Метод синтеза математических моделей оценки пожарной обстановки и состояния людей, находящихся в зоне пожара

Целью работы является повышение качества оценки пожарной обстановки с оценкой состояния здоровья людей, находящихся в зоне пожара на основе использования методологии синтеза гибридных нечетких решающих правил и нейросетевых технологий.

Методы. В ходе проведенных исследований было показано, что для повышения качества принимаемых решений о типе и характере пожаров целесообразно использовать три группы датчиков, измеряющих интенсивность электромагнитных излучений в диапазонах ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектров, химического состава (угарного газа, двуокиси углерода, фенолов и др.) и температуры. Анализ природы, характера, типов и характеристик различных типов пожаров показал, что детальная классификация этих явлений относится к плохоформализуемым задачам с нечеткой структурой данных. К такому же классу задач относится и оценка состояния людей, находящихся в зоне пожаров. С учетом этого обстоятельства в качестве базового математического аппарата была выбрана нечеткая логика принятия решений и, в частности, методология синтеза гибридных нечетких решающих правил в сочетании с нейросетевыми технологиями.

Результаты. Используя методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил как базовую математическую теорию с учетом специфики структуры данных, в работе предложен метод синтеза математических моделей оценки пожарной обстановки и состояния людей, находящихся в зоне пожара. Реализация метода осуществляется с использованием теории измерения латентных переменных, затем формируется пространство информативных признаков, синтезируются нечеткие гибридные модели для классификации типов и характера пожаров, строятся модели прогнозирования развития пожарной обстановки и обобщаются модели прогнозирования и диагностики состояния людей, находящихся в зоне пожара. Эффективность работы предложенного метода была проверена на установлении оценки степени тяжести отравления угарным газом людей, находящихся в зоне пожара.

Заключение. Практическое применение предложенного метода позволяет создавать высококачественные системы, размещающиеся на подвижных и неподвижных платформах, для оценки пожарной обстановки и состояния людей в зоне исследуемого класса чрезвычайных ситуаций.

1. Автоматизированная система контроля окружающей среды и оценки состояния людей в условиях чрезвычайных ситуаций с использованием летающего робота / С. Ф. Яцун, Н. А. Кореневский, С. В. Ефимов, Е. Н. Коровин // Медицинская техника. 2018. № 4. С. 52-54.

2. Поляков Р. Ю., Ефимов С. В., Яцун С. Ф. Метод раннего обнаружения пожара с помощью мобильных газовых пожарных извещателей // Известия Юго-Западного государственного университета. 2017. № 1 (70). С. 81-89.

3. Поляков Р. Ю. Мобильная приборная платформа для системы экологического мониторинга загрязнения токсичными газами атмосферного воздуха: дис. ... канд. техн. наук. Курск, 2019. 165 с.

4. Титов Д. В. Разработка и исследование методов, алгоритмов и технических средств обработки спектрозональных изображений: дис. ... канд. техн. наук. Курск, 2018. 325 с.

5. Математическая модель развития пожара в системе помещений / Д. В. Тараканов, С. В. Федосов, А. М. Ибрагимов [и др.] // Вестник МГСУ. 2013. № 4. С. 121-128.

6. Тараканов Д. В., Семенов А. О., Баканов М. О. Модели мониторинга и управления при ликвидации крупных пожаров: монография. Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2018. 128 с.

7. Кореневский Н. А., Родионова С. Н., Хрипина И. И. Методология синтеза гибридных нечетких решающих правил для медицинских интеллектуальных систем поддержки принятия решений: монография. Старый Оскол: ТНТ, 2019. 472 с.

8. Кореневский Н. А. Использование нечеткой логики принятия решений для медицинских экспертных систем // Медицинская техника. 2015. № 1 (289). С. 33-35.

9. Кореневский Н. А., Разумова К. В. Синтез нечетких классификационных правил в многомерном пространстве признаков для медицинских // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2012. № 2-1. С. 223-227.

