Статистический анализ оперативной деятельности противопожарной службы г Улан-Батора Текст научной статьи по специальности «Математика»

РАБОТЫ АДЪЮНКТОВ

УДК: 614,8(517,3-21)

Д. Дарьсурэн

адъюнкт Академии ГПС МЧС России

D. Darsuren

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОПЕРАТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ г. УЛАН-БАТОРА

Рассматриваются основные статистические закономерности процесса функционирования противопожарной службы г. Улан-Батора (Монголия).

Ключевые слова: поток выездов, плотность потока, время занятости.

THE STATISTICAL ANALYSIS OF OPERATIVE ACTIVITY OF A FIRE SERVICE THE CITY OF ULAN-BATOR

The basic statistical regularities of process of functioning of a fire service the cities of Ulan-Bator (Mongolia) are considered.

Keywords: a stream of departures, stream density, a busy time.

Краткая характеристика г. Улан-Батора

Город Улан-Батор - столица Монголии, главный политический, экономический и культурный центр страны. В административном отношении г. Улан-Батор состоит из 9 районов; районы разделены на кварталы-микрорайоны. Административный центр города - Сухэ-Баторский район, самый индустральный район - Хан-Уул. В административном подчинении Улан-Батора находятся населенные пункты Налайх (34 км от столицы), Баганхангай (ок. 80 км) и Бага-Нуур (ок. 130 км).

Население в мае 2008 г. составляло 1 044,5 тыс. чел., а за последние10 лет население увеличилось почти в 2 раза. Город Улан-Батор расположен на берегу р. Туул (Толы), которая берет начало с Хэнтэйского хребта, на высоте 1 351 м над уровнем моря и со всех сторон окружен горами: Богдо-хан, Баяндзурх, Сонгинохайрхан и Чингэлтэй. Город Улан-Батор расположен у северного склона горы Богд-Хан-Уул. Общая площадь - 4 704,4 км2.

Территория, находящаяся под административным управлением мэрии Улан-Батора, включает в себя помимо собственно города с застройкой городского типа (5-этажные и 9-этажные типовые жилые дома, здания различных учреждений и организаций, промышленных, транспортных предприятий и т. д.), возведенные после 1990 г. новые кварталы застройки, состоящие преимущественно из одноэтажных жилых и хозяйственных построек, а также большого количества юрт. Новые кварталы такой смешанной застройки образуют «протуберанцы» вдоль долины притоков р. Тола, ближе к центру города поднимаются на склоны холмов. Длина полосы застройки, спускающейся с севера к центру города вдоль долины р. Сэлбэ-Гол составляет около 25 км. Новые районы соединены с центром городскими автобусными маршрутами и маршрутными такси. В последние годы развивается строительство современных жилых и офисных зданий и комплексов, появляются современные индивидуальные коттеджи.

Город является транспортным узлом. Имеется вокзал Улан-Баторской железной дороги и международный аэропорт им. Чингизхана в поселке Буянт-Уха.

В г. Улан-Баторе производится около половины валовой промышленной продукции страны. Промышленность: завод автоприцепов, промкомбинат по переработке животного сырья, мясокомбинат, металлообрабатывающая, деревообрабатывающая, домостроительная, пищевая отрасли и др.

Существующая система противопожарной службы г. Улан-Батора

Руководство противопожарной службой (ППС) г. Улан-Батора осуществляет Управление государственной противопожарной службы (УГПС) Департамента по чрезвычайным ситуациям столицы Государственного Агентства по чрезвычайным ситуациям Монголии.

Основными задачами УГПС Департамента по чрезвычайным ситуациям столицы являются:

- разработка и осуществление мероприятий, направленных на укрепление пожарной безопасности объектов народного хозяйства и всего города;

- осуществление государственного пожарного надзора на объектах народного хозяйства и в населенных пунктах;

- организация тушения пожаров и ликвидация аварий на объектах народного хозяйства и в городе.

В табл. 1 представлены данные о пожарах в г. Улан-Баторе в период с 2005 по 2008 гг.

Таблица 1

Сведения о пожарах в г. Улан-Баторе в период с 2005 по 2008 гг.

№ Пожары и их последствия Годы

п/п 2005 2006 2007 2008

1 Кол-во пожаров 1 121 1 205 1 189 1 266

2 Кол-во погибших, чел. 35 39 58 14

3 Ущерб, тыс. тугриков 1 118 1 567 1 754 3 064

Город Улан-Батор является городом с достаточно напряженной оперативной обстановкой и поэтому перед гарнизоном пожарной охраны стоят сложные задачи.

Начальник УГПС Департамента по чрезвычайным ситуациям столицы осуществляет общее руководство управлением и работой пожарных частей. Заместитель начальника УГПС отвечает за определенные направления деятельности пожарной охраны (служба, профилактика, работа с личным составом и т. д.).

Пожарные части осуществляют непосредственную работу по обеспечению пожарной безопасности города, объектов народного хозяйства и организации тушения возникших пожаров.

