3.2. Изучение управления тушением пожара с применением математических моделей

Значение опыта тушения определяется тем, что пожар – суровая и высшая школа проверки готовности пожарных подразделений и правильности теоретических аспектов тушения пожаров. Вместе с тем, только в ходе тушения пожара с достаточной полнотой можно выявить и оценить тактические возможности сил и средств при ведении действий.

Таким образом, изучение в сопоставлении истинных взглядов и результатов тушения пожаров позволяет найти лучшие пути совершенствования состава, организационной структуры и тактики использования подразделений.

Сейчас, как известно, во многом изменились средства борьбы с пожарами, а под их влиянием характер и способы действий. Поэтому в ходе тушения пожаров еще в большей мере, чем прежде, потребуется неоднократно уточнять, изменять и развивать взгляды на применение пожарных подразделений.

Органы управления к изучению и распространению опыта тушения пожара готовятся заблаговременно. Объем и содержание их данной работы непостоянны и зависят от вида действий, полученной задачи и реальных условий выполнения. Но в любых условиях их усилия распределяются так, чтобы как можно полнее и объективнее решить основные задачи, которые состоят и в том, чтобы выявить состояние готовности подразделений и какими способами необходимо ее поддерживать; тактические свойства ПТВ, техники и принципы их использования; состав, техническое оснащение и организационную структуру подразделений, новые способы ведения и обеспечения действий, их сильные и слабые стороны; систему, методы и средства управления подразделениями; возможности и способы действий пожарных подразделений по тушению пожаров; влияние новых средств борьбы с пожарами на способы действий подразделений пожарной охраны. Решаются эти и другие задачи так, чтобы в итоге изучения и учета данных опыта исключить просчеты в тушении пожаров.

В изучении и распространении опыта тушения пожаров в каждом звене участвуют в той или иной мере все должностные лица и органы управления. Все отправные указания при этом исходят от РТП. В процессе управления силами и средствами на пожаре он учитывает все поучительное из ранее изученного опыта. Им подмечается и учитывается, в частности, все новое о пожаротушении, намечаются меры по изучению особо важных сведений о нем. Все положительное и все недостатки в действиях подразделений пожарной охраны также фиксируются РТП. Он выявляет причины недостатков, намечает пути доведения до подчиненных всего поучительного и ценного для совершенствования их мастерства.

Изучение опыта тушения пожаров включает: разработку плана разбора, сбор, обобщение данных опыта и его оформление в соответствующих документах.

План изучения опыта разрабатывается на конкретный вид тушения или на более длительный период, в течение которого можно изучить интересующие вопросы. Важно при этом предвидеть развитие обстановки, уметь поставить наиболее важные вопросы и наметить эффективные методы их изучения.

Содержание плана доводится до исполнителей в виде выписок или указаний, в которых определяются их частные задачи, когда и какими способами их выполнить, в какой форме донести о полученных результатах.

Успех изучения опыта зависит, во-первых, от наличия необходимого количества достоверных сведений о нем и, во-вторых, от подхода к их истолкованию и оценке. Желательно, конечно, чтобы этих сведений было как можно больше, но не менее важны их систематизация и осмысливание.

Работа по изучению опыта непосредственно в подразделениях- один из основных способов. Он применяется как до начала тушения пожаров, так и после их завершения. Нужный эффект этот способ дает, однако, только при надлежащей подготовке тех лиц, которые будут докладывать результаты тушения. Им даются четкие указания, какие вопросы изучить на месте, какие источники (материалы) и как использовать, к какому сроку обобщить и оформить добытые сведения, кому и когда их доложить.

Надо всегда учитывать, что применение новой пожарной техники, новых способов и приемов ведения действий ранее других испытывают на себе подразделения, непосредственно ведущие тушение. Именно у них накапливается передовой опыт действий, на сборе и изучении которого и сосредоточиваются усилия выделенных для этой цели сотрудников. В процессе изучения опыта они беседуют с участниками тушения, изучая наиболее поучительные эпизоды и ценные сведения о действиях подразделений и органов управления по возможности на месте тушения. Для изучения таких особо важных и комплексных вопросов после тушения непосредственно на местность могут выезжать специальные группы. В их состав включаются представители различных служб, а также участники изучаемых действий из числа старшего и среднего начальствующего составов.

Данные, собранные из различных источников, обрабатываются и обобщаются. Возникшие при этом вопросы также фиксируются. Так систематически накапливаются факты, статистические и другие сведения по изучаемым вопросам. При их изучении не все факты, конечно, принимается сразу. Тщательно, например, должны быть проверены отчетные документы и различного рода устная информация (рассказы очевидцев), так как именно в них вероятны неточности и субъективные оценки. Всё дублирующее отсеивается, сомнительное уточняется, недостающее пополняется. Таков непрерывный процесс обобщения данных, который завершается тем, что в итоге устанавливаются достоверность обобщенных данных, их важность, сроки оформления в отчетных документах и доведение их по назначению.

