close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Проблема функционирования и совершенствования системы управления ресурсами для ликвидации чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах..pdf

код для вставкиСкачать
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
111
УДК 621.321
И. С. Наумов
ПРОБЛЕМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ
НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТАХ
Пермский государственный технический университет
igor14-88@list.ru
Описана модель совершенствования и функционирования системы обеспечения ресурсами для ликвидации чрезвычайных ситуаций, которая позволяет минимизировать ущерб. Показана необходимость учитывать динамическую взаимосвязь параметров развития чрезвычайной ситуации, ограничений на параметры элементов системы обеспечения запасами, характеристик района функционирования системы обеспечения запасами при разработке математических моделей
для синтеза и оценки результатов функционирования системы обеспечения ресурсами.
Ключевые слова: система управления, чрезвычайная ситуация, ликвидация, риск, ресурс, ущерб, устойчивость.
I. S. Naumov
PROBLEM OF FUNCTIONING AND PERFECTION
OF THE CONTROL SYSTEM BY RESOURCES FOR LIQUIDATION
OF EMERGENCY ON THE INDUSTRIAL OBJECTS
Perm State Technical University
Described the model of perfection and functioning of system of maintenance with resources for liquidation of emergency, at
which use it is possible to minimize a damage. Show of the need to take into account the dynamic interrelation parameters of development of emergency, restrictions on the parameters of the system elements of the maintenance with supplies, characteristics
of area of functioning of system of maintenance with supplies, by working out of mathematical models for synthesis and estimations of results of functioning of system of maintenance with resources.
Key words: Control system, emergency, liquidation, risk, resource, damage, resistance.
Введение
Проблема постоянного увеличения масштабов чрезвычайных ситуаций (ЧС) заставляет
оперативно и обоснованно вырабатывать меры
для предупреждения и ликвидации ЧС. Для этого создаются соответствующие управленческие
структуры – системы управления в условиях ЧС.
Руководящим органам обычно приходится
действовать в условиях острого дефицита времени, ограниченности финансовых ресурсов
ограниченной точности и достоверности информации [1]. Это может привести к принятию
нерациональных и даже ошибочных решений,
а следовательно, и к большим потерям. Поэтому совершенствование систем управления,
ориентированных на локализацию и ликвидацию ЧС, имеет большое значение и может
обеспечиваться следующими параметрами:
– обоснованием производительности оборудования;
– обоснованием средств, необходимых для
содержания личного состава и их оснащения
средствами;
– обоснованием структуры систем локализации и ликвидации ЧС.
Основными критериями формирования оптимального превентивного плана по предупреждению и ликвидации последствий ЧС являют-
ся минимум ущерба; минимум общих затрат на
реализацию превентивных мероприятий; минимум общего времени реализации оперативных мероприятий по ликвидации ЧС и ее последствий. В качестве ограничений используются ограничения на общие объемы ресурсов,
сил и средств, выделенных для реализации мероприятий, на наличие необходимых сил и
средств в пунктах их дислокации, структурные
ограничения на связи ЧС и проводимых мероприятий.
Основные задачи оперативного планирования и управления в системе управления ЧС заключаются в нахождении оптимального (рационального) распределения имеющегося персонала и оборудования по объектам, на которых возникли ЧС, а также в определении
необходимого состава персонала и оборудования и их количества для достижения поставленных целей [2].
Для минимизации ущерба от ЧС очень важно
соотношение между располагаемым и требуемым
временем локализации и ликвидации ЧС.
Располагаемое время – это время, в которое
следует уложиться при осуществлении какоголибо мероприятия, чтобы обеспечить его успех,
это время, которое определяется динамикой
развития ЧС и ее негативных последствий.
112
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
Требуемое время – это время, которое необходимо для осуществления некоторых мероприятий с учетом уровня подготовки, обеспеченности и состояния системы, предназначенной для локализации и ликвидации ЧС.
Рассмотрим влияние располагаемого времени, производительности и ресурсов (сил и
средств) на величину ущерба от ЧС.
Модель функционирования системы
Пусть Qпл объем работ, который необходимо выполнить за tрасп, чтобы предотвратить
ущерб от ЧС, то есть Qпл – величина предотвращенного ущерба. В данном случае производительность, то есть объем работ, производимый за единицу времени в момент времени t на
объекте (максимальная производительность
Пmax) будет определяться выражением
t
∂
П (t ) = Q (t ), Q (t ) = ∫ П ( Ζ) dZ ,
(1)
∂t
o
где Q(t) – функция предотвращенного ущерба;
Z – переменная, используемая для интегрирования.
Производительность является функцией ресурса R (люди, оборудование и другие элементы, необходимые для выполнения работ), однако
по мере роста R производительность увеличивается, но должен наступить эффект насыщения.
Величина ущерба в зависимости от производительности и ресурса выражается:
П (t , RП ) = П max ; П (t , RM ) = П min ;
ΔQ(min
t)
пл
tрасп
= Q − ∫ П ( Ζ, RП )d Ζ;
t
tрасп
пл
ΔQ(max
− ∫ П ( Ζ, RМ )d Ζ;
t) = Q
t
tрасп
ΔQ(пред
= Q пл − ∫ П ( Ζ, RП , ΔR )d Ζ.
t)
(2)
t
ΔR = Rmax − R,
где RП – полный ресурс, обеспечивающий максимальную производительность, исходя из средних удельных затрат;
RМ – минимальный ресурс, обеспечивающий минимально допустимую производительность;
R – текущая величина ресурса.
При возникновении ЧС на объекте может
использоваться ресурс R при условии RМ < R <
RП. За счет имеющихся резервов возможна ликвидация последствий возмущений (задержка
в применении ресурсов для ликвидации ЧС,
неправильная оценка необходимого количества
и тому подобное), то имеет смысл рассмотреть
область устойчивости, под которой будем понимать такую совокупность состояний при ликвидации ЧС, из которых можно выполнить заданный объем работ Qпл за время tрасп без привлечения дополнительных сил.
Может оказаться, что для выполнения требуемого объема работ по ликвидации ЧС в течении tрасп, необходимы дополнительные ресурсы, поставленные извне. Поэтому введем в рассмотрение управляемость, которая характеризует способность ликвидировать отставание по
объему выполненных работ при наличии
управляющего воздействия со стороны системы управления ресурсами [3].
Диапазон изменения П(t,R) определяет область устойчивости работ по ликвидации ЧС
t
Q1 (t ) = ∫ П ( Z , Rм )dZ ;
0
t
2
Q (t ) = ∫ П ( Z , RП )dZ ;
t max
3
t
(3)
t
Q (t ) = ∫ П ( Z , R)dZ + ∫ ΔП ( Z , R, ΔR )dZ ;
t1 + τ
tн
t
Q 4 (t ) = ∫ Vmax ( Z , R, ΔR )dZ ,
tc
1
где Q (t) – верхняя граница области устойчивости;
Q2(t) – нижняя граница области устойчивости;
Q3(t) – траектория процесса;
Q4(t) – область катастрофического отставания.
Графическое изображение области устойчивости представлено на рис. 1.
Определим управляемость объекта
tрасп
tрасп
о
t1 +τ
Q пл = ∫ П (t , R )dt + ∫ ΔП (t , R, ΔR)dt ,
где t1 – момент запроса на необходимость дополнительных ресурсов;
τ – быстродействия управления (время обработки и передачи информации, время принятия решения и его реализации).
Управляемость объекта будет определяться
tрасп
Y = ∫ ΔП (t , R, ΔR )dt ,
(4)
t1 +τ
где Y – управляемость (оперативность);
∆П – приращение производительности за
счет дополнительного приращения ресурсов ∆R.
Чем больше величина Y, тем выше управляемость объекта.
