firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.18322/pvb.2018.27.5.26-33.firesmi-669Research ArticleМАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММMATHEMATICAL MODELING, NUMERICAL METHODS AND PROGRAM COMPLEXESМногокритериальная модель мониторинга пожара в здании для управления пожарно-спасательными подразделениямиMulti-criteria model for monitoring of fire in the building for managing fire-rescue subdivisionsТопольскийН. Г.TopolskiyN. G.

Доктор технических наук, профессор, профессор кафедры информационных технологий в составе УНК автоматизированных систем и информационных технологий

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of IT-Department of Automated Systems and Informational Technologies 

Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366

N.Topolskiy@academygps.ruТаракановД. В.TarakanovD. V.

Кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры пожарной тактики и основ аварийно-спасательных и других неотложных работ в составе УНК "Пожаротушение"

153040, г. Иваново, просп. Строителей, 33

Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of Fire Tactics and Bases of Emergency Rescue and Other Urgent Works Department within the Academic and Research complex (ARC) "Fire Extinguishing"

Stroiteley Avenue, 33, Ivanovo, 153040

Ivanovo Fire and Rescue Academy of State Firefighting Service of Emercom of Russia

den-pgsm@mail.ruБакановМ. О.BakanovM. O.

Кандидат технических наук, начальник кафедры пожарной тактики и основ аварийно-спасательных и других неотложных работ в составе УНК "Пожаротушение"

153040, г. Иваново, просп. Строителей, 33

Candidate of Technical Sciences, Plead of Fire Tactics and Bases of Emergency Rescue and Other Urgent Works Department within the Academic and Research complex (ARC) "Fire Extinguishing"

Stroiteley Avenue, 33, Ivanovo, 153040

mask-13@mail.ruАкадемия ГПС МЧС РоссииРоссияState Fire Academy of Emercom of RussiaRussian FederationИвановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС РоссииРоссияIvanovo Fire and Rescue Academy of State Firefighting Service of Emercom of RussiaRussian Federation2018021020182752633Copyright © Топольский Н.Г., Тараканов Д.В., Баканов М.О., 20182018Топольский Н.Г., Тараканов Д.В., Баканов М.О.Topolskiy N.G., Tarakanov D.V., Bakanov M.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/669

Представлена многокритериальная модель мониторинга пожара в здании, предназначенная для формализованного описания процесса сбора информации об изменении значений контролируемых параметров для иерархических систем мониторинга. Рассмотрена специфика изменения параметров мониторинга пожара на основе программной реализации разработанной модели. Предложена мультипликативная модель обобщенного показателя мониторинга для зон контроля с различными по структуре и динамике параметрами мониторинга. Для реализации результатов мониторинга в системах поддержки принятия решений разработана модель теоретико-множественного анализа вариантов управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров, учитывающая важность показателей мониторинга на результирующую функцию принятия решений. Предложены направления дальнейшего развития методологической составляющей процесса моделирования мониторинга пожара в целях повы- щения объективности принимаемых управленческих решений и снижения влияния субъективных факторов на процесс управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров в зданиях.

Introduction

Introduction. The article considers issues relating to improvement of activities as to extinguishing of major fires by manpower and resources of fire-rescue units for the account of additional information support of officials with the emergency system of control over results of objective remote monitoring of fire in the building. A complex of fire monitoring results is considered as a component of integrated informational space for the control of emergency services reacting at destructive events in social environment.

Development of monitoring model. A class of hierarchical multi-criteria systems of fire monitoring has been considered. In such systems, a multi-criteria model for monitoring fire in the building is developed for formalized description of the process of collection of information on altering values of fire parameters. The model represents a complex of analytical solutions of a system of differential equations which describe alteration of monitoring parameters during fire development. The model is implemented as software with which help evaluation of alteration of fire monitoring parameters is performed and their exponential temporal relationship is detected.

Implementation of results. In order to account monitoring results, in decision-making models methods of monitoring parameter normalization are suggested. For various monitoring parameters in terms of structure and dynamics a multiplicative model of a complex monitoring index is developed. The developed model is adapted to be introduced into systems of decision-making support in terms of set-theoretic analysis of variants for controlling fire-rescue units when extinguishing fires.

