Для формирования основных органов, специально уполномоченных на решение задач в области ГО, защиты населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера, обеспечения пожарной безопасности, с последующим переходом к синтезу управления системой предупреждения чрезвычайных ситуаций разработана структурная схема этой системы (рис. 3.2.1.).
Рис.4.3.2.1. Структурная схема системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и их последствий
Технология согласования «спроса и предложения»
1 этап. Природные, социальные, биологические, техногенные и др. опасности генерируют поток опасных явлений (λ).
На данный поток воздействуют органы, уполномоченные на решение задач в области ГО, предупреждения и ликвидации ЧС и пожарной безопасности, выявляя опасные явления с интенсивностью n1 и предупреждая их развитие в происшествия и ЧС с интенсивностью n2.
2 этап. Поток неспрогнозированных и непредупрежденных происшествий и ЧС (λ*) «обслуживается» информационно-управляющей системой (органы, специально уполномоченные решать задачи в области гражданской обороны и задачи по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций). Информационный компонент выявляет с интенсивностью m1 происшествия и чрезвычайные ситуации, на которые реагирует, ликвидирует их и их последствия с интенсивностью m2.
3 этап. На системы жизнеобеспечения города могут оказывать воздействие также региональные, федеральные и трансграничные чрезвычайные ситуации с интенсивностью b.
Как указывалось ранее, наиболее приоритетными направлениями должны быть мониторинг, прогнозирование и предупреждение ЧС, поэтому подробнее остановимся на предупреждении ЧС.
Одним из элементов предупреждения ЧС является организация надзорной деятельности в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и пожарной безопасности, которую осуществляет Главное управление МЧС России по Санкт-Петербургу. В этой деятельности необходимо тесное взаимодействие ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга. ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу согласно своим функциям проводит мероприятия по контролю за соблюдением требований норм и правил по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, правил гражданской обороны, требований пожарной безопасности. ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга должно обеспечивать устранение выявленных нарушений. Должно быть налажено взаимодействие этих органами для предупреждения большего количества происшествий и чрезвычайных ситуаций на объектах техносферы.
Рассмотрим информационно-управляющую систему (далее – ИУС) - систему управления в области предупреждения ЧС, состоящую из информационных средств - надзорных подразделений ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и средств управления - подразделений ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга, обеспечивающих устранение выявленных нарушений руководителями проверенных объектов.
Рис. 4.3.2.2.Структурная схема системы предупреждения ЧС
Пусть информационная система ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу имеет различные средства, которые позволяют ей обнаруживать n1 опасные явления в единицу времени (обнаружение включает: выявление нарушений требований норм и правил по предупреждению и ликвидации ЧС, правил ГО, требований пожарной безопасности, выдача предписаний, определение мероприятий, направленных на устранение выявленных нарушений). Естественно предположить, что промежутки времени между моментами обнаружения фактов являются величинами случайными. Обнаруженные факты во времени образуют поток, который весьма близок к потоку Пуассона. Данные информационной системы ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу об обнаруженных признаках поступают в систему обработки данных и управления силами и средствами (ресурсами) ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга, которая имеет ограниченную пропускную способность по обработке полученной информации в единицу времени.
Обозначим интенсивность действия системы управления ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга по предупреждению ЧС путем обеспечения устранения выявленных недостатков через ν2.
Время обработки данных о требуемом признаке является величиной случайной. Обработанные в системе данные о признаках распределяются далее между выделенными силами и средствами, решающими соответствующие целевые задачи.
Рассмотрим случай, когда время пребывания требуемых признаков (фактов) в области действия надзорных подразделений ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу весьма ограниченно и соизмеримо со временем, которое необходимо для их идентификации, обработки исходных данных и адекватных действий по этим признакам. Поэтому эту сложную систему можно в первом приближении рассматривать как систему с отказами.
Обозначим вероятности состояний системы:
Р - информационная система (далее – ИС) ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу (надзорные подразделения) и система управления (далее – СУ) ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга по предупреждению ЧС путем обеспечения устранения выявленных недостатков свободны от обслуживания признаков и не проявляют себя.
Р - информационная система занята получением информации по об одном признаке, система управления свободна от обслуживания.
Р - информационная система свободна, а система управления занята обработкой информации о признаке и выработкой решения на применение сил и средств.
Р - обе системы заняты.
Составим дифференциальные уравнения состояний информационно-управляющей системы. Обозначим соответственно состояния системы А , А , А , А .
