Оптимизация управленческих решений при проведении поисково-спасательных операций

Введение. Эффективное применение сил и средств МЧС России для решения широкого спектра задач по предназначению в значительной степени зависит от деятельности системы управления ведомства, связанной с разработкой оптимальных решений и планов. Руководитель соответствующего уровня управления МЧС России при выработке решения сталкивается с необходимостью разработки оптимальных в ожида­емых условиях обстановки способов действий подчиненных сил и средств. Использование методов теории принятия решений и исследования операций в таких условиях является наиболее прагматичным подходом.

Цели и задачи. Нахождение оптимального плана обнаружения потерпевшего катастрофу объекта в зоне ЧС в кратчайшие сроки и с минимальным количеством жертв — задача оптимизационная, которую следует решать с помощью известных математических методов (методов исследования операций). Эта задача может быть сформулирована так: определить оптимальную последовательность обхода участков района поиска объекта в зоне катастрофы в кратчайшие сроки.

Методы. Для решения поставленной задачи использованы два метода: метод динамического программирования (ДП) и приближенный метод, полученный экспериментально. С помощью составленного функционального уравнения Р. Беллмана построена математическая модель для прогнозирования различных вариантов развития событий и нахождения оптимального варианта решения задачи.

Результаты и их обсуждение. В статье рассмотрены методы оптимизации решений при проведении поисково-­спасательных операций в зоне чрезвычайной ситуации с целью поддержки принятия управленческих решений в оперативной деятельности МЧС России. С использованием метода ДП предложен способ нахождения оптимального плана обследования участков района поиска объекта. Приведены расчеты с конкретными исходными данными для составления оптимального маршрута поиска объекта в кратчайшие сроки. Предложен приближенный способ отыскания оптимальной последовательности обхода участков поиска объекта при незначительном упрощении исходных данных, что доказано экспериментально на различных примерах и с различными исходными данными.

Выводы. Математическое моделирование успешно применяется в задачах оптимизации процессов управления силами и средствами МЧС России. Методы исследования операций используются также при решении задач оперативной деятельности министерства, которые используют ДП для пошагового нахождения оптимального варианта управленческого решения.

1. Каменецкая Н.В., Медведева О.М., Шипеев Б.С. Методика разработки оптимального плана обследования участков района поиска объектов в зоне чрезвычайной ситуации // Природные и техносферные риски (физико-математические и прикладные аспекты). 2020. № 3 (35). С. 30–36. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44070963

2. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи, принципы, методология. М. : Наука, 2009. 207 с.

3. Динер И.Я. Исследование операций. Л. : ВМА, 1969. 605 с.

4. Вагнер Г. Основы исследования операций / пер. с англ. М. : Мир, 1973. Т. 3. 504 с.

5. Дунаевский Е.Я., Жбанов А.В. Спасение на море. М. : Транспорт, 1991. 143 с.

6. Batkovskiy A.M., Semenova E.G., Trofimets E.N., Trofimets V.Ya., Fomina A.V. Method for adjusting current appropriations under irregular funding conditions // Journal of Applied Economic Sciences, Romania: European Research Centre of Managerial Studies in Business Administration. 2016. Vol. XI. Issue 5 (43). Рp. 828–841.

7. Balychev S.Yu., Batkovskiy A.M., Kravchuk P.V., Trofimets E.N., Trofimets V.Ya. Situational modeling of transportation problems: applied and didactic aspects // Espacios. 2018. Vol. 39. Issue 10. P. 27.

8. Modeling and simulation in engineering sciences / Akbar N.S., Beg O.A. (eds.). New York : iTexLi, 2016. 289 p. DOI: 10.5772/62109

9. Modeling, simulation and optimization for science and technology / Fitzgibbon W., Kuznetsov Yu.A., Neittaanmäki P., Pironneau O. (eds.). Amsterdam : Springer, 2014. 248 p. DOI: 10.1007/978-94-017-9054-3

10. Siddiqi A.H., Manchanda P., Bhardwaj R. Mathematical models, methods and applications. New York : Springer, 2015. 309 p. DOI: 10.1007/978-981-287-973-8

11. Empirical modeling and its applications / Habib M. (ed.). New York : ExLi4EvA, 2016. 146 p. DOI: 10.5772/61406

12. Meerschaert M.M. Mathematical modeling. 4th ed. New York : Academic Press, 2013. 368 p.

13. Каменецкая Н.В., Медведева О.М., Хитов С.Б., Сильников М.В. Методика обоснования резерва запасных частей для работы специальной техники в ходе ликвидации чрезвычайной ситуации // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2019. Т. 28. № 3. С. 6–13. DOI: 10.18322/PVB.2019.28.03.6-13

14. Каменецкая Н.В., Медведева О.М., Хитов С.Б., Маслаков М.Д. Методика оценки риска отказа в работе специальной техники в ходе ликвидации чрезвычайной ситуации // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2018. Т. 27. № 2–3. С. 5–13. DOI: 10.18322/PVB.2018.27.02-03.5-13

15. Каменецкая Н.В., Медведева О.М., Хитов С.Б., Громов В.Н. Математическое моделирование сравнительного анализа двух тактических приемов по тушению пожаров и проведению аварийно-спасательных работ подразделениями МЧС России // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2017. Т. 26. № 10. С. 20–26.

16. Matrokhina K.V., Trofimets V.Y., Mazakov E.B., Makhovikov A.B., Khaykin M.M. Development of methodology for scenario analysis of investment projects of enterprises of the mineral resource complex // Journal of Mining Institute 2023. Vol. 259. Pp. 112–124. DOI: 10.31897/PMI.2023.3

17. Mazakov E.B., Matrokhina K.V., Trofimets V.Y. Traffic management at the enterprises of the mineral industry // Advances in raw material industries for sustainable development goals. London : CRC Press, 2021. Pp. 397–405.

18. Trofimets E.N., Trofimets V.Ya. Computer modelling of physical processes described by parabolic type equations // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Vol. 1047 (1). P. 012140. DOI: 10.1088/1757-899X/1047/1/012140

19. Каменецкая Н.В., Медведева О.М., Хитов С.Б. Математическое моделирование при планировании мероприятий на проведение взрывных работ на реках в паводковый период // Современные тенденции развития науки и технологий. 2016. № 6–1. С. 22–27. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=26301006

20. Каменецкая Н.В., Медведева О.М., Хитов С.Б. Моделирование процесса распределения финансовых средств в интересах эффективной организации радиосвязи в МЧС России // Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). 2018. № 1 (25). С. 22–28. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=36317957