10. Кореневский Н. А., Тутов Н. Д., Лазурина Л. П. Проектирование медико-экологических информационных систем / Курский государственный технический университет. Курск, 2001. 193 с.

11. Синтез нечетких решающих правил для прогнозирования и ранней диагностики заболеваний, вызываемых состоянием окружающей среды, с учетом индивидуальных особенностей организма / Н. А. Кореневский, Ю. А. Иванков, Е. А. Яковлева, Н. Н. Савченко // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2007. Т. 6, № 2. С. 395-400.

12. Кореневский Н. А., Коптева Н. А., Крупчатников Р. А. Прогнозирование и ранняя диагностика заболеваний сельскохозяйственных рабочих на основе нечеткой логики принятия решений // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2008. Т. 4, № 7. С. 86-89.

13. Кореневский Н. А., Башир А. С., Горбатенко С. А. Синтез гибридных нечетких правил для прогнозирования, оценки и управления состоянием здоровья в экологически неблагоприятных регионах // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013. № 4. С. 69-73.

14. Korenevskiy N. A. Application of Fuzzy Logic for Decision-Making in Medical Expert Systems // Biomedical Engineering. 2015. Vol. 49. P. 46-49.

15. Метод синтеза нечетких моделей и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников гальванических производств / Н. А. Кореневский, И. Ю. Григоров, Т. Н. Говорухина, Р. А. Крупчатников // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2019. Т. 18, № 3. С. 163-169.

16. Степашов Р. В. Метод, модели и алгоритм прогнозирования и ранней диагностики профессиональных заболеваний работников агропромышленного комплекса, контактирующих с ядохимикатами, на основе гибридных нечетких технологий: дис. ... канд. техн. наук. Курск, 2018. 144 с.

17. Алгоритм прогнозирования температуры газовой среды в здании при пожаре по данным мониторинга / Н. Г. Топольский, Д. В. Тараканов, Е. С. Варламов [и др.] // Технологии техносферной безопасности. 2014. № 4 (56). С. 6.

18. Варламов Е. С., Бобков С. П., Тараканов Д. В. Об оценке динамики температуры газовой среды пожара в здании по ее мониторингу в смежной зоне // Технологии техносферной безопасности. 2016. № 3 (67). С. 107-111.

19. Лукашов М. И., Кореневский Н. А., Еремин А. В. Определение уровня длительного физического утомления как фактора риска рецидивов хронических заболеваний // Биомедицинская радиоэлектроника. 2009. № 5. С. 10-15.

20. Метод оценки функционального резерва человека-оператора на основе комбинированных правил нечеткого вывода / Н. А. Кореневский, А. Н. Коростелев, Л. В. Стародубцева, В. В. Серебровский // Биотехносфера. 2012. № 1 (19). С. 44-49.

21. Fuzzy Determination of The Humans Level of Psycho-Emotional / N. Korenevskiy, Riad Taha Al-Kasasbeh, F. Ionescou, M. Alshamasin, Anrew P. Smit // Mega-Conference on Biomedical Enginering: Proceedings of the 4th-international conferecejn the develjpment of biomedical engineering. Ho Chi Minh City, 2012. Р. 354-357.

22. Fuzzy determination of the human's level of psycho-emotional / N. A. Korenevskiy, R. T. Al-Kasasbeh, F. Ionescouc, M. Alshamasin, E. Alkasasbeh, A. P. Smith // IFMBE Proceedings. 2013. Vol. 40. P. 213-216.

23. Synthesis of fuzzy logic for prediction and medical diagnostics by energy characteristics of Acupuncture Points / R. Al-Kasasbeh, M. Alshamasin, N. Korenevskiy, A. Kuzmin, F. Ionescou // Journal of acupuncture and Meridian Studies. 2011. Vol. 4, N 3. Р. 175-182.

24. Буняев В. В., Кореневский Н. А. Методы поиска информативных проекционных зон и синтеза нечетких решающих правил для рефлексодиагностики // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2004. Т. 3, № 3. С. 175-178