DOI: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2015.47180

Development of the model of forces and resources coordination in hierarchical system of civil protection

Елена Николаевна Ляшенко, Владимир Григорьевич Шерстюк

Abstract


The paper deals with a hierarchical management structure in the system of civil protection of the population and the peculiarities of the Coordinating control of the system.

It is shown that the hierarchical system of civil protection of the population belongs to a class of semi-complex dynamic systems. Task coordination in this class is intractable and cannot be solved using classical approaches. Therefore, in this paper, we proposed to reduce the problem of the coordination of the civil protection of the population to the problem of support for targeted co-operative decision-making.

The features of the tasks of coordination are considered, subtasks of coordinate decisions and coordinate actions are formulated, implicit and explicit forms of coordination are highlighted.

It is conducted four-level decomposition of management structure that allowed developing the multi-agent model with the regulatory control. The principles of coordination in the hierarchical system of civil protection, implementation of which will develop mechanisms for coordination and synchronization of the objectives, plans and actions of governments at various levels of the hierarchy are proposed

It is shown that implicit coordination on the basis of the proposed model can be achieved through the mechanism of a joint search for solutions to the agents, and a clear coordination - through the mechanism of coordination of plans agents. It is proposed to solve subtask coordination in the planning of the activity of agents and sub-task coordination - in the process of implementation of the plans, dynamically adjusting them under the influence of external disturbances.

The implementation of proposed in this paper mechanisms for solving subtasks of coordinate decisions and actions in the explicit and implicit forms in the multi-agent model of a hierarchical system with a standard controller allows to find the solution of the urgent task of coordinating the forces and means in a hierarchical system of civil protection. The results of this work can be used to create decision support systems in emergencies.

Keywords


hierarchical system; coordination; multi-agent model; regulatory control

References


Kodeks tsivіl'nogo zahistu Ukraini vіd 02.10.2012 №5403-VI [Codex of Civil Defense of Ukraine]. (2012). Ofіtsіyniy vіsnik Ukraini [Official Journal of the Ukraine], № 89, st. 3589.

DK 019:2010. Natsіonal'niy klasifіkator «Klasifіkator nadzvichaynih situatsіy» [National Classification "Classification emergencies"]. (2010). Nakaz Derzhspozhivstandartu Ukraini vіd 11.10.2010 № 457. Chinniy vіd 01.01.2011. K.: Derzhspozhivstandart Ukraini [State Committee of Ukraine], 19.

Іnformatsіyna dovіdka pro nadzvichaynі situatsіi, yakі stalisya na teritorіi Ukraini protyagom 9 mіsyatsіv 2014 roku [Memorandum of emergencies that occurred in Ukraine for 9 months of 2014]. Available: http://mns.gov.ua/opinfo/7710.html

Pro zatverdzhennya Poryadku klasifіkatsії nadzvichaynih situatsіy tehnogennogo ta prirodnogo harakteru za ih rіvnyami [On approval of the classification of emergency situations of technogenic and natural character of their levels]. (2014). Postanova Kabіneta Mіnіstrіv Ukraini № 368 vіd 24.03.2004 r. Ofіtsіyniy vіsnik Ukraini [Official Journal of the Ukraine], № 12, st. 740.

Zahist naselennya і teritorіy vіd nadzvichaynih situatsіy. T. 7 Robota nachal'nikіv pіdrozdіlіv і sluzhb Operativno-ryatuval'noї sluzhbi tsivіl'nogo zahistu z organіzatsії ryatuval'nih ta іnshih nevіdkladnih robіt. Mozhlivostі avarіyno-ryatuval'nih formuvan' Operativno-ryatuval'noї sluzhbі tsivіl'nogo zahistu [Protecting the population and territories from emergency situations. V. 7 Work chiefs of departments and services of the Operational Rescue Service of the organization of rescue and other emergency operations. Opportunities rescue units Operational Rescue Service of Civil Protection]. (2010). K.: Vidavnitstvo KіM, 352.

Mesarovich, M., Mako, D., Takahara, I. (1973). Teoriya ierarhicheskih mnogourovnevyh sistem [The theory of hierarchical multilevel systems]. M.: Mir, 344.

Aliev, R. A., Liberzon, M. I. (1987). Metody i algoritmy koordinatsii v promyshlennyh sistemah upravleniya Methods and coordination algorithms in industrial control systems]. M.: Radio i svyaz', 208.

Altunin, A. E. (2000). Modeli i algoritmy prinyatiya resheniy v nechetkih usloviyah [Models and algorithms for decision making in fuzzy conditions]. Tyumen': Izd-vo Tyumenskogo gosudarstvennogo universiteta, 352.

Hodakov, V. E., Sokolova, N. A., Kiriychuk, D. L. (2014). O razvitii osnov teorii koordinatsii slozhnyh sistem [On the development of the foundations of the theory of complex systems of coordination]. Problemy informatsionnyh tehnologiy [Problems of Information Technologies], № 2 (016), 25–30.

Plyuta, N. V., Gomenyuk, S. І. (2010). Aktual'nі napryamki rozvitku matematichnoi teorіi koordinatsіi v skladnih іerarhіchnih sistemah [Recent trends of development of the mathematical theory of the coordination of complex hierarchical systems]. Vіsnik Zaporіz'kogo natsіonal'nogo unіversitetu. Serіya Fіziko-matematichnі nauki [Journal of Zaporizhzhya National University. Series Physics and mathematics], Vol. 1, 104–109.

Katrenko, A. V., Savka, І. V. (2008). Mehanіzmi koordinatsіi u skladnih іerarhіchnih sistemah [Mechanisms of coordination in complex hierarchical systems]. Vіsnik Natsіonal'nogo unіversitetu «L'vіvs'ka polіtehnіka». Serіya Іnformatsіynі sistemi ta merezhі [Journal of the National University "Lviv Polytechnic". Series of information systems and networks], 156–166.

