CC BY
7ПОЖАРЫ
И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ:
ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ
Издаётся с 2004 года. До 2007 года выходил под названием «Вестник Академии Государственной противопожарной службы».
Учредитель - Академия ГПС МЧС России. Журнал зарегистрирован в Федеральной службе по надзору в сфере массовых коммуникаций, связи и охраны культурного наследия, свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС 77-31082. Подписной индекс по каталогу «Урал-Пресс» и объединённому каталогу «Пресса России» - 37142.
Тематика статей журнала соответствует следующим научным специальностям в рамках групп научных специальностей, по которым издание входит в Перечень ВАК (согласно номенклатуре, утверждённой приказом Минобрнауки РФ от 24.02.2021 № 118, с учётом изменений, внесённых Приказом Минобрнауки России от 11.05.2022 № 445 (зарегистрирован Минюстом России 16.06.2022, регистрационный № 68873)): 2.1. Строительство и архитектура:
- 2.1.15. Безопасность объектов строительства (технические науки)
2.3. Информационные технологии и телекоммуникации:
- 2.3.3. Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические науки)
- 2.3.4. Управление в организационных системах 2.10. Техносферная безопасность:
- 2.10.1. Пожарная безопасность
- 2.10.2. Экологическая безопасность
- 2.10.3. Безопасность труда
В соответствии с решением Пленума ВАК РФ от 22 декабря 2023 г. изданию присвоена категория К2.
Журнал адресован руководителям и специалистам в области пожарной безопасности и чрезвычайных ситуаций, сотрудникам научно-исследовательских учреждений, преподавателям и студентам пожарно-технических специальностей, производителям пожарно-спасательного оборудования, экологам.
Журнал включён в Перечень рецензируемых научных журналов ВАК РФ, рекомендуемых для опубликования основных результатов диссертаций на соискание учёных степеней кандидата и доктора наук. Реферируется в Российском индексе научного цитирования (РИНЦ), информационных продуктах ВИНИТИ РАН. Представлен в Международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям Ulrich's Periodicals Directory.
Журнал является членом Международной ассоциации издателей научной литературы (PILA - Publishers International Linking Association) и участвует в проекте CrossRef. Оригинальным статьям, публикуемым в журнале, присваиваются уникальные номера (индексы DOI - Digital Object Identifier).
Авторы несут ответственность за содержание материалов и их публикацию в открытой печати. Без разрешения редакции перепечатка материалов не допускается. При цитировании ссылка обязательна.
Перевод англоязычных материалов номера выполнен коллективом кафедры иностранных и русского языков Академии ГПС МЧС России под руководством СКУРКО Елизаветы Марковны.
Подписано в печать 20.12.2024 г. Формат 60x90 1/8. Бумага мелованная матовая. Печать офсетная. Объём 21,25 п. л.
Заказ 169. Тираж 1 000 экз.
Отпечатано в Академии ГПС МЧС России.
© Академия ГПС МЧС России, 2024
4'24
Научный журнал Выходит 4 раза в год
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ
БУТКО Вячеслав Сергеевич - председатель редакционного совета,
к.т.н., начальник Академии ГПС МЧС России, Москва, Россия
БОНДАР Александр Иванович, к.т.н., доц.,
директор Департамента образовательной и научно-технической
деятельности МЧС России, Москва, Россия
БЕРЛИН Александр Александрович, д.х.н., проф., академик РАН
научный руководитель Института химической физики
им. Н. Н. Семёнова РАН, Москва, Россия
МЕШАЛКИН Евгений Александрович, д.т.н., проф.,
вице-президент по науке НПО «Пульс», Москва, Россия
СМИРНОВ Алексей Сергеевич, д.т.н, проф.,
первый заместитель начальника Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России им. Героя Российской Федерации генерала армии Е. Н. Зиничева, Санкт-Петербург, Россия ЧУПРИЯН Александр Петрович, д.т.н., Москва, Россия
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
АЛЕШКОВ Михаил Владимирович - главный редактор журнала, д.т.н., проф., Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
ПУЗАЧ Сергей Викторович - научный редактор журнала, д.т.н., проф., Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия ВАГНЕР Петер, к.т.н.,
Берлинская пожарно-спасательная академия, Берлин, Германия КАЛАЧ Андрей Владимирович, д.х.н., проф., Воронежский государственный технический университет, Воронеж, Россия
КАЧАНОВ Сергей Алексеевич, д.т.н., проф.,
Российско-сербский гуманитарный центр, Ниш, Республика Сербия МИНКИН Денис Юрьевич, д.т.н., проф.,
Санкт-Петербургское ГУП «Горэлектротранс», Санкт-Петербург, Россия
МОЛЬКОВ Владимир Валентинович, д.т.н., проф.,
Ольстерский университет, Ньютаунэбби, Северная Ирландия
ПОКРОВСКАЯ Елена Николаевна, д.т.н., проф.,
Национальный исследовательский Московский государственный
строительный университет, Москва, Россия
ПОЛЕВОДА Иван Иванович, к.т.н., доц.,
Университет гражданской защиты МЧС Республики Беларусь,
Минск, Республика Беларусь
ПОЛЕВОЙ Василий Григорьевич, к.воен.н., доц.,
Академия гражданской защиты МЧС России им. генерал-лейтенанта
Д. И. Михайлика, Химки, Россия
РОГУСКИ Яцек, к.т.н., Научно-исследовательский центр
противопожарной охраны - Государственный исследовательский
институт, Юзефув, Польша
РЫБАКОВ Анатолий Валерьевич, д.т.н., проф.,
Академия гражданской защиты МЧС России им. генерал-лейтенанта
Д. И. Михайлика, Химки, Россия
ХАФИЗОВ Ильдар Фанилевич, д.т.н., доц.,
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
Уфа,Россия
ХОРВАТХ Галина Владимировна, д.в.-т.н.,
Институт чрезвычайных ситуаций при Национальном университете государственной службы, Будапешт, Венгрия
РЕДАКЦИЯ
Тихомирова Ю. В., Эльтемерова О. В., Нуров И. Э.
129366, Россия, Москва, ул. Б. Галушкина, 4, корп. 3, к. 105. Телефоны: +7 (495) 617-27-27, доб. 29-83, 29-84.
E-mail: [email protected]
Раздел журнала на сайте Академии ГПС МЧС России: http: //www.academygps.ru/fe-journal
FIRE
AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION
Published since 2004. It was published under the title "Bulletin of the State Fire Academy" until 2007.
The Journal founder is State Fire Academy of EMERCOM of Russia. The Journal is registered in the Federal Agency for Oversight of Mass Media, Telecommunications and Protection of Cultural Heritage, registration certificate no. 77-31082.
Subscription index according to Ural-Press catalogue and integrated catalogue "Pressa Rossii" is 37142.
The subject of articles in the journal corresponds to the following
scientific specialties within the groups of scientific specialties,
for which the edition is included in the VAK List
(according to the nomenclature, approved by the Order of the Russian
Ministry of Education and Science of the Russian Federation,
issued on February 24, 2021, No. 118, taking into account
the changes made by Order of the Ministry of Education
and Science of the Russian Federation No. 445 dated 05.11.2022
(registered by the Ministry of Justice of the Russian Federation
on June 16, 2022, registration No. 68873)):
2.1. Construction and Architecture:
- 2.1.15. Safety of Construction Facilities (Engineering Sciences) 2.3. Information Technologies and Telecommunications:
- 2.3.3. Automation and Managing Technological Processes and Productions (Engineering Sciences)
- 2.3.4. Management in Organizational Systems 2.10. Technosphere Safety:
- 2.10.1. Fire Safety
- 2.10.2. Environmental safety
- 2.10.3. Labor Safety
In accordance with the decision of the Plenum of the Higher Attestation Commission of the Russian Federation dated December 22, 2023, the publication was assigned the K2 category.
The journal is addressed to managers and specialists in the field of fire safety and emergencies, research institutions' employees, teachers and students of fire-engineering specialties, fire-rescue equipment manufacturers of and ecologists.
The journal is included in the List of the Peer-reviewed Scientific Higher Attestation Commission recommended for publication of thesis researches outcomes for PhD and DSc. References are given in Russian Science Citation Index and All-Russian Institute of Scientific and Technical Information of the Russian Academy of Sciences (VINITI RAN). Information about the journal is annually published in "Ulrich's Periodicals Directory".
The journal is a member of Publishers International Linking Association (PILA) and participates in the CrossRef project. A unique number (index DOI - Digital Object Identifier) is given to the original articles published in the journal.
The authors are responsible for the content of their works and publication in the press. The copying to be authorized by the editorial staff. The citation requires reference.
The translation of English materials of the given issue is made by the staff of the Foreign and Russian Languages department of State Fire Academy of EMERCOM of Russia, under the authority of Skurko Elizaveta.
Signed for printing 27.09.2024. Format is 60x90 1/8. Chalk-overlay mat paper. Offset printing. Circulation is 1 000 copies.
Printed in the State Fire Academy of EMERCOM of Russia.
