CC BY
3
УПРАВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ (ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ) MANAGEMENT IN ORGANIZATIONAL SYSTEMS (TECHNICAL)
УДК 614.842, 621.398
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УПРАВЛ ЕНИЯ РАЗМЕЩЕНИЕМ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ В ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНОМ ГАРНИЗОНЕ
А. А. АПАРИН, А. О. СЕМЕНОВ
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: [email protected]
В данной статье разрабатывается модель управления размещением систем видеонаблюдения в пожарно-спасательном гарнизоне (на территории населенного пункта). Модель носит достаточно общий характер и предназначена для выявления территорий районов выезда пожарно-спасательных частей, приоритетных, в плане дополнительной установки систем видеонаблюдения. Приоритетность территории обосновывается многокритериальным анализом.
Ключевые слова: пожарная безопасность, управленческие решения, информационная поддержка, видеомониторинг, оперативное реагирование, ценность информации.
DEVELOPMENT OF A MANAGEMENT MODEL FOR THE PLACEMENT OF VIDEO SURVEILLANCE SYSTEMS IN THE FIRE AND RESCUE GARRISON
A. A. APARIN, A. O. SEMENOV
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo E-mail: [email protected]
This article develops a model for managing the placement of video surveillance systems in a fire and rescue garrison. The model is quite general in nature and is designed to identify the territories of the areas of departure of fire and rescue units, priority, in terms of additional installation of video surveillance systems. The priority of the territory is justified by a multi-criteria analysis.
Key words: fire safety, management decisions, information support, video monitoring, rapid response, the value of information.
В текущий момент времени существует тенденция развития практики применения в деятельности территориальных органов МЧС России систем видеонаблюдения (СВН, под этим также понимаются оконечные устройства видеонаблюдения - камеры) для снижения дефицита информации у органов управления при возникновении чрезвычайных ситуаций на подведомственной территории. Определенные должностные лица могут просматривать изображение с камер городского видеонаблюдения (к которым имеется разрешенный доступ) после принятия вызова.
© Апарин А. А., Семенов А. О., 2023
В качестве нормативного обоснования подобного доступа в том числе выступает Концепция построения и развития аппаратно-программного комплекса «Безопасный город»1, где определены базовые функциональные требования к комплексу по направлению «Предупреждение и защита муниципального образования от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, обеспечение пожарной безопасности», среди которых
1 Распоряжение Правительства РФ от 3 декабря 2014 г. № 2446-р о Концепции построения и развития аппаратно-программного комплекса «Безопасный город».
присутствует следующее положение: «предоставление доступа к видеопотоку соответствующих камер видеонаблюдения».
Наиболее выраженный характер обсуждаемое явление имеет в крупных населенных пунктах, где количество камер видеонаблюдения исчисляется десятками тысяч - в Москве и Санкт-Петербурге. С точки зрения теории управления организационными системами, можно говорить о формировании в территориальных органах МЧС России этих городов новой организационной структуры (существующей в период времени от принятия сообщения о пожаре/ происшествии, до окончания работ задействованных подразделений) -организационной системы (ОС) управления оперативным реагированием (УОР) пожарно-спасательных подразделений (ПСП) с интегрированной подсистемой видеонаблюдения. Главное отличие от ранее сформированных ОС - непосредственная возможность визуальной оценки обстановки до прибытия первых должностных лиц к месту вызова. В новой ОС лица, принимающие решения (ЛПР), осуществляя мониторинг, по его результатам могут принимать решения, что особенно актуально в период следования первых должностных лиц к месту вызова.
Ниже представлено разъяснение смыслового содержания понятий «мониторинг» и «видеомониторинг».
В традиционном подходе [1] выделяются четыре основные (общие) функции управления: «планирование», «организация», «стимулирование» и «контроль». В таком случае, мониторинг попадает в множество компонент функции «планирование».
Однако, если управление осуществляется в условиях дефицита времени и информации, то роль мониторинга может быть гораздо более значимой. Например, в монографии [2], мониторинг рассматривается как координационная функция управления (в дополнении к четырем общим функциям), которая объединяет основные функции управления в единую систему и обеспечивает процесс управления необходимой информацией. Такой подход целесообразнее использовать применительно к рассматриваемой теме.
Таким образом, в данном контексте, мониторинг по смысловому значению наиболее близок к категории основных функций управления и имеет основную цель - повысить эффективность управления. Видеомониторинг, в свою очередь, стоит определить как процесс (непрерывный в определенный интервал времени) использования потока изображений с камер видеонаблюдения для получения определенных данных (оценка обстановки на месте
вызова), с целью увеличения полноты имеющейся для принятия решения информации.
