Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Управление в социальных и экономических системах

Диссертационная работа:

Теплова Виктория Валерьевна. Моделирование и разработка структурно-функциональной организации системы поддержки принятия решений при управлении эвакуацией людей из образовательного учреждения: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.13.10 / Теплова Виктория Валерьевна;[Место защиты: Юго-Западном государственном университете].- Курск, 2012.- 17 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы исследования.

Современное образовательное учреждение (ОУ) представляет собой сложную социально-экономическую систему, в которой главным и наиболее активным элементом выступает человек. Одним из направлений управления этой системой является обеспечение поддержки принятия решений при эвакуации людей в случае возникновения пожара как техногенной чрезвычайной ситуации (ЧС).

В настоящее время в нашей стране сохраняется тенденция роста числа пожаров на объектах жилого, социально-бытового и культурного назначения и количества погибших людей в них. Участившиеся в последнее время пожары в ОУ показывают, что обеспечение безопасности людей при возникновении этой чрезвычайной ситуации во многом зависит от своевременности и беспрепятственности эвакуации и требует научно обоснованных планов эвакуации.

Оценки эвакуационных планов связаны с использованием математического моделирования движения потоков людей внутри здания, теоретические основы которого были заложены профессором С.В. Беляевым. Дальнейшие исследования связаны с именами А.И. Милинского, разработавшего графоаналитический метод расчета общего времени эвакуации, и В.М. Предтеченского, получившего эмпирические зависимости скорости движения людей от плотности людского потока.

Современный этап исследований характеризуется использованием ЭВМ. Большой вклад в развитие компьютерных имитационных моделей эвакуации (КИМЭ) внесли В.В. Холщевников, Д.А. Самошин, R. Fahy, E. Kuligowski и др. Однако, разработанные модели имеют ограничение, обусловленное отсутствием возможностей учета специфики ОУ и возникновения «конфликтных» ситуаций при эвакуации.

Здания ОУ по своим функциональным свойствам отличаются от промышленных, административных и жилых сооружений. В них есть как небольшие офисные помещения (например – помещения административно-хозяйственных служб), так и большие, объемные помещения (лекционные поточные аудитории, читальные залы и др.). Особенно усложняется задача эвакуации из лекционных аудиторий в связи с одновременным нахождением в них большого числа людей и низкой пропускной способностью проходов. Также в ОУ есть как помещения с малым присутствием горючих материалов (спортзал), так и помещения со значительным заполнением горючими материалами (книгохранилище). Эти обстоятельства обусловливают необходимость рассматривать ОУ как сложную организационную систему, состоящую из множества взаимосвязанных подсистем, различающихся по своим свойствам, назначению и требуемому уровню безопасности.

Следует также отметить, что особенностью зданий ОУ является нестационарность распределения людей по внутренним помещениям здания, связанная с расписанием занятий. В соответствии с учебным расписанием локальная концентрация людей внутри здания изменяется несколько раз в сутки. Это обстоятельство приводит к необходимости учета зависимости планов эвакуации от времени суток, а также требует оценки учебного расписания с точки зрения организации беспрепятственного движения людей при эвакуации. Решение этих задач для зданий ОУ осложняется наличием моментов времени, когда люди переходят из одних помещений в другие, в частности во время перерывов между занятиями.

При решении задач принятия управленческих решений по эвакуации людей при пожаре в ОУ необходимо рассматривать создавшуюся ситуацию как сложный динамический объект со специфическими характеристиками и свойствами, а также необходимо разработать основы создания систем информационной поддержки принятия решений в условиях пожара на основе имитационного моделирования.

Таким образом, в настоящее время имеет место противоречие, состоящее в том что, с одной стороны существует объективная необходимость повышения оперативности сбора, обработки данных и принятия решений при управлении процессом эвакуации людей из образовательного учреждения и с другой стороны отсутствуют адекватные модели и автоматизированные средства оценки пропускной способности маршрутов эвакуации в конкретных условиях.

В связи с этим целью диссертационной работы является разработка структурно-функциональной организации системы поддержки принятия решений для повышения оперативности управления эвакуацией людей из образовательного учреждения.

В соответствии с целью научной задачей диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов формирования и движения людского потока в образовательных учреждениях, учитывающих особенности и структуру препятствий на путях движения и позволяющих определить пропускную способность маршрута эвакуации из образовательного учреждения.

В соответствии с поставленной целью и научной задачей в работе решаются следующие частные задачи:

- анализ современного состояния вопроса автоматизации управления процессом эвакуации людей при пожаре;

- разработка структурно-системной модели процесса управления эвакуацией людей из образовательных учреждений;

- разработка математической модели и алгоритма процесса эвакуации людей из аудиторий при возникновении пожара;

- разработка структурно-функциональной организации системы поддержки принятия решений при управлении эвакуацией людей из образовательных учреждений и определение экспертных оценок времени эвакуации.

Объектом исследования является система управления пожарной безопасностью в образовательном учреждении.

Предметом исследования являются модели, алгоритмы и средства поддержки принятия решений при управлении эвакуацией людей из образовательного учреждения.