4'24
Scientific journal Published 4 times a year
EDITORIAL COUNCIL
Vyacheslav S. BUTKO - Chairman of editorial council, PhD in Engineering,
Chief of State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Aleksander I. BONDAR, PhD in Engineering, Associate Prof.,
Director of the Educational and Scientific-Technical Department
of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Aleksander A. BERLIN, Grand Doctor in Chemical, Prof.,
Academician of RAS, Institute of Chemical Physics RAS, Moscow, Russia
Evgeni A. MESHALKIN, Grand Doctor in Engineering, Prof.,
Vice President for Science of Scientific-Production Association "Pulse",
Moscow, Russia
Aleksey S. SMIRNOV, Grand Doctor in Engineering, Prof., First Deputy chief of Saint Petersburg University of State Fire Service of EMERCOM of Russia, Saint Petersburg, Russia Aleksander A. CHUPRIYAN, Grand Doctor in Engineering, Moscow, Russia
EDITORIAL BOARD
Mikhail V. ALESHKOV - Chief Editor, Grand Doctor in Engineering, Prof., State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia Sergey V. PUZACH - Scientific Editor, Grand Doctor in Engineering, Prof., State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia Peter WAGNER, Dr. Ing.,
Berlin Fire and Rescue Academy, Berlin, Germany Andrey V. KALACH, Grand Doctor in Chemistry, Prof., Voronezh State Technical University, Voronezh, Russia Sergey A. KACHANOV, Grand Doctor in Engineering, Prof., Russian-Serbian Humanitarian Center, Nis, Republic of Serbia
Denis Yu. MINKIN, Grand Doctor in Engineering, Prof., Saint Petersburg State Unitary Enterprise "Gorelektrotrans", Saint Petersburg, Russia
Vladimir V. MOLKOV, Grand Doctor in Engineering, Prof., University of Ulster, Newtownabbey, Northern Ireland, UK Elena N. POKROVSKAYA, Grand Doctor in Engineering, Prof., National Research Moscow State University of Civil Engineering, Moscow, Russia
Ivan I. POLEVODA, PhD in Engineering, Associate Prof., University of Civil Protection of EMERCOM of Republic of Belarus, Minsk, Republic of Belarus
Vasily Gr. POLEVOY, PhD in Military Sciences, Associate Prof., Civil Defence Academy of EMERCOM of Russia, Khimki, Russia Jacek ROGUSKI, Dr. Ing., Scientific and Research Centre of Fire Protection - National Research Institute, Jozefow, Poland Anatoly V. RYBAKOV, Grand Doctor in Engineering, Prof., Academy of Civil Defence of EMERCOM of Russia, Khimki, Russia Ildar F. KHAFIZOV, Grand Doctor in Engineering, Associate Prof., Ufa State Oil Technical University, Ufa, Russia Galina V. HORVATH, Grand Doctor in Military Technical Sciences, National University of Public Service, Budapest, Hungary
JOURNAL'S EDITORIAL OFFICE
Yu. Tikhomirova, O. Eltemerova, I. Nurov
B. Galushkin street, 4, 129366, Moscow, Russia Phones: (495) 617-27-27, extension 29-83, 29-84.
E-mail: [email protected]
© State Fire Academy of EMERCOM of Russia, 2024
The Journal section at the State Fire Academy's website: http: //www.academygps.ru/fe-journal
СОДЕРЖАНИЕ
5 20 лет в области научных исследований. Юбилей журнала
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
9 САМОШИН Д. А.
Проблемы нормирования времени начала эвакуации
26 БРЫГИН Ю. П.
О причинах и уроках трагичного пожара в пермском клубе «Хромая лошадь»
36 ПУЗАЧ С. В., КОМАРЕВЦЕВ Н. В., АКПЕРОВ Р. Г.
Сравнительный анализ нового экспериментально-теоретического подхода и нормативных методов определения токсичности продуктов горения полимерных материалов
46 АНТОНОВ С. В., БУТКО В. С., ЗЫКОВ В. И.
Оптимизация путей спасения людей в зданиях объектов энергетики
55 ДВОЕНКО О. В., КОЛБАСОВ А. Ф, КУЧМАСОВ Д. А., ЩЕТНЁВ К. П., КОСЬЯНОВА Е. Н. Оценка эффективности применения составов для тушения пожаров литий-ионных аккумуляторных батарей
64 КОМАРОВ А. А., ТИМОХИН В. В., ШЕВЧЕНКО А. П., ШАНГАРАЕВ Р. Р. Сравнительный анализ детонационного и дефлаграционного типов взрывного превращения на примере реальных аварийных ситуаций
72 ФЕДЯЕВ В. Д., СТРУГОВ А. О., ГУМИРОВ А. С.
Концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики
79 ЛЕБЕДЧЕНКО О. С., ПУЗАЧ С. В., ХОЛОСТОВ А. Л., ЧИСТЯКОВ Т. И. Влияние температурных режимов пожара на характеристики сигнальных кабелей
87 НЕВЕРОВ Е. Н., БЕСПЕРСТОВ Д. А., ТИМОЩУК И. В., НЕГРЕЕВ М. А. Анализ лесных пожаров в Кузбассе за краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный период времени
99 ГУСЕВ И. А., НОСКОВ С. С., ХИЛЬ Е. И., ШИГОРИН С. А. Современные направления в области разработки и создания пожарной техники (часть 2)
БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТОВ
110 АБАШКИН А. А., МУСЛАКОВА С. С., ПРИСАДКОВ В. И. УЛИЧЕВ С. В., ФАДЕЕВ В. Е., ХОДОС А. В.
Вопросы повышения пожарной безопасности деревянных храмов
УПРАВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
120 МАЛЮТИН О. С., МОРОЗОВ В. В., МИРОНЕНКО Р. В. Анализ параметров функционирования
пожарно-спасательных подразделений в крупных городах России
133 АРИСТАРХОВ В. А., СПОРЯГИН Е. Ю., ЛЕВОВ Н. Н. Модель организации оперативной проверки пожарно-спасательных подразделений
145 ГРИГОРЬЕВА М. П., КРУЖКОВА О. В., КУЗНЕЦОВА Е. С.
Модель управления ресурсами в организационной системе на основе оценки эффективности стимулирования персонала
157 ПИЦЫК В. В., ИЧМЕЛЯН А. Б.
Математическая модель прогнозирования затрат
на остаточный ресурс эксплуатации систем противопожарной защиты
165 ПРАВИЛА НАПРАВЛЕНИЯ И ОПУБЛИКОВАНИЯ СТАТЕЙ
167 ПУБЛИКАЦИОННАЯ ЭТИКА
168 ПУБЛИКАЦИИ ЗА 2024
CONTENTS
5 20 years in the field of scientific research. Anniversary of the journal
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
9 SAMOSHIN D.A.
The problems of identification and employment of pre-evacuation time
26 BRYGIN Yu.P.
On the causes and lessons of the tragic fire in the Perm night club "Lame Horse"
36 PUZACH S. V., KOMAREVTSEV N. V., AKPEROV R.G.
Comparative analysis of a new experimental and theoretical approach and standard methods for determining toxicity of combustion products of polymeric materials
46 ANTONOVS.V., BUTKO V.S., ZYKOV V.I. Optimization of evacuation routes in power engineering facilities
55 DVOENKO O.V., KOLBASOV A.F., KUCHMASOV D.A. SHCHETNEV K.P., KOSYANOVA E.N. Evaluating the effectiveness of the compositions use for extinguishing lithium-ion batteries fires
64 KOMAROV A.A., TIMOKHIN V.V., SHEVCHENKO A.P., SHANGARAEV R.R. Comparative analysis of detonation and deflagration types of explosive transformation on the example of real accidents
72 FEDYAEV V.D., STRUGOV A.O., GUMIROV A.S. The concept of using compression air foam systems in extinguishing fires at energy facilities
79 LEBEDCHENKO O.S., PUZACH S.V., KHOLOSTOV A.L., CHISTYAKOV T.I. Effect of fire temperature conditions on the characteristics of signal cables
87 NEVEROV E.N., BESPERSTOV D.A., TIMOSHCHUK I.V., NEGREEV M.A. Analysis of wildfires in Kuzbass for short, medium and long term periods of time
99 GUSEV I.A., NOSKOVS.S., KHIL E.I., SHIGORIN S.A. Modern trends in developing and manufacturing firefighting appliances (part 2)
SAFETY OF FACILITIES
110 ABASHKIN A.A., MUSLAKOVA S.S., PRISADKOV V.I., ULICHEVS.V., FADEEV V.E., KHODOS A.V. Issues of improving fire safety of wooden churches
MANAGEMENT IN ORGANIZATIONAL SYSTEMS
120 MALYUTIN O.S., MOROZOV V.V., MIRONENKO R.V. Analysis of fire and rescue units functioning parameters in large cities of Russia
133 ARISTARKHOV V.A., SPORYAGIN E.Yu., LEVOV N.N.
Model of conducting operational inspection of fire and rescue units
145 GRIGOREVA M.P., KRUZHKOVA O.V., KUZNETSOVA E.S.
Resource management model in the organizational system based on staff incentive efficiency assessment
157 PITSYK V. V., ICHMELYAN A.B.
Mathematical model for forecasting costs of the residual life of fire protection systems
165 RULES OF ARTICLES SUBMISSION AND PUBLICATION
167 PUBLICATION ETHICS
168 PUBLICATIONS IN 2024
СЛОВО РЕДАКТОРА
20 ЛЕТ В ОБЛАСТИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Вот и прошло 20 лет, как в Академии вышел первый номер научного журнала «Вестник Академии Государственной противопожарной службы». По тем меркам, скромный научный журнал, в котором публиковались, в основном, представители профессