Содержание к диссертации
Введение
I Дорожно-транспортный травматизм 11
1.1 Дорожно-транспортный травматизм за рубежом и в России 11
1.2 Состояние дорожно-транспортной инфраструктуры 26
1.3 Анализ механизмов деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения 34
1.4 Проблемы управления в области обеспечения БДД 42
1.5 Анализ осуществления контрольно-надзорных функций в области обеспечения БДД 48
1.6 Теоретическая (концептуальная) модель обеспечения БДД 54
1.7 Постановка задачи исследования 64
1.8 Выводы по главе 1 77
II Построение комплексной оценки 78
2.1 Задача комплексного оценивания 79
2.2 Оценивание проектов правовых актов в сфере безопасности дорожного движения 94
2.3 Определение последовательности реализации законов с учетом их стоимости 101
2.4 Выводы по главе II 109
III Методы разработки программ повышения уровня безопасности дорожного движения
3.1 Комплексная оценка уровня безопасности дорожного движения 110
3.2 Максимизация надежности программы 114
3.3 Задача выбора мероприятий программы 121
3.4 Выбор мероприятий программы с заданной величиной надежности. 124
3.5 Выводы по главе III 133
IV Задача оптимизации размещения сети станций и пунктов государственного технического осмотра .. 134
4.1 Постановка задачи 134
4.2 Методы решения задач размещения объектов обслуживания 137
4.3 Методы решения задачи 2 142
4.4 Ограничения на близость пунктов размещения объектов 149
4.5 Выводы по главе IV 163
V Реализация мер по повышению безопасности дорожного движения 164
5.1 Совершенствование государственного управления в области обеспечения БДД 164
5.2 Федеральная целевая программа "Повышение безопасности дорожного движения 2006 -2012 годах" 166
5.3 Развитие системы ГТО транспортных средств в системе контроля за техническим состоянием транспортных средств 175
5.4 Развитие нормативного правового обеспечения в области обеспечения БДД 184
5.5 Методика расчета комплексной оценки деятельности управлений ГИБДД МВД РФ 187
5.6 Выводы по главе V 203
Заключение 204
Список литературы 206
Приложения 220
- Анализ механизмов деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения
- Оценивание проектов правовых актов в сфере безопасности дорожного движения
- Комплексная оценка уровня безопасности дорожного движения
- Методы решения задач размещения объектов обслуживания
Введение к работе
Аварийность на автотранспорте — одна из острейших социально-экономических проблем, стоящих перед большинством стран. В материалах Международной федерации обществ Красного Креста и Красного Полумесяца отмечается, что проблема дорожно-транспортного травматизма постоянно обостряется, связана с гибелью и ранением людей, сдерживает развитие стран, приводит к большой уязвимости миллионов людей и требует от государств активных действий.
В России потери, связанные с дорожно-транспортными происшествиями, в несколько раз превышают ущерб от железнодорожных катастроф, пожаров и других видов несчастных случаев. Данная проблема, отличающаяся сложностью и многоплановостью, приобрела особую остроту в последнее десятилетие в связи с возрастающей диспропорцией между приростом числа автомобилей, не улучшающимся качеством дорожной сети и инфраструктуры и недостаточной эффективностью функционирования системы обеспечения безопасности дорожного движения.
Актуальность темы. В мире, в результате дорожно-транспортных происшествий (далее - ДТП) погибают 1,2 млн. человек, из них 90% или 1 млн. - в государствах с низким и средним уровнем развития. От 20 до 50 млн. человек получают ранения или увечья в ДТП. Экономический ущерб от ДТП составил 518 млрд. долларов США.
По прогнозам Всемирной Организации Здравоохранения, к 2020 г. дорожно-транспортный травматизм (далее - ДТТ) может стать третьей среди основных причин гибели и увечий людей. В Российской Федерации негативные последствия автомобилизации приобрели крайне острый характер. Уровень ДТТ остается чрезвычайно высоким и в последние годы имеет тенденцию к росту. За последние 10 лет в ДТП погибли более 300 тыс. человек, что эквивалентно населению среднего областного центра.
Практически 1/3 погибших в ДТП составляют люди наиболее активного трудоспособного возраста 26-40 лет.
