CC BY
59
УДК 614.8
КРИТЕРИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЙ ПОЖАРНЫХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ НА ОБЪЕКТАХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
А.О. Семенов
Ивановский институт ГПС МЧС России
В статье рассматриваются критерии оценки эффективности действий пожарных подразделений при тушении пожаров на объектах химической промышленности.
Ключевые слова: многокритериальный выбор, принятие решений, тушение пожаров.
Тушение пожаров при ликвидации чрезвычайной ситуации на объектах химической промышленности включает в себя большой объем работы, для выполнения которой необходимо сосредоточить силы и средства по наивысшему номеру вызова. Поэтому в ходе организации тушения пожаров на объектах химической промышленности (далее - ОХП) общая задача пожаротушения разбивается на частные, которые решаются в рамках участков тушения пожара (далее - УТП). УТП создаются, как правило, по месту ведения действий или по видам работ на пожаре.
Распределение большого количества сил и средств по УТП сложная многообъектная задача, которая решается на этапе планирования действий по тушению пожара. Тем самым, тушение пожара на объектах химической промышленности можно рассматривать как решение многообъектной задачи, а принятие решения на тушение пожара руководителем - как проектирование многообъектной распределенной системы управления (далее - МРСУ).
При решении поставленных задач, в совокупности представляющих проблему получения, обработки и использования эффективной информации с целью принятия оперативных управленческих решений, могут быть получены результаты, в системе представляющие теорию принятия решений в многообъектных распределенных системах управления методами многокритериальной оптимизации [1,2,5].
Критерием для решения данной задачи являются тактические возможности пожарных подразделений и особенности развития и тушения пожара.
Особенности развития и тушения пожара на каждом УТП может характеризоваться следующими качественными параметрами: этажность и степень огнестойкости зданий; наличие (отсутствие) на объекте обслуживающего персонала; наличие аварийно и химически опасных веществ (далее - АХОВ), технологического производства, чердачных и подвальных помещений, складов готовой продукции, элек-трощитовых, вентиляционных камер, холодильных установок, компрессорных, котельных и т.д. Данные параметры влияют на количественные критерии с помощью которых оценивается эффективность действий по тушению пожаров. Однако, учесть их при построении критерия эффективности действий пожарных подразделений по тушению пожаров в ходе ликвидации ЧС на химических объектах не представляется возможным из-за малого количества учтенных прецедентов пожаров на химических объектах.
Единственным подходом к построению критерия эффективности является оценка тактических возможностей используемых пожарных подразделений. При реализации этого подхода используется гипотеза, состоящая в том, что на ранжирование пожарных отделений в соответствии с их тактическими возможностями па-
раметры обстановки на участках тушения пожара влияния не имеют.
То есть количественный критерий эффективности действий будет использоваться как качественный для получения информации следующего содержания: при сравнении двух пожарных отделений на основе построенного критерия можно лишь утверждать, какое отделение эффективней, либо отделения равны по эффективности.
Для построения критерия реализации тактических возможностей пожарных подразделений используются математические модели оценки продолжительности действий по тушению пожара. Это обусловлено тем, что в тактике тушения пожаров под тактическими возможностями пожарных подразделений понимают время, за которое подразделение способно выполнить определенный объем работ по тушению пожаров.
Такими моделями в настоящее время являются корреляционные зависимости показателя «запущенности» пожаров (Ку) от продолжительности этапов тушения пожара. Этапом тушения является промежуток времени свободного развития пожара, локализации пожара, ликвидации пожара [3,4].
Критерий реализации тактических возможностей - Е с его помощью осуществляют как общую оценку эффективности действий всех участвующих в тушении пожара подразделений на всех УТП, так и оценку отдельных приёмов и способов тушения, реализуемых в рамках одного УТП.
Подход к оценке эффективности приёмов и способов тушения пожара через критерий Е позволяет выявить наилучшие из них. На основе данного критерия разрабатываются практические рекомендации по ведению действий, связанных с тушением пожаров на объектах химической промышленности.
Сам критерий эффективности действий пожарных подразделений связан с показателем «запущенности» пожара, кото-
рый, в свою очередь, характеризуется временными показателями комплексного выполнения оперативно-тактических действий. Количественно характеризует данную связь:
Е = —-— , (1)
1+ КГ
где: Е - критерий эффективности дейст-
вий пожарных подразделений при тушении пожаров на ОХП; К у - показатель «запущенности»1 пожара.