Описание пожаров, карточки действий – основной отчетно-информационный документ. В них содержится обобщенный материал для изучения и использования опыта тушения пожаров, дается полная и объективная оценка хода и результатов действий. Они ведутся в определенной форме. Этому предшествует большая подготовительная работа. Собираются и обрабатываются все документы, касающиеся тушения, которые затем тщательно изучаются, уясняется, как протекали действия, что в них выявилось нового (положительного и отрицательного), что влияло на результаты тушения.

Опыт доводится до подразделений различными способами, чаще всего устными указаниями, устными докладами об основных итогах проведенного тушения, итоговыми письменными приказами, разработками по результатам тушения, проведением с подчиненными занятий с учетом опыта. Как правило, эти способы сочетаются и дополняются издаваемыми вышестоящими органами для всего личного состава подразделений печатными изданиями – приказами, обзорами и другими.

Устные указания командира подчиненным – наиболее оперативный и поэтому часто практикуемый способ доведения опыта. В них содержатся отправные данные и требования по внедрению подчиненными положительного опыта. РТП дает эти указания в ходе тушения, совмещая их с проведением мероприятий по управлению подразделениями, или же до начала и после завершения тушения на служебных совещаниях и занятиях. Указания даются всем подчиненным при личном общении с ними или по техническим средствам связи. Краткость и ясность, ценность содержания, помогающего подчиненному успешно решать задачу, – вот основное, чему должны отвечать такого рода указания. Поэтому, видя их необходимость в реальных условиях, РТП дает такие указания подчиненным только после тщательной подготовки.

Другие способы доведения опыта применяются до начала и после завершения тушения, когда имеются благоприятные условия для сбора подчиненных, устного разбора или проведения с ними практического занятия.

Итоговый разбор предназначается для ознакомления всего начальствующего состава гарнизона с данными тушения, полученными на конкретном пожаре. На нем четко и сжато излагаются факты и выводы из опыта по какому-либо важному этапу тушения или о тушении в целом. Поэтому разбор может быть общим и частным и делается либо для личного состава всех категорий, либо только для тех лиц, к которым освещаемый вопрос имеет прямое отношение.

Содержание разбора излагается в произвольной форме, но учитывается его тема и целевое назначение. Если его цель - подведение итогов проведенного тушения в целом, то в нем чаще всего раскрываются кратко такие вопросы: содержание полученной задачи и условия ее выполнения, наиболее характерные особенности проведенного тушения, на которые надо обратить внимание. В конце доклада делаются выводы и даются указания, как использовать полученный опыт. Возможно, конечно, освещение и более узкого круга вопросов в докладе. Он делается обычно РТП или начальником оперативного штаба.

Устный разбор проведенного тушения делается непосредственно с подчиненными или со всем составом подразделения. Устный разбор может быть построен в таком порядке.

1. Общая обстановка, сложившаяся на пожаре ко времени получения задачи и выводы из нее.

2. Содержание полученной задачи и роль подразделения в проведенном тушении.

3. Решение РТП на тушение и содержание работы органов управления, проведенной на его основе при организации тушения.

4. Ведение действий: в какой мере они отвечали принятому решению; действия подчиненных подразделений; работа органов управления в ходе тушения; как подчиненные подразделения и органы управления учли все положительное и устранили недостатки, выявленные в предыдущих тушениях пожаров.

5. Общие выводы и указания, вытекающие из разбора: результаты выполнения подразделением задачи; что можно считать положительным и отрицательным в действиях подразделений; как противодействовать ОФП; что следует учесть в подготовке подразделений и органов управления, по каким основным вопросам организовать и какими методами провести занятия с ними, что из опыта, в какой форме, каким методом и к какому времени довести до подчиненных.

Такой порядок разбора – лишь один из возможных. Количество разбираемых вопросов может быть больше или меньше, и рассматриваться они могут с разной степенью детализации. Поэтому развитие направления осуществления разбора пожаров с применением математических моделей оптимизации решений является актуальным. Но на данном этапе развития этого направления отсутствуют примеры таких разборов, поэтому поставим простую задачу оценки варианта расстановки сил и средств и покажем целесообразность использования рассмотренной в предыдущем параграфе количественной модели оптимизации решений.