По сравнению с европейскими странами аварийность в Российской Федерации характеризуется самым высоким уровнем риска гибели, очень высокой тяжестью последствий.
Дорожно-транспортная аварийность (далее - ДТА) наносит экономике России колоссальный ущерб, который в последние 3 года составляет 2,4-2,6% внутреннего валового продукта страны (далее - ВВП). Такой ущерб сопоставим с вкладом в ВВП отдельных отраслей национальной экономики.
Масштаб и характер проблемы безопасности дорожного движения (далее - БДД) в стране, социальные, экономические и демографические последствия оказывают заметное влияние на национальную безопасность страны, и задача обеспечения БДД представляет самостоятельную государственную проблему.
Основу исследования составили теоретические и практические труды в
области управления в социальных и экономических системах и БДД
отечественных и зарубежных ученых, в числе которых Л.Л.Афанасьев,
В.Ф.Бабков, В.Н.Бурков, В.И.Жулев, Г.И.Клинковштейн, П.А.Кравченко,
Е.М.Лобанов, В.В.Лукьянов, В.М.Приходько, Б.В.Россинский,
А.И.Рябчинский, В.В.Сильянов, А.В.Щепкин, R. Allsop, P. Elcenaar, R. Elvik, К. Rumar, F. Wegman и многие другие специалисты.
Связь с планом. Исследования по теме диссертационной работы проводились в соответствии с плановой тематикой работ Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН в рамках следующих тем: «Разработка и исследование механизмов управления иерархическими активными системами» (357-00/57) и «Разработка теории организационных систем управления» № гос. регистрации 01.2004.08348, планов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Научно-исследовательского центра проблем безопасности дорожного движения МВД России по темам: «Разработка проблемы организации взаимодействия
Госавтоинспекции и других субъектов деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения» (№ гос. регистрации 01056491), «Совершенствование технического надзора и регистрационной деятельности ГИБДД» (№ гос. регистрации 01032214), «Разработка проблем правового обеспечения деятельности ГИБДД» (№ гос. регистрации 01032212).
І Іель работы - разработка научно обоснованной методологии повышения БДД, направленной на предупреждение ДТП и снижение тяжести их последствий.
Реализация поставленной цели предполагает решение следующих основных задач:
анализ состояния БДД, тенденций, определяющих негативные и позитивные изменения в динамике и структуре ДТП;
оценка важнейших факторов риска ДТП, определение ключевых причин высокой тяжести последствий ДТП в России по сравнению с мировыми тенденциями;
разработка методологического подхода и модели организации деятельности по обеспечению БДД;
выделение и обоснование приоритетных направлений деятельности в области обеспечения БДД;
разработка метода комплексной оценки уровня БДД;
разработка методов формирования программ повышения уровня БДД;
разработка методов решения задачи размещения станций и пунктов государственного технического осмотра (далее - ГТО).
Методы исследования. Проведенные теоретические и прикладные исследования базируются на использовании аппарата теории управления в социальных и экономических системах, теории активных систем, системного анализа и исследования операций.
Научная новизна работы состоит в обосновании единого методологического подхода к решению проблемы обеспечения БДД,
заключающегося в разработке системной модели организации деятельности по обеспечению БДД, выделении и обосновании приоритетных направлений в этой области и решения комплекса задач по выделенным приоритетным направлениям.
На основе предложенного подхода:
Разработана системная модель организации деятельности по обеспечению БДД и обоснованы приоритетные направления в этой области в кратко и среднесрочной перспективе.
Разработана методика оценки деятельности аппаратов и подразделений Госавтоинспекции (далее - ГИБДД) субъектов Российской Федерации.
Разработан метод определения приоритетности разработки и принятия нормативных правовых актов в области обеспечения БДД.
Разработаны концептуальные положения перспективной модели обеспечения БДД на основе структурно-функционального подхода.
Поставлена задача выбора мероприятий для программы повышения уровня БДД, для решения которой предложены методы дихотомического и динамического программирования.
Сформулирована задача оптимизации размещения сети станций и пунктов ГТО, разработаны алгоритмы ее решения на основе метода сетевого программирования.