Sherstyuk, V. (2013). Stsenarno-pretsedentnoe upravlenie ergaticheskimi dinamicheskimi obektami [Scenario-case management ergatic dynamic objects]. Saarbrucken, Deutschland: Lambert Academic Publishing, 407.

Tarasov, V. (1998). Agenty, mnogoagentnye sistemy, virtual'nye soobschestva: strategicheskoe napravlenie v informatike i iskusstvennom intellekte [The agents, multi-agent system, virtual communities: strategic direction in computer science and artificial intelligence]. Novosti iskusstvennogo intellekta [News Artificial Intelligence], № 2, 5–63.

Wooldridge, M. (2002). An Introduction to MultiAgent Systems. N.Y.: J. Wiley & Sons, 366.

Rao, A. S., Georgeff, M. P. (1991). Modeling rational agents within a BDIarchitecture. KR: Proceedings of the International Conference on Knowledge Representation and Reasoning, 473–484.

Powers, R., Shoham, Y. (2005). New criteria and a new algorithm for learning in multi-agent systems. In Advances in Neural Information Processing Systems. MIT Press. Available: http://robotics.stanford.edu/~shoham/www%20papers/PowersShoham_Criteria_NIPS05.pdf

Myerson, R. B. (1982, June). Optimal coordination mechanisms in generalized principal–agent problems. Journal of Mathematical Economics, Vol. 10, № 1, 67–81. doi:10.1016/0304-4068(82)90006-4


GOST Style Citations


Кодекс цивільного захисту України від 02.10.2012 №5403-VI [Текст] // Офіційний вісник України. – 2012. – № 89. – ст. 3589.

ДК 019:2010. Національний класифікатор «Класифікатор надзвичайних ситуацій» [Текст]: Наказ Держспоживстандарту України від 11.10.2010 № 457. – Чинний від 01.01.2011. – К.: Держспоживстандарт України, 2010. – 19 с.

Інформаційна довідка про надзвичайні ситуації, які сталися на території України протягом 9 місяців 2014 року [Електронний ресурс]. – Режим доступу: \www/URL: http://mns.gov.ua/opinfo/7710.html

Про затвердження Порядку класифікації надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру за їх рівнями [Текст]: Постанова Кабінету Міністрів України № 368 від 24.03.2004 р. // Офіційний вісник України. – 2014. – № 12. – ст. 740.

Захист населення і територій від надзвичайних ситуацій. Т.7 Робота начальників підрозділів і служб Оперативно-рятувальної служби цивільного захисту з організації рятувальних та інших невідкладних робіт. Можливості аварійно-рятувальних формувань Оперативно-рятувальної службі цивільного захисту [Текст]. – К.: Видавництво КіМ, 2010. – 352 с.

Месарович, М. Теория иерархических многоуровневых систем [Текст] / М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара. – М.: Мир, 1973. – 344 с.

Алиев, Р. А. Методы и алгоритмы координации в промышленных системах управления [Текст] / Р. А. Алиев, М. И. Либерзон. – М.: Радио и связь, 1987. – 208 с.

Алтунин, А. Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях [Текст] / А. Е. Алтунин. – Тюмень: Изд-во Тюменского государственного университета, 2000. – 352 с.

Ходаков, В. Е. О развитии основ теории координации сложных систем [Текст] / В. Е. Ходаков, Н. А. Соколова, Д. Л. Кирийчук // Проблемы информационных технологий. – 2014. – № 2 (016). – С. 25–30.

Плюта, Н. В. Актуальні напрямки розвитку математичної теорії координації в складних ієрархічних системах [Текст] / Н. В. Плюта, С. І. Гоменюк // Вісник Запорізького національного університету. Серія Фізико-математичні науки. – 2010. – Вип. 1. – С. 104–109.

Катренко, А. В. Механізми координації у складних ієрархічних системах [Текст] / А. В. Катренко, І. В. Савка // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія Інформаційні системи та мережі. – 2008. – С. 156-166.

Шерстюк, В. Сценарно-прецедентное управление эргатическими динамическими объектами [Текст] / В. Г. Шерстюк. – Saarbrucken, Deutschland: Lambert Academic Publishing, 2013. – 407 с.

Тарасов, В. Б. Агенты, многоагентные системы, виртуальные сообщества: стратегическое направление в информатике и искусственном интеллекте [Текст] / В. Б. Тарасов // Новости искусственного интеллекта. – 1998. – № 2. – С. 5–63.

Wooldridge, M. An Introduction to MultiAgent Systems [Text] / M. Wooldridge. – N.Y.: J. Wiley & Sons, 2002. – 366 p.

Rao, A. S. Modeling rational agents within a BDIarchitecture [Text] / A. S. Rao, M. P. Georgeff // KR: Proceedings of the International Conference on Knowledge Representation and Reasoning. – 1991. – P. 473–484.

Powers, R. New criteria and a new algorithm for learning in multi-agent systems [Electronic resource] / R. Powers, Y. Shoham // In Advances in Neural Information Processing Systems. – MIT Press, 2005. – Available at: \www/URL: http://robotics.stanford.edu/~shoham/www%20papers/PowersShoham_Criteria_NIPS05.pdf

Myerson, R. B. Optimal coordination mechanisms in generalized principal–agent problems [Text] / R. B. Myerson // Journal of Mathematical Economics. – 1982. – Vol. 10, № 1. – P. 67–81. doi:10.1016/0304-4068(82)90006-4







Copyright (c) 2016 Елена Николаевна Ляшенко, Владимир Григорьевич Шерстюк

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 2226-3780, ISSN (on-line) 2312-8372