Необходимо отметить, что источники получения информации для обеспечения выполнения цели мониторинга могут быть разные. Например, для нештатной должности «диспетчер гарнизона» (уровень пожарно-спасательного гарнизона (ПСГ) ОС УОРПСП), источниками информации могут быть: сообщения по телефонным линиям связи; радиообмен с должностными лицами, следующими на место вызова; сообщения, поступившие иными способами; результаты видеомониторинга.
Техническими системами и средствами видеомониторинга, формирующими источник видеоинформации, являются: оконечные устройства, программное и техническое обеспечение, необходимое для передачи видеоданных с места возникновения, развития и ликвидации деструктивного события оператору, и воспроизведения этих данных на автоматизированном рабочем месте, а также, непосредственно, каналы связи.
Получаемые данные помогают должностным лицам, в определенных случаях, принять управленческие решения на ранних этапах реагирования.
Стоит отметить, что вопросы, связанные с применением видеоинформации для информационной поддержки ПСП, также обсуждаются и для более позднего периода оперативного реагирования - осуществления работ непосредственно на месте вызова [3,4].
Информация, поступающая от всех источников 7инф, (с), снижает общий уровень дефицита информации (формула 1), который, в свою очередь, может быть представлен векторной функцией времени.
О инф . (0=1-^инф. (с) ■ (1)
При рассмотрении , уместно
упомянуть прагматическую меру информации или «ценность информации», показатель введенный академиком А. А. Харкевичем. Ценность информации / (формула 2), в данном случае выражается через приращение вероятности достижения цели управления после поступления информации [5].
/ = 1 о g 2 р ! - 1 о g 2 р0 , (2)
где р0 - вероятность достижения цели до поступления информации;
Р! - вероятность достижения цели после поступления информации.
Необходимо обратить внимание на то, что информация имеет ценность только в случае ее непосредственного поступления ЛПР.
При этом, в результате анализа проблем практического применения СВН, было выявлено, что:
- не все установленные камеры имеют оптимальный ракурс и место размещения (с точки зрения информативности для ПСП);
- в доступном радиусе запроса видеоданных может не присутствовать ни одной камеры;
- некоторые здания могут не попадать в поле зрения камер видеонаблюдения, находящихся на других зданиях и сооружениях. Данное обстоятельство способствует снижению полноты информации, что является особенно значимой проблемой, если речь идет о верификации ситуации при пожарах и происшествиях в зданиях социального и медицинского назначения, образовательных организациях различного уровня, иных организациях с массовым пребыванием людей.
Данные обстоятельства являются факторами, которые могут снижать, а в некоторых случаях сводить к нулю, ценность информации, необходимой для ЛПР, сохраняя значение при исчерпании или недоступности иных источников данных.
Поэтому актуальна тема развития инструментов по определению приоритетных территорий ПСГ для установки СВН, в том числе с учетом потребностей служб экстренного реагирования, имеющих доступ к видеопотоку (в данном случае - пожарной охраны) для повышения вероятности получения потока видеоинформации с места вызова (за счет целенаправленного планирования географии размещения видеокамер).
В ходе проведения предварительного анализа не было выявлено моделей, алгоритмов и программного обеспечения для определения приоритетных территорий потенциального размещения СВН на территории населенных пунктов (и ПСГ). Вопросы подготовки математической основы для создания варианта алгоритма по определению предпочтительных территорий ПСГ при планировании размещения СВН были рассмотрены авторами данной статьи в работе [6].
Основная идея [6] заключается в абстрактном «разбиении» территории районов выезда пожарно-спасательных частей2 (РВ) на
2 Для каждого подразделения гарнизона Расписанием выезда определяется территория, в границах которой предусмотрено первоочередное направление сил и средств этого подразделения, по первому сообщению о пожаре согласно Приказу МЧС России
секторов - направлений дорожной сети с последующим анализом множества секторов по ряду критериев K и последующему ранжированию по заданному правилу для выделения секторов (частей РВ), на которые, с точки зрения используемых критериев анализа, стоит обратить внимание в первую очередь ЛПР по планированию размещения СВН в населенных пунктах (ПСГ).
Формула 3 задает общую структуру разрабатываемой модели управления размещением СВН (оконечных устройств - камер) в населенных пунктах (ПСГ).
м= <идо п.,л/0 бщ . ( о ,/> , (3)
где - множество допустимых управлений, при этом конкретное управление обозначается как ;
- общее количество оконечных устройств в одном из РВ ПСГ;
- целевая функция, задающая принцип поиска оптимального управления .
для каждого момента времени (до и после осуществления управления ) имеет определенное значение, поэтому целесообразно рассматривать данный переменный показатель в виде векторной функции времени
Общее количество камер на у-той территории , также представлено как вектор-функция времени и имеет следующую связь с Л/общ. (0 (формула 4):
м>бщ. а0) = гЦ ао),5 = 1,2.....