Практическая ценность. Проведенные в работе исследования и полученные результаты позволяют формировать оптимальный набор механизмов управления (систему управления) и эффективные программы по повышению уровня БДД на основе предложенного методологического подхода, моделей и методов.
Реализация результатов работы. Результаты исследования использованы при разработке:
- научно-технических программ ГКНТ по созданию и вводу в эксплуатацию АСУД (1981-1985 гг.);
концепций и основополагающих положений Федерального закона Российской Федерации «О безопасности дорожного движения» и Федеральной целевой программы «Повышение безопасности дорожного движения в 2006- 2012 годах»;
концепции развития и совершенствования деятельности ГАИ МВД России на период 1998-2005 гг.;
Государственных докладов «О состоянии обеспечения безопасности дорожного движения в Российской Федерации» 2001г., 2003г., 2005г., 2007г.;
доклада и иных материалов для рассмотрения на президиуме Государственного Совета Российской Федерации вопроса о состоянии БДД и мерах по совершенствованию государственного управления в этой области (2005г.);
разработке и принятии ряда нормативных правовых документов в области БДД.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Третьей научно-технической конференции стран-членов СЭВ по проблемам безопасности дорожного движения (г. София, 1984г.), Втором Всесоюзном научно-техническом семинаре «Проблемы разработки и внедрения автоматизированных систем управления дорожным движением» (г. Омск, 1989г.), Российско-Финляндском семинаре по программам повышения безопасности дорожного движения (г. Хельсинки, 1993г.), Международной научно-практической конференции «Социальные, правовые, технические и экологические проблемы безопасности дорожного движения» (г. Орел, 1996г.), международных конференциях «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» (г. Санкт-Петербург, 1996, 2000, 2004, 2006 гг.), XVI научно-технической конференции «Сертификация автотранспортных средств» (Московская обл., г. Дмитров-7, Центральный автополигон, 1996г.), 54-ой и 55-ой научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ТУ) (г. Москва, 1996 г., 1997 г.),
XII международной научной конференции «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов» (Москва, 2003), IV международной конференции «Современные сложные системы управления» (Тверь, 2004 г.), «Современные сложные системы управления» (Тверь, 2004 г.), II и III Российско-германской Научно-практических конференциях (Дрезден, 2004 г., Волгоград, 2006 г.), 19-м симпозиуме ICTCT (International Cooperation Theories and Concepts in Traffic Safety, г. Минск, Беларусь, 2006 г.), Международной конференции «Теория активных систем -2007», (Москва, 2007 г.), 2-м международном научно-практическом семинаре «Реконструкция и анализ дорожно-транспортных происшествий (г. Санкт-Петербург, 2007 г.), 60-й международной научно-технической конференции «Техническое регулирование в области автотранспортных средств» (Московская область, г. Дмитров-7, 2007 г.), научных семинарах Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН.
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
Системная модель организации деятельности по обеспечению БДД.
Приоритетные направления деятельности в области обеспечения БДД в кратко и среднесрочной перспективе.
Основные факторы, определяющие уровень БДД и процедура построения комплексной оценки уровня БДД, а также комплексной оценки деятельности аппаратов и подразделений ГИБДД на основе матриц логической свертки.
Решение задачи выбора мероприятий для программы повышения уровня БДД.
Алгоритмы решения задачи оптимизации размещения сети станций и пунктов ГТО.
Публикации. По теме диссертации опубликована 91 научная работа, т.ч. 9 работ опубликовано в изданиях определенных ВАК РФ. Основные научные положения диссертации опубликованы в 26 научных работах. Личный вклад. Все основные результаты получены автором.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы.
Содержание работы. В первой главе проведен сравнительный анализ ДТА за рубежом и России, проанализировано состояние дорожно-транспортной инфраструктуры и нормативно-правового обеспечения в области БДД. Рассмотрены механизмы обеспечения БДД и долгосрочная модель организации деятельности в этой области, обоснованы приоритетные направления работ для решения стоящих задач в кратко- и среднесрочной перспективе.
Во второй главе приводится описание методологии построения комплексной оценки объектов на основе матриц логической свертки, рассматриваются подходы к построению комплексной оценки деятельности аппаратов и подразделений ГИБДД МВД РФ, а также проектов нормативных правовых актов.
