Оглавление
Введение
Глава 1. Ликвидация аварийных ситуаций как проект
1.1 Применение проектного управления к задачам ликвидации аварийных ситуаций
.2 Описание тактико-технических действий подразделений пожарной охраны при реализации проектов ликвидации аварийных ситуаций
Глава 2. Описание предлагаемой модели экономико-математической оценки длительности занятости пожарных служб при ликвидации аварийных ситуаций
2.1 Основные принципы проведения исследования
.2 Предпосылки используемой модели
.3 Результирующая аналитическая зависимость вероятности ликвидации аварийной ситуации от времени
.4 Сравнение результатов аналитической модели с результатами численного моделирования
Глава 4. Применение разработанной экономико-математической модели оценки длительности к реальному проекту ликвидации аварийной ситуации
4.1 Проведение моделирования на основе данных реального подразделения пожарной охраны
.2 Рекомендации
Заключение
Литература
Приложение
Планирование и управление сил и средств для ликвидации аварийных ситуаций является важной областью научного знания, поскольку помогает решать серьёзные практические проблемы. Пожар всегда сопровождается материальным или иным ущербом, риском развития опасной для безопасности людей и животных, ситуации. В связи с этим, предпринимаются активные усилия для увеличения эффективности планирования и управления сил и средств на пожаре.
Однако в связи с растущей динамикой развития пожаров, увеличению сложности зданий и сооружений, требующих тушения, данная область знаний нуждается в углублении научного подхода в управлении. При этом, систематизация знаний может происходить как в области инженерно-технической (в области расчётов физических явлений), так и в области организационно-тактической (в области принятия решений и организации процесса тушения).
Основная цель совершенствования системы управления ликвидациями аварийных ситуаций - уменьшение времени реагирования на пожар для того, чтобы сократить потери, произошедшие до начала тушения пожара. Кроме того, оценка длительности всего процесса ликвидации аварийной ситуации позволит точнее планировать необходимые силы и средства и избегать случаев дефицита техники и людей. Таким образом, процесс управления подобной системой может быть результативным.
Область знаний о ликвидации аварийных ситуаций подразумевает, с одной стороны, наличие жёсткой структуры процесса тушения пожара и наличия большой статистики, с другой стороны, полезно подходить к оценке длительности процесса ликвидации аварийной ситуации через понятие неопределённости.
Ликвидация аварийных ситуаций по своим характеристикам схожа с понятием проект: любое тушение пожара является временным предприятием (от начала возгорания до постановки сил и средств на боевой расчёт после ликвидации) и вместе с тем - уникальным, поскольку характеристики, типы, время и прочие обстоятельства для каждой аварийной ситуации индивидуальны. Таким образом, ликвидация аварийной ситуации может рассматриваться с точки зрения проектного управления.
Целью данного исследования является разработка методики оценки длительности ликвидации аварийной ситуации в условиях неопределённости с помощью математических инструментов управления проектами.
Объектом данного исследования являются проекты ликвидации аварийных ситуаций. Предмет исследования: процессы проекта ликвидации аварийной ситуации.
Задачи исследования:
· Анализ применимости математических методов оценки неопределенности к задачам по оценке длительности проектов ликвидации аварийных ситуаций;
· Разработка методики оценки общей длительности и рисков проекта ликвидации аварийной ситуации;
· Апробация методики оценки длительности и рисков для конкретной аварийно-спасательной службы;
· Разработка рекомендаций на основе полученных модельных выводов.
Методика проведения исследования подразумевает два направления работы в соответствии с двумя поставленными задачами. Первое направление - сбор литературы по проблемам оценки длительности проектов ликвидации аварийной ситуации. В ходе процесса выявляются основные теоретические компоненты, методы и характеристики, в том числе, длительности этапов ликвидации аварийных ситуаций. Полученные данные будут являться источником для дальнейшего математического моделирования.
Второе направление исследования - использование экономико-математического моделирования для оценки длительности всего проекта ликвидации аварийной ситуации. Применение подобного подхода позволит повысить точность оценки длительности проекта и делать более качественное планирование сил и средств и управление рисками, связанными с превышением установленных нормативов времени прибытия аварийных служб и ликвидации аварийных ситуаций.