ко бщ . ( О = ( О ,5 = 1 , 2.....5/ ( )
где - момент времени, когда управление не осуществлено, начальное состояние;
си - момент времени, после осуществления управления .
Ограничение модели (формула 5) дает характеристику осуществленному управлению , касательно интервала, в котором возможен прирост количества установленных камер на у-той территории населенного пункта (ПСГ).
уст.у — (0 — ^ уст.у ^ план. уст.у
( ^и) ^ уст ^ доп .уст , (5)
71 < 71 > 71
' план. уст.у — '( доп.уст.у — '( план. уст.у
где - количество установленных видеокамер на у- той территории до осуществления
от 25.10.2017 № 467 «Об утверждении Положения о пожарно-спасательных гарнизонах».
управления иь пуст.^. е [ О,/], / - некоторое предельное значение;
п план. уст7 - изначально планируемое к
установке количество видеокамер на у- той территории
[ ]; - установленное
по итогу управления количество видеокамер нау-той территории, п план. уст.^. е [ О,/].
Множество состоит из всех возможных комбинаций допустимых управленческих решений по сумме всех территорий для каждого РВ. Любое допустимое управление имеет вид (формула 6):
Щ = Ц,=1 ДаАбщ . Угд,У = 1 ,2 , ■ ■ ■, ^ (6)
где Д,е Д т - результат анализа у-той территории Рв ПСГ под номером т по критериям К (формула 8);
а, - коэффициент, определяемый для каждой у-той территории, с целью выполнения определяющего принципа целевой функции (формула 7), £®0=1о,- = 1.
/ (Ю = ^0 = 1 Д О^общ. (Сщ) -> шах. (7)
Показатель является комплексным и состоит из оценки у-той территории по ряду критериев К. Роль коэффициента а, заключается в распределении доступного к установке количества видеокамер в зависимости от значения , причем и находятся в прямой зависимости.
Для постановки в соответствие наибольшему значению , наибольшего значения , необходимо применить модель анализа и ранжирования АДМ в порядке предпочтительности всех территорий для отдельно взятого РВ.
А Дм= <7т,Д т,Я (8)
где - множество идентичных по геометрическим параметрам секторов, на которые разделен РВ под номером т;
- множество значений показателей для РВ под номером т;
- правило ранжирования элементов множества (от большего значения к меньшему);
Л' - множество критериев, применяемых для анализа каждого отдельно взятого элемента из ;
- функция анализа каждого отдельно взятого элемента из .
На основе проведенного первичного анализа проблем, связанных с использованием видеоинформации на практике при организации оперативного реагирования, были выдвинуты следующие критерии анализа территорий (секторов) РВ ПСГ:
- удаленность осуществленных выездов в пределах каждого сектора от конкретной пожарно-спасательной части за период времени Т,
- удаленность объектов социального и медицинского назначения, образовательных организаций различного уровня, иных организаций с массовым пребыванием людей от конкретной пожарно-спасательной части,
/с3 - удаленность объектов, представляющих наивысшую материальную ценность от конкретной пожарно-спасательной части.
Предполагается дельнейшее развитие системы используемых для анализа критериев.
Функция анализируя с использованием критериев элементы множества , синтезирует элементы множества , которые при обработке по правилу формируют итоговый ранжированный ряд территорий РВ для отдельно взятой пожарно-спасательной части (располагающейся на территории населенного пункта и входящей в состав ПСГ).
Соответственно, в решении задачи по формированию оптимального управления размещением СВН в населенных пунктах (ПСГ), первому элементу множества ставится в соответствие наибольшее, но рационально [7] обоснованное значение . Однако подход к определению коэффициента, определяемого для каждой у-той территории с целью выполнения определяющего принципа целевой функции , планируется разработать в дальнейших исследованиях.
В качестве уже существующего научного задела по исследуемой теме, необходимо назвать зарегистрированную и совершенствуемую программу для ЭВМ [8], предназначенную для возможности ЛПР использовать предложенную модель на практике.
Также стоит отметить, что в дополнение к модели управления размещением СВН в населенных пунктах (ПСГ), необходимо разработать ряд требований по локальному размещению оконечных устройств для формирования информативных ракурсов, сводящих к минимально возможному значению показатель дефицита информации при возникновении пожаров и других происшествий на определенном перечне объектов.
В целом, рассмотренная в данной статье модель направлена на развитие превентивных способов информационной поддержки подразделений пожарной охраны, осуществ-
ляющих оперативное реагирование. То есть, способов призванных:
во-первых, до начала реагирования создать условия для повышения полезности информации, которая потенциально может поступить;
во-вторых, создать условия для снижения общего дефицита информации,
и в системе - повысить эффективность управления за счет полноты имеющейся информации.
Список литературы
1. Новиков Д. А. Теория управления организационными системами. М.: МПСИ, 2005. 584 с.