В третьей главе рассмотрена задача определения оптимального набора мероприятий, влияющих на уровень БДД. Описан алгоритм, определяющий оптимальный набор мероприятий.
В четвертой главе рассматривается задача оптимизации размещения сети станций и пунктов ГТО.
Пятая глава посвящена описанию реализации полученных результатов.
Анализ механизмов деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения
Ранее в Российской Федерации (до распада союзного государства - в СССР) действовали механизмы, основанные на концепциях централизованной системы обеспечения БДД. При этом ориентация деятельности в этой сфере была направлена на дальнейшее усиление централизации в организации и проведении работы. Принятые в тот период концепции основывались на приоритетной, исключительной роли государственных органов с привлечением к участию в деятельности общественных организаций (ведомственный подход) [93,110]. На высшем уровне принимались решения (часто без оценки ресурсного обеспечения). Далее управление в виде межведомственных документов осуществлялось через министерства, ведомства и местные органы. Как правило, задеиствовались министерства внутренних дел СССР и союзных республик, министерства высшего, среднего и специального образования, здравоохранения, промышленные министерства и т.д.
Основополагающие документы - постановления ЦК КПСС и СМ СССР - принимались в среднем раз в пятилетку. При этом основная концептуальная идея содержания работ базировалась на стратегии сдерживания уровня ДТА. Суть стратегии заключалась в том, что темпы роста числа ДТП, погибших и раненых должны были быть меньше, чем темпы роста автомобилизации. В количественном измерении это означало, что относительные показатели аварийности, то есть показатели, отнесенные на 10 тыс. транспортных средств, постоянно снижались [34,93].
В основе такой стратегии лежал идеологический постулат об отсутствии противоречий в социалистических системах. Следовательно, если рассуждать по такой логике, ДТП носят только технологический характер и, следовательно, преходящие и временные. Не случайно появление в этот период - 1982 г. - партийной задачи об искоренении ДТП. При этом масштаб проблемы БДД представлялся как не имеющий крупной государственной значимости. В народнохозяйственном планировании, в своде бюджета страны целостного решения данной проблемы не предусматривалось.
Вместе с тем при достаточно высоких темпах автомобилизации в условиях жесткой централизации, дисциплинарной и партийной ответственности вплоть до 1988-1990 гг. удавалось сдерживать и даже в отдельные годы снижать аварийность [135]. Достаточно обратиться к итогам проведенных в 1972 и 1986 гг. антиалкогольных кампаний.
Применительно к научно-технической части концепции обеспечения БДД основным механизмом реализации являлись пятилетние координационные программы, проводимые под контролем ГКНТ СССР и финансируемые как из государственного (на разработку новой техники), так и из местных бюджетов.
В период с 1970 по 1988 гг. были приняты четыре координационные программы, посвященные решению отдельных вопросов, в основном связанных с созданием новой техники регулирования и управления движением. (В 2-х программах автор принимал непосредственное участие).
Как правило, координационные программы отражали научно-исследовательскую и опытно-конструкторскую части, финансируемые полностью из центрального бюджета, и внедренческую часть, финансируемую из местных бюджетов, но контролируемую центральными ведомствами на основе государственной статистической отчетности с принятием при необходимости жестких административных мер.
Научно-исследовательская и опытно-конструкторская части деятельности по обеспечению БДД реализовывались под эгидой головных организаций, что позволяло унифицировать принимаемые решения, но практически исключало конкуренцию. Организации-исполнители работали по конкретными заданиям, дублирование не допускалось центральными ведомствами.
