Моделі та метод підтримки прийняття рішень інспектором держпожнагляду з причин та наслідків пожеж

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний авіаційний університет

УДК 004.891:629.735

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Моделі та метод підтримки прийняття рішень інспектором держпожнагляду з причин та наслідків пожеж

Спеціальність 05.13.06 - інформаційні технології

Дядюшенко Олександр Олександрович

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі пожежно-профілактичної роботи Академії пожежної безпеки ім. Героїв Чорнобиля Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор Рудницький Володимир Миколайович, Черкаський державний технологічний університет, завідувач кафедри системного програмування.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Павленко Петро Миколайович, Національний авіаційний університет, заступник директора інституту інформаційно-діагностичних систем;

кандидат технічних наук, доцент Криводубський Олег Олександрович, Донецький інститут автомобільного транспорту, завідувач кафедри системного аналізу та моделювання.

Захист відбудеться 2010 р., на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.01 при Національному авіаційному університеті за адресою: 03058, м. Київ, просп. Космонавта Комарова, 1.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного авіаційного університету за адресою: 03058, м. Київ, просп. Космонавта Комарова, 1.

Автореферат розісланий 2010 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради В.С. Єременко.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Збільшення населення планети вимагає розвитку та інтенсифікації промисловості, сільського господарства та інших галузей виробництва, наслідком чого є постійне насичення населених пунктів отруйними, вибухопожежонебезпечними речовинами та матеріалами, що призвело до значного збільшення катастроф природного і техногенного характеру. Серед надзвичайних ситуацій особливе місце посідають пожежі, які найчастіше спричиняються до значних матеріальних збитків та загибелі людей.

Одним зі шляхів запобігання пожежам є їх прогнозування і профілактика. Для забезпечення ефективного прогнозування необхідно вдосконалювати існуючі системи моніторингу пожеж та умов, що можуть призвести до їх виникнення.

Ефективність моніторингу значною мірою залежить від якості й оперативності інформації, на основі якої формуються прогнози та приймаються рішення.

Таким чином, необхідність підвищення оперативності та достовірності збирання інформації для моніторингу причин та наслідків пожеж в умовах інтенсивного інформаційного розвитку суспільства на основі сучасних інформаційних технологій підтверджує актуальність теми дослідження.

Значний внесок у розвиток інформаційно-аналітичних систем із питань цивільного захисту і пожежної безпеки зробили такі науковці, як: О.Г. Додонов, О.В. Коваль, О.Ю. Петропавловський.

Різним аспектам проблем представлення часових залежностей і конструювання динамічних експертних систем присвячений ряд робіт вітчизняних і зарубіжних науковців, таких як: Д.А. Поспєлов, Е.В. Попов, В.Н. Вагін, А.П. Єремєєв, Г.С. Плесневич, Е.Г. Петров, І.Б. Сіроджа, І.В. Шостак, J. Allen, P. van Beek, L. Vila, A. Galton, E. Schwalb, P. Ladkin, D. McDermott, Y. Shoham, G. Ferguson та ін.

Однак на сучасному етапі залишається не вирішеним завдання з автоматизації підтримки прийняття рішень щодо організації оброблення, фіксації та аналізу інформації для визначення причин і наслідків пожеж державними інспекторами з пожежного нагляду. Професійна діяльність, пов'язана з прийняттям рішень, характеризується такими факторами: наявністю великої кількості змін до чинної нормативно-правової бази, що регламентує цей напрямок службової діяльності; відсутністю засобів обчислювальної техніки під час оброблення й аналізу інформації; наявністю великої кількості осіб, відомств, установ, організацій, що залучаються до встановлення причин і наслідків пожеж, тощо. Основною складністю створення автоматизованої системи підтримки прийняття рішень при фіксації, обробленні та передачі інформації є відсутність спеціальних засобів обчислювальної техніки та зв'язку в інспектора Державного пожежного нагляду, на основі яких реалізується автоматизоване мобільне робоче місце.