Задача оценки выбранного варианта расстановки пожарных отделений между участками тушения пожара. Условие: на момент прибытия к месту пожара трех пожарных отделений О1, О2 и О3 основная задач пожаротушения состояла из двух частных, для решения которых били созданы участки тушения пожара УТП 1 и УТП 2. РТП выбрал следующий вариант расстановки сил и средств: на первом участке работают первое и второе отделение; на втором участке работает третье отделение.

Эксперт – лицо производящее анализ пожара (ЛПА) указал, что для первой и второй частных задач тушения пожара первое отделение эффективнее второго и строго эффективные третьего, а так же указал, что задача, решаемая на УТП 1 важнее задачи, решаемой на УТП 2. Для оценки степени превосходства в важности задач тушения пожара ЛПА использовал логарифмический коэффициент относительной важности критериев (Θ₁₂=0,4).

Необходимо оценить относительно мнения ЛПА выбор РТП.

Оценка варианта решения выбранного РТП относительно мнения ЛПА.

Определяем оценки эффективности пожарных отделений при решении рассматриваемых задач пожаротушения. Оценки эффективности пожарных отделений при решении рассматриваемых задач пожаротушения получаем на основе суждения ЛПА пожара, состоящего в том, что для первой и второй частных задач тушения пожара первое отделение эффективнее второго и строго эффективные третьего.

Формируем ряд чисел характеризующих словесную эффективности пожарных отделений: а₁₁=0; а₁₂=2; а₁₃=4. Числа получены с помощью шкалы приведенной в таблице 3.8

Таблица 3.8.

Шкалы сравнения по эффективности пожарных отделений

Суждение эксперта «при решении задачи пожаротушения»:	Бальное значение
Oi примерно равны по эффективности Oj
Oj эффективнее Oi
Oj строго эффективнее Oi
Oj намного эффективнее Oi

Далее получим количественные значения оценок эффективности пожарных отделений при решении задач пожаротушения по формуле:

где - является параметром шкалы оценки трех пожарных отделений.

Итак, для первого пожарного отделения получим - ,

для второго пожарного отделения - , и наконец, для третьего пожарного отделения -

.

Вычислим количественные оценки пожарных отделений по критерию эффективности. Для этого будет использована формула:

i=1, 2, …, m-1

Оценка эффективности первого пожарного отделения равна , второго отделения -

, и третьего отделения

.

Строим множество возможных вариантов решений.

Возможные варианты получили путем перебора (см. пример в § 3.1). Результат перебора приведен в таблице 3.9.

Таблица 3.9.

Варианты расстановки сил и средств

	v1	v2	v3	v4	v5	v6
УТП 1	О1+О2	О3	О1+О3	О2	О2+О3	О1
УТП 2	О3	О1+О2	О2	О1+О3	О1	О2+О3

В таблице 3.9 жирным шрифтом выделен вариант решения выбранный РТП (v1).

Формируем векторные оценки возможных вариантов решений. Для этого необходимо оценить каждый допустимый вариант в плоскости двух участков тушения пожара.

Итак, рассмотрим для примера векторную оценку варианта v3. На первом участке совместно работают первое и третье отделение (О1+О3), следовательно эффективность их работы будет равна сумме эффективностей первого и третьего отделений при решении, рассматриваемой задачи пожаротушения, т.е. E₁(O1)+E₁(O3)= 2,2+1,0=3,2. На втором участке тушения работает только второе отделение, следовательно задача тушения пожара будет решаться с эффективностью Е₂(О2)=1,5.

Аналогичным образом получены векторные оценки для всех остальных вариантов расстановки. Данные сведены в таблицу 3.10.

Таблица 3.10

Векторные оценки вариантов расстановки

	v1	v2	v3	v4	v5	v6
E1	3,7	1,0	3,2	1,5	2,5	2,2
E2	1,0	3,7	1,5	3,2	2,2	2,5

Производим нормализацию векторных оценок по формуле:

где - максимальная оценка по критерию

на множестве V.

Например, для векторной оценки второго варианта имеем:

.

Остальные векторные оценки нормализованы аналогично. Множество нормализованных векторных оценок вариантов решений приведены в таблице 3.11.

Таблица 3.11.

Нормализованные векторные оценки вариантов расстановки

	v1	v2	v3	v4	v5	v6
E1	1,00	0,27	0,87	0,40	0,67	0,60
E2	0,27	1,00	0,40	0,87	0,60	0,67

Строим множество «разумных» вариантов решений. Для формулировка понятия «разумного» варианта используется оптимальность по Парето: некоторый возможный вариант расстановки пожарных отделений по участкам тушения пожара является «разумным», если при замене его любым другим вариантом нельзя улучшить значение оценки эффективности решения задачи на одном из участков не ухудшив при этом значения оценки эффективности на другом участке. Для построения множества разумных вариантов расстановки используются компьютеризированные процедуры, речь о которых пойдет в четвертой главе. В случае если задача выбора содержит два критерия, то «разумных» вариантов расстановки можно построить графическим способом. Для этого необходимо для каждого допустимого варианта решения, который будет характеризоваться точкой на плоскости, построить угол с вершиной в этой точке и посмотреть, находится ли в этом углу хотя бы одна из каких-то возможных точек множества V или нет. Если такая точка найдется, то вариант соответствующий данной точке не является «разумным», в противном случае вариант «разумный».