В работе использованы методы и положения теорий: управления в организационно-технических системах, математического и имитационного моделирования, множеств, террайнов, сетей Петри, случайных импульсных потоков, а также методы проектирования сложных информационных систем.

Научная новизна результатов, выносимых на защиту. В диссертационной работе получены следующие результаты, обладающие научной новизной:

1. Структурно-системная SADT-модель управления эвакуацией людей, особенностью которой является описание специфики образования и движения людских потоков в образовательном учреждении и управления ими.

2. Математическая модель формирования и движения людского потока, особенностью которой является описание преодоления препятствий аудиторий на основе теории террайнов и их освобождения на основе теории случайных импульсных потоков, позволяющей определить пропускную способность помещений образовательного учреждения.

3. Структурно-функциональная организация системы поддержки принятия решений при управлении эвакуацией людей из аудиторий образовательного учреждения, особенностью которой является введение блоков: моделирования формирования людского потока, оценки пропускной способности выходов аудиторий, описания схемы помещения, а также связей между ними, которое позволяет определить время и маршруты эвакуации при различных вариантах движения людских потоков.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Разработанная модель процесса эвакуации людей, представленная в виде структурно-системного описания, является теоретической основой построения системы поддержки принятия решений управления эвакуацией людей из образовательного учреждения.

2. Математическая модель описания людского потока, представленная в диссертационной работе, позволяет определить пропускную способность маршрута эвакуации, формировать близкие к оптимальным планы эвакуации людей из аудиторий образовательного учреждения, а ее применение в системе поддержки принятия решений обеспечивает сокращение времени эвакуации и уменьшение числа «конфликтных» ситуаций на наиболее загруженных участках пути.

3. Предложенная в диссертационной работе структурно-функциональная организация системы поддержки принятия решений обеспечивает повышение качества (оперативность и обоснованность) управленческих решений по эвакуации людей из аудиторий образовательного учреждения при пожаре.

Связь темы исследования с целевыми программами.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по теме «Разработка методологических основ создания информационно-аналитических систем органов власти субъектов РФ для мониторинга обстановки, прогнозирования возникновения природных и техногенных катастроф, а также ликвидации их последствий», а также в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» по проекту 2.2.3.2/6979 «Разработка и создание имитационных моделей прогнозирования и оценки рисков пожароопасных ситуаций в организациях высшего профессионального образования».

Исследование частично поддержано федеральной целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» по теме «Разработка теоретических основ построения распределенных информационно-аналитических систем, функционирующих на базе единого информационного пространства».

Реализация и внедрение. Результаты диссертационной работы внедрены в ОКУ «ЦОД ГОЧС Курской области» с целью развития возможностей информационно-телекоммуникационной системы Главного управления МЧС по Курской области по формированию управленческих решений по эвакуации людей при пожаре, а также в НИЦ (г. Курск) ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ. Научно-методические результаты, полученные в диссертационной работе, используются в учебном процессе Юго-Западного государственного университета (ЮЗГУ) в рамках дисциплин «Имитационное моделирование экономических процессов», «Основы управления социально-экономическими системами», «Компьютерные системы поддержки принятия решений», а также в учебном процессе Курской академии государственной и муниципальной службы (КАГМС) в рамках дисциплин «Защита территорий в чрезвычайных ситуациях» и «Устойчивость объектов экономики в чрезвычайных ситуациях».

Апробация работы.

Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: II Международной молодежной научной конференции «Молодежь и XXI век» (г. Курск), IX Международной конференции «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание – 2010)» (г. Курск), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Наука и практика: от фундаментальных исследований до инноваций» (г. Екатеринбург), IV Международной научно-практической конференции «Наука в современном мире» (г. Москва), II Международной научно-практической конференции «Перспективы развития информационных технологий» (г. Новосибирск), Международной научно-технической конференции «Современные информационные технологии – 2011» (г. Пенза). Результаты диссертационной работы обсуждались на кафедре Информационных систем и технологий Юго-Западного государственного университета.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 научных работ, в том числе 6 статей в рецензируемых научных журналах и изданиях.

Личный вклад автора. В работах, выполненных в соавторстве и перечисленных в конце автореферата, лично автором в [1, 2, 7, 11, 12] разработана математическая модель формализованного описания аудиторий на основе теории террайнов; в [3] – теоретико-множественный подход к описанию ситуации; в [4, 14] – имитационная модель эвакуации на основе теории террайнов; в [5] – подход к оценке времени освобождения аудитории ОУ в процессе эвакуации; в [6] – модель оценки времени эвакуации людей с этажа образовательного учреждения.

Соответствие паспорту специальности.

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 05.13.10 Управление в социальных и экономических системах: по пункту 2 «Разработка методов формализации и постановки задач управления в социальных и экономических системах» в части формализации задачи построения структурно-системной модели управления эвакуацией людей из ОУ при пожаре; по пункту 6 «Разработка и совершенствование методов получения и обработки информации для задач управления социальными и экономическими системами» в части разработки подхода к моделированию формирования и движения людского потока при пожаре.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка (120 наименований) и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 125 страницах машинописного текста, включает 10 таблиц, 36 рисунков.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net