Conclusions

Conclusions. Results of set-theoretic analysis of variants for controlling, allowed on a qualitative level to account relative importance of monitoring indices over resulting function of decision making. The following is suggested: trends for further development of methodological component of monitoring of fire in buildings aimed at increase of obj ectivity of the managerial decisions being made as well as for decrease of impact of human factors upon the process of control of fire-rescue subdivisions when extinguishing fires in buildings.

система мониторинга пожарамоделирование динамики параметровсистема поддержки принятия решенийтеоретико-множественный анализварианты управлениятушение пожаров в зданиях и сооруженияхfire monitoring systemsimulation of parameter dynamicssystem of decision-making supportset-theory analysisvariants of controlfire extinguishing in buildings and constructionsReferencesБрушлинский Н. Н., Соколов С. В., Вагнер П. Человечество и пожары (краткий очерк). — М. : ИПЦ “Маска”, 2007. — 124 с.Brushlinskiy N. N., Sokolov S. V., Wagner P. Chelovechestvo ipozhary (kratkiy ocherk) [Mankind and fires (brief notation)]. Mosсow, IPTs “Maska” Publ., 2007. 124 p. (in Russian).Топольский Н. Г., Хабибулин Р. Ш., Рыженко А. А., Бедило М. В. Адаптивная система поддержки деятельности центров управления в кризисных ситуациях : монография. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2014. — 151 с.Topolskiy N. G., Khabibulin R. Sh., Ryzhenko A. A., Bedilo M. V. Adaptivnaya sistemapodderzhki deyatelnosti tsentrov upravleniya v krizisnykh situatsiyakh. Monograflya [Adaptive system of support of aetivities of Crisis Management Centers. Monograph]. Moscow, State Fire Academy of Emercom of Russia Publ., Moscow, 2014. 151 p. (in Russian).Теребнев В. В., Богданов А. Е., Семенов А. О., Тараканов Д. В. Принятие решений при управлении силами и средствами на пожаре.—Екатеринбург: ООО “Издательство “Калан”, 2012. —100 с.Terebnev V. V., Bogdanov А. Е., Semenov А. О., Tarakanov D. V. Prinyatiye resheniypri upravlenii silami i sredstvami na pozhare [Decision-making within management of manpower and resources at fire]. Yekaterinburg, Kalan Publ., 2012. 100 p. (in Russian).Теребнев В. В., Семенов А. О., Смирнов В. А., Тараканов Д. В. Анализ и поддержка решений при тушении крупных пожаров // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. — 2010. — Т. 19, № 9. —С. 51-57.Terebnev V. V., Semenov A. O., Smirnov V. A., Tarakanov D. V. Analysis and support solutions that arise when putting out large fires. Pozharovzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety, 2010, vol. 19, no. 9, pp. 51-57 (in Russian).Минаев В. А., Топольский Н. Г., Фадеев А. О., Бондарь К. М., Мокшанцев А. В. Геодинамические риски и строительство. Математические модели : монография. — М. : Академия ГПС МЧС России, 2017. — 208 с.Minaev V. A., Topolskiy N. G., Fadeev A. O., Bondar K. M., Mokshantsev A. V. Geodinamicheskiye riski i stroitelstvo. Matematicheskiye modeli. Monografiya [Geodynamic risks and construction. Mathematical models. Monograph]. Moscow, State Fire Academy of Emercom of Russia Publ., 2017. 208 p. (in Rissian).Теребнев В. В. Расчет параметров развития и тушения пожаров. — Екатеринбург : ООО “Издательство “Калан”, 2011. — 460 с.Terebnev V. V. Raschet parametrov razvitiya i tusheniya pozharov [Calculation of parameters of fire spread and extinguishing]. Yekaterinburg, Kalan Publ., 2011. 460 p. (in Russian).Теребнев В. В., Семенов А. О., Тараканов Д. В. Теоретические основы принятия решений при управлении силами и средствами на пожаре // Пожаровзрывобезопасность / Fire and Explosion Safety. —2012.—Т. 21, № 10. —С. 14-17.Terebnev V. V., Semenov A. O., Tarakanov D. V. Decisionmaking theoretical basis ofmanagement on fire. Pozharovzryvobezopasnost / Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 10, pp. 14-17 (in Rus¬sian).