113
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
Рис. 1. Область устойчивости
Рассмотрим влияние τ, t1, t на управляемость:
∂Y
= −ΔП (t1 + τ, R, ΔR );
∂τ
∂Y
= −ΔП (t1 + τ, R, ΔR );
∂t1
∂Y
= ΔП (t расп , R, ΔR).
расп
∂t
Таким образом:
а) увеличение τ, то есть уменьшение быстродействия управления и увеличение t1 (длительность контроля, приводящая к задержке
доведения информации) снижают управляемость;
б) увеличение tрасп располагаемого времени
увеличивает управляемость.
Максимальный дополнительный объем работ,
который можно выполнить, при этом, равен:
tрасп
ΔQ пл = Q (t1 + τ) + ∫ П (t1 + τ, RП ) dt − Q пл
t1 +τ
∂ΔQ
∂τ
пл
= −ΔП (t1 + τ, R, RП − R)
(5)
Следовательно, увеличение времени управляемого воздействия всегда уменьшает возможность по выполнению дополнительного
объема работ [4].
Действующая устойчивость работ при этом,
равна:
tрасп
И д (t ) = Q(t ) − Q пл + ∫ П ( Ζ, RП )dZ ;
t
tрасп
И д (0) = ∫ П ( Ζ, RП )dZ − Q пл ;
t
расп
(6)
И д (t ) = 0, если, Q (t расп ) = Q пл .
Из данного выражения следует, что действующая устойчивость уменьшается по мере
приближения t к tрасп.
Таким образом, по мере приближения текущего времени к располагаемому, во-первых,
уменьшается устойчивость процесса – возможно возникновение отклонений, которые не компенсируются собственными силами, а, вовторых, уменьшается управляемость Y, то есть
затрудняется ликвидация отклонений с помощью внешних воздействий [5].
Приращение ресурса тем меньше увеличивает управляемость, чем больше собственный
ресурс. С другой стороны – устойчивость тем
больше, чем больше RП. Следовательно, увеличивая устойчивость процесса, мы тем самым
снижаем его управляемость при увеличении
ресурса за счет внешних сил.
Если происходит случайное изменение ресурсов на величину ΔR*, то это, прежде всего,
сказывается на устойчивости:
tрасп
И д (t ) = Q(t ) − Q пл + ∫ П ( Z , RП − ΔR∗ )dZ .
(7)
t
Отрицательное значение И д говорит о том,
что рабочая точка вышла из области устойчивости и без помощи извне требуемый объем работ выполнен не будет.
Величина допустимого уменьшения ресурса
ΔRд находится из уравнения:
tрасп
Q(t1 ) − Q пл + ∫ П ( Z , RП − ΔRд )dZ = 0,
t1
где t1 – момент, когда происходит уменьшение
ресурсов.
Из уравнения следует:
⎪⎧ RП − Rм , при t1 = 0;
ΔRд = ⎨
при t1 = t расп .
⎪⎩0,
Величина выделяемых объекту, в случае
необходимости, ресурсов ΔRi будет зависеть от
необходимого для выполнения работ заданного
объема и интервала времени τ’ = tiрас −ti − τ, при
этом максимальная величина равна ΔRmaxi.
Вывод
При такой системе ликвидации ЧС можно
при том же объеме ресурсов обеспечить более
низкий ущерб от ЧС, по сравнению с системой,
у которой ресурсы распределены по объектам.
Таким образом, при разработке математических моделей для синтеза и оценки результатов
функционирования системы обеспечения ресурсами требуется учитывать динамическую
взаимосвязь параметров развития ЧС; ограничений на параметры элементов системы обеспечения запасами; характеристик района функционирования системы обеспечения запасами.
114
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Организационно-методические указания по подготовке органов управления, сил гражданской обороны
и единой государственной системы предупреждения и
ликвидации чрезвычайных ситуаций на 2011–2013 годы
(письмо МЧС России от 7 декабря 2010 г. № 2-4-60-15-14).
