CC BY
36РАНЖИРОВАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОСТИ ВЫБОРА РАЗЛИЧНОГО ПОЖАРНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСНАЩЕНИЯ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ МЧС РОССИИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО КРИТЕРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ОБЩЕЙ ПОЛЬЗЫ
И.В. Сараев;
А.Г. Бубнов, доктор химических наук, доцент.
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России
Рассматривается покомпонентный анализ комплексного критерия относительной общей пользы с подробным разбором алгоритма ранжирования пожарно-технического вооружения. Представлена общая схема реализации алгоритма выбора предпочтительного оборудования с целью дальнейшего оснащения (переоснащения) пожарно-спасательных подразделений МЧС России.
Ключевые слова: выбор, общая польза, средства индивидуальной защиты органов дыхания, вероятность отказа, надёжность
RANKING OF PREFERENCE OF THE SELECTION OF VARIOUS FIRE-TECHNICAL EQUIPMENT FOR THE DEPARTMENTS OF EMERCOM OF RUSSIA ON THE BASIS OF COMPLEX CRITERIA OF RELATIVE GENERAL BENEFIT
I.V. Saraev; A.G. Bubnov.
Ivanovo fire and rescue academy of State fire service of EMERCOM of Russia
The article explores the componentwise analysis of a complex criteria of relative general benefit with detailed analysis of the algorithm for ranking of fire-technical equipment. The general scheme of selection the preferred fire fighting equipment is presented with the purpose of technical equipment (re-equipment) of the departments of EMERCOM of Russia.
Keywords: choice, general benefit, personal respiratory protective equipment, probability of failure, reliability
Государственная политика общественной безопасности в Российской Федерации, утверждённая Президентом Российской Федерации 14 ноября 2013 г. № Пр-2685, определяет необходимость обеспечения безопасности граждан на объектах транспорта. Результативность действий по ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) напрямую зависит от оперативности реагирования соответствующих подразделений МЧС России. Наряду с этим, федеральная целевая программа «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 годах» [1] и «Стратегия развития системы МЧС России на период до 2030 года» [2], предусматривают необходимость обеспечения подразделений МЧС России современными образцами пожарной техники, а также другим имуществом. Что обеспечит надлежащее выполнение задач по направлениям деятельности, в том числе и для ликвидации последствий ЧС на объектах транспорта. В данной статье под техническим оснащением (переоснащением) будем понимать комплекс мероприятий по анализу обстановки с материально-техническим обеспечением подразделений МЧС России (пожарно-спасательных подразделений (ПСП) средствами индивидуальной защиты органов дыхания и зрения пожарных (СИЗОД) с учётом условий их эксплуатации, а также технического состояния.
Вопросу выбора и/или определения предпочтительности различных технических изделий и систем посвящено множество научных работ отечественных и зарубежных исследователей [3-10], где в качестве критериев предлагается использовать различные показатели от времени выполнения базовых операций до расчёта коэффициента оперативной готовности. Причём при заданных тем или иным способом параметрах для обоснования рациональных действий чаще всего для лица, принимающего решение (ЛИР), рекомендуется применение одного из следующих критериев [11]: максиминного (критерий Вальда), минимаксного (критерий Сэвиджа), пессимизма-оптимизма (критерий Гурвица) или критерия Байеса-Лапласа.
Задача выбора предпочтительного СИЗОД для оснащения (переоснащения) подразделений МЧС России может быть решена путём использования обобщённой (или адаптивной), изложенной ранее в работе [12], методики. Ключевым элементом методики является процедура ранжирования СИЗОД в порядке предпочтительности для оснащения (переоснащения). Отметим, что в настоящей работе для формализованного описания предпочтительности выбора того или иного СИЗОД использовался комплексный критерий относительной общей пользы, основанный на модификации критерия Вальда. Ранее, в работах [13, 14], было показано, что подобная модификация, когда критериями оптимальности являются:
ж
а+в. (1)
W ^ max; (G + B) ^ min (2)
где W - относительная общая польза (оправданность деятельности), приносимая объектом исследования; V - общая польза, приносимая объектом (социально-экономический показатель); G - затраты, идущие на снижение уровня риска (экономический показатель); B - уровень риска (надежностно-социальный показатель, представленный в экономической форме), позволяет ЛИР выбрать то или иное оборудование/метод для удаления поллютанта из очищаемой среды.