Состояние А возможно в следующих несовместных случаях:
- в момент времени t информационная система и система управления свободны. За интервал времени Δt в области действия СУ не проявился ни один признак. Вероятность этого события равна
Р (t) (1 - λ Δt); (4.3.2.1.)
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А . За время Δt данные о требуемом признаке переданы силам и средствам воздействия. Вероятность этого события равна
Р (t) Δt; (4.3.2.2.)
Тогда соотношение для состояния А запишется в следующем виде
Р (t+Δt)=Р (t)(1-λΔt)+ Р (t) Δt) ν2Δt (4.3.2.3.)
После соответствующих преобразований и перехода к пределу при Δt→ 0, получим
Р (t) = - Р (t) λ + Р (t)ν . (4.3.2.4.)
Рассмотрим состояние ИУС А . Оно возможно в следующих несовместных случаях:
- ИУС в момент времени t находится в состоянии А . За интервал времени Δt в области действия ИУС не проявился ни один новый факт и не было осуществлено устранение выявленных нарушений соответствующими силами и средствами.
Вероятность этого события равна
Р (t) (1 - λ Δt)(1- ν2Δt); (4.3.2.5.)
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А . За время Δt ИС обнаружила и выдала данные о требуемом факторе СУ,
Р (t) ( ν1Δt); (4.3.2.6.)
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А . За время Δt ИС обнаружила и выдала данные о требуемом факторе СУ, но СУ не использовала их, так как была занята обработкой данных по предыдущему факту. И поэтому полученные данные были безвозвратно потеряны вследствие кратковременности пребывания фактора в области действия ИУС.
Вероятность этого события равна
Р (t) ν1Δt. (4.3.2.7.)
Тогда соотношение для состояния А запишется в следующем виде
Р (t) = - Р (t)(λ+ ν ) + Р (t) ν + Р (t) ν . (4.3.2.8.)
При составлении дифференциального уравнения состояние ИУС А необходимо исходить из того, что оно возможно в следующих несовместных случаях:
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А . За интервал времени Δt в области действия ИУС проявился требуемый фактор и он был идентифицирован ИС. Вероятность этого события равна
Р (t) λ Δt; (4.3.2.9.)
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А . За время Δt в области действия ИУС проявился требуемый фактор и он не был идентифицирован ИС и данные не были переданы в СУ. Вероятность этого события равна
Р (t)(1- ν1Δt); (4.3.2.10.)
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А .За время Δt СУ СУ выдала данные для воздействия соответствующих сил и средств на соответствующий фактор. Вероятность этого события равна
Р (t) ν2Δt. (4.3.2.11.)
Тогда соотношение для состояния А запишется в следующем виде
Р (t) = Р (t) λ - Р (t)ν1 + Р (t)ν2. (4.3.2.12.)
Наконец, последнее состояние ИУС А возможно в следующих несовместных случаях:
- в момент времени t ИУС находилась в состоянии А . За время Δt получены новые данные о требуемых признаках
Р (t) λ Δt; (4.3.2.13.)
- в момент времени t ИУС была в состоянии А . За интервал времени Δt не были обработаны данные по требуемым признакам ИС и СУ в области действия защитной подсистемы проявились новые опасные явления. Вероятность этого события равна
Р (t)(1- (ν1+ ν2)Δt); (4.3.2.14.)
Тогда соотношение для состояния А запишется в следующем виде
Р (t) = Р (t) )λ – Р (t)( ν1+ ν2). (4.3.2.15.)
Общая система уравнений, описывающая все возможные состояния ИУС, представляется в следующем виде из четырёх дифференциальных уравнений:
Р (t) = - Р (t) λ + Р (t)ν .
Р (t) = - Р (t)(λ+ ν ) + Р (t) ν + Р (t) ν . (4.3.2.16.)
Р (t) = Р (t) λ - Р (t)ν + Р (t)ν .
Р (t) = Р (t) )λ - Р (t)( ν + ν ).
Для стационарных процессов предполагаем, что переходные процессы в системе отсутствуют. Это позволяет сделать следующую запись свойств для вероятностей перехода:
t → ∞, Р ( t) →0, Р ( t) =Р = const.
Тогда дифференциальные уравнения преобразуются в алгебраические:
Р (t) λ = Р (t)ν2 (4.3.2.17.)
Р (t)(λ+ ν2)= Р (t) ν1+ Р (t) ν1 (4.3.2.18.)