В табл. 1. приведены количественные значения критерия эффективности действий пожарных подразделений при тушении крупного пожара и критерия запущенности пожара, а также соответствующие этим значениям качественные оценки комплексной эффективности действий пожарных подразделений при тушении пожаров [3,4]. Критерий «запущенности» пожара зависит от этапа свободного развития пожара (1:св), локализации пожара (1Л0К) и ликвидации пожара Оликв):
КГ=А*со^Лок',*шкои)- (2)
Причем функциональная зависимость критерия запущенности пожара от вышеперечисленных временных параметров тушения пожара является линейной:
Кг=а^св+а2Глок+а3Гшкв, (3)
где все коэффициенты а,>0.
Таким образом, можно сделать вывод, что критерий «запущенности» пожара тем больше, чем продолжительнее этапы тушения пожара.
В работах [3,4] приведена следующая линейная модель критерия «запущенности» пожара:
Кг = 0,01 а Гсв +0,0048 глок+0,013 ?лнюг (4)
1 Стадия запущенного пожара характеризуется пренебрежимо малой эффективностью введения огнетушащих веществ для ликвидации горения, тушение пожара в данной стадии определяется выгоранием массы пожарной нагрузки.
Таблица 1
Оценка эффективности и качества работы подразделений
№ п/п Пределы изменения критерия эффективности действий пожарных подразделений (Ет) Пределы изменения критерия запущенности пожаров Ку Качественная оценка общей эффективности действий подразделений
1 Более 0,9990 До 0,001 Отличная
2 0,9989 - 0,270 0,0011-2,70 Хорошая
3 0,269-0,120 2,71-7,39 Удовлетворительная
4 0,119-0,10 7,40 - 9,0 Плохая
5 Менее 0,1 Более 9,0 Неуправляемый пожар
Из анализа формул (3) и (4) следует, что для повышения эффективности действий пожарных подразделений по тушению крупных пожаров на ОХП необходимо минимизировать этапы тушения пожара, от которых зависит критерий «запущенности» пожара.
При выборе способа локализации и ликвидации горения при тушении пожаров используется следующая формула по прогнозированию ликвидации горения с помощью пожарных расчетов на пожарных автомобилях общего применения автоцистерн (далее - АЦ) и автонасосов (далее -АНР). А именно, линейные зависимости по определению скорости локализации горения и скорости ликвидации горения, которые можно определить по формулам:
С
Т —ТА- лок , ч
лок 0 у , (5)
лок
где: Глок - время локализации, мин;
Т0 - время развертывания пожарных подразделений, мин;
£лок - площадь локализации пожара, м ;
Удок - скорость локализации пожара
2 /
м /мин.
Для того, чтобы минимизировать тот или иной этап пожаротушения, необходимо максимизировать скорость выполнения того или иного действия. Так, в работе [3] получены формулы для прогнозирования скорости локализации и ликвидации горения на пожаре с использованием основной пожарной техники.
Скорость локализации и ликвидации горения на пожаре определяется по формулам:
- скорость локализации горения:
Улок = 1,17 + 0,03<2 + 0,0Шчел + 0,02Кств,
м2/мин; (6)
- скорость ликвидации горения:
^ = 0,76 + 0,04*2 + 0,02Мчел + ОД Шств м2/мин; (7)
где - нормативный расход огнету-
шащего вещества для варианта осуществления действий X;
N \Х) - количество участников тушения
чел V /
пожара, задействованных при выполнении задачи при варианте X, чел;
N (х) - количество ручных пожарных
ств\ 1
стволов, задействованных при варианте X, шт.
Пользуясь элементами теории эквивалентности количественных критериев, получим окончательный вид критерия реализации тактических возможностей пожарных подразделений, который может быть использован для выбора наилучшего варианта расстановки сил и средств по УТП при ликвидации пожаров на объектах химической промышленности:
Е = а10 + а2Ичел+а3Мств, (8)
где 0 - относительный расход огнетушащего вещества (воды, раствора пенообразователя и др.);
N - количество человек в расчете почел
жарного отделения;
N - количество стволов (водных, пен-
ств ных и др.);
(XI - положительные коэффициенты.
Таблица 2
Статистические данные тушения пожаров в г.Иваново за 2009-2011 г.г. (количество личного состава ГПС МЧС России, пожарных стволов и техники, ис-_____________________пользуемых при тушении пожаров) __________________________
№ п/п Вид стволов и их количество Количество личного состава Количество пожарных автомобилей
2009 год
1 водные стволы -1079 2681 964
2 пенные стволы - 4 27 9
3 стволы НРТ, «Дельта» - 41 196 55
2010 год
1 водные стволы -1105 2692 986
2 пенные стволы - 5 28 6
3 стволы НРТ, «Дельта» - 38 165 56
2011 год
1 водные стволы - 982 2387 874
2 пенные стволы - 1 6 2
3 стволы НРТ, «Дельта» - 22 113 34
Таблица 3
Среднее время локализации и ликвидации пожаров в г.Иваново за 2009-2011 г.г.