Отметим, что формула (1) является видоизменённой версией предложенного в работе [15] критерия «чистой пользы» (W*=V-(G+B)>0), поскольку, как правило [13, 14], в таком представлении величина «чистая польза» (W*) получается отрицательной (V часто меньше суммы G и B), что не позволяет осуществлять успешное ранжирование. Поэтому определение предпочтительности выбора СИЗОД осуществлялось именно на основе комплексного критерия относительной общей пользы W (формулы (1, 2), когда в рамках данной задачи под предпочтительностью выбора понимался выбор СИЗОД из имеющихся вариантов (двух или более) по одному или нескольким критериям.
Предполагается, что имеющееся множество вариантов (альтернатив) подчиняется условию:
X е X i = 2, 3,..., n, n > 2
В свою очередь, множество критериев представлялось как:
k е K i = 1, 2, 3,..., m, m > 1
Ранжирование вариантов (альтернатив) выбора СИЗОД осуществлялось в соответствии с условием:
Я(X) с тах К(X) (3)
хеХ
где К(Х) рассчитывался по формуле (1) (К(Х) = Ж(Х)).
Таким образом, для определения предпочтительности выбора СИЗОД на основе комплексного критерия относительной общей пользы и реализации условия (3) следует найти значения надёжностных, экономических и социальных показателей, наиболее полно его характеризующих.
За величину предотвращённого ущерба V от потери работоспособности СИЗОД может быть принят показатель статистической стоимости жизни (ССЖ). Ввиду того, что за V принимается такое деструктивное событие, в результате которого может последовать гибель пострадавшего, а также и газодымозащитника. Критерий ССЖ впервые был предложен Научно-исследовательским институтом экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина [13]:
Т
V = ССЖ = ВВП
N ,
где ВВП - валовый внутренний продукт, руб. (для субъектов Российской Федерации это валовый региональный продукт - ВРП); Тср - средняя по субъекту Российской Федерации продолжительность жизни населения; N - общее число граждан, проживающих в рассматриваемом субъекте Российской Федерации.
В качестве уровня издержек, идущих на снижение и предотвращение риска О, рассматривалась полная стоимость проведения ремонта и технического обслуживания рассматриваемого СИЗОД, а также стоимость приобретения нового оборудования.
Количественно значение В, может быть представлено как статистически ожидаемый ущерб от негативного события [11, 15] и представляться как:
в = <-V
По статистическим данным эксплуатации СИЗОД, вероятность отказа Q рассчитывается по формуле [17, 18]:
2 = 1 -
Nо - н(1)
N
о
где N0 - количество работоспособных объектов (СИЗОД) в начале исследуемого периода; п(^ - количество отказавших объектов (СИЗОД) за исследуемый период.
Смоделируем и разберём ситуацию, в которой ЛПР необходимо выбрать из всей полноты представленного на современном рынке аварийно-спасательных средств СИЗОД, отвечающие всем требованиям ГОСТ Р [18-21] и имеющие сертификат соответствия (Раздел VII [22]). Помимо этого, ЛПР зачастую предъявляет дополнительные требования, такие как условия эксплуатации, системы ТО и ремонта и др.
При этом ЛПР может основываться на собственном опыте (то есть воспользоваться эвристическим методом [11]) или использовать предлагаемый методический подход, общая схема реализации которого представлена на рис. 1 . Данный подход способен по объективным показателям (статистические данные, характеризующие СИЗОД) наглядно представить эффективность (пользу) того или иного СИЗОД к эксплуатации в конкретном субъекте Российской Федерации.
/Сбор статистических данных об эксплуатации СИЗОД, а также иной сопроводительной информации
Рис. 1. Общая схема выбора предпочтительного СИЗОД
При данном подходе на первом этапе проводится сбор статистических данных об оснащении, а также об отказах в работе рассматриваемых видов (моделей) СИЗОД, применяемых в ПСП МЧС России. На втором этапе осуществляется обработка и анализ полученных данных, а также оценка их полноты. В случае недостаточности исходных данных необходимо повторно выполнить первый этап, в случае достаточности - перейти к следующему. На третьем этапе выполняется расчёт комплексного критерия относительной общей пользы (пример представления результатов представлен на рис. 2), учитывающего надёжностные, экономические и социальные характеристики эксплуатации СИЗОД. На четвёртом этапе осуществляется ранжирование полученных результатов показателя относительной общей пользы (как показано на рис. 3) в зависимости от условия (3). На завершающем пятом этапе и выдаётся рекомендация для ЛИР в соответствии с результатом ранжирования, которую можно использовать в качестве обоснования предпочтительности для технического оснащения подразделений МЧС России.
Полученные при помощи предлагаемого комплексного критерия результаты можно представить в нормализованной весовой (ранговой) шкале, которая задаётся множеством предпочтительности Рг:
п
р = {рл; р...; ргп} ^е рг, =1 1=1
И нормализуется по формуле:
Р
X = -Р- (4)
Е р-
а) б)
Рис. 2. Результаты расчёта комплексного критерия относительной общей пользы применения различных СИЗОД в ПСП МЧС России Нижегородской области представленные в: а) в расчётном виде (по формуле (1); б) в весовой (ранговой) шкале (расчёты по формуле (4) 1 - ПТС «Профи-М»; 2 - ПТС «Профи»; 3 - ПТС «Базис»; 4 - АП «Омега»;
5 - АП-2000; 6 - «MSA AirGo»
Рис. 3. Процедура ранжирования полученных значений относительной общей пользы
Таким образом, представленные на рис. 2 и 3 данные могут быть использованы в процессе выбора (определении предпочтительного) ЛПР при планировании технического оснащения (переоснащения) ПСП, так как они наглядно демонстрируют предпочтительность выбора и адаптивность рассматриваемых вариантов СИЗОД к условиям эксплуатации в конкретном субъекте Российской Федерации.
Наравне с этим произведённый покомпонентный анализ комплексного критерия относительной общей пользы эксплуатации СИЗОД позволяет реализовать процедуру ранжирования вариантов (альтернатив) выбора других видов пожарно-технического вооружения/оборудования.
Отметим, что рассматриваемый в статье комплексный критерий опирается на реальные статистические данные эксплуатации СИЗОД с учётом конкретных сведений по его безотказности в том или ином субъекте Российской Федерации. Таким образом, на основе реальных данных по эксплуатационным затратам, а также значениям показателей надёжности СИЗОД, можно довольно быстро подобрать наиболее предпочтительный вариант с учётом особенностей эксплуатации в любом субъекте Российской Федерации.
Литература
1. О федеральной целевой программе «Повышение безопасности дорожного движения в 2013-2020 годах»: постановление Правительства Рос. Федерации от 3 окт. 2013 г. № 864 (с изм. от 13 дек. 2017 г.). Доступ из справ.-правовой системы «Гарант».
2. Об утверждении Стратегии развития гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах на период до 2030 года: проект Указа Президента Рос. Федерации (подготовлен МЧС России 20 апр. 2018 г.). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
3. Ingargiola G.P., Korsh J.F. Reduction algorithm for zero-one single knapsack problems // Management Science. 1973. Vol. 20. pp. 460-463.
4. Psarros G., Skjong R., Eide M.S. The acceptability of maritime security risk // Journal of Transportation Security. 2009. Vol. 2. Issue 4. pp. 149-163.
5. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий: пер. с англ. Р.Г. Вачнадзе. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.
6. Ранжирование вариантов переоснащения парка основных пожарных автомобилей на основе критерия оперативной готовности / В.В. Роенко [и др.] // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2018. № 2. С. 49-54.
7. Роенко В.В., Тараканов Д.В., Шкунов С.А. Методика оценки уровня переоснащения подразделений МЧС России на примере субъектов Северо-Кавказского регионального центра МЧС России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2015. № 3. С. 31-36.
8. Одинцов Л.Г., Тодосейчук С.П., Парамонов В.В. Сравнительная оценка эффективности ГАСИ // Противопожарные и аварийно-спасательные средства. 2005. № 3.
9. Филановский А.М., Иванов А.Н., Поляков А.С. Сужение неопределенностей экспертных оценок эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун -та ГПС МЧС России». 2013. № 2. С. 29-35.
10. Малыгин И.Г. Методы принятия решений при разработке сложных пожарно-технических систем: монография. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России, 2007. 288 с.
11. Белов П.Г. Управление рисками, системный анализ и моделирование. в 3-х т. Т. 1: Учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры. М.: Изд-во Юрайт, 2015. 460 с.