Дисертаційна робота присвячена розв'язанню важливої науково-технічної задачі - підвищення ефективності та достовірності фіксації, оброблення й аналізу даних для визначення причин і наслідків пожеж, зменшення часу підготовки звітності за рахунок розроблення системи підтримки прийняття рішення інспектором Державного пожежного нагляду, що зумовлює актуальність теми дослідження.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до Постанови Кабінету Міністрів України № 55 від 25.02.2009 «Основні напрямки та найважливіші проблеми фундаментальних досліджень у галузі природничих, технічних і гуманітарних наук на 2009-2013 роки»: п. 1.2.3.3 «Розробка теорій інтелектуального управління», п. 1.2.5.9 «Методи та системи підтримки прийняття рішень», п. 4.11.5 «Розробка та впровадження новітніх інтелектуальних інформаційних технологій для забезпечення потреб державного управління», а також згідно з «Концепцією наукового забезпечення діяльності Міністерства з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи» та «Концепцією наукової діяльності Черкаського інституту пожежної безпеки ім. Героїв Чорнобиля МНС України на 2005-2010 роки». Результати дисертаційного дослідження включені до НДР «Метод синтезу швидкодіючих систем захисту інформації на основі спеціалізованих логічних функцій» (ДР № 0108U000506) та «Метод синтезу механізмів захисту інформації в спеціалізованих автоматизованих системах» (ДР № 0108U000508), у яких автор брав участь як виконавець.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є розроблення засобів підтримки прийняття рішень із причин і наслідків пожеж, які забезпечать досягнення мінімального часу та максимальної достовірності підготовки звітної документації інспектором ДПН.

Для досягнення вказаної мети необхідно вирішити такі завдання:

1. Провести аналіз існуючих методів та засобів інформаційного моніторингу причин і наслідків пожеж та обґрунтувати завдання дисертаційного дослідження.

2. Розробити модель процесу оброблення первинних даних за фактом пожежі.

3. Удосконалити технологію автоматизації процесу кваліфікації класифікаторів надзвичайних ситуацій та ймовірних причин виникнення пожеж.

4. Розробити знанняорієнтований метод підтримки прийняття рішень у процесі збору інформації державним інспектором з пожежного нагляду для забезпечення оперативності та достовірності моніторингу причин і наслідків пожеж.

5. Виконати технічну реалізацію дослідного прототипу системи підтримки прийняття рішень з урахуванням часових і причинно-наслідкових залежностей, що мають місце у процесі збирання інформації, для формування картки обліку пожежі.

Об'єктом дослідження є процеси збирання, аналізу й оброблення інформації.

Предмет дослідження - моделі, методи та засоби інформаційної підтримки прийняття рішень інспектором Державного пожежного нагляду при визначенні причин і наслідків пожеж.

Методи дослідження. При вирішенні завдань щодо визначення показників та критеріїв оцінки результатів досліджень використовувалися методи теорії вірогідності та математичної статистики. Під час удосконалення класифікатора надзвичайних ситуацій та розроблення класифікатора ймовірних причин виникнення пожеж застосовувалися методи теорії класифікації, теорії вірогідності. При побудові моделі знань були використані методи дискретної математики та ситуаційного управління. Для розроблення методу підтримки прийняття рішень при організації збору інформації державним інспектором з пожежного нагляду автор удавався до методів теорії множин, графів та сіток Петрі.

Наукова новизна отриманих результатів.

1. Уперше одержано модель технології процесу первинного оброблення та фіксації даних інспектором Державного пожежного нагляду за фактом пожежі.

2. Уперше розроблено знанняорієнтований метод інформаційної підтримки прийняття рішень у процесі первинного оброблення даних державним інспектором з пожежного нагляду, який формалізовано згідно з темпорально-каузальною логікою до фактичного стану з більш детальним урахуванням поточних обставин розслідування пожежі.

3. Удосконалено технологію автоматизації процесу кваліфікації класифікаторів надзвичайних ситуацій та ймовірних причин виникнення пожеж, який базується на експертних оцінках результатів моніторингу і каузальній логіці.

4. Набула подальшого розвитку інформаційна технологія підтримки прийняття рішень за рахунок створених засобів, що забезпечило функціонування автоматизованого мобільного робочого місця державного інспектора з пожежного нагляду.

Практичне значення отриманих результатів.

1. Основні результати дисертаційної роботи реалізовані при створенні програмного забезпечення дослідного зразка системи підтримки прийняття рішень державним інспектором з пожежного нагляду, яке враховує часові та причинно-наслідкові залежності, що мають місце в процесі оброблення та фіксації інформації для формування картки обліку пожежі. Розроблено класифікатор імовірних причин і наслідків пожеж, адаптований до державного класифікатора надзвичайних ситуацій.

2. Практична цінність роботи підтверджена актами впровадження в практичних підрозділах Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи та в навчальних закладах, це зокрема:

- Черкаське міське управління ГУ МНС України в Черкаській області (акт упровадження від 14.04.2009);

- Черкаський районний відділ ГУ МНС України в Черкаській області (акт упровадження від 14.04.2009);

- Черкаський державний технологічний університет, кафедра комп'ютерних систем (матеріали лекційних курсів «Захист інформації в комп'ютерних системах», «Прикладна теорія цифрових автоматів» при підготовці бакалаврів із напряму 6.050103 «Комп'ютерна інженерія»; акт упровадження від 15.04. 2009);

- Академія пожежної безпеки ім. Героїв Чорнобиля МНС України (матеріали лекційного курсу з дисципліни «Організація пожежно-профілактичної роботи»; акт упровадження від 15.04.2009).