URL: http://www.mchs.gov.ru/activities/?ID=154821 (дата
обращения: 17.01.2011).
2. Концепция создания Единой автоматизированной
системы антикризисного управления жизнедеятельностью
государства в условиях повседневной деятельности, предупреждения и ликвидации ЧС. − М.: МЧС, 2008. − 137 с.
3. Вентцель Е. С. Введение в исследование операций. −
М.: Советское радио, 1964. − 391 с.
4. Цвиркун А. Д., Акинфиев В. К. Структура многоуровневых и крупномасштабных систем. − М.: Наука,
1993. − 160 с.
5. Лежебоков В. В. Управление информационными
процессами обработки массивов данных большой размерности Известия Волгоградского государственного технического университета: межвуз. сб. науч. ст. № 6 (54) /
ВолгГТУ. – Волгоград, 2009. – (Сер. Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики
в технических системах. Вып. 6). – С. 56–59.
УДК 004.4'413
О. А. Сычев, Д. В. Литовкин, С. В. Пашаев
ГЕНЕРАЦИЯ ЧЕЛОВЕКОПОНЯТНЫХ НАИМЕНОВАНИЙ УЗЛОВ
СИНТАКСИЧЕСКИХ ДЕРЕВЬЕВ ДЛЯ ЯЗЫКОВ,
ЗАДАННЫХ КОНТЕКСТНО-СВОБОДНЫМИ ГРАММАТИКАМИ
Волгоградский государственный технический университет
pashaev.sergey@gmail.com
Предлагается метод для записи контекстно-свободных грамматик с именами узлов(элементами перевода). Предлагаемый формат грамматики позволяет построить понятное человеку наименование узла абстрактного синтаксического
дерева на естественном языке, которое может быть использовано в сообщениях об ошибках. Описаны методы построения полных имен узлов, в соответствии с разработанной грамматикой.
Ключевые слова: наибольшая общая подпоследовательность, абстрактное синтаксическое дерево, открытый ответ,
синтаксический анализ, контекстно-свободные грамматики.
O. A. Sychev, D. V. Litovkin, S. V. Pashaev
HUMAN-READABLE NODE NAME GENERATING FOR ABSTRACT
SYNTAX TREE BASED ON CONTEXT-FREE GRAMMAR
Volgograd State Technical University
А method for writing a context-free grammars with the human-readable node names. The proposed format allows to construct a human-readable node name of syntax tree in natural language. The a method for generating node names using the proposed grammar format was described.
Key words: LCS, abstract syntax tree, open questions, syntax analysis, context-free grammars, parser.
Развитие систем дистанционного обучения
является одним из приоритетных направлений
развития в образовательной сфере [1]. При таком способе обучение как никогда важен контроль качества знаний и одна из самый простых,
эффективных и распространенных его форм –
тестирование. Автоматизированное тестирование является важной составляющей учебнометодических комплексов дисциплин [2].
Задания с открытым ответом исключают
возможность угадывания ответа и побуждают
студента думать над ним, но анализ ответов в
них нетривиален. Очень важно корректно показать студенту его ошибку и объяснить ее так,
чтобы он понял причины ее возникновения.
Указывать на ошибку и ее объяснение важно не
только не этапе тестирования и контроля зна-
ний, но и в процессе обучения [3]. Поскольку
ценность ответа на задание с открытым ответом
выше, чем у закрытых, его тщательный анализ
при генерации сообщений об ошибках представляет собой актуальную и приоритетную задачу.
В настоящее время в ВолгГТУ активно используется автоматизированное тестирование.
Такое тестирование особенно популярно на специальностях, связанных с программированием.
Так или иначе, множество вопросов и ошибок
связано с синтаксисом изучаемых языков программирования [4]. При этом необходимо достаточно информативно выдать подсказку при самоподготовке студента или сообщить об ошибке
при контрольном тестировании.
На сегодняшний день существуют различные
способы сравнения ответа с эталонным: посим-
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа