CC BY
19
висит от конкретной оптимизационной задачи, динамическое программирование не предлагает вычислительных алгоритмов непосредственно для каждого этапа. Вычислительные аспекты решения оптимизационных подзадач на каждом этапе проектируются и реализуются по отдельности (что, конечно, не исключает применения единого алгоритма для всех этапов). Вычисления выполняются рекуррентно в том смысле, что оптимальное решение одной подзадачи используется в качестве исходных данных для следующей. Решив последнюю подзадачу, на выходе получается оптимальное решение исходной задачи. Способ выполнения рекуррентных вычислений зависит от того, как производится декомпозиция исходной задачи. В частности, подзадачи обычно связаны между собой некоторыми общими ограничениями. При переходе от одной подзадачи к другой эти ограничения должны учитываться [1].
При составлении динамической модели осуществляется:
- определение этапов;
- определение на каждом этапе вариантов решения (альтернатив);
- определение состояний на каждом этапе.
При этом необходимо определить, какие соотношения связывают этапы вместе, и какая информация позволит получать допустимые решения на текущем этапе без повторной проверки решений, принятых на предыдущих этапах.
В качестве примера представляется динамическая модель для расчета необходимого количества техники для разбора завалов, которая имеет ограничения по грузоподъемности, и соответственно определенные затраты при ее использовании.
Рекуррентное уравнение процедуры обратной прогонки выводится для разбора завала из Ж предметов, имеющих п наименований (различный вес). Тогда т{ - количество предметов /-наименования, подлежащих уборке, г - затраты необходимые на уборку предмета /-го наименования, wi - вес одного предмета /-го наименования. Общая задача имеет вид следующей целочисленной задачи линейного программирования [1, 2].
Минимизировать
2 = гт1 + г2 т 2 + ... + ТпШп (1)
при условии, что:
г = г1т1 + г2т2 + ... + гптп < Ж , т1,т2...тп > 0 и целые.
Три элемента модели динамического программирования определяются следующим образом.
1. Этап / ставится в соответствие предмету /-го наименования, / = 1,2, ..., п.
2. Варианты решения на этапе / описываются количеством т{ предметов /-го наименования, подлежащих уборке. Соответствующие этапу затраты гт{.
3. Состояние х{ на этапе / выражает суммарный вес предметов, решения, об уборке которых приняты на этапах /, / + 1,., п.
Тогда/¡(хг) - минимальные затраты от этапов /, / + 1,., п при заданном состоянии хг-. Рекуррентное уравнение определяется с помощью следующей двухшаговой процедуры.
Шаг 1. Функция fi (х1) выражается в виде
^ (xi )= тШг + Л+1 (xi+1)} i = 'П (2)
W
т^ =0,1,—.
X =0,1,—,W
wi
Шаг 2. По определению Xi - Xi+l представляет вес предметов убранных на этапе i, т. е.
Xi - Xi+1 = Wi mi или Xi+1 = Xi - Wi Следовательно, рекуррентное уравнение приобретает следующий вид:
^)= тпг _\г(т + +1 ^ -^ти i = 1,2,...,п. (3)
mi = 0,1,
wг
=0,1,—,ш
W
Аналогичным образом можно составить динамическую модель для расчета необходимого количества людей задействованных в ликвидации последствий ЧС. Предполагается, что потребность в участвующих в работах на ¿-том этапе составляет Ь, личного состава. При идеальных условиях на ¿-том этапе необходимо иметь ровно b¿ работающих. Однако в зависимости от затрат может быть более выгодным отклонение числа задействованного личного состава как в одну, так и в другую сторону от минимальных потребностей. Считая y¿ - количеством задействованного личного состава на ¿-том этапе, возможны затраты двух видов:
1) (Уг - Ь) - затраты, связанные с содержанием избыточного количества людей;
2) (уг - уг -1) - затраты, связанные с необходимостью привлечения дополнительного количества людей.
Исходя из вышеизложенного, элементы динамической модели можно представить следующим образом.
1. Этап i представляется порядковым номером срока проведения работ (например: час, сутки, неделя и т. п.), i = 1,2, ..., п.
2. Вариантами решения на ¿-том этапе являются значения y¿ - количество задействованного личного состава на данном этапе.
3. Состоянием на ¿-том этапе является у{-1 - количество работающих на протяжении ¿-го этапа.
Рекуррентное уравнение динамического программирования представляется в виде
!г (уг-1) = тт {С(у, - Ь) + С(у- у-1) + +х (у)}, i = 1,2,...,п, (4)
У г > Ь
где ^+1 (Уп )= 0.
Вычисления начинаются с этапа п при уп = Ьп и заканчиваются на этапе 1.
Изложенные аспекты применения динамического программирования позволяют разработать различные модели расчета сил и средств ликвидации последствий ЧС в зависимости от вида необходимых работ. При этом всесторонний учет условий производства работ, определение этапов работ и ситуаций их проведения позволят минимизировать затраты при ликвидации последствий ЧС.
X
Библиографический список
1. Хемди А. Таха. Введение в исследование операций. — М.: Вильямс, 2007. — 912 с.
2. О. Н. Салманов. Математическая экономика с применением Mathcad и Excel. — СПб.: БХВ-Петербург, 2003. — 464 с.
Особенности применения высотно-спасательного снаряжения
при проведении поисково-спасательны1х работ
Поляков И. А., Логинов В. В., Соборов Р. Д.,
Национальный университет гражданской защиты Украины,
г. Харьков
Не секрет, что спасательные службы должны идти в «ногу со временем», то есть с техническим прогрессом, а значит: иметь на вооружении соответствующую технику и специальное оснащение. Особенно это касается подразделений, занимающихся эвакуацией пострадавших с высоты в случае возникновения ЧС, как на многоэтажных жилых и промышленных сооружениях, так и на туристических высотных объектах. На сегодня на территории Украины организацию поисково-спасательных работ при специализированных аварийно-спасательных отрядах Главных управлений Государственной службы Украины по чрезвычайным ситуациям в областях обеспечивают: группы аварийно-спасательных работ на высотах (в городах) и горные поисково-спасательные части (в горной местности).
Чрезвычайное событие, произошедшее 11 августа 2013г. в Автономной Республике Крым стало ярким примером необходимости применения высотно-спасательного снаряжения. На канатной дороге «Мисхор — Ай-Петри» вследствие технической неисправности на высотах 50 и 140 м произошла остановка вагончиков с людьми на канатной дороге. Спасательные работы продолжались около 10 часов, по окончании были спасены 76 человек, из них 13 детей.
Также актуальной проблемой на сегодня является применение высотно-спасательного снаряжения при проведении поисково-спасательных или аварийно-спасательных работ в замкнутых пространствах, а именно: эвакуация пострадавших из глубин колодцев, коллекторов, провалов, пещер и тому подобное. Только за последние полгода на Украине произошли два чрезвычайных происшествия связанных с падением в колодцы: 29 апреля 2013 в Днепродзержинске и 11 октября 2013 во Львове, а именно: двое малолетних детей провалились в открытые канализационные люки в результате чего они погибли. Личный состав спасательных подразделений проводил поисковые работы в около суток, а в местах, где невозможно было пройти спасателями применялись видеокамеры-работы на пульте управления, которые могут опускаться на глубину 90 метров и обследовать территорию.
К сожалению не все спасательные подразделения оснащены соответствующим поисково-спасательным снаряжением. По нашему мнению, в каждом спасательном подразделении должен быть минимальный набор индивидуального и группового снаряжения, предназначенного для поисково-спасательных работ в замкнутых пространствах, который рассчитан на отделение с 3-х человек, а именно: тренога спасательная с тросовой лебедкой — 1 шт., индивидуальные страховочные системы — 3 шт., косынка спасательная — 1 шт., аппарат на сжатом воздухе с лицевой маской — 3 шт., карабины с муфтой — 10 шт., каска спасателя с налобными фонарями — 3 шт., веревка спасательная (12 мм) 60 м — 2 шт., боевая одежда — 3шт., перчатки кожаные — 3 пары, видеокамера-робот на пульте управления — 1шт.
Это и другие события говорят о необходимости применения специальных способов спасения и эвакуации из замкнутых пространств, которые уже давно и активно используются во многих странах Европы.
Ранжирование климатических экстремальных территорий
на основе аддитивно-мультипликативного критерия
Попов В. В., ВУНЦВВС «ВВА», г. Воронеж Тимофеев П. А., ГГМЦ МО РФ, г. Москва
На глобальном уровне проблемы гидрометеорологической безопасности (ГМБ) и защищенности субъектов и объектов МО РФ в высокоширотных и полярных районах определяются необходимостью мониторинга погодно-климатических условий, тенденции к изменению которых наиболее отчетливо проявляются именно в (АЗРФ). Для АЗРФ одной из главных проблем ГМБ выступает своевременное наличие диагностической и прогностической информации о глобальных климатических изменениях.
Использование методов многокритериального моделирования для решения объемных, трудно формализуемых задач в области оценивания погодно-климатических условий Арктической зоне РФ (АЗРФ) характеризуются, как правило, отсутствием или сложностью формальных алгоритмов решения, неполнотой и нечеткостью исходной информации, нечеткостью достигаемых целей, а также сложностью нахождения компромиссного решения в случаях Па-рето-неразрешимости исходной задачи [1].
Анализ существующих подходов к ранжированию климатических территорий по биоклиматическим показателям показывает, что традиционные направления повышения качества использования имеющейся неидеальной климатической информации себя практически исчерпали. Обусловлено это, в частности, отсутствием устойчивых методов климатической классификации территорий и методиками их использования при обеспечении безопасности деятельности войск (сил). В настоящее время существенное повышение качества классификации