Ведомственный подход к решению проблемы БДД, при котором нормативные требования носили, как правило, ведомственный характер, наиболее рельефно проявлялся в том, что нормативы разрабатывались и утверждались самими ведомствами, известны были, как правило, только узкому кругу специалистов и, зачастую нацелены были, прежде всего, на защиту ведомственных интересов, а не на решение проблемы БДД. В тоже время эффективность данного механизма в существующих в то время условиях была достаточно высокой, что отражалось статистикой ДТП, имеющей ежегодно 3-5 процентный прирост при 10-12% увеличении автомотопарка. С 1989 г., в силу причин социально-политического характера, данная схема начала разрушаться. В результате в 1989-1091 гг. резко выросла аварийность. Наиболее последовательно и глубоко стратегия советского периода в области обеспечения БДД представлена в работах Лукьянова В.В. Лукьяновым В.В. была сформулирована концепция, суть которой сводилась к возможности в условиях социалистической системы сдерживания роста аварийности в условиях развития автомобилизации. При этом в качестве механизма решения проблемы им была предложена модель государственной системы обеспечения БДД, сущность которой «заключается в том, чтобы убедить или, при необходимости, принудить, опираясь на силу организаций, всех должностных лиц, а также граждан, соблюдать требования норм, касающихся безопасности дорожного движения». При этом первичным звеном, ядром системы должна являться специальная созданная служба -государственная автомобильная инспекция. Аналогичные взгляды были изложены в работах других известных специалистов - Жулева В.И., Российского Б.В. [44,47,109,110].
С конца 80-х годов начались активные поиски концепций, соответствующих меняющимся общественно-политическим условиям. Все большее внимание стало уделяться региональным организационным механизмам БДД, основанным на анализе конкретных условий региона. Данную проблему активно разрабатывала Проблемная лаборатория организации и безопасности дорожного движения МАДИ совместно с ВНИИ МВД СССР (лаборатория безопасности дорожного движения - до 1990 г.)[108]. На основе организационного механизма предусматривались следующие положения:
1. формирование региональных программ должно осуществляться на основе единства решаемой задачи всеми организациями ведомственного и местного подчинения, распложенными в данном регионе;
2. необходима разработка системы целевых заданий для заинтересованных организаций, а также финансовое обеспечение специально созданным региональным фондом; 3. должен быть установлен контроль эффективности использования средств фонда и реализации мероприятий региональных программ.
Перенесение центра тяжести решения проблемы на уровень регионов в корне меняло роль центральных органов. Директивно-распорядительные функции центральных органов по отношению к регионам предполагались только в пределах фиксированных полномочий. К сожалению, далее работы в этой области фактически прекратились.
С начала девяностых годов, в условиях провозглашения Российской государственности, принятия политической линии на построение правового демократического государства с рыночной экономикой, начался процесс поиска концепций, соответствующих быстро меняющимся социально-экономическим и социально-политически условиям. При этом общее направление организации работ в этой области было ориентировано на развитие децентрализации управления, поиск оптимального соотношения принципов централизации и децентрализации, точное распределение компетенции субъектов обеспечения БДЦ, как по вертикали управления, так и по горизонтали системы управления.
Оценивание проектов правовых актов в сфере безопасности дорожного движения
Рассмотренная методология получения комплексной оценки с использованием матриц логической свертки находит применение и при оценке проектов правовых актов по БДД. Следует заметить, что предметная область регулируемых правоотношений каждым из рассматриваемых (сравниваемых) проектов правовых актов, несмотря на их очевидное различие и специфику, тем не менее, имеет общие черты. Регулируемая область правоотношений описывается, как правило, набором разнородных показателей, которые могут характеризоваться как качественными, так и количественными оценками. Эти показатели отражают различные аспекты функционирования, такие как экономические, социально-политические, морально-этические, социально-культурные, технические, экологические и т.д.
Многие показатели не могут быть количественно измерены, данные применительно к этим показателям часто носят только прогнозный характер. Структура системы оценочных критериев, как правило, является многоуровневой. Круг регулируемых правоотношений в проектах законодательных и иных нормативных правовых актов в сфере дорожного движения и обеспечения его безопасности касается, как правило, сложных социальных объектов. В тех случаях, когда удается сформировать иерархическую систему критериев оценки рассматриваемого круга правоотношений (по ступеням иерархии), возможно применение комбинированной процедуры построения комплексной оценки.
Традиционные способы сбора и анализа экспертной информации, когда работа с каждым экспертом (интервью, заполнение анкет и т.п.) ведется независимо от остальных, и получаемые данные тем или иным способом сводятся в единую оценку, оказываются неэффективными. Причиной низкой эффективности таких способов организации экспертизы при использовании их для оценки сложных проектов является разнородность данных, сообщаемых экспертами, и несогласованность оценок экспертов. Поэтому необходима организация взаимодействия и взаимосодействия экспертов в процессе формирования оценок [92]. Особое внимание при формировании команды экспертов следует уделять их компетентности. При этом целесообразно опираться на результаты исследований, полученных в работах по теории группового выбора [15,97].
Практика показывает, что наиболее интересная и нетривиальная информация экспертного характера может быть получена в процессе совместного обсуждения экспертами спорных проблем. Однако совместное обсуждение требует специальной организации. Механизм коллективного обсуждения должен обеспечивать: - привлечение к обсуждению по возможности всех компетентных экспертов; - подготовку обсуждений, позволяющих проводить их в сжатые сроки; - исключение всевозможных отрицательных факторов, мешающих свободному обсуждению: - взаимоотношений типа "начальник подчиненный"; - личных неприязненных или наоборот дружеских взаимоотношений среди экспертов; - личной или групповой заинтересованности в результате экспертизы, противоречащей основной цели экспертизы; - ярко выраженное стремление к лидерству; - склонность экспертов к конформизму или соглашательству и т.п. - учет всех имеющихся точек зрения; - представление результатов обсуждения в форме, удобной для обоснованного принятия решений. Организация и проведение экспертизы требует тщательной подготовки и, по возможности, полного и комплексного информационного обеспечения. Основными требованиями к информационному обеспечению являются: - надежность представляемой для экспертов исходной информации; - полнота и разнообразие информации; - доступность и оперативность представления экспертами исходных данных и справочной информации; - наглядность информации; - структурность и системность информации.
Без хорошо налаженной организации информационного обеспечения трудно ожидать систематического получения качественной экспертизы. Так, по-видимому, нехватка, недостаточность правовой информации может быть таким «критическим звеном», которое может существенно понизить качество всего нормотворческого процесса. В частности, в [50] проводится исследование деятельности сотрудников аппарата Государственной думы Федерального Собрания Российской Федерации. Анализ полученных результатов исследования позволил авторам сделать вывод о том, что современная законодательная техника немыслима без применения информационных технологий.
При этом информационное обеспечение должно соответствовать методическому, программному и организационному обеспечению экспертного прогнозирования. Предположим, что в соответствии с представленной выше методологией построения комплексной оценки эффективности (приоритетности, важности, необходимости и т.д.) проекта закона или иного нормативного правового акта (мероприятия) выделено три (п=3) относительно независимых направления (первый этап): - юридическая проработка проекта; - социальная востребованность проекта; - обеспеченность проекта. Для выбранных направлений локальная оценка формируется только экспертным путем, поэтому этапы, связанные с разбиением направлений на две подгруппы, формированием набора показателей, которые могли бы быть точно измерены и определением локальных оценок направлений на основе этих показателей здесь отсутствуют.
Комплексная оценка уровня безопасности дорожного движения
Как было показано в предыдущей главе, при построении комплексной оценки определяются основные направления деятельности объекта. Выделим три основных направления, определяющих уровень БДД. Это — «автомобиль», «дорога» и «водитель» [76,81,89]. Направление «автомобиль» связано, в основном, с конструктивным и эксплуатационным состоянием транспортного средства с точки зрения обеспечения БДД. Направление «дорога» связано с дорожными условиями, включая оборудование улиц и дорог техническими средствами организации дорожного движения, также с точки зрения обеспечения БДД. Наконец, направление «водитель» связано с «человеческим фактором».
Уровень безопасности по каждому направлению будем оценивать с помощью качественной 4-балыюй шкалы - неудовлетворительный (низкий уровень), удовлетворительный, хороший и отличный или, соответственно, 1, 2, 3 и 4. Оценка уровня безопасности по каждому направлению представляет собой отдельную задачу. На основе оценок уровня безопасности по каждому направлению формируется комплексная оценка уровня БДД.
Для получения такой оценки сначала объединим два направления, например, состояние дорог и состояние транспортных средств (с точки зрения уровня безопасности). А полученную обобщенную оценку назовем уровнем безопасности условий движения (далее - «условия движения»). Она характеризует условия, в которых находится водитель. Затем полученную обобщенную оценку объединим с оценкой уровня безопасности по направлению «водитель». В конечном результате получаем комплексную оценку уровня безопасности.