2. Рычихина Э. Н. Мониторинг как общая функция управления: монография. Ухта: УГТУ, 2008. 140 с.
3. Кузнецов А. В., Бутузов С. Ю., Тараканов Д. В. Алгоритм оценки важности задач организации мониторинга крупного пожара // Современные проблемы гражданской защиты. 2022. № 2 (43). С. 27-33.
4. Апарин А. А. Видеомониторинг: мировая практика использования и перспективы применения в обеспечении пожарной безопасности // Технологии техносферной безопасности. 2021. № 1 (91). С. 67-84. DOI 10.25257/TTS.2021.1.91.67-84.
5. Харкевич А. А. О ценности информации // Проблемы кибернетики. 1960. № 4. С. 53-57.
6. Апарин А. А. Определение предпочтительных территорий пожарно-спаса-тельного гарнизона при планировании размещения систем видеомониторинга // Сборник трудов Конкурса научно-исследовательских работ. М.: Ассоциация разработчиков, изготовителей и поставщиков средств индивидуальной защиты, 2023. С. 6-9.
7. Бурыкин Е. С. Подходы к принятию оптимального управленческого решения: рациональный и интуитивный // Вестник Московского университета имени С. Ю. Витте. Серия 1: Экономика и управление. 2022. № 2 (41). C. 74-79
8. Свидетельство Роспатента о государственной регистрации программы для ЭВМ RU № 2022666928 RU. Программа для поддержки принятия решений при планировании размещения систем видеомониторинга в по-жарно-спасательном гарнизоне / А. А. Апарин; заявл. 06.09.2022; опубл. 12.09.2022.
References
1. Novikov D. A. Teoriia upravleniia or-ganizatsionnymi sistemami [Organizational Systems Management Theory]. Moscow: MPSI, 2005. 584 p.
2. Rychikhina E. N. Monitoring kak ob-shchaia funktsiia upravleniia: monografiia [Monitoring as a general management function: monograph]. Ukhta: UGTU, 2008. 140 p.
3. Kuznetsov A. V., Butuzov S. Iu., Tara-kanov D. V. Algoritm otsenki vazhnosti zadach organizatsii monitoringa krupnogo pozhara [Algorithm for assessing the importance of the tasks of organizing monitoring of a large fire]. Sovremen-nye problemy grazhdanskoi zashchity, 2022, vol. 2 (43), pp. 27-33.
4. Aparin A. A. Videomonitoring: mirovaia praktika ispol'zovaniia i perspektivy primeneniia v obespechenii pozharnoi bezopasnosti [Video monitoring: world practice of use and prospects for application in fire safety]. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti, 2021, vol. 1 (91), pp. 67-84. DOI 10.25257/TTS.2021.1.91.67-84.
5. Kharkevich A. A. O tsennosti infor-matsii [On the value of information]. Problemy kibernetiki, 1960, vol. 4, pp. 53-57.
6. Aparin A. A. Opredelenie predpoch-titel'nykh territorii pozharno-spasatel'nogo garni-zona pri planirovanii razmeshcheniia sistem videomonitoringa [Determining the preferred territories of the fire and rescue garrison when planning the placement of video monitoring systems]. Sbornik trudov Konkursa nauchno-issledovatel'skikh rabot. Moscow: Assotsiatsiia razrabotchikov, izgotovitelei i postavshchikov sredstv individual'noi zashchity, 2023, pp. 6-9.
7. Burykin E. S. Podkhody k priniatiiu op-timal'nogo upravlencheskogo resheniia: ratsion-al'nyi i intuitivnyi [Approaches to making optimal management decisions: rational and intuitive]. Vestnik Moskovskogo universiteta imeni S. Iu. Vitte, Seriya 1: Ekonomika i upravlenie, 2022, vol. 2 (41), pp. 74-79
8. Aparin A. A. Programma dlia pod-derzhki priniatiia reshenii pri planirovanii razmeshcheniia sistem videomonitoringa v pozharno-spasatel'nom garnizone [Program for decision support when planning the placement of video monitoring systems in the fire and rescue garrison], Svidetel'stvo Rospatenta o gosudar-stvennoi registratsii programmy dlia EVM RU № 2022666928, zayavl. 06.09.2022, opubl. 12.09.2022.
Апарин Александр Александрович
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС Pоссии,
Pоссийская Федерация, г. Иваново
адъюнкт
E-mail: [email protected] Aparin Alexander Alexandrovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy
of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies
and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
Postgraduate student
E-mail: [email protected]
Семенов Алексей Олегович
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС Pоссии, Pоссийская Федерация, г. Иваново
начальник кафедры основ гражданской обороны и управления в ЧС E-mail: [email protected] Semenov Alexey Olegovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo
Head of the Department of Fundamentals of Civil Defense and Emergency Management E-mail: [email protected]
