6.1.2. Структурная схема автоматизированной системы оперативного управления в пожарной охране
Структурная схема АСОУПО представлена на рис. 6.1 [3]. Сообщения о пожаре поступают в подсистему приёма и автоматической регистрации информации (ПП и АРИ) и анализируются подсистемой анализа информации (ПАИ), которая с помощью имеющихся сведений в подсистеме информационно-справочного фонда (ИСФ) и типовых программ подсистемы расписаний (ППР) выдаёт соответствующие возникшей оперативной ситуации данные подсистеме управленческого решения (ПУР).
Управленческое решение – это приказ на выезд соответствующим пожарным подразделениям, который передаётся автоматически подсистемой передачи приказов (ППП) по команде диспетчера пожарным частям. Исполнение приказа (выезд пожарных автомобилей) автоматически контролируется на диспетчерском пункте подсистемы контроля и исполнения приказов (ПКИП) при поступлении сигналов от датчиков, установленных в местах стоянок автомобилей в пожарных частях. При наличии подсистемы прогнозирования (ПП) развития пожара и выработки упреждающих решений приказы формируются с учётом выданных указанной подсистемой прогнозов.
Рис. 6.1. Структурная схема АСОУПО
Подсистема оптимизации маршрута (ПОМ) на основании полученного адреса пожара выдаёт оптимальный маршрут следования каждой пожарной части с целью сокращения времени прибытия на место пожара. Подсистема слежения маршрута (ПСМ) обеспечивает автоматическое слежение за движением пожарных автомобилей по городу с выдачей подтверждающего сигнала на диспетчерский пункт о времени прибытия каждой машины на место пожара.
Вся информация о наличии техники в пожарных частях гарнизона, об убытии и прибытии её отображается на световом табло (подсистема отображения оперативной обстановки – ПООО) с указанием текущего времени. С помощью подсистемы отображения наличия техники (ПОНТ) диспетчер в любое время имеет сведения о наличии техники в боевой готовности в пожарных частях. Передача оперативной информации осуществляется через передающую станцию (ПС).
6.2. Организация работы автоматизированных систем связи и оперативного управления пожарной охраны
6.2.1. Характеристика диспетчера как связующего звена автоматизированных систем связи и оперативного управления
Функции диспетчера в АСОУПО сводятся к контролю функционирования технических средств приёма, переработки и отображения информации, выдачи приказов пожарным частям, контролю и оценке общей оперативной обстановке в гарнизоне пожарной охраны. В случае отказа какой-либо АСОУПО диспетчер должен ввести резервную или принять выполнение её функций на себя.
Работа диспетчера характеризуется быстродействием, точностью выполнения операций, надёжностью и психологическим напряжением [3].
Быстродействие представляет собой количество выполненных действий в единицу времени [3]
Б = (Nд / t)β, (6.1)
где Nд – число действий (операций); t – контролируемый отрезок времени; β – коэффициент сложности выполняемых операций.
Под точностью действий диспетчера понимается степень соответствия выполнения им определённых функций предписанному алгоритму. Она зависит от степени сложности выполняемых операций, условий и режима работы, состояния нервной системы диспетчера, индивидуальных особенностей и других факторов. Точность работы диспетчера характеризуется безошибочностью Pj или интенсивностью ошибок λj на одну выполненную операцию и рассчитывается по формулам [3]:
Pj = (Nj – nj) / Nj, (6.2)
где Nj – число выполненных операций j-го вида; nj – число допущенных ошибок;
λj = nj / (Nj · Tj), (6.3)
где Tj – среднее время выполнения операций j-го вида.
Способность диспетчера включиться в работу в произвольный момент времени характеризуется коэффициентом готовности [3]
Кг = 1 – То / Т, (6.4)
где То – время, в течение которого диспетчер по тем или иным причинам не может выполнять свои функции; Т – общее время диспетчера в смене.
Несвоевременное исполнение отдельных операций диспетчером снижает эффективность функционирования системы в целом. Вероятность своевременного выполнения диспетчером поставленных задач в течение времени τ < t [3]
Рсв
= Кг
·
f(τ)
dτ,
(6.5)
где tл – лимитное время отводимое диспетчеру на выполнение поставленной задачи; f(τ) – функция распределения времени решения задач диспетчером.
Лимит времени диспетчера на решение задач может быть как постоянным, так и случайным. В экстремальных условиях оперативной обстановки лимит времени на выполнение задач, которые решались при неэкстремальных условиях, уменьшается пропорционально увеличению материальных убытков, образующихся вследствие пожаров.
Надёжность диспетчера представляет собой его способность сохранять заданное быстродействие при заданной точности выполнения операций в определённых условиях работы на контролируемом отрезке времени [3]:
Рд(t) = Рбез.ош · Рсв (t). (6.6)
При наличии двух диспетчеров их надёжность увеличивается.
В процессе работы диспетчер может не только исправлять свои ошибки, но и компенсировать отказы технических средств АСОУПО. Если исходить из предположения, что способности диспетчера к компенсации ошибок и безошибочная работа системы являются независимыми, то тогда при невозможности компенсации ошибок и отказов вероятность безотказной работы такой системы в течение (t, t ± Δt) [3]
Р1(t, Δt) = Рт (t, Δt) · Рд (Δt), (6.7)
где Рт (t, Δt) – вероятность безотказной работы техники за время t…t + Δt; Рд (Δt) – вероятность безошибочной работы диспетчера в течение Δt при условии, что техника работает безотказно.
Надёжность АСОУПО повышается, если диспетчер мгновенно с вероятностью ρ компенсирует ошибку. Тогда вероятность работы АСОУПО [3]
Р2(t, Δt) = Рт (t, Δt) {Рд (Δt) + [1 – Рд (Δt)]ρ}. (6.8)
Соответственно надёжность АСОУПО повышается, если диспетчер, не допуская ошибки, компенсирует отказ техники [3]:
Р3(t, Δt) = Рд (Δt) [Рт (t, Δt) + Ру (t, Δt, σ)], (6.9)
где Ру (t, Δt, σ) – условная вероятность безотказной работы АСОУПО в течение (t, t + Δt) с компенсацией последствий отказов при условии, что отказ возник в момент σ и был скомпенсирован с учётом неравенства t < σ < t + Δt.
Если в системе компенсируются и ошибки и отказы, то вероятность её безотказной работы [3]
Р4(t, Δt) = {Рд (Δt) + [1 – Рд (Δt)]ρ}·[ Рт (t, Δt) + Ру (t, Δt, σ)]. (6.10)
Выигрыш в надёжности АСОУПО за счёт компенсации диспетчером ошибок и отказов в технике [3]
Кв = [Р4(t, Δt)] / [ Р1(t, Δt)]. (6.11)
Важной характеристикой работы диспетчера является загруженность в течение смены, определяющая его психологическое напряжение. Её можно охарактеризовать отношением времени непосредственной занятости приёмом, переработкой информации и выработкой управленческих решений t0 к общему времени дежурства в смене Тд [3]:
Кз = t0 / Т0, (6.12)
Коэффициент занятости диспетчера по физиологическим нормам не должен превышать величины 0,75 [3]. 6.2.2. Модель эффективности автоматизированных систем связи и оперативного управления
В качестве обобщённого показателя эффективности АСОУПО принимается отношение [3]
А = В / С , (6.13)
где В – обобщённый положительный результат применения АСОУПО за определённый промежуток времени; С – обобщённые затраты на приобретение, установку и эксплуатацию АСОУПО.
Обобщённый положительный результат применения АСОУПО [3]
В = Вэ + Вс, (6.13)
где Вэ – экономический результат; Вс – социальный результат.
Для обеспечения единой размерности обобщённого результата применения АСОУПО необходимо социальный эффект представить в эквивалентных и экономических единицах [3]:
Вс = D[η(Рл, γ)], (6.14)
где D – целое положительное число, задаваемое для данного региона и зависящее от числа объектов стратегической важности; η(Рл, γ) – функция показателя социального эффекта, зависящего от плотности на единицу площади Рл и степени опасности для жизни людей γ при пожарах в данном населённом пункте.
Система АСОУПО является системой многократного действия, и положительный результат её применения создаётся при тушении пожаров за счёт сокращения времени обслуживания вызовов, выработки и передачи на исполнение управленческих решений, обеспечивающих эффективное тушение пожаров.
Чем больше заявок обслуживает АСОУПО и больше количество успешно ликвидированных пожаров с помощью АСОУПО, тем выше её эффективность. Эффективность АСОУПО [3]
Вэфф
=
,
(6.15)
где Вi – положительный результат, полученный при тушении i-го пожара с помощью АСОУПО, аппаратурная надёжность и надёжность диспетчера которой идеальны; k – число пожаров, потушенных с помощью АСОУПО.
При наличии статистических данных положительный результат может быть определён как разность между предотвращёнными убытками при тушении i-го пожара с помощью АСОУПО В0ic (за счёт более правильного управленческого решения, при котором сокращается время начала тушения пожара) и убытками при тушении i-го пожара без АСОУПО В0iб:
Вic = В0ic – В0iб. (6.16)
Реальная АСОУПО не обладает идеальной оперативной надёжностью, поэтому [3]
В = Вид · Ра · Рд, (6.17)
где Ра – аппаратурная надёжность АСОУПО; Рд – надёжность диспетчера как составного звена АСОУПО; Вид – идеальная оперативная надежность.
Надёжность диспетчера состоит из независимых между собой вероятности безошибочного выполнения своих действий Рб.ош и вероятности своевременного выполнения поставленных перед ним задач Рсв [3]:
Рд = Рб.ош · Рсв, (6.18)
следовательно,
В = Вид · Ра · Рб.ош · Рсв (6.19)
и
А = (Вид · Ра · Рб.ош · Рсв) / C Рб.ош · Рсв. (6.20)
Обобщённые затраты [3]
С = Спт + Сус + Сэ, (6.21)
где Спт – затраты на приобретение АСОУПО; Сус – затраты на установку; Сэ – затраты на эксплуатацию. Величина Сэ случайная, зависящая от надёжностных показателей АСОУПО, как правило, изменяющихся во времени. Для поддержания заданной надёжности АСОУПО с увеличением срока эксплуатации системы
Сэ = С0 + С1n, (6.22)
где С0 – стоимость эксплуатации, не зависящая от надёжности; С1 – стоимость устранения одного отказа; n – число отказов за исследуемый промежуток времени.
Тогда [3]
А = (Вид · Ра · Рб.ош · Рсв) / (Спт + Сус + С0 + С1n). (6.23)
Оценка эффективности осуществляется за период функционирования АСОУПО в течение года.