Р (t)ν1=Р (t) λ + Р (t)ν2 (4.3.2.19.)
Р (t)( ν1+ ν2) = Р (t) λ (4.3.2.20.)
Решая систему алгебраических уравнений, можно определить вероятности различных состояний информационно-управляющей системы:
Р = ,
Р = , (4.3.2.21.)
Р = ,
Р = = ,
где λ – интенсивность потока опасных явлений, генерируемого природными, социальными, биологическими, техногенными и др. опасностями.
Найдем решение системы уравнений (4.3.2.17.-4.3.2.20.):
Выразим вероятности Р (t), Р (t), Р (t) через Р (t).
Из (3.2.17.) получаем:
(4.3.2.22.)
Из (3.2.20.) получаем:
(4.3.2.23.)
Из (3.2.19.) получаем:
(4.3.2.24.)
Очевидно, что (4.3.2.25.)
для любого момента t, т.к. все рассматриваемые состояния системы образуют полную и несовместную группу.
Подставим полученные значения для вероятностей состояний (4.3.2.22.- 4.3.2.24.) в нормировочное условие (4.3.2.25.):
ó
ó
ó
Откуда получаем:
Р = (4.3.2.26.)
Р = , (4.3.2.27.)
Р = , (4.3.2.28.)
Р = . (4.3.2.29.)
Можно определить вероятность того, что опасное явление останется не идентифицированным и не предупрежденным:
ó
(4.3.2.30.)
Вероятность того, что опасное явление будет идентифицировано ИС и «обслужено» УС определяется следующим соотношением:
(4.3.2.31.)
λ* -поток неспрогнозированных и непредупрежденных происшествий и ЧС:
(4.3.2.32.)
Зная λ*, n1 и n2 исходя из формул (4.3.2.30., 4.3.2.32.), рассчитаем λ (поток опасных явлений). Подставим полученное значение λ в (4.3.2.30.), посчитаем Ротк.
4.3.3. Оценка эффективности деятельности ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга
Рассмотрим эффективность применения – степень реализации возможностей ИУС в процессе решения целевых задач, которая оценивается следующим показателем:
(4.3.3.1.)
Для оценивания эффективности государственного управления по предупреждению ЧС предлагается вести учет выявленных нарушений, выданных предписаний, предложенных к исполнению мероприятий, исполненных мероприятий.
ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу осуществляет контрольно-надзорную деятельность, а ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга, в том числе силами создаваемых ГУ «Пожарно-спасательных отряд противопожарной службы Санкт-Петербурга по району Санкт-Петербурга» (отделы профилактики пожаров и предупреждения ЧС), должно обеспечивать устранение выявленных нарушений и вести им учет для оценивания эффективности государственного управления по предупреждению ЧС.
В приложении 2 рассмотрены возможности ИУС при предупреждении ЧС за первый квартал 2006 года.
Для оценки эффективности деятельности ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга, их взаимодействия в области ГО, защиты населения и территорий от ЧС и пожарной безопасности можно рассматривать также коэффициенты снижения ущерба от чрезвычайных ситуаций (по отношению к показателю базового года, в %):
- снижение количества гибели людей (Ппог):
, где: (4.3.3.2.)
Nпоготч - количество погибших в ЧС за отчетный год;
Nпогбаз - количество погибших в ЧС за базовый год.
- снижение количества пострадавшего населения (Ппос):
, где: (4.3.3.3.)
Nпосотч - количество пострадавших в ЧС за отчетный год;
Nпосбаз - количество пострадавших в ЧС за базовый год.
- снижение экономического ущерба (Пу):
, где: (4.3.3.4.)
Уотч - экономический ущерб от ЧС за отчетный год;
Убаз - экономический ущерб от ЧС за базовый год.
В настоящее время для оценивания эффективности деятельности органов в области ГО, защиты населения и территорий от ЧС и пожарной безопасности рассчитывают коэффициенты снижения ущерба от чрезвычайных ситуаций, но более полную оценку будет давать оценивание ущерба не только от ЧС, а от происшествий. Так как общий ущерб от происшествий, не классифицированных как чрезвычайные ситуации, может быть больше, чем ущерб от ЧС.
За базовый год было бы целесообразным принять 2004 год, так как ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу было создано с 01.01.2005 года и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга с 14.12.2004 года. Однако, оценить эффективность по данным коэффициентам по ЧС по сравнению с 2004 годом невозможно, так как в 2004 году были изменены критерии информации о чрезвычайных ситуациях в соответствии с Приказом МЧС России №329 от 08.07.2004 года.