Год Время локализации пожара Время ликвидации пожара
2009 6,45 мин. 8,28 мин.
2010 7,21 мин. 8,14 мин.
2011 5,65 мин. 8,76 мин.
Используя статистические данные тушения пожаров в г.Иваново за 2009-2011г.г. (таблица 2, 3), определим критерии эффективности действий пожарных подразделений:
1) при тушении пожаров на ОХП с использованием водных стволов (стволы РСК-50, РС-70, стволы высокого давления, лафетные стволы предназначенные для подачи воды на тушение пожаров в административных зданиях, складских и подсобных помещениях и т.д.).
- критерий локализации пожара - 0,34;
- критерий ликвидации пожара - 0,61;
- критерии эффективности действий пожарных подразделений - 0,48.
2) при тушении пожаров на ОХП с использованием пенных стволов (стволы СВП, ГПС предназначенные для подачи пены различной кратности на тушение ЛВЖ, ГЖ и т.д.).
- критерий локализации пожара - 0,2;
- критерий ликвидации пожара - 0,58;
- критерии эффективности действий пожарных подразделений - 0,39.
3) при тушении пожаров на ОХП с использованием стволов НРТ и «Дельта», которые используются для создания водяных завес и осаждения АХОВ.
- критерий локализации пожара - 0,21;
- критерий ликвидации пожара - 0,57;
- критерии эффективности действий пожарных подразделений - 0,39 [6,7].
Результаты расчета критериев эффективности действий пожарных подразделений г. Иваново за 2009-2011 г.г. представлены на рисунке 1. На рис.1, ряд 1 -при тушении пожаров на ОХП с использованием водных стволов; ряд 2 - при тушении пожаров на ОХП с использованием пенных стволов; ряд 3 - при тушении пожаров на ОХП с использованием стволов НРТ и «Дельта».
------Ряді
------Ряд 2
ряд 3
2009 2010 2011
Рис.1. Критерии эффективности действий пожарных подразделений
Э.Е'О
Заключение
Алгоритмы принятия оперативных решений являются лишь составной частью многообъектных распределенных систем управления, их трудно реализовать независимо от системы, а систему, в свою очередь, трудно проектировать без широкого набора альтернатив реализации каждой из ее компонентов, в том числе и алгоритмов принятия оперативных решений. Таким образом, весьма перспективным представляется многокритериальный выбор вариантов расстановки сил и средств при тушении пожаров на объектах химической промышленности с применением имитационного моделирования, который будет являться составной частью теории принятия проектных решений для многообъектных распределенных систем управления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления. - Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, под редакцией Н.Д. Егупова, 2002. - 743 с.
2. Ногин В.Д. Проблема сужения множества Парето: подходы к решению // Искусственный интеллект и принятие решений. - 2008. - №1. - С. 98-112.
3. Подгрушный А.В. Реализация тактических
возможностей отделений на автоцистернах при тушении пожаров. // Материалы XII науч.-техн. конф. "Системы безопасности" СБ-2003. - М. :
АкадемияГПС МЧС России, 2003. С.306-313.
4. Подгрушный А.В. Совершенствование управления боевыми действиями пожарных подразделений на основе их тактических возможностей. Автореферат дисс. канд. техн. наук, 2003. - 24 с.
5. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач. -М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2007. - 256 с.
6. Семенов А.О., Тараканов Д.В. Алгоритм многокритериального выбора вариантов расстановки сил и средств при тушении пожаров с применением имитационного моделирования // Технологии тех-носферной безопасности: Интернет журнал. - Вып. 4(38). - 2011. - 6 с. - Ьйр/ЛрЬ.mos.ru/ttb/2011-4. -0421100050/0058.
7. Семенов А.О., Лабутин А.Н., Тараканов Д.В. Алгоритмы формализации информации об относительной важности показателей эффективности действий по тушению пожаров на объектах химической промышленности // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение - Вып. 2 (30). -2012. с: 95-97.
Рукопись поступала в редакцию 06.11.2012.
FIRE UNIT ACTION EFFECTIVENESS CRITERION DURING FIRE-FIGHTING ON THE CHEMICAL INDUSTRY OBJECTS
A. Semenov
In the article fire unit action effectiveness evaluation criteria during fire-fighting on the chemical industry objects are considered.
Key words: multi-criteria option, decision making, fire-fighting.