Заметим, что в данном случае определенный приоритет имеет направление «дорога». Так, например, состояние неудовлетворительного уровня по направлению «дорога» и удовлетворительного уровня по направлению «автомобиль» оценивается в целом как неудовлетворительное, а состояние удовлетворительного уровня по направлению «дорога» и неудовлетворительного уровня по направлению «автомобиль» оценивается как удовлетворительное.
В данном случае приоритет имеет направление «водитель». И это также объяснимо. Действительно, ситуация «хороший водитель на плохой дороге» более предпочтительна с точки зрения безопасности, чем ситуация «плохой водитель на хорошей дороге».
Оценим, например, состояние (1,2,2). Здесь первая оценка характеризует состояние уровня безопасности по направлению «дорога», вторая - по направлению «автомобиль», а третья — по направлению «водитель». Соответствующие значения оценок выделены на рисунке 3.4.
На основе левой матрицы (рис. 3.4) получаем, что «условия движения» являются неудовлетворительными.
Переходя к правой матрице (рис. 3.4) получаем значение комплексной оценки 2, что соответствует удовлетворительному уровню БДД [4,22].
Рассмотрим задачу повышения уровня БДД. В формальном плане - это задача перехода системы из начального состояния, имеющего комплексную оценку К] в другое состояние с более высокой величиной комплексной оценки (для определенности примем К} = 1 - неудовлетворительный уровень безопасности).
Исходя из этих вариантов, получаем, что для одного варианта оценка по направлению «условия движения» равна 4, для двух — 3, для одного — 2 и для двух- 1.
Если обозначить п,(К) - число вариантов, для которых оценка «условий движения» равна / при условии, что комплексная оценка равна К, то /i7(2) = 2, п2{2) = 1, щ{2) = 2, п4{2) = 1.
В свою очередь, каждая оценка «условий движения» может быть получена из нескольких вариантов (сочетаний) оценок «состояния дорог» и «состояния автомобилей». Если обозначить mt - число вариантов оценок состояния дорог и автомобилей, для которых оценка «условий движения» равна /, то из левой матрицы (рис. 3.4) получаем, что ті -2, т2 7, тз = 5, т4 = 2.
Окончательно получаем число различных способов (программ), обеспечивающих переход от уровня безопасности 1 к уровню безопасности К:
Выше была рассмотрена задача выбора варианта программы, обеспечивающего переход к более высокому значению комплексной оценки с минимальными затратами. Однако особенностью программы повышения уровня безопасности является тот факт, что мероприятия по повышению уровня безопасности проводятся разными ведомствами (МВД, Минздрав, Минтранс и др.), что приводит к определенным трудностям как в определении затрат, так и в их оптимизации [9,70,73,76,82,88,89].
Рассмотрим различные постановки задачи повышения уровня безопасности с учетом риска. Итак, пусть задана процедура формирования комплексной оценки уровня безопасности. Примем, что для каждого направления разработана подпрограмма, то есть множество мероприятий, обеспечивающих повышение уровня безопасности до требуемого с определенной надежностью. Обозначим ptj - вероятность успешной реализации программы, обеспечивающей уровень безопасности j по направлению /.
Задача. Определить программу повышения уровня безопасности до требуемой величины Ко, имеющую максимальную надежность. В формальной постановке требуется определить оценки по направлениям/;,/ /з (номер 1 соответствует направлению «дорога», номер 2 - направлению «автомобиль», номер 3 - направлению «водитель»), обеспечивающие комплексную оценку K(ji,J2,J3) - К0 и максимизирующие надежность программы Р = р р р .
Окончательно получаем программуj\ = \,j\ — 1,уз = 2, обеспечивающую значение комплексной оценки К = 2 с надежностью Р = 06504. В содержательном плане это означает, что основные мероприятия программы направлены на повышение уровня безопасности по направлению «водитель».