Для централизованного и квалифицированного руководства пожарными подразделениями все пожарные части, расположенные на территории г. Улан-Батора, объединены в гарнизон пожарной охраны.

Организация гарнизонной службы предусматривает обеспечение постоянной связи и взаимодействие между пожарными частями, а также с другими службами города.

Для эффективного руководства силами и средствами гарнизона пожарной охраны при тушении пожаров создан Центр управления силами и средствами (ЦУСС), функционирует дежурная служба пожаротушения (ДСПТ) второго разряда.

Прибыв на сложный пожар оперативный дежурный создает штаб пожаротушения и привлекает на пожар различные службы города, осуществляет руководство тушением пожара, управление силами и средствами на пожаре.

Численность личного состава ГПС г. Улан-Батора составляет:

- офицеры - 126 чел.;

- рядовые - 380 чел.;

- вольнонаёмные - 52 чел.

Пожарных депо в городе - 12. Пожарных автомобилей - всего 56.

Анализ потока выездов пожарных подразделений в г. Улан-Баторе за 2008 г.

Имеются достаточно веские основания ожидать, что реальные потоки выездов пожарных подразделений (ПП) в городе и их составляющие должны достаточно хорошо описываться законом Пуассона [1, 3]:

Проверим эту гипотезу. Воспользуемся официальным статистическим ежегодником гарнизона пожарной охраны г. Улан-Батора за 2008 г. В том году пожарные г. Улан-Батора выезжали по вызовам 1 266 раз, из которых на пожары - 1 061 раз. Следовательно, выезды на пожары составили 83,8 % от общего числа боевых выездов. Остальные выезды были связаны с дорожно-транспортными происшествиями, оказанием различной помощи людям, ликвидацией аварий и т. д. Из статистического ряда, содержащегося в ежегоднике выездов, можно получить следующие вариационные ряды и графики за каждое полугодие и за год (табл. 2, 3, 4).

Найдем основные числовые характеристики этих вариационных рядов:

Х1 = 4,5 выезд./сут. - за I полугодие;

Х2 = 3,8 выезд./сут. - за II полугодие;

Х = 4,2 выезд./сут. - за 2008 г.

Расчетная формула для нахождения годового теоретического распределения имеет вид:

1 к

Ы— = 365—е~х (к = 1, 2, 3, ...),

к!

где Ык - число суток в 2008 г. с к выездами;

Х - среднее число выездов в сутки.

Результаты расчетов приведены в третьих строках табл. 2, 3, 4 и, соответственно, показаны на рис. 1, 2, 3.

Таблица 2

Распределение потока выездов пожарных подразделений по суткам за I полугодие 2008 г.

Число выездов в сутки 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Я

Эмпирическое число суток 0 16 20 33 37 22 16 15 7 8 3 2 1 0 4,5 1,8

Теоретическое число суток 2,0 9 20,3 30,5 34,3 30,8 23,1 14,8 8,3 4,2 1,8 0,7 0,2 0,1

40

35

30

к о уто о 25

20

о с и т 15 10

5

0

эмпирическое число суток

теоретическое число суток

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Число выездов в сутки

Рис. 1. Эмпирическое и теоретическое распределения числа выездов в сутки

за I полугодие 2008 г.

Распределение потока выездов пожарных подразделений по суткам за II полугодие 2008 г.

Таблица 3

Число выездов в сутки 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Я

Эмпирическое число суток 2 19 31 37 34 17 22 8 6 2 1 2 1 3,8 1,3

Теоретическое число суток 3,6 14,4 28,1 36,5 35,5 27,7 18,0 10,4 4,8 2,1 0,8 0,3 0,1

40

35

30

25

к о уто о 20

о с и т 15 10

5

0

эмпирическое число суток

теоретическое число суток

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Число выездов в сутки

Рис. 2. Эмпирическое и теоретическое распределения числа выездов в сутки

за II полугодие 2008 г.

Таблица 4

Распределение потока выездов пожарных подразделений по суткам

за 2008 г.

Число выездов в сутки 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 Я

Эмпирическое число суток 2 35 51 70 74 39 38 23 13 10 4 4 2 0 4,2 2,2

Теоретическое число суток 3,6 14,4 28,1 36,5 35,5 27,7 18,0 10,4 4,8 2,1 0,8 0,3 0,1 0,01

80

70

60

50

к о уто о 40

о с и т 30 20

10

0

эмпирическое число суток

теоретическое число суток

“I---1---1---1----1---1---1---1---1---1---г

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Число выездов в сутки

Рис. 3. Эмпирическое и теоретическое распределения числа выездов в сутки за 2008 г.

Непосредственное сопоставление соответствующих значений эмпирических и теоретических распределений и их графиков говорит о том, что они вполне удовлетворительно согласуются между собой. Воспользуемся критерием Романовского для подтверждения предварительного вывода. Сначала вычислим значения критерия Пирсона [1]:

= £ = 181.

7=1 Р

Число степеней свободы в данном случае равно:

51 = К-2 = 12-2 = 10, тогда значение критерия Романовского будет равно:

Я = *£0 = 1,8 < 3

.Щ л/20

Аналогично будем иметь:

х2 = 14.9 & = 9

Я= 1,3 < 3

х3 = 18,6

& = 9

Я= 2,28 < 3

Расчеты показали, что во всех трех случаях согласие распределений - хорошее.