Поэтому рассчитаем данные коэффициенты для оценивания эффективности деятельности ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга в области пожарной безопасности.
- снижение количества погибших на 19,8 %.
- увеличение экономического ущерба на 25,6%.
Полученные результаты также не могут в полной мере оценить эффективность взаимодействия ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга, так как в 2005 году и в настоящее время функции по пожаротушению еще не переданы Санкт-Петербургу.
Предлагаем использовать оценку данных коэффициентов, начиная с 2005 года, приняв его за базовый.
Разработанная структурная схема системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и их последствий, комплексная модель информационно-управляющей системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций позволили определить и обосновать структуру, взаимодействие государственных органов власти.
ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу как контрольно-надзорный орган должно выявлять нарушения выявление нарушений требований норм и правил по предупреждению и ликвидации ЧС, правил ГО, требований пожарной безопасности, выдавать предписания, определять мероприятия, направленные на устранение выявленных нарушений, а ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга, в том числе силами создаваемых ГУ «Пожарно-спасательных отряд противопожарной службы Санкт-Петербурга по району Санкт-Петербурга» (отделы профилактики пожаров и предупреждения ЧС), должно обеспечивать устранение выявленных нарушений.
Для оценивания эффективности государственного управления по предупреждению ЧС предлагается вести учет выявленных нарушений, выданных предписаний, предложенных к исполнению мероприятий и исполненных мероприятий.
Уровень социально-экономического развития страны тесно связан с уровнем природно-техногенной безопасности. В России продолжают сохраняться негативные тенденции в области ЧС, сложившиеся в конце XX века. Сохраняется тенденция увеличения ЧС природного характера. С учетом усложнения техногенной сферы и повышения ее потенциальной опасности следует прогнозировать высокую вероятность возникновения крупных техногенных чрезвычайных ситуаций.
Общественно-политическая обстановка в стране в настоящее время характеризуется процессом укрепления государственности. В ходе административной реформы государственного управления изменилась структура федеральных органов исполнительной власти. Идет процесс разграничения полномочий между федеральными органами государственной власти Российской Федерации, органами государственной власти субъектов и органами местного самоуправления, оптимизации деятельности территориальных федеральных органов исполнительной власти. Этими процессами и определяется актуальность данной работы.
В процессе выполнения данной работы была рассмотрена классификация чрезвычайных ситуаций, модель возникновения чрезвычайных ситуаций, дана оценка потенциальных опасностей возникновения чрезвычайных ситуаций на территории Санкт-Петербурга, прогноз чрезвычайных ситуаций на 2006 год.
Был произведен анализ федерального и регионального законодательства в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, обеспечения пожарной безопасности. Федеральный закон № 122-ФЗ от 22.08.2004 года внес существенные изменения в базовые нормативно правовые акты: федеральные законы №28-ФЗ «О гражданской обороне», №68-ФЗ «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», №69-ФЗ «О пожарной безопасности», согласно которым изменились полномочия исполнительных органов государственной власти субъектов РФ в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и пожарной безопасности. Изучены новые полномочия исполнительных органов государственной власти РФ и субъектов РФ. С целью повышения эффективности деятельности и во избежание дублирования функций предложено заключение соглашения о взаимодействии Главного управления по делам ГО и ЧС Санкт-Петербурга и Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу в исполнении функций по реализации полномочий, определенных законодательством РФ в области гражданской обороны и защиты населения от ЧС природного и техногенного характера, тушения пожаров, организации и проведения аварийно-спасательных работ, обеспечения пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах на территории Санкт-Петербурга. Разработанную таблицу взаимодействия необходимо корректировать по мере передачи городу всех возложенных на него полномочий в соответствии с измененным законодательством.
Было установлено, что для достижения главной цели данной работы наиболее приемлемым представляется структурно-функциональный анализ, методологические основы синтеза облика и применения системы.
Итогом изучения этих методов, а также опыта практического применения ряда из них, стала комплексная модель информационно-управляющей системы предупреждения чрезвычайных ситуаций, которая позволила определить и обосновать структуру, взаимодействие государственных органов власти.
Были предложены показатели для оценивания эффективности деятельности государственных органов власти в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и пожарной безопасности и рекомендации для их расчета.
Для организации взаимодействия ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС, когда функции по пожаротушению будут окончательно переданы ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга согласно Соглашению между МЧС России и Правительством Санкт-Петербурга о передаче друг другу осуществления части своих полномочий в решении вопроса организации тушения пожаров и предупреждения чрезвычайных ситуаций межмуниципального и регионального характера, стихийных бедствий и ликвидации их последствий, утвержденному Постановлением Правительства РФ №10 от 11.01.2005 года, что произойдет не ранее 2008 года, целесообразно рассмотреть информационно-управляющую систему ликвидации чрезвычайных ситуаций на основе разработанной структурно-функциональной схемы предупреждения и ликвидации ЧС и их последствий.
Взаимодействие ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга подразумевает, прежде всего, согласование их действий по целям, задачам, месту, времени и способам выполнения задач в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от ЧС и пожарной безопасности.
Расчетно-графическое представление возможностей информационно-управляющей системы при предупреждении ЧС
Рассмотрим поток опасных техногенных явлений в 1 квартале 2006 года.
Известно, что ν1=147 – интенсивность деятельности ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу, количество предложенных к устранению мероприятий, выявленных в ходе плановых мероприятий контроля за соблюдением требований норм и правил по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, за соблюдением правил гражданской обороны, в квартал. ν2 неизвестно, предположим ν2 =110 (интенсивность деятельности, направленной на устранение нарушений, количество исполненных мероприятий в квартал).
Количество чрезвычайных ситуаций (непредупрежденных опасных техногенных явлений) за 1 квартал 2006 года λ* = 24.
Подставим значения ν1, ν2, λ* в (3.2.30., 3.2.32.), выразим λ, решим уравнение 3 степени. Получили:
Подставим полученное значение λ в (3.2.30.), посчитаем Ротк.
Ротк = 0,3376
Робсл = 0,6624 – вероятность выявления и предупреждения каждого опасного явления.
Показатель эффективности государственного управления по предупреждению ЧС рассчитывается по формуле (3.3.1.):
=47 – количество предупрежденных ЧС.
Рассмотрим вероятность отказа при различной интенсивности деятельности, направленной на устранение нарушений:
При ν2 = 120 ==> Ротк = 0,3173
При ν2 = 130 ==> Ротк = 0,2992
При ν2 = 140 ==> Ротк = 0,2830
При ν2 = 147 ==> Ротк = 0,2727
Видно, что при увеличении данной интенсивности снижается вероятность непредупреждения ЧС. Вероятность отказа достаточно высока. Необходимо увеличение контрольных мероприятий для увеличения количества выявленных и предупрежденных ЧС.
На рис. П.2.1 изображена зависимость того, что опасное явление будет идентифицировано ИС ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу и «обслужено» УС ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга от интенсивности ν2.
Рис. П.2.1.
Вероятность (Рис. П.2.2) того, что требуемое опасное явление будет идентифицировано ИС и «обслужено» УС определяется следующим соотношением:
.
Рис. П.2.2
По данному графику видно, что при увеличении количества контрольных и надзорных мероприятий ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу (информационная система), выписанных предписаний и количества мероприятий ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга по устранению выявленных нарушений увеличивается вероятность предупреждения ЧС.
- информационная система (далее – ИС) ГУ МЧС России по Санкт-Петербургу (надзорные подразделения) и система управления (далее – СУ) ГУ ГОЧС Санкт-Петербурга по предупреждению ЧС путем обеспечения устранения выявленных недостатков свободны от обслуживания признаков и не проявляют себя.
- информационная система занята получением информации по об одном признаке, система управления свободна от обслуживания.
- информационная система свободна, а система управления занята обработкой информации о признаке и выработкой решения на применение сил и средств.
- обе системы заняты.
Δt; (4.3.2.2.)
Р 
. (4.3.2.4.)
+ Р 
( t) →0, Р 
,
, (4.3.2.21.)
,
,
(t), Р 
(t), Р 
(t) через Р 
(4.3.2.22.)
(4.3.2.23.)
(4.3.2.24.)
(4.3.2.25.)
ó
ó
ó
ó
(4.3.2.30.)
(4.3.2.31.)
(4.3.2.32.)
(4.3.3.1.)
, где: (4.3.3.2.)
, где: (4.3.3.3.)
, где: (4.3.3.4.)
- снижение количества погибших на 19,8 %.
- увеличение экономического ущерба на 25,6%.
=47 – количество предупрежденных ЧС.
.