12. Сараев И.В., Бубнов А.Г. Методика обоснования выбора и совершенствования технического оснащения подразделений МЧС России для ликвидации чрезвычайных ситуаций на транспорте // Науч.-аналит. журн. «Вестник С.-Петерб. ун-та ГПС МЧС России». 2017. № 2. С. 15-20.
13. Методология выбора способа очистки воды от органических соединений с использованием параметров экологического риска / А.Г. Бубнов [и др.] // Известия высших учебных заведений. Сер.: Химия и химическая технология. 2007. № 8. С. 89-93.
14. Применение критериев риска для выбора методов очистки воздуха от формальдегида / А.Г. Бубнов [и др.] // Надёжность и долговечность машин и механизмов: сб. материалов III Межвуз. науч.-практ. семинара. Иваново: ИвИ ГПС МЧС России, 2012. С. 61-66.
15. Измалков В.И. Методика системного анализа источников радиационной опасности, прогнозирования и оценки радиационной обстановки и уровней риска. СПб.: РАН, С.-Петерб. науч.-иссл. центр экол. безопасн., 1994. 78 с.
16. Леликов О.П. Основы расчёта и проектирования деталей и узлов машин. Конспект лекций по курсу «Детали машин». М.: Машиностроение, 2007. 464 с.
17. ГОСТ 27.301-95. Надежность в технике. Расчет надежности. Основные положения. Межгосударственный стандарт. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. 13 с.
18. ГОСТ Р 53255-2009. Техника пожарная. Аппараты дыхательные со сжатым воздухом с открытым циклом дыхания. Общие технические требования. Методы испытаний. Национальный стандарт Рос. Федерации. М.: Стандартинформ, 2009. 42 с.
19. ГОСТ Р 53256-2009. Техника пожарная. Аппараты дыхательные со сжатым кислородом с замкнутым циклом дыхания. Общие технические требования. Методы испытаний. Национальный стандарт Рос. Федерации. М.: Стандартинформ, 2009. 40 с.
20. ГОСТ Р 53257-2009. Техника пожарная. Лицевые части средств индивидуальной защиты органов дыхания. Методы испытаний. Национальный стандарт Рос. Федерации. М.: Стандартинформ, 2009. 20 с.
21. ГОСТ Р 53258-2009. Техника пожарная. Баллоны малолитражные для аппаратов дыхательных и самоспасателей со сжатым воздухом. Общие технические требования. Методы испытаний. Национальный стандарт Рос. Федерации. М.: Стандартинформ, 2009. 16 с.
22. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федер. закон от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ. Доступ из справ.-правовой системы «Гарант».
References
1. O federal'noj celevoj programme «Povyshenie bezopasnosti dorozhnogo dvizheniya v 2013-2020 godah»: postanovlenie Pravitel'stva Ros. Federacii ot 3 okt. 2013 g. № 864 (s izm. ot 13 dek. 2017 g.). Dostup iz sprav.-pravovoj sistemy «Garant».
2. Ob utverzhdenii Strategii razvitiya grazhdanskoj oborony, zashchity naseleniya i territory ot chrezvychajnyh situacij, obespecheniya pozharnoj bezopasnosti i bezopasnosti lyudej na vodnyh ob"ektah na period do 2030 goda: proekt Ukaza Prezidenta Ros. Federacii (podgotovlen MCHS Rossii 20 apr. 2018 g.). Dostup iz sprav.-pravovoj sistemy «Konsul'tantPlyus».
3. Ingargiola G.P., Korsh J.F. Reduction algorithm for zero-one single knapsack problems // Management Science. 1973. Vol. 20. pp. 460-463.
4. Psarros G., Skjong R., Eide M.S. The acceptability of maritime security risk // Journal of Transportation Security. 2009. Vol. 2. Issue 4. pp. 149-163.
5. Saati T. Prinyatie reshenij. Metod analiza ierarhij: per. s angl. R.G. Vachnadze. M.: Radio i svyaz', 1993. 278 s.
6. Ranzhirovanie variantov pereosnashcheniya parka osnovnyh pozharnyh avtomobilej na osnove kriteriya operativnoj gotovnosti / V.V. Roenko [i dr.] // Pozhary i chrezvychajnye situacii: predotvrashchenie, likvidaciya. 2018. № 2. S. 49-54.
