Применение когнитивного моделирования для исследования аспектов чрезвычайных ситуаций

Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

2018. Том 4. №4

Название: 
Применение когнитивного моделирования для исследования аспектов чрезвычайных ситуаций


Для цитирования: Суходолов А. П. Применение когнитивного моделирования для исследования аспектов чрезвычайных ситуаций / А. П. Суходолов, В. Н. Андриянов, В. А. Маренко, В. Е. Ложников // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2018. Том 4. № 4. С. 235-248. DOI: 10.21684/2411-7978-2018-4-4-235-248

Об авторах:

Суходолов Александр Петрович, доктор экономических наук, профессор, ректор, Байкальский государственный университет (г. Иркутск); rector@bgu.ru

Андриянов Валерий Николаевич, кандидат юридических наук, доцент кафедры национальной безопасности Института государства и права, Байкальский государственный университет (г. Иркутск); andriyanov-vn@rambler.ru

Маренко Валентина Афанасьевна, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник, Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН (г. Омск); marenko@ofim.oscsbras.ru

Ложников Вячеслав Евгеньевич, аспирант кафедры теоретической физики, Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского; vereskanthem@gmail.com

Аннотация:

В связи с увеличением числа чрезвычайных ситуаций (ЧС) в настоящее время уделяется большое внимание вопросам безопасности жизнедеятельности. Для изучения различных аспектов ЧС специалисты применяют концептуальное моделирование или статистические методы. Авторы предлагают использовать когнитивное моделирование, которое представляет собой междисциплинарное научное направление для помощи исследователям в фиксации своих представлений об исследуемых объектах в виде субъективных моделей. Цель написания статьи — иллюстрация возможностей когнитивного моделирования для исследования аспектов ЧС и иллюстрация результатов апробации авторского программного средства для проведения имитационного эксперимента с созданной когнитивной моделью. Для достижения цели реализовано несколько задач. Выявлены базисные факторы для построения проблемного поля, к которым относится «безопасность людей при ЧС», «разрушение» объекта, «возгорание» на нем, «появление токсических веществ», возникновение «паники», «длительность ожидания» спасательных служб. Создана когнитивная карта в виде взвешенного ориентированного графа с целевым фактором «безопасность людей при ЧС». Проведено согласование рефлексивных экспертных оценок с применением математической статистики, сформулированы экспертные правила на основе причинно-следственных рассуждений. Далее проводился имитационный эксперимент, алгоритм которого построен с применением численных методов. Имитационный эксперимент реализован с помощью двух программных средств: Microsoft Excel и авторской программы, разработанной в рамках импортозамещения. Эксперимент показал совпадение результатов, получаемых с помощью зарубежного и авторского программных средств, в том числе подтвердил зависимость безопасности людей при ЧС от уровня паники и времени прибытия спасателей. Авторское программное средство будет применяться в дальнейших исследованиях для анализа других социально-экономических моделей.

Список литературы:

  1. Кульба В. В. Сценарии поведения сложных систем в чрезвычайных ситуациях / В. В. Кульба, Д. А. Кононов, Г. Г. Малинецкий // Управление рисками чрезвычайных ситуаций: доклады и выступления 6-ой Всероссийской научно-практической конференции (20-21 марта 2001 г., Москва). М.: КРУК, 2001. С. 143-152.
  2. Лесных В. В. Национальная система возмещения ущерба, вызванного природными и техногенными ЧС: подходы, моделирование, оптимизация / В. В. Лесных, Т. Б. Тимофеева // Проблемы анализа риска. 2004. Том 1. № 1. С. 50-55.
  3. Максимов В. И. Когнитивные технологии для поддержки принятия управленческих решений / В. И. Максимов, Е. К. Корноушенко, С. В. Качаев / Информационное общество. 1999. № 2. С. 50-54. 
  4. Ногин В. Д. Упрощенный вариант метода анализа иерархий на основе нелинейной свертки критериев / В. Д. Ногин // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2004. Том 44. № 7. С. 1261-1270.
  5. Программа для анализа устойчивости когнитивных моделей: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2018618633 Рос. Федерация / А. П. Суходолов, В. Е. Ложников; заявитель и правообладатель Байкальский государственный университет. № 2018613479; заявл. 09.04.2018; опубл. 16.07.2018.
  6. Робертс Ф. С. Дискретные математические модели с приложениями к социальным, биологическим и экологическим задачам / Ф. С. Робертс. М.: Наука, 1986. 496 с.
  7. Ротштейн А. П. Нечеткий многокритериальный анализ вариантов с применением парных сравнений / А. П. Ротштейн, С. Д. Штовба // Известия академии наук. Теория и системы управления. 2001. № 3. С. 150-154.
  8. Саати Т. Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Т. Л. Саати; пер. с англ. Р. Г. Вачнадзе. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.
  9. Трифонова Т. А. Основы моделирования и прогнозирования чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Комплексный анализ развития фундаментальных природных процессов в земной коре с использованием современных математических методов и информационных технологий / Т. А. Трифонова, В. А. Акимов, С. И. Абрахин, С. М. Аракелян, В. Г. Прокошев. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций, 2014. 436 с.