Задача эвакуации рассмотрена как сетевая задача транспортного типа. Для оценки временных параметров построена динамическая модель движения эвакуационного транспорта в составе транспортных колонн и разработан алгоритм ее реализации. Общая схема этого алгоритма представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема алгоритма динамического моделирования движения колонн

Часть внешних факторов модели целесообразно рассматривать как случайные величины, функции распределения которых можно оценить теми или иными способами. Для оценки временных параметров в этом случае использовались методы имитационного моделирования. В частности, рассмотрен вопрос о моделировании потока людей, прибывающих на пункты посадки.

- количество пришедших за период [t1,t2], где ?i(t) – интенсивность входного потока на i-м пункте посадки в момент времени t; это переменная величина, задаваемая случайными параметрами.

Вид функции ?i(t) схематично изображен ниже (имеет вид PERT-распределения) и задается тремя параметрами a, b и c, которые являются связанными, так как общее количество пришедших известно (рис. 2).

Рис. 2. Общий вид функции интенсивности входного потока

a, ?b – случайные величины (параметры функции переменной интенсивности). Исходим из предположения, что ?a и ?b - две зависимые (положительная корреляция) нормально распределенные случайные величины с параметрами ?a, ?a и ?b, ?b.

?????????????¤??????

?????????????В качестве программного инструментария, сочетающего оптимизационные и имитационные подходы, использовалась программа RISKOptimizer. Для моделирования функционалов оценки времени движения по дугам сети использовались самообучающиеся алгоритмы на основе технологии нейронных сетей, реализованные в программе Deductor Professional. Процесс моделирования гибко увязывался с инструментарием обработки географических данных, а именно программным продуктом ArcDesktop с использованием модулей расширения SpecialAnalyst и NetworkAnalyst.

Рассмотрены задача как оценки временных параметров имеющегося плана эвакуации, так и его оптимизации. Разработана математическая модель оптимального синтеза маршрутной сети эвакуационных колонн для проведения эвакуации из крупных городов, оптимального распределения эвакуируемых по площадкам эвакуации, оптимизации распределения транспортных ресурсов при наличии различных внешних факторов. В качестве оптимизируемого критерия задачи рассмотрено общее время проведения эвакуации. Математическая постановка задачи имеет следующий вид:

X, A, Z

Подробное описание всех параметров модели приведено в основном тексте диссертационной работы.

С точки зрения теории риска данная задача является задачей управления рисками, поскольку минимизация времени проведения процесса эвакуации ведет к минимизации рисков, рассматриваемых и оцениваемых в связи с этим процессом.

Разработана, апробирована и зарегистрирована программная реализация управляющей системы процессом эвакуации, основанная на комплексе математических моделей. Система позволяет рассматривать разнородные маршрутные сети, в зависимости от вида эвакуации, а именно эвакуацию в составе автоколонн, пеших колонн, железнодорожным и речным транспортом. Разработана система, которая может эксплуатироваться как автономно, так и в сочетании с геоинформационными системами, что существенно расширяет сферу ее использования. В частности при выборе маршрутов имеется возможность «закрытия» отдельных участков маршрута и автоматизированного поиска объездов (рис. 3).

Рис. 3. Поиск участков объезда

Основными функциональными возможностями данной управляющей системы являются:

1. Формирование обоснованных эвакуационных планов:

формирование системы пунктов посадки, а именно: местонахождение и количество приписанных;

формирование системы приемных эвакуационных площадок с определением их местонахождения и количества приписанных;

формирование системы маршрутов колонн;

распределение транспортных средств по маршрутам;

распределение численностей эвакуируемых по маршрутам.

2. Анализ временных показателей эвакуационного плана в зависимости от внешних факторов:

времен года и погодных условий (дождь, снег, гололед, туман и т.д.);

различной степени загруженности улиц и магистралей неэвакуационным транспортом;

общего количества выделенных транспортных ресурсов;

характеристик транспортных средств;

динамики интенсивности прибытия населения на различные пункты посадки;

количества населения, прибывающего на пункты посадки;

емкости площадок выгрузки.

3. Реализация оперативного управления процессом эвакуации в реальном времени:

отображение состояния процесса на определенное время от начала эвакуации;

оперативное перераспределение транспортных средств между пунктами посадки и маршрутами;

оперативное изменение маршрутов эвакуационных колонн в случае затруднений движения или иных нештатных ситуаций.

4. Оценка вероятностей соблюдения временных нормативов процесса эвакуации при наличии внешних случайных факторов:

погодные условия;

поломки автотранспортных средств;

динамика изменения интенсивностей прибытия населения на пункты посадки;

степень загруженности улиц и магистралей неэвакуационным транспортом.

Пятая глава диссертации «Научно-методические основы анализа и управления рисками в сетевых структурах в кризисных ситуациях» посвящена приложению построенного математического аппарата анализа и синтеза сетей, а также моделей оптимального распределения ресурсов на сетях для решения задач оценки и управления рисками в сетевых системах различного характера, а именно: транспортных коммуникаций крупных городов, железнодорожных сетей, газовых магистральных сетей, территориальных сетей оповещения. Рассматриваются риски, связанные с чрезвычайными ситуациями техногенного и природного характера.