Особистий внесок здобувача. Уci практичні результати дисертаційної роботи отримано автором самостійно. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, з питань, що стосуються цього дослідження, авторові належать: обґрунтування проблеми забезпечення підтримки якісного функціонування урядової аналітично-інформаційної системи з питань надзвичайних ситуацій [1]; формулювання і доведення коректності моделі та математичного забезпечення підтримки прийняття рішень інспектором Держпожнагляду [2, 3]; вибір показників оцінки якості інформаційних технологій для моніторингу причин та наслідків пожеж [4]; формування моделі підтримки прийняття рішень інспектором державного пожежного нагляду МНС України [2]; узагальнення результатів моделювання інформаційної технології для моніторингу причин та наслідків пожеж [5, 6]; особливості впровадження інформаційної технології в структурах державної служби [9, 10]; обґрунтування підходів щодо забезпечення пожежної безпеки енергооб'єктів [11]; визначення критеріїв щодо вирішення проблеми безперешкодної евакуації людей з будинків на випадок пожежі [14]; обґрунтування доцільності використання методик щодо попередження пожежі та вибуху вугільного пилу [12]; вдосконалення алгоритму прогнозування основних показників статистики пожеж [13]; особливості системи пожежної безпеки об'єктів транспортування газу [15]; розробка інформаційних технологій моніторингу причин та наслідків пожеж [7].

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційного дослідження доповідалися й обговорювалися на міжвузівській науково-практичній конференції «Пожежна безпека об'єктів різних форм власності» (Черкаси, 2006), Міжнародній науково-практичній конференції «Пожежна безпека - 2007» (Черкаси, 2007), Міжнародній науково-технічній конференції «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ - 2008» (Харків, 2008), другій Міжнародній науково-практичній конференції «Природничі науки та їх застосування в діяльності служби цивільного захисту» (Черкаси, 2008), постійно діючому науково-технічному семінарі «Проблеми інформатизації» (Черкаси, 2008), наукових сесіях Осередку Наукового товариства Шевченка в Черкасах (Черкаси, 2008), міжвузівській науково-практичній конференції «Актуальні проблеми технічних та природничих наук у забезпеченні цивільного захисту» (?), другій Міжнародній науково-практичній конференції «Інтегровані інтелектуальні робото-технічні комплекси (ІІРТК-2009)» (Київ, 2009), дев'ятій Міжнародній науково-технічній конференції «АВІА-2009» (Київ, 2009).

Публікації. Основні результати дисертаційного дослідження викладено в 15 друкованих працях, у тому числі 6 статтях у наукових журналах та збірниках наукових праць, які внесено до переліку ВАК України, а також у 9 тезах доповідей на наукових конференціях та семінарах.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаної літератури, шести додатків. Загальний обсяг дисертації становить 162 сторінки. Загальний обсяг роботи становить 141 сторінку, містить 23 таблиці, 32 рисунки. Список використаної літератури складається зі 107 найменувань.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність теми, формулюється мета дослідження і визначаються завдання для її реалізації, підтверджується наукова новизна і викладається практичне значення результатів роботи.

У першому розділі проведено аналіз актуальних задач оброблення, аналізу та прийняття рішень інформаційного моніторингу причин і наслідків виникнення пожеж. Визначено ряд науково-технічних задач, які на цей час ще не вирішені. інформаційний пожежа автоматизація

На основі аналізу нормативних документів діючої системи збирання, оброблення і прийняття рішень із питань пожежної безпеки та цивільного захисту населення запропонована концепція створення мобільних автоматизованих робочих місць працівників МНС. Результати аналізу дозволили систематизувати розглянуті підходи до побудови системи підтримки прийняття рішень і визначити основні етапи створення мобільного автоматизованого робочого місця інспектора Держпожнагляду, а також окреслити основні проблемні завдання дисертаційного дослідження (рис. 1).

При збиранні інформації для визначення причин та наслідків пожеж необхідно забезпечити мінімальний час і максимальну достовірність підготовки звітної документації інспектором ДПН за рахунок створення системи підтримки прийняття рішень на основі спеціалізованих засобів обчислювальної техніки мобільного зв'язку. Сформульовано завдання, які необхідно вирішити для досягнення поставленої мети.

У другому розділі на основі моделювання етапів процесу збирання інформації було визначено параметри, які найбільш суттєво впливають на підвищення ефективності підготовки звітної документації державним інспектором з пожежного нагляду, зокрема: час збирання та оброблення інформації для підготовки рішення (Т); кількість затрачених ресурсів для підготовки рішення; достовірність отриманої інформації (D); імовірність підготовки правильного проекту рішення тощо.

Рис. 1 Етапи побудови технології визначення причин та наслідків пожеж

Серед вибраних показників для забезпечення автоматизації процесу підготовки проекту рішення найбільш доцільно використати час збирання інформації та достовірність її отримання.

Виходячи з аналізу етапів, можна стверджувати, що для підвищення ефективності підготовки документації для інспектора важливими є такі параметри: ймовірність помилки інспектора до прибуття на місце пожежі, ймовірність помилки інспектора після прибуття на місце пожежі, час роботи інспектора після гасіння пожежі, ймовірність помилки після гасіння пожежі та час роботи інспектора під час підготовки звітної документації.

На основі вивчення нормативно-правових актів побудована схема збирання та передачі інформації про пожежу інспектором ДПН в процесі дізнання. Для оцінки можливості реалізації інформаційної технології моніторингу причин і наслідків пожеж спеціалізованими засобами обчислювальної техніки мобільного зв'язку розроблена модель процесу збирання інформації на основі графів. Подамо систему збирання та передачі інформації інспектором ДПН (S₁) з урахуванням таких особливостей: схема складається з мережі територіально розподілених об'єктів збирання, оброблення і передачі інформації (S_i), кожний з яких має власну продуктивність. Кожен територіально розподілений об'єкт обслуговує велику кількість інспекторів ДПН, які формують запити на сервери (л); взаємозв'язок між серверами й інспекторами ДПН (у цьому випадку - інспектор ДПН, що проводить розслідування на місці виникнення пожежі) здійснюється через GSM-канал; кількість заявок у мережі не обмежена і зумовлена тим, що інспектор може кілька разів звертатися до серверної системи для одержання яких-небудь даних.

Структурну модель процесу збирання інформації подано на рис. 2.

Оскільки процес збирання інформації інспектором ДПН рознесений у часі, то для оцінки можливості реалізації автоматизованого мобільного робочого місця були використані засоби ситуаційного управління. Ситуаційна модель роботи інспектора ДПН у процесі дізнання за фактом пожежі подана на рис. 3.

Побудована модель процесу збирання інформації мовою ситуаційного управління:

(е₁^і r₂₂ е₂^і); (е₃^і r₂₉ е₂^і); (е₄^і r₂₉ е₂^і); (е₅^і r₂₉ е₂^і); (е₆^і r₂₉ е₂^і); (е₇^і r₂₉ е₂^і); (е₁^і r₂₂ е₂^і);

(е₂^і r₂₆ е₈^і); (е₃^і r₂₆ е₄^і); (е₃^і r₂₂ е₆^і); (е₃^і r₂₂ е₇^і); (е₂^і r₂₆ е₃^і); (м_к² ф t_l); (м_к⁸ ф t_l+3ч10);

де e₁^і - e₇^і - часові інтервали, протягом яких черговий інспектор ДПН прямує до місця виникнення пожежі та фіксує основні дані обліку пожеж; е₈^і - часовий інтервал, протягом якого інспектор ДПН залишає місце пожежі, досліджує причини та кінцеві наслідки пожежі та протягом трьох робочих днів готує звітну службову документацію; м_п¹ - м_к¹ - маркери початку і закінчення події; е₁^і; м_п² - м_к² - маркери прибуття інспектора ДПН на пожежу та її ліквідації; м_п⁸ - м_к⁸ - маркери закінчення роботи інспектора ДПН на пожежі та підготовки службової документації за результатами пожежі.

Рис. 2. Структурна модель взаємозв'язків джерел інформації з інспектором ДПН.

На основі сіток Петрі побудовано модель системи підтримки прийняття рішень, у якій відображена темпорально-каузальна логіка причин і наслідків пожеж.

Визначення напрямків удосконалення системи збирання інформації, а також створення моделей системи збирання інформації та підтримки прийняття рішення послужили теоретичною базою для побудови мобільних автоматизованих робочих місць працівників МНС.

Третій розділ присвячено технології автоматизації процесу кваліфікації класифікаторів надзвичайних ситуацій та ймовірних причин виникнення пожеж. Для дослідження було поставлено ряд завдань (дослідження було проведено в кілька етапів):

1. На основі сітки Петрі, що має вигляд , побудувати об'єкти класифікації та визначити складність класифікатора

де - кількість рівнів класифікації; - кількість класифікованих груп на рівні ; за наявності класифікованого об'єкта в групі на рівні.

2. Проранжувати об'єкти класифікації на основі виразу

,

де і - імовірності класифікації об'єкта - по Україні та в підрозділі; і - коефіцієнти важливості, отримані шляхом експертних оцінок.

3. При виконанні умови перебудови класифікації - перехід до п. 2.

4. При класифікації об'єкта на конкретній пожежі визначити час класифікації об'єкта на конкретній пожежі , змінити ймовірність класифікації об'єкта в підрозділі та перехід до п. 2.

5. Визначаємо теоретичний час класифікації

,

де - час прийняття рішення при класифікації об'єкта в групі на рівні; - кількість об'єктів, за якими приймається рішення, щодо класифікації в групі на рівні.

6. За умови класифікатор забезпечує мінімальний час класифікації.

Схему роботи системи підтримки прийняття рішень на основі запропонованого класифікатора подано на рис. 4.

Побудовано логіко-формальні моделі взаємозв'язків причин виникнення пожеж, їх наслідків, а також математичну модель розрахунку наслідків пожеж, що дозволило розв'язати задачу швидкості прийняття рішень методом дихотомії.

(1)

де - час прийняття рішення; - вагові коефіцієнти експертної оцінки причин і наслідків пожежі.

Розроблено класифікатор імовірних причин і наслідків пожеж, який адаптований до державного класифікатора надзвичайних ситуацій та підтримується Урядовою інформаційно-аналітичною системою з питань надзвичайних ситуацій.

Четвертий розділ присвячено побудові та реалізації методу підтримки прийняття рішень інспектором ДПН.

Для побудови технології процесу первинної обробки та фіксації даних за фактом пожежі використовуємо сітку Петрі, що має вигляд ,

де - множина всіх запланованих завдань, що надсилаються програмним забезпеченням; - кінцева непуста множина елементів, яка складається з ряду множин.

Множина складається з множин усіх завдань, що заповнюються автоматично, та множин усіх завдань, які потребують уточнення: .

Рис. 4 Схема роботи інспектора ДПН на основі автоматизованого класифікатора під час розслідування причин пожежі

Сутність методу підтримки прийняття рішення інспектором ДПН у загальному вигляді можна виразити в такий спосіб:

1. Формування множини завдань, що заповнюється автоматично, :

.

2. Формування множини завдань, які потребують уточнення та додаткового дізнання :

- перехід до наступного кроку.

Якщо , - формування підказки.

3. Перевірка:

якщо то задовольняється умова формування рішення ; якщо ні - перехід до наступного кроку, де - сукупності допоміжних заходів для конкретної пожежі.

Результат використання методу інформаційної підтримки прийняття рішення інспектором ДПН полягає у формуванні множини завдань щодо заповнення картки обліку пожеж , що в загальному вигляді матиме вигляд:

.

На основі цього методу розроблена методика реалізації методу підтримки прийняття рішення інспектором ДПН.

Наведемо фрагмент цієї методики.

1. У випадку виникнення подій фактичних змін стану завдання, де j , - початок виконання завдання, - закінчення виконання завдання:

- якщо для визначеного завдання відбулася подія (система підтримки прийняття рішень (далі - СППР), представлена у вигляді програмного забезпечення для мобільного телефону, видала запит на заповнення відповідного поля програми), тоді відбувається зміна складу множини та таким чином: , де k - дізнання з чергової пожежі, на початку якої виконується перевірка, тобто значення ознаки Статус змінюється з «не видане» на «у_роботі» та маркер із позиції переходить до позиції , визначеної мережі моніторингу, й інспектор приступив до його виконання;

- якщо в базі для будь-якої події не знайдено більше жодної з цих подій, відбувається перехід до кроку 2.

Було розроблено алгоритм дослідного зразка програмно-технічного забезпечення. Цей алгоритм був реалізований мовою програмування Java для мобільних телефонів (рис. 5).

Для оцінки ефективності розробленої системи автоматизованого мобільного робочого місця було визначено достовірність зібраної інформації за фактами пожеж. На основі зібраних статистичних даних побудовано чотирипільну таблицю (табл. 1), результати використання якої дозволили констатувати, що при рівні надійності оцінки частка карток обліку пожеж, заповнених без помилок, збільшилася, що вплинуло на якість роботи інспектора ДПН.

Оцінка часу прийняття рішень інспектором Держпожнагляду проводилася на основі експертних і статистичних даних, отриманих під час провадження. Проведено моделювання часу прийняття рішень за умови забезпечення СППР відповідних служб та відомств. Характеристики оцінки часу прийняття рішень інспектором Держпожнагляду наведені на рис. 6.

Рис. 5 Послідовність функціонування дослідного прототипу автоматизованого мобільного робочого місця інспектора

Таблиця 1 Чотирипільна таблиця якості використання АМРМ інспектора ДПН

Картки обліку Методика заповнення	Заповнені без помилки	Заповнені з помилкою	Загальна кількість карток обліку
Без використання АМРМ	392	105	497
З використанням АМРМ	174	29	203
Сума	566	134	700

Рис. 6 Характеристики оцінки часу прийняття рішень інспектором Держпожнагляду

Функціональна структурна схема системи підтримки прийняття рішень (рис. 7) включає: інспектора Держпожнагляду (ЛПР); органів внутрішніх справ (1); керівника гасіння пожежі (2); фінансові служби (3); медичні служби (4); житлово-комунальні господарства за місцем виникнення пожежі (5); соціальні служби та місцеві органи виконавчої влади (6); матеріальну бухгалтерію об'єкта, що постраждав від пожежі (7); дослідно-випробувальну лабораторію з дослідження речовин і матеріалів, зібраних на пожежі (8); закріплених за об'єктом пожежі фахівців з Державного пожежного нагляду, що здійснювали планові профілактичні заходи (9); Державний гірничопромисловий нагляд (10); урядову інформаційно-аналітичну систему з питань надзвичайних ситуацій МНС України (11); Український науково-дослідний інститут пожежної безпеки МНС України (12); відділ дізнання управління з питань наглядово-профілактичної діяльності головного управління МНС України в області (13); Державний департамент пожежної безпеки МНС України (14).

Рис. 7. Функціональна структурна схема СППР.

За результатами впровадження було встановлено, що розроблене програмне забезпечення автоматизованого робочого місця дозволило на 27% зменшити час на підготовку картки обліку. На 12-15% підвищилася достовірність збору даних на всіх етапах пожежно-технічного розслідування за фактом пожежі. Комплексне використання розробленого програмного забезпечення на основі оперативності формування даних дозволяє забезпечити підрозділи ГУМНС України в Черкаській області узагальненою статистичною інформацією щомісячно, а не щоквартально.

У додатках наведені акти про впровадження результатів дисертаційного дослідження і текст розробленого програмного забезпечення.

Висновки та основні результати роботи

Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що вперше розв'язано важливу науково-технічну задачу зі створення інформаційної підтримки прийняття рішень у процесі первинної обробки даних державним інспектором з пожежного нагляду з причин і наслідків пожеж, яка забезпечить досягнення зменшення часу та підвищення достовірності при підготовці звітної документації за фактом пожежі.

1) На основі аналізу існуючих методів та засобів інформаційного моніторингу причин і наслідків пожеж запропоновано концепцію побудови мобільного автоматизованого місця інспектора ДПН, сформульовані етапи побудови системи підтримки прийняття рішень при визначенні причин і наслідків пожеж.

2) Уперше отримана модель технології процесу первинної обробки та фіксації даних за фактом пожежі інспектором Державного пожежного нагляду на основі структури організацій, служб та відомств, пов'язаних із розслідуванням причин і наслідків пожеж, за рахунок використання засобів ситуаційного управління, адаптованих до предметної галузі, що дозволило сформулювати вимоги до засобів обчислювальної техніки та зв'язку.

3) Удосконалено технологію автоматизації процесу кваліфікації класифікаторів надзвичайних ситуацій та ймовірних причин виникнення пожеж, яка базується на експертних оцінках результатів моніторингу та каузальній логіці. Запропонована технологія дозволяє зменшити час підготовки рішення щодо класифікації конкретної події як за рахунок автоматизованої системи підтримки прийняття рішень, так і за допомогою вдосконаленого класифікатора надзвичайних ситуацій на паперових носіях.

4) Розроблено знанняорієнтований метод інформаційної підтримки прийняття рішень у процесі первинного оброблення даних державним інспектором з пожежного нагляду, який формалізовано згідно з темпорально-каузальною логікою до фактичного стану з більш детальним урахуванням поточних обставин розслідування пожежі.

5) Створено моделі, методи і технічні засоби підтримки прийняття рішень інспектором ДПН, які забезпечили теоретичну базу розробки автоматизованого мобільного робочого місця працівників МНС України.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Рудницький В.М. Проблема забезпечення підтримки якісного функціонування урядової аналітично-інформаційної системи з питань надзвичайних ситуацій / В.М. Рудницький, О.О. Дядюшенко, О.В. Міненко // Пожежна безпека. Теорія і практика: Зб. наук. пр. - Вип. 3. - Черкаси, 2009. -С. 173-177.

2. Рудницький В.М. Модель підтримки прийняття рішень інспектором держпожнагляду / В.М. Рудницький, І.В. Шостак, О.О. Дядюшенко // Системи управління, навігації та зв'язку: Зб. наук. пр. - Вип. 1 (9). - Київ, 2009. - С. 109-111.

