Введение к работе
Актуальность работы. Роль городов в развитии общества непрерывно возрастает. Растет население городов, увеличивается их территория; меняется характер городских поселений, они сливаются, образуя агломерации, мегаполисы. Очевидна динамика качества жизни горожан, одной из составляющих которого является их безопасность.
Если в начале 19в. в городах проживало только 3% населения Земли, к 1900г. - 13,6% землян, к 1950г. - 29,2%, к 1970г. - 38,6%, то в конце 20в. уже примерно половина населения Земли живет в городах, а в наиболее развитых странах более 75% их населения являются жителями городов. Урбанизация порождает много проблем социального, экономического и экологического характера. Одной из таких комплексных проблем является проблема обеспечения пожарной безопасности городов.
В городах проживает большая часть населения развитых стран, в них сосредоточены основные материальные и духовные ценности человечества и в них же возникает большинство пожаров, уносящих человеческие жизни и уничтожающих эти ценности. Например, в России в 1997г. в городах произошло 70,1% всех пожаров, при которых погибло 58,9% всех жертв пожаров, а прямой ущерб составил 52,1% всего ущерба. В истории каждого города зафиксированы сведения об опустошительных пожарах, уничтожающих нередко весь город.
В 20-ом веке во всех городах мира функционируют мощные, хорошо организованные противопожарные службы (ППС), функции которых весьма разнообразны и многочисленны, а роль их в жизни каждого города очень значительна. Однако, являясь важным элементом инфраструктуры города, ППС стоят сравнительно дорого. Так, на содержание 'пожарной службы Берлина ежегодно расходуется примерно 0,9% городского бюджета, Москвы - 0,8%, Токио - 3,9%.
Понимая всю важность и необходимость этих служб, администрации городов тем не менее по ряду причин стараются сократить расходы на их содержание. Именно поэтому уже в конце прошлого века возникла проблема научно обоснованного проектирования 1111С в городах, которая во второй половине 20 века приобрела особую актуальность и активно обсуждается специалистами всего мира, но по-
ка не получила общепризнанного решения (это относится и к другим экстренным службам городов: скорой помощи и пр.).
Администрация каждого города и руководство его противопожарной службы должны располагать специальным научным инструментарием для обоснования размеров этой службы в данном городе. Сложность создания такого инструментария очевидна, поэтому вопросы проектирования экстренных служб городов до недавнего времени решались почти на интуитивном уровне. Вместе с тем, современные специальные информационные и компьютерные технологии позволяют решить эту проблему на строго научной основе. Именно этим вопросам посвящена данная диссертация.
Целью работы является создание компьютерной системы, имитирующей оперативную деятельность противопожарных служб городов и предназначенной для экспертизы деятельности и проектирования развития ППС городов, а также для использования в качестве научного средства прогнозирования последствий возможных управленческих решений и тренажера.
Объектом исследования явилась противопожарная служба городов (на примере города Вологды).
Предметом исследования является оперативно-тактическая деятельность противопожарных служб городов и ее моделирование и алгоритмизация.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
і анализ факторов деятельности городской противопожарной службы с точки зрения их влияния на суммарные показатели ее эффективности;
разработка общей структуры имитационной системы, выбор наиболее эффективных способов хранения данных, а также наиболее подходящего способа хранения и отображения на экране монитора карты города;
разработка алгоритмов генерации вызовов, распределенных по определенным законам во времени и по территории города; Iі
разработка алгоритмов хранения в памяти ПЭВМ конфигурации транспортной сети города с возможностью назначения разных скоростей движения различным участкам город-
1 ской транспортной сети;
разработка и реализация алгоритмов отыскания оптимальных по времени прибытия маршрутов движения пожарных подразделений (ПП) от мест дислокации к точкам вызова и обратно, а также алгоритмов наглядной визуализации этих процессов;
проведение серии имитационных экспериментов (на примере города Вологды) для доказательства адекватности функционирования имитационной модели реальности;
разработка общих принципов использования данной системы для совершенствования систем противопожарной защиты (СПЗ) городов и подготовки специалистов пожарной охраны в области решения соответствующих организационно-управленческих задач. '
1 Методами, использованными в диссертации, являются методы
системного анализа, дескриптивной и математической статистики, математического моделирования и программирования.
Информационной базой при выполнении диссертации, в основном послужили данные официальной городской и пожарной статистики города Вологды.
Научная новизна заключается в том, что впервые в мировой практике разработана компьютерная имитационная система, моделирующая динамические процессы оперативной деятельности го-* родских ПП с учетом реальной транспортной сети, временных и пространственных распределений поступающих вызовов.
Практическая ценность исследования заключается в том, что разработан научный инструментарий для проектирования ППС городов; на основании проведенных имитационных экспериментов подтверждена высокая степень надежности существующей СПЗ города Вологды; разработанная имитационная система может использоваться и уже используется в качестве тренажера в учебном процессе МИПБ МВД РФ.
Публикации и обсуждения диссертации. Основные положения диссертации опубликованы в 16 печатных работах, изданных в России, Германии и Великобритании. Они докладывались на 4-х международных научно-практических конференциях.
Объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, за-
ключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 144 страницы. В него входят 14 таблиц и 72 рисунка.
На защиту выносятся:
Разработанная автором компьютерная имитационная система моделирования оперативной деятельности противопожарной службы города.
Результаты имитации деятельности противопожарной службы города Вологды, проведенные с ее помощью.
Общие! принципы использования данной системы для совершенствования систем противопожарной защиты городов и подготовки специалистов пожарной охраны в области решения соответствующих организационно-управленческих задач.