Методы решения задач размещения объектов обслуживания
Как уже отмечалось, задача 1 является классической задачей о ранце, и для ее решения существуют эффективные алгоритмы, основанные на методах динамического и дихотомического программирования. Строим дерево дихотомического представления задачи. Для этого объединяем пункты один и шесть, пункт два и пять, и пункт три и четыре (рис 4.1). Так, при затратах В = 12 максимальный эффект равен 42. Для того, чтобы получить оптимальное решение, то есть множество пунктов, в которых размещаются объекты, применим алгоритм «обратного хода». Рассмотрим последнюю таблицу (у5, z5) и найдем клетку (у5, z5) = (12,42). Этой клетке соответствуют клетка (у4, z4) = (7,26) и клетка (у3, z3) = (5,16). Рассмотрим таблицу (у4, z4) и найдем клетку (у4, z4) = (7,26). Этой клетке соответствуют клетки (у2, z2) = (4,14) и клетка (уь Z]) = (3,12). Рассмотрим таблицу (у3, z3) и найдем клетку (у3, z3) = (5,16). Этой клетке соответствует размещение объекта в пункте 3 и неразмещение объекта в пункте 4. Рассмотрим таблицу (у2, z2) и найдем клетку (уъ z2) = (4,14). Этой клетке соответствует размещение объекта в пункте 2 и неразмещение объекта в пункте 5. Наконец, рассмотрим таблицу (уь zu) и найдем клетку {у\ zx) = (3,12). Этой клетке соответствует размещение объекта в пункте 1 и неразмещение объекта в пункте 6. Окончательно получаем следующее оптимальное решение - х4 - 5 = х6=0, то есть объекты размещаются в первых трех пунктах.
Перейдем к задаче 2, то есть учтем ограничения (4.4), связанные с нецелесообразностью размещения в одном регионе (или в близких пунктах) большого числа объектов.
Поскольку число объектов, размещенных в пунктах 1, 2, 3, равно 1, полученное решение может и не быть оптимальным.
Для проверки применим метод ветвей и границ. Разобьем множество всех решений на два подмножества. В первом подмножестве объект обслуживания размещается в пункте 2, а во втором подмножестве объект не размещается.
Оценка для первого подмножества уже получена выше, она равна 41, хотя фактический эффект при размещении объектов в пунктах 2 и 6 равен 39.
Вход хо соединяем дугами с вершинами 1 и 2, соответствующими пунктам 1 и 2. Каждую вершину / за исключением (п-2), (п-1), п соединяем дугами с вершинами (i+2), (i+3). Вершину (п-2) соединяем дугой с вершиной п, а вершины (п-1), п соединяем дугами с выходом z. Определение 4.1. Размещение объектов называем плотным, если нельзя добавить ни одного объекта, не нарушая ограничений на близость пунктов размещения. Очевидно, что оптимальное размещение объектов должно быть плотным. Теорема 4.1. Любому пути в сети рис. 4.6, соединяющему вход с выходом, соответствует плотное размещение объектов и наоборот, любому плотному размещению объектов соответствует некоторый путь в сети рис.4.6.
Доказательство. Покажем, что необходимым и достаточным условием плотности размещения объектов являются следующие условия.
1. Отсутствие между двумя пунктами, в которых размещены объекты, трех последовательных пунктов, в которых не размешено ни одного объекта. Необходимость очевидна, поскольку, если имеются три таких последовательных пункта, то во втором из них можно поместить объект. Достаточность следует из того, что если таких трех последовательных пунктов нет, то любой новый объект будет соседствовать с одним из уже размещенных.
2. В пунктах 1 и 2 должен быть размещен один, и только один объект. Аналогично в пунктах (п-1) и п должен быть размещен один, и только один объект. Действительно, больше одного нельзя, поскольку эти пункты являются близкими. Если же не размещено ни одного объекта, то размещение не является плотным.
Заметим теперь, что сеть (рис. 4.6) построена на основе вышеприведенных условий. Действительно, любой путь, соединяющий вход с выходом проходит либо через вершину 1, либо через вершину 2, а также либо через вершину (п-1), либо через вершину п. Кроме того, отсутствуют дуги (i, i+k), где к 3, что соответствует условию отсутствия трех последовательно расположенных пунктов, в которых не размещено ни одного объекта. Теорема доказана.
Таким образом, задача свелась к определению пути, соединяющего вход с выходом и имеющего максимальную длину, где под длиной пути понимается сумма эффектов at в вершинах сети.