3. Рудницький В.М. Математичне забезпечення підтримки прийняття рішень інспектором державного пожежного нагляду при проведенні збору інформації по пожежі / В.М. Рудницький, І.В. Шостак, О.О. Дядюшенко // Системи обробки інформації: Зб. наук. пр. - Вип. 3 (77).- Харків, 2009. - С. 150-152.

4. Дядюшенко О.О. Вибір показників оцінки якості інформаційних технологій для моніторингу причин та наслідків пожеж / О.О. Дядюшенко, В.М. Андрієнко, В.О. Щерба // Вісник Харківського університету повітряних сил: Зб. наук. пр. - Вип. 3(21). - Харків, 2009. - С. 205-208.

5. Дядюшенко О.О. Алгоритмічне та програмне забезпечення підтримки прийняття рішень інспектором державного пожежного нагляду МНС України / О.О. Дядюшенко, І.С. Тіторенко, О.В. Міненко // Системи обробки інформації: Зб. наук. пр. - № 4 (78). - Харків, 2009. - С. 174-177.

6. Киселёва Я.Г. Задачи принятия решений и моделирования процессов управления, связанных с чрезвычайными ситуаціями / Я.Г. Киселёва, А.А. Дядюшенко // Системи обробки інформації: Зб. наук. пр. - № 6 (80). - Харків, 2009. - С. 223-228.

7. Рудницький В.М. Інформаційні технології моніторингу причин та наслідків пожеж / В.М. Рудницький, О.О. Дядюшенко // Міжнародна науково-технічна конференція «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ-2009». - Харків: Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», 2009. - С. 107.

8. Дядюшенко О.О. Математичні і програмні засоби автоматизації робочих місць та особливості в мобільному зв'язку / О.О. Дядюшенко, І.С. Тіторенко // Друга міжнародна науково-практична конференція «Інтегровані інтелектуальні робото-технічні комплекси (ІІРТК-2009)». - Київ: НАУ ІАУ, 2009. - С. 383-384.

9. Дядюшенко О.О. Проблема застосування інформаційних технологій у системі державної служби України / О.О. Дядюшенко, О.В. Міненко // 2-а Міжвузівська науково-практична конференція «Актуальні проблеми технічних та природничих наук у забезпеченні цивільного захисту». - Черкаси: АПБ, 2009. - С. 13-15.

10. Дядюшенко О.О. Інформаційні технології в структурах державної служби / О.О. Дядюшенко, О.В. Міненко // Міжнародна науково-технічна конференція «Інтегровані комп'ютерні технології в машинобудуванні ІКТМ-2008». - Харків: Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут», 2008. - С. 227-229.

11. Заїка П.І. Загальні положення забезпечення пожежної безпеки енергооб'єктів / П.І. Заїка, О.О. Дядюшенко // Друга міжнародна науково-практична конференція «Природничі науки та їх застосування в діяльності служби цивільного захисту». - Черкаси: Академія пожежної безпеки ім. Героїв Чорнобиля МНС України, 2008. - С. 126-127.

12. Дядюшенко О.О. Основні напрямки попередження пожежі та вибуху вугільного пилу / О.О. Дядюшенко // Вісімнадцята наукова сесія Осередку Наукового товариства Шевченка в Черкасах. - Черкаси: Осередок НТШ у Черкасах, 2008. - С. 206-208.

13. Дядюшенко О.О. Прогнозування основних показників статистики пожеж / О.О. Дядюшенко // Міжнародний науково-технічний семінар «Проблеми інформатизації». - Черкаси: ЧДТУ, 2008. - С. 423-424.

14. Дядюшенко О.О. Проблема безперешкодної евакуації людей з будинків, шляхи її вирішення і оцінки / О.О. Дядюшенко, Є.О. Тищенко // Міжнародна науково-практична конференція «Пожежна безпека - 2007». - Черкаси: ЧІПБ, 2007. - 234-235.

15. Заїка П.І. Особливості системи пожежної безпеки об'єктів транспортування газу / П.І. Заїка, О.О. Дядюшенко // Міжвузівська науково-практична конференція «Пожежна безпека об'єктів різних форм власності». - Черкаси: ЧІПБ, 2006. - С. 132-133.

Анотація

Дядюшенко О.О. Моделі та метод підтримки прийняття рішень інспектором держпожнагляду з причин та наслідків пожеж - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - інформаційні технології. - Черкаси: Академія пожежної безпеки ім. Героїв Чорнобиля МНС України, 2010.

Дисертаційна робота присвячена розробленню інформаційної технології підтримки прийняття рішень інспектором Держпожнагляду з причин та наслідків пожеж. Запропоновано використовувати засоби обчислювальної техніки мобільного зв'язку. Побудована модель процесу обробки первинних даних інспектором ДПН за фактом пожежі за рахунок використання засобів ситуаційного управління, адаптованих до предметної галузі.

Удосконалено технологію автоматизації процесу кваліфікації класифікаторів надзвичайних ситуацій. Розроблено знанняорієнтований метод інформаційної підтримки прийняття рішень у процесі первинної обробки даних інспектором. Створено моделі, методи, засоби підтримки прийняття рішень інспектором ДПН.

Результати роботи впроваджені в підрозділах та навчальних закладах МНС України, Міністерства освіти і науки України.

Ключові слова: інформаційна технологія, ситуаційне управління, підтримка прийняття рішень, каузально-темпоральна логіка, математичні моделі, класифікатори надзвичайних ситуацій.

Аннотация

Дядюшенко О.О. Модели и метод поддержки принятия решений инспектором Госпожнадзора по причинам и следствиям пожаров. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - информационные технологии. - Черкассы: Академия пожарной безопасности им. Героев Чернобыля МЧС Украины, 2010.

Диссертационная работа посвящена разработке информационной технологии поддержки принятия решений инспектором Государственного пожарного надзора МЧС Украины по причинам и последствиям пожара. Предложено для фиксации, обработки и передачи информации, а также для подготовки отчетности по факту пожара использовать специализированные средства вычислительной техники мобильной связи. Построена модель процесса обработки первичных данных инспектором Госпожнадзора по факту пожара на основе взаимосвязи с организациями, службами и ведомствам, которые причастны к расследованию причин и последствий пожара, за счёт использования средств и правил ситуационного управления, адаптированных к предметной области. Расчеты показали достаточность специализированных средств вычислительной техники мобильной связи для обеспечения функционирования предложенной информационной технологии.

Усовершенствована технология автоматизации процесса квалификации классификаторов чрезвычайных ситуаций и вероятных причин возникновения пожаров, которая базируется на экспертных оценках результатов мониторинга и каузальной логике, что обеспечивает минимизацию времени поиска результата.

Разработан знаниеориентированный метод информационной поддержки принятия решений в процессе первичной обработки данных по факту пожара инспектором Государственного пожарного надзора, который основан на правилах темпорально-каузальной логики.

Созданы модели, методы и технические средства поддержки принятия решений инспектором ГПН, которые обеспечили теоретическую базу разработки автоматизированного мобильного рабочего места Государственных инспекторов пожарного надзора МЧС Украины.

По результатам практического внедрения установлено, что в Черкасском городском управление ГУМЧС Украины в Черкасской области разработанное программное обеспечение автоматизированного рабочего места позволило на 27% уменьшить затрату времени работы на подготовку карточки учета пожаров, а в Черкасском районном отделе ГУМЧС Украины на 12-15% повысить достоверность обработки и фиксации данных на всех этапах пожарно-технического расследования по факту пожара.

Результаты работы внедрены в подразделениях и учебных заведениях МЧС Украины, Министерства образования и науки Украины.

Ключевые слова: информационная технология, ситуационное управление, поддержка принятия решений, каузально-темпоральная логика, математические модели, классификаторы чрезвычайных ситуаций.

Abstract

Dyadyushenko O.O. Information technology of monitoring of reasons and consequences of fires - Manuscript.

The dissertation project on gaining of scientific degree of candidate of engineering sciences after specialty 05.13.06 - information technologies. - Chercasy: Academy of fire safety service named after Chernobyl Heroes, 2009.

The dissertation project is devoted to development of information technology of monitoring of reasons and consequences of fires. It is offered for collection and information transfer, and also for preparation of accounting in fact of fire, to use the specialized tools of the computing engineering of mobile communication. The model of process of collection of information by an inspector of fire safety serves on the basis of structure of organizations of the reasons and consequences of fires related to investigation due to the use of tools of situation management of adapted to subject industry is built. A method for construction of classifiers of extraordinary situations and credible reasons of origin of fires, which provides minimization of time of search of result, is improved. The method of support of acceptance of decisions in the process of collection of information is improved by an inspector from the fire supervision which is based on temporal-causal logic and provides the increase of operative and authenticity of monitoring of reasons and consequences of fires. The system of support of acceptance of decisions is built at collection of information, by classification of possible decisions and construction of rules of temporal-causal logic, that provided creation of theoretical base for development of the automated mobile workplace of inspector.

The results of dissertation project are inculcated in subsections and educational establishments of Ministry of Emergency of Ukraine, Department of education and science of Ukraine.

Keywords: information technology, situation management, support of acceptance of decisions, temporal-causal logic, mathematical models, classifiers of extraordinary situations.

Размещено на Allbest.ru

...