий по ликвидации ЧС, вызванной разгерметизацией пропиленовой колонны, построен сетевой график (рис. 3).
Из рис. 3а видно, что 1 - 2 - 3 - 5 - 13 - 17 - 18 - критический путь (общее время ликвидации более 29 ч). После нахождения критического пути и резервов времени выполнения работ проводится всесторонний анализ сетевого графика и его оптимизация. Для того чтобы уменьшить время ликвидации ЧС, необходимо привлечь газоспасательный отряд и дополнительную технику для разборки завала. После перераспределения сил и средств, а также привлечения дополнительных формирований (табл. 1) производится перерасчёт сетевой модели. Из рис. 3б видно, что критический путь в данном случае не изменился, однако общее время ликвидации ЧС сократилось до 15 часов. Содержание работ, с учётом дополнительно привлекаемых сил и средств, а также продолжительность мероприятий АСДНР после оптимизации сетевого графика, представлено в табл. 1.
Таблица 1
Мероприятия АСДНР при ликвидации ЧС, вызванной разгерметизацией пропиленовой колонны
Работа Содержание работы Продолжительность работы, мин
1 - 2 Оповещение дежурного по складу 5
2 - 3 Оповещение КЧС и ПБ, привлекаемых формирований 5
3 - 4 Ввод сил и средств НАСФ объекта 5
3 - 5 Прибытие аварийно-спасательных и пожарных формирований (газоспасательные формирования) * 15
3 - 6 Прибытие медицинских формирований объекта (бригады скорой медицинской помощи) * 15
3 - 7 Прибытие охраны объекта (формирования МВД)* 15
4 - 8 Выполнение вспомогательных операций (расчистка места работ, расстановка техники и др.) 15
4 - 9 Разведка зоны ЧС 1600 (800,;**
4 - 10 Отключение КЭС 5
4 - 11 Материально-техническое обеспечение 1600 (800)**
5 - 12 Поисково-спасательные работы 1600 (800)**
5 - 13 Тушение пожара и охлаждение соседнего оборудования 10
6 - 14 Медицинская сортировка пострадавших, оказание первой помощи 1650 (825)**
7 - 15 Оцепление зоны ЧС, охрана общественного порядка 180 (90)**
8 - 16 Дотушивание пожара 10
13 - 17 Разбор завалов, вывоз обломков завала 1690 (845)**
9 - 18 Вывод формирований НАСФ объекта (разведка) 20
16 - 18 Вывод пожарных формирований объекта 20
10 - 18 Вывод формирований, проводящих отключение КЭС 20
11 - 18 Вывод формирований, организующих МТО 20
12 - 18 Вывод поисково-спасательных формирований 30
17 - 18 Вывод формирований, проводящих разборку завалов 30
14 - 18 Вывод медицинских формирований 15
15 - 18 Вывод формирований охраны общественного порядка и МВД 15
Примечания: * - дополнительно привлекаемые формирования для проведения АСДНР;
** - продолжительность проведения отдельных мероприятий АСДНР после оптимизации сетевого графика.
Применение предложенного подхода составления сетевых моделей с учётом сформулированных принципов позволит не только графически интерпретировать последовательность работ по
- 33
Научные и образовательные проблемы гражданской защиты - 2012'2
ликвидации ЧС, но также проводить оптимизацию мероприятий АСДНР на основе перераспределения сил и средств РСЧС между участками работ или дополнительного привлечения формирований.
Рис. 3. Сетевой график планирования мероприятий по ликвидации ЧС, вызванной разгерметизацией пропиленовой колонны: а) сетевой график до оптимизации; б) сетевой график после оптимизации
Таким образом, в режимах повседневной деятельности и повышенной готовности РСЧС возможна корректировка планов взаимодействия (ПЛАС, ПЛРН и т. д.) с целью сокращения времени реагирования и общего времени ликвидации ЧС. Планирование АСДНР на основе сетевых моделей также может быть использовано при подготовке специалистов в области защиты от чрезвычайных ситуаций.
Литература
1. Батырев В.В. Оперативное управление мероприятиями РСЧС / Сборник лекций для руководящего состава МЧС России. Книга 1 / В.В. Батырев, Ю.В. Бражников и др. - М.: ООО ИПП «КУНА», 2003. 480 с.
2. Шахпаронов В.В. Организация строительного производства / В.В. Шахпаронов и др. - М.: Строй-издат, 1987. - 460 с.
3. Планирование мероприятий защиты населения и территорий от ЧС. Содержание и разработка плана действий по предупреждению и ликвидации ЧС / Методическая разработка для проведения занятий со слушателями УМЦ. - Иваново, 2006. - 30 с.
4. О планировании мероприятий по вопросам гражданской обороны, защиты от чрезвычайных ситу а-ций и обеспечению пожарной безопасности в таможенных органах и организациях, находящихся в ведении ФТС России. http://www.customs.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=11390:2011-02-03-17-36-55&catid=112:2011-02-03-15-59-22&Itemid=1830. - Загл. с экрана.
5. Соколов Г.К. Технология и организация строительства. - М.: Академия, 2008. - 527 с.
6. Красногорская Н.Н. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011610994 от 27.01.2011 г. Расчёт сетевого графика четырёхсекторным методом / Красногорская Н.Н., Елизарьев А.Н., Хаертдинова Э.С., Ахтямов Р.Г., Куликова Д.В., заявитель ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет.