Работа состоит из пяти частей. В первой даётся описание предметной области ликвидации аварийных ситуаций и уточняется класс задач и характеристики аварийных ситуаций, для которых проводится дальнейшее исследование. В том числе, разбирается вопрос о применимости проектного управления к ликвидации аварийных ситуаций. Вторая часть содержит формальное описание состава и последовательности рассматриваемого проекта, а также основных характеристик и предпосылок, необходимых для вывода вероятностной формулы. Приводится описание преобразований модели и получения итогового результата исследования. В третьей части проводится анализ полученного результата (формулы плотности распределения вероятности длительности проекта по ликвидации аварийных ситуаций) с точки зрения математического поведения и формы функции, а также прилагается описание проверки полученного результата с помощью проведенного численного моделирования, основанного на сгенерированной выборке. В четвертой части работы описывается применение данной функции к деятельности реального пожарного подразделения, что иллюстрируется введением функции ущерба в модель оценки длительности проекта и выводах своевременности выполнения задач частью пожарной охраны. В пятой части работы даются рекомендации, как технического характера по использованию формулы, так и управленческого характера - по использованию и внедрению результатов работы. Далее делаются выводы исходя из качества полученной модели и приводится список литературы. Объём данной без приложений 58 страниц.
В работе рассматривались различные государственные законы и
постановления, регулирующие область пожаротушения, фундаментальные работы,
относящиеся к данной области и области управления проектами, а также ряд
современных статей, анализирующих различные аспекты планирования и управления
силами и средствами.
Глава 1. Ликвидация аварийных ситуаций как проект
В управлении ликвидацией аварийных ситуаций, основная цель - повысить оперативность работы и максимально сократить длительности реагирования и ликвидации всей аварийной ситуации. Это связано с прямой зависимостью между быстрым ростом потерь и временем реагирования и ликвидации аварийной ситуации. Потери могут быть как материальными, так и представлять собой рост риска для человека. Таким образом, управление длительностью пожара можно считать основной задачей системы управления ликвидацией аварийной ситуации.
Возникновение пожара происходит непредвиденно и неожиданно, часто момент возгорания не заметен для посторонних, в случаях если возгорание произошло не по вине людей или же они отсутствовали в этот момент в помещении. Информация о пожаре поступает в пункт связи части, как правило, не сразу, а только спустя 5-7 минут после начала пожара. В связи с этим, возникает необходимость, чтобы система управления была достаточно гибкой для того, чтобы обеспечить возможность быстрого реагирования (Псарев, 2014). Однако, за это время пожар развивается, как правило, ко второй или третьей фазе (в зависимости от количества пожарной нагрузки, скорости горения и прочих характеристик) и к моменту прибытия пожарных подразделений достигает экспоненциального роста интенсивности, что представляет критическую сложность для его ликвидации. Одной из характеристик развития пожара является непредсказуемость и быстрое развитие процесса. В связи с этим, задачей пожарного подразделения является максимально быстрое реагирование, поскольку при достижении определённой фазы пожара ухудшается способность контроля ситуации. Кроме того, изменения на пожаре могут возникать неожиданно и в процессе реализации тушения и ликвидации аварийной ситуации. Такие ситуации будут требовать максимально быстрой адаптации и принятия решений. (Власов, 2015)
Существующие работы, анализирующие поведение руководителей тушения пожара, ссылаются на важность процесса принятия решений в действиях при ликвидации аварийной ситуации (Теребнев, 2009; Хлистун, 2015). Из-за большого количества информации, факторов неопределенности и скорости изменения ситуации, такие способы как планирование, равно как и автоматические средства не способны к выводу математически оптимального решения. В ходе принятия решений на ликвидации аварийной ситуации необходим опыт и профессионализм руководителя тушения пожара, которые зачастую, наравне со слаженностью команды, играют критическую роль в своевременной ликвидации аварийной ситуации. (Теребнев, 2004). Таким образом, жесткие системы управления не могут дать достаточной гибкости при принятии решений и будут сковывать действия руководителя тушения пожара.
С точки зрения управления, традиционные методы менеджмента направлены на операционную деятельность, основной особенностью которых является стационарность процессов, возможность постепенно их менять в зависимости от потребностей компании (Дафт, 2007).
Однако, исходя из того, что ситуация на пожаре развивается быстро и неожиданно, необходима более динамично реагирующая структура управления (Тетерин, 2008). Система управления пожаротушением сталкивается с тем, что невозможно полноценно спланировать все действия, необходимые для успешного завершения проекта-тушения пожара в минимальные сроки с минимальным ущербом. Существующая система управления направлена на максимальную предпожарную подготовку в виде формирования различных планов, карточек, заготовок мер реагирования, информирования населения, а также работу с организациями (3, 2015). Однако такая система не в полной мере обеспечивает гибкость в принятии решений. В связи с этим, необходимо, с одной стороны, выставлять жёсткие иерархичные структуры управления и подчинения, распределение функций управления; с другой стороны-поддерживать возможность гибкого реагирования на ситуацию.