Рис. 3.2. Построение множества «разумных» вариантов.

На основе рисунка 3.2. делаем вывод, что все имеющиеся варианты расстановки являются «разумными».

Формируем векторный критерий, учитывающий мнение ЛПА. Итак, ЛПА указал, что первая задача пожаротушения важнее второй задачи с логарифмическим коэффициентом относительной важности критериев Θ₁₂=0,4. Построим новый векторный критерий g=(g₁, g₁₂), учитывающий эту информацию по формулам:

Производим пересчет векторных оценок вариантов по новому векторному критерию g=(g₁, g₁₂).

Так, например, вычислим векторную оценку пятого варианта (v5).

.

Остальные векторные оценки приведены в таблице 3.12.

Таблица 3.12.

Новые векторные оценки вариантов расстановки

	v1	v2	v3	v4	v5	v6
g1	1,00	0,27	0,87	0,40	0,67	0,60
g12	0,45	0,59	0,55	0,64	0,63	0,64

Построим множество вариантов решений, удовлетворяющих мнению лица производящего анализ пожара. Для этого построим новое множество «разумных» вариантов, используя векторные оценки, полученные с помощью критерия g=(g₁, g₁₂). Геометрическая интерпретация этого вычислительного действия приведена на рисунке 3.3.

Рис. 3.3. Построение множества вариантов удовлетворяющих предпочтениям ЛПА

Из рисунка 3.3. видно, что варианты v2 и v4 не являются «разумными», а, следовательно, не удовлетворяют предпочтениям ЛПА, то есть их оценка – «не удовлетворительно».

Рассматриваемый вариант v1 удовлетворяет мнению ЛПА. Только теперь необходимо определить, насколько он близок к оптимальному варианту относительно мнения ЛПА?

Для этого необходимо построить обобщенную мультипликативную функцию Ф и вычислить интервалы оценки вариантов расстановки. Вычислим коэффициенты ,

, характеризующие важность решаемых задач на участках тушения пожара.

Коэффициенты вычисляются по формулам:

– для E₁ ;

– для Е₂ ,

где .

Тогда обобщенная мультипликативная функция Ф будет представлена формулой:

.

Определяем значения функции оценки на множестве вариантов решений, удовлетворяющих мнению ЛПА.

Для варианта решения v1:

–

Аналогичным образом получены оценки по функции Ф вариантов v₆, v₅, v₃ данные сведены в таблицу 3.13.

Таблица 3.13

Оценки вариантов по функции Ф.

	v1	v3	v5	v6
Ф	0,67	0,69	0,65	0,62

Определяем оценочные интервалы функции оценки.

Примем следующие формализованные понятия и процедуры построения интервалов бальной оценки выбранных РТП вариантов решений:

«удовл» – к удовлетворительным вариантам относятся такие варианты, для которых значения функции Ф принадлежат промежутку ;

«хор» – к хорошим вариантам относятся такие варианты, для которых значения функции Ф принадлежат промежутку ;

«отл» – к отличным относятся варианты, которые доставляют функции Ф максимальное значение на множестве вариантов решений, удовлетворяющих ЛПЭ.

Для вычисления порогового значения воспользуемся формулой:

.

Таким образом, применительно к нашей задаче оценки принятого РТП решения, будут получены следующие интервалы бальной оценки:

– к удовлетворительным будем относить варианты v6 и v5 так как их оценки по функции Ф, принадлежащими промежутку [0,62; 0,65);

– к хорошим будем относить вариант v1 так как его оценка по функции Ф принадлежит интервалу [0,65; 0,69);

– к отличным отнесем вариант v3, так как он доставляет функции Ф максимальное значение Ф=0,69.

Схематично результат разбиения множества вариантов на удовлетворительные, хорошие и отличные приведен на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Результаты оценки вариантов расстановки

Таким образом, вариант расстановки пожарных отделений, выбранный РТП (v1), получил оценку «хор» относительно мнения лица производящего анализ пожара. Полученные сведения могут быть использованы в при планировании действий по тушению пожаров с применением математических методов. Так же на основе полученных данных существует возможность оценки различных схем сосредоточения пожарных отделений к месту пожара, что особенно важно при организации пожаротушения в гарнизонах пожарной охраны.