7. Roenko V.V., Tarakanov D.V., Shkunov S.A. Metodika ocenki urovnya pereosnashcheniya podrazdelenij MCHS Rossii na primere sub"ektov Severo-Kavkazskogo regional'nogo centra MCHS Rossii // Pozhary i chrezvychajnye situacii: predotvrashchenie, likvidaciya. 2015. № 3. S. 31-36.
8. Odincov L.G., Todosejchuk S.P., Paramonov V.V. Sravnitel'naya ocenka ehffektivnosti GASI // Protivopozharnye i avarijno-spasatel'nye sredstva. 2005. № 3.
9. Filanovskij A.M., Ivanov A.N., Polyakov A.S. Suzhenie neopredelennostej ehkspertnyh ocenok ehffektivnosti gidravlicheskogo avarijno-spasatel'nogo instrumenta // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2013. № 2. S. 29-35.
10. Malygin I.G. Metody prinyatiya reshenij pri razrabotke slozhnyh pozharno-tekhnicheskih sistem: monografiya. SPb.: S.-Peterb. un-t GPS MCHS Rossii, 2007. 288 s.
11. Belov P.G. Upravlenie riskami, sistemnyj analiz i modelirovanie. v 3-h t. T. 1: Uchebnik i praktikum dlya bakalavriata i magistratury. M.: Izd-vo Yurajt. 2015. 460 s.
12. Saraev I.V., Bubnov A.G. Metodika obosnovaniya vybora i sovershenstvovaniya tekhnicheskogo osnashcheniya podrazdelenij MCHS Rossii dlya likvidacii chrezvychajnyh situacij
na transporte // Nauch.-analit. zhurn. «Vestnik S.-Peterb. un-ta GPS MCHS Rossii». 2017. № 2. S. 15-20.
13. Metodologiya vybora sposoba ochistki vody ot organicheskih soedinenij s ispol'zovaniem parametrov ehkologicheskogo riska / A.G. Bubnov [i dr.] // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Ser.: Himiya i himicheskaya tekhnologiya. 2007. № 8. S. 89-93.
14. Primenenie kriteriev riska dlya vybora metodov ochistki vozduha ot formal'degida / A.G. Bubnov [i dr.] // Nadyozhnost' i dolgovechnost' mashin i mekhanizmov: sb. materialov III Mezhvuz. nauch.-prakt. seminara. Ivanovo: IvI GPS MCHS Rossii. 2012. S. 61-66.
15. Izmalkov V.I. Metodika sistemnogo analiza istochnikov radiacionnoj opasnosti, prognozirovaniya i ocenki radiacionnoj obstanovki i urovnej riska. SPb.: RAN, S.-Peterb. nauch.-issl. centr ehkol. bezopasn., 1994. 78 s.
16. Lelikov O.P. Osnovy raschyota i proektirovaniya detalej i uzlov mashin. Konspekt lekcij po kursu «Detali mashin». M.: Mashinostroenie, 2007. 464 s.
17. GOST 27.301-95. Nadezhnost' v tekhnike. Raschet nadezhnosti. Osnovnye polozheniya. Mezhgosudarstvennyj standart. M.: IPK Izd-vo standartov, 2002. 13 s.
18. GOST R 53255-2009. Tekhnika pozharnaya. Apparaty dyhatel'nye so szhatym vozduhom s otkrytym ciklom dyhaniya. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytanij. Nacional'nyj standart Ros. Federacii. M.: Standartinform, 2009. 42 s.
19. GOST R 53256-2009. Tekhnika pozharnaya. Apparaty dyhatel'nye so szhatym kislorodom s zamknutym ciklom dyhaniya. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytanij. Nacional'nyj standart Ros. Federacii. M.: Standartinform, 2009. 40 s.
20. GOST R 53257-2009. Tekhnika pozharnaya. Licevye chasti sredstv individual'noj zashchity organov dyhaniya. Metody ispytanij. Nacional'nyj standart Ros. Federacii. M.: Standartinform, 2009. 20 s.
21. GOST R 53258-2009. Tekhnika pozharnaya. Ballony malolitrazhnye dlya apparatov dyhatel'nyh i samospasatelej so szhatym vozduhom. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytanij. Nacional'nyj standart Ros. Federacii. M.: Standartinform, 2009. 16 s.
22. Tekhnicheskij reglament o trebovaniyah pozharnoj bezopasnosti: Feder. zakon ot 22 iyulya 2008 g. № 123-FZ. Dostup iz sprav.-pravovoj sistemy «Garant».