Подобное сочетание гибкости и жёсткости, по отношению к традиционному, процессному менеджменту может способствовать применение проектного управления. В данной проблеме существенную роль может сыграть применение математических в условиях неопределенности за счет того, что вероятностный подход можно считать более гибким математическим методом. При этом, возникает вопрос о применимости использования подобного подхода, поскольку проектное управление имеет собственные ограничения на применимость.
«Проект - это временное предприятие, направленное на создание уникального продукта, услуги или результата» (1, 2012). Таким образом, согласно PMBOK, временность и уникальность являются ключевыми характеристиками проекта. «Пожар - совокупность физико-химических явлений в основе которых лежат нестационарные процессы горения, тепло- и массообмена. Пожары обладают свойством к произвольному самораспространению» [8]. Таким образом, за счёт произвольного самораспространения, всегда уникальной конфигурации пожарной нагрузки, времени и места возгорания, каждый пожар можно назвать уникальным. Вместе с этим, пожар не является аналогом бизнес-процесса, поскольку по своей сути имеет начало, т.е. время возгорания, и окончание-момент ликвидации. Аналогично с этим распределяется и время ликвидации аварийной ситуации: с момента поступления сигнала о пожаре и до возвращения пожарной бригады в часть. Таким образом, ликвидация аварийных ситуаций, за счёт уникальности и временности может рассматриваться в качестве проекта. Кроме того, подобный подход может дать возможность рассматривать проект комплексно: с учетом всех временных и материальных затрат, а значит, улучшать текущее состояние управления силами и средствами, а также управление рисками и расписания за счёт проработки и аналитики статистического поведения факторов неопределенности на пожаре. (Ward, 2003)
Факторы неопределенности, возникающие на пожаре, могут иметь различную природу. В связи с тем, что пожар является уникальным явлением, условия возникновения и протекания пожара будут различаться в зависимости, например, от местоположения, высотности и прочих физических характеристик пожара. Кроме того, любой проект находится под влиянием внешних рисков. В данном случае это могут быть такие риски, как дорожная ситуация на пути следования, наличие машин на местах парковки для пожарных машин и прочее. Более того, человеческий фактор может влиять на всех этапах реализации ликвидации аварийной ситуации как с точки зрения бригады, так и с точки зрения внешних лиц.
Таким образом, проработка и выделение факторов неопределенности и их
влияние на различных этапах могут дать существенное увеличение точности в
оценке возможных рисков, а также помогут точнее подходить к процессу
планирования.
Развитие фаз пожара хорошо известно и описано, включая физические параметры развития процесса горения. Однако, актуальность проблемы управления силами и средствами заключается в том, что пожарные подразделения часто не успевают реагировать достаточно быстро для того, чтобы перехватить пожар до тех пор, пока он не перешёл в «объёмную» фазу, характеризующуюся высокими температурами, нарастанием показателей горения, резким ростом ущерба и слабой возможностью контроля.
Таким образом, основная задача пожарных подразделений и системы планирования и управления в целом, заключается в уменьшении времени реагирования пожарных подразделений на пожар. Фактически, применяя проектное управление можно говорить об управлении проектом (пожаротушении), цель которого-максимально сократить сроки каждого этапа для уменьшения ущерба ликвидации аварийной ситуации.
В ликвидации аварийных ситуаций есть ряд конфигураций действий и процессов, используемых в качестве анализа. Основной конфигурацией в области знаний служит Федеральный закон (4, 2015), по которому структуру ликвидации аварийной ситуации можно выделить следующую:
· прием и обработку сообщения о пожаре (вызове);
· выезд и следование к месту пожара (вызова);
· разведку места пожара;
· аварийно-спасательные работы, связанные с тушением пожаров;
· развертывание сил и средств;
· ликвидацию горения;
· специальные работы;
· сбор и возвращение к месту постоянного расположения.
Данный состав этапов позволяет охарактеризовать и разграничить примерную последовательность работ, но не является достаточной для оценки длительностей и распределений этапов.
Кроме того, данный состав и последовательность действий не отвечает полностью управленческим целям, поскольку не включается время после аварийной ситуации, необходимое для полного возобновления работоспособности техники и постановки на учёт сил и средств, а значит, без передачи ресурсов к следующим возможным проектам ликвидации аварийной ситуации нельзя говорить о полном завершении проекта. Тем не менее, состав и последовательность работ, используемых в данном исследовании будет опираться на описанный ниже.