ЕрмшовА. В. Модель формирования профессионально значимых личностных качеств курсантов на занятиях по дисциплине “Пожарная тактика” в учебных и спасательных центрах МЧС России // Вестник Владимирского государственного университета им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых. Серия: Педагогические и психологические науки. —2015. — №20(39).— С. 60-68.Ermilov A. V. The model of professionally significant personal qualities of cadets formation at the training lessons of “Fire tactics” discipline in training and rescue centers of Emercom of Russia. Vestnik Vladimirskogo gosudarstvennogo universiteta im. Aleksandra Grigoryevicha i Nikolaya Grigoryevicha Stoletovykh. Seriya: Pedagogicheskiye i psikhologicheskiye nauki / Vestnik of Vladimir State Univer¬sity named after Alexander and Nikolay Stoletovs, 2015, no. 20(39), pp. 60-68 (in Russian).Подиновский В. В., Ногин В. Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач: монография. — М. : Физматлит, 2007. — 256 с.Podinovskiy V. V., Nogin V. D. Pareto-optimalnyye resheniya mnogokriterialnykh zadach. Mono¬grafiya [Pareto-efficient solutions of multi-criteria tasks. Monograph]. Moscow, Fizmatlit Publ., 1982. 256 p. (in Russian).Ногин В. Д. Принятие решений в многокритериальной среде. Количественный подход : монография. — М. : Физматлит, 2004. — 176 с.Nogin V. D. Prinyatiye resheniy v mnogokriterialnoy srede. Kolichestvennyy podkhod. Monografiya [Decision-making in multi-criteria environment. Quantitative approach. Monograph]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2004. 176 p. (in Russian).Sanae Khali Issa, Abdellah Azmani, Benaissa Amami. Vulnerability analysis of fire spreading in a build¬ing using fuzzy logic and its integration in a decision support system // International Journal of Computer Applications. — 2013. — Vol. 76, No. 6. — P. 48-53. DOI: 10.5120/13255-0732.Sanae Khali Issa, Abdellah Azmani, Benaissa Amami. Vulnerability analysis of fire spreading in a building using fuzzy logic and its integration in a decision support system. International Journal of Computer Applications, 2013, vol. 76, no. 6, pp. 48-53. DOI: 10.5120/13255-0732.Hao Cheng, George V. Hadjisophocleous. The modeling of fire spread in buildings by Bayesian network//Fire Safety Journal.—2009.—Vol. 44,No. 6. — P. 901-908. DOI: 10.1016/j.firesaf2009.05.005.Hao Cheng, George V. Hadjisophocleous. The modeling of fire spread in buildings by Bayesian network. Fire Safety Journal, 2009, vol. 44, no. 6, pp. 901-908. DOI: 10.1016/j.firesaf.2009.05.005.Mehdi Ben Lazreg, Jaziar Radianti, Ole-Christoffer Granmo. Smart rescue: architecture for fire crisis assessment and prediction // Proceedings of the 12* International Conference on Information Systems for Crisis Response and Management (ISCRAM 2015) (Kristiansand, Norway, May 24-27,2015). 7 p. URL: http://iscram2015.uia.no/wp-content/uploads/2015/05/10-l.pdf (дата обращения: 05.04.2018).Mehdi Ben Lazreg, Jaziar Radianti, Ole-Christoffer Granmo. Smart reseue: arehiteeture for fire erisis assessment and prediction. In: Proceedings of the 12‘’' International Conference on Information Systems for Crisis Response and Management — ISCRAM 2015 (Kristiansand, Norway, May 24-27, 2015). 7p. Available at: http://iscram2015.uia.no/wp-content/uploads/2015/05/10-l.pdf (Accessed 5 April 2018).Lee E. W. М. Application of artificial neural network to fire safety engineering // Handbook on Decision Making. Intelligent Systems Reference Library / L. C. Jain, C. P. Lim (eds.). — Berlin, Heidelberg: Springer, 2010. — Vol. 4. — P. 369-395. DOI: 10.1007/978-3-642-13639-9_15.Eric Wai Ming Lee. Application of artificial neural network to fire safety engineering. In: Jain L. C., LimC. P. {eds.). Handbook on Decision Making. Intelligent Systems Reference Library. Berlin, Heidelberg, Springer, 2010, vol. 4, pp. 369-395. DOI: I0.I007/978-3-642-I3639-9_I5.Lee E. W. M., Lau P. C., Yuen K.K. Y. Application of artificial neural network to building compartment design for fire safety // Intelligent Data Engineering and Automated Learning — IDEAL 2006. Lecture Notes in Computer Science / Corchado E., Yin H., Botti V., Fyfe C. (eds.). — Berlin, Heidelberg : Springer, 2006. — Vol. 4224. —P. 265-274. DOI: 10.1007/11875581_32.Lee E. W. M., LauP. C., YuenK. K. Y. Application ofartificial neural network to building compartment design for fire safety. In: Corchado E., Yin H., Botti V., Fyfe C. (eds.). Intelligent Data Engineering and Automated Learning — IDEAL 2006. Lecture Notes in Computer Science. Berlin, Heidelberg, Springer, 2006, vol. 4224, pp. 265-274. DOI: 10.1007/11875581_32.Xiaodong Chen, YongjunLiu, Fangyang Liu. The fire vulnerability evaluation of the old building based on fuzzy comprehensive assessment method // Proceedings of the 3rd' International Conference on Material, Mechanical and Manufacturing Engineering. — Atlantis Press, 2015. — P. 642-647. DOI: 10.2991/ic3me-15.2015.125.Xiaodong Chen, Yongjun Liu, Yangyang Liu. The fire vulnerability evaluation of the old building based on fuzzy comprehensive assessment method. In: Proceedings of the International Conference on Material, Mechanical and Manufacturing Engineering. Atlantis Press, 2015, pp. 642-647. DOI: 10.2991/ic3me-15.2015.125.David Mendonga, Giampiero E. G. Beroggi, Doan van Gent, William A. Wallace. Designing gaming simulations for the assessment of group decision support systems in emergency response // Safety Science. — 2006. — Vol. 44, Issue 6. — P. 523-535. DOI: 10.1016/j.ssci.2005.12.006.David Mendonęa, Giampiero E. G. Beroggi, Daan van Gent, William A. Wallace. Designing gaming simulations for the assessment of group decision support systems in emergency response. Safety Science, 2006, vol. 44, issue 6, pp. 523-535. DOI: 10.1016/j.ssci.2005.12.006.Minkin D. Yu., Sineshchuk Yu. L, Terekhin S. N., Yusherov K. S. A method of constructing a structured database of the typical objects ofprotection on the basis of cluster analysis // Journal of Theoretical and Applied Information Technology. — 2017. — Vol. 95, No. 20. — P. 5331-5339.MinkinD. Yu., SineshchukYu. I.,Terekhin S.N., Yusherov K. S.Amethod of constructing a structured database of the typical objects of protection on the basis of cluster analysis. Journal of Theoretical and Applied Information Technology, 2017, vol. 95, no. 20, pp. 5331-5339.Markus Scholz, Dawud Gordon, Leonardo Ramirez, Stephan Sigg, Tobias Dyrks, Michael Beigl. A concept for support of firefighter frontline communication // Future Internet. — 2013. —Vol. 5, Issue 2.P. 113-127. DOI: 10.3390/fi5020113.Markus Scholz, Dawud Gordon, Leonardo Ramirez, Stephan Sigg, Tobias Dyrks, Michael Beigl. A concept for support of firefighter frontline communication. Future Internet, 2013, vol. 5, issue 2, pp. 113-127. DOI: 10.3390/fi5020113.Xing Zhi-xiang, Gao Wen-li, Zhao Xiao-fang, Zhu De-zhi. Design and implementation of city fire rescue decision support system // Procedia Engineering. — 2013. — Vol. 52. — P. 483-488. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.02.172.Xing Zhi-xiang, Gao Wen-li, Zhao Xiao-fang, Zhu De-zhi. Design and implementation of eity fire reseue decision support system. Procedia Engineering, 2013, vol. 52, pp. 483-488. DOI: 10.1016/j.proeng. 2013.02.172.Lauras M., Benaben F., Truptil S., Charles A. Event-cloud platform to support decision-making in emergency management // Information Systems Frontiers. — 2015. — Vol. 17, Issued. — P. 857-869. DOI: 10.1007/sl0796-013-9475-0.Lauras M., Benaben F., Traptil S., Charles A. Event-cloud platform to support decision-making in emergency management. Information Systems Frontiers, 2015, vol. 17, issue 4, pp. 857-869. DOI: 10.1007/sl0796-013-9475-0.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.