При типологизации территорий, округов, районов мегаполиса по пожарной безопасности необходимо учитывать такие факторы, как объемы горючих веществ и материалов, находящихся на них, а также их класс, особенности рельефа, климата, текущие погодные условия, вероятность появления источников зажигания, наличие противопожарных средств и их качество. Для учета территориальных аспектов пожарной опасности, относящихся к жилым массивам, промышленным и сельскохозяйственным объектам в районах мегаполиса на примере города Москвы, необходимо включить в рассмотрение такие системные факторы, как социально-экономические, демографические, организационные и управленческие, материально-технические (относящиеся к деятельности МЧС России) и другие.

Методы сложной многомерной классификации, предназначенные для разделения определенной совокупности некоторых объектов (районов и округов Москвы) на однородные группы в части схожести условий по пожарным рискам, как правило, включают кластерный анализ [1-2]. Наличие множества исходных признаков, характеризующих пожарные риски, заставляет отбирать из них наиболее существенные и изучать меньший набор признаков, то есть снижать размерность детерминант пожарного риска [3]. Как правило, при этом исходное поле детерминант подвергается некоторому преобразованию, обеспечивающему минимальную потерю информации, что даёт возможность лаконичного и более простого объяснения многомерных структур, которые связаны с пожарными рисками [5].

Решение задачи кластеризации, как правило, неоднозначно и обусловлено следующими основными причинами:

- критерий качества кластеризации является эвристическим, зависит от представлений экспертов предметной области, которые оценивают разумность выделения кластеров;

- число кластеров в общем случае неизвестно и устанавливаются в соответствии с некоторым субъективным критерием меры близости оцениваемых объектов;

- результат кластеризации существенно зависит от метрики, выбор которой определяется экспертами, оценивающими поле пожарных рисков.

С учётом того, что указанное множество, как правило, отличается очень большой размерностью, задача типологизации является своеобразной «свёрткой» исходных информационных таблиц. При этом число выделяемых типов объектов или явлений всегда меньше, чем уникальных единиц. В результате получается логичное и наглядное представление типов территорий по пожарной обстановке в пространстве существенно меньшей размерности, позволяющее более точно обосновывать и принимать решения о предупреждении и эффективном тушении пожаров в зависимости от типа территории.

Задача кластерного анализа при типологизации районов мегаполиса на примере Москвы – на основании получаемой информации выделить типы: территории, схожие по уровню пожарной опасности.

Кластеризация позволяет на основании математических методов анализа выделить группы районов, схожих друг с другом по набору заданных переменных [1-4]. Суть данной процедуры состоит в том, что она автоматически классифицирует элементы массива данных (районы), создавая однородные группы.

Если представить районы мегаполиса в качестве точек, расположенных в многомерном пространстве признаков (в нашем случае это будут параметры пожарной обстановки), то на выходе мы получим несколько групп точек, находящихся ближе всего друг к другу (см. рисунок 1).

Рис. 1 – Результат кластерного анализа

На рисунке 1 изображен результат работы кластерного анализа. В двумерном пространстве признаков существует три группы точек, которые расположены в относительной близости друг к другу. Это означает, что показанные элементы в наибольшей степени похожи друг на друга по заданным характеристикам.

Таким образом, типологизация районов мегаполиса позволит выделить сходные по пожарной опасности территории и существенно поможет при решении задачи оптимального управления ресурсами государственной противопожарной службы.

Литература

1.  Дюран Б., Оделл П. Кластерный анализ. – М.: Статистика, 1977. – 128 с.
2.  Классификация и кластер / Под ред. Дж. Вэн-Райзина. – М.: Мир, 1980. - 390 с.
3.  Ким Дж. О., Мьюллер Ч. У., Клекка У.Р. и др. Факторный, дискриминантный и кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1989. – 215 с.
4.  Мандель И.Д. Кластерный анализ. М.: Финансы и статистика, 1988. – 176 с.
5.  Топольский Н.Г., Минаев В.А., Дао Ань Туан. Типологизация территорий Вьетнама по характеристикам пожарной опасности в секторе хозяйствующих субъектов. / «Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России» № 4 (2017) – С. 8-16.