Проверим дополнительно стационарность потока выездов пожарных подразделений г. Улан-Батора в 2008 г. (табл. 5, рис. 4)

Таблица 5

Динамика значений к по месяцам в 2008 г.

Месяц 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Среднее

Значение Х 4,4 5,5 3,8 4,3 5,2 3,8 2,8 3,1 3,6 4,8 4,2 4,9 4,2

Х (выезд./сут.)

среднее значение 4,2 выезд./сут.

значение Х

месяцы

Рис. 4. Динамика значений X по месяцам 2008 г.

Из табл. 5 видно, что значения X в каждом месяце незначительно отличаются от среднегодового значения X = 4,2 (выезд./сут.). Отсюда можно сделать вывод, что поток выездов ПП в 2008 г. можно приближённо считать стационарным, т. е. сравнительно мало меняющимся во времени.

Исследование времени занятости ПП в г. Улан-Баторе за 2008 г.

Пожарная статистика гарнизона пожарной охраны содержит данные за 2008 г. о продолжительности выездов ПП.

Автором был составлен интервальный вариационный ряд для времени занятости ПП (табл. 6, рис. 5) [1, 3].

Таблица 6

Статистическое распределение числа вызовов ПП в 2008 г. по длительности их обслуживания

Номер интервала / Границы интервала времени, мин Эмпирическая частота (число вызовов, длительность обслуживания которых находится в заданном интервале значений)

1 [0; 30) 56

2 [30; 60) 378

3 [60; 90) 392

4 [90; 120) 244

5 [120; 150) 139

6 [150; 180) 41

7 [180; «) 16

Всего - 1 266

о

со

о

о

0;30

30;60

60;90

90;120

120;150

150;180

> 180

Интервалы времени

Рис. 5. Эмпирическое распределение времени занятости пожарных подразделений

Из табл. 6 и рис. 5 видно, что «коротких» по продолжительности выездов ПП в г. Улан-Баторе сравнительно мало (менее 5 % всех выездов). Больше всего выездов ПП по времени занятости находятся в интервале [30, 90) мин (почти 61 %), но 16 выездов превышают по продолжительности 3 ч. Поэтому очевидно, что в данном случае показательный закон распределения не может служить удачной моделью времени занятости ПП г. Улан-Батора.

Найдем среднее время занятости ПП:

Тср. зан = (56-15+378-45+392-75+105-244+135-139+165-41+200-16)/1266 = 80,3,

т. е.

Тср. зан _ 80,3 миН.

Этот результат подтверждает, что выезды ПП в г. Улан-Баторе занимают много времени, что может свидетельствовать либо о неудачной дислокации пожарных подразделений, либо о низкой боеспособности личного состава ППС (или о том и другом одновременно).

Анализ распределения пожарных автомобилей в г. Улан-Баторе в 2008 г.

Приведем следующие данные о распределении вероятностей использования заданного числа автоцистерн, выезжающих по вызову в г. Улан-Баторе. Всего за год в городе было зафиксировано 1 266 боевых выездов автоцистерн. При этом по вызову выезжало от одной до пяти машин. Распределение числа автомашин, выезжающих по вызову, приведено в табл. 7.

Таблица 7

Статистика распределения вызовов ПП за 2008 г., по числу выезжавших ПА

Число ПА, выезжавших по вызову Число выездов Эмпирическая вероятность

1 696 0,550

2 511 0,404

3 52 0,041

4 5 0,004

5 2 0,001

Всего 1 266 1,000

Найдем среднее число ПА, выезжавших по вызову:

а ср = 0,550-1+0,404-2+0,041 -3+0,004-4+0,001 5 = 1,5 ПА. Таким образом, в среднем на обслуживание одного вызова выезжают 1,5 ПА, т. е., как правило, один или два автомобиля [1, 2, 3].

Заключение

Процесс функционирования противопожарной службы в г. Улан-Баторе характеризуется следующими статистическими закономерностями:

а) поток вызовов носит стационарный пуассоновский характер;

б) время занятости ПП не может быть описано показательным законом распределения, а среднее время занятости имеет достаточно большое значение (80,3 мин), что говорит о неудовлетворительной организации ППС в городе;

в) в среднем на обслуживание одного вызова выезжают один-два ПА.

Эти закономерности позволяют использовать для моделирования процесса функционирования ППС г. Улан-Батора более сложные математические модели.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Брушлинский Н. Н. Системный анализ деятельности государственной противопожарной службы. - М.: МИПБ, 1998. - 252 с.

2. БрушлинскийН. Н, Соколов С. В, Вагнер П. Человечество и пожары. - М.: ООО «Маска», 2007. -

142 с.

3. Брушлинский. Н. Н.. Соколов С. В, Вагнер П и др. Безопасность городов. Имитационное моделирование городских процессов и систем. - М.: ФАЗИС, 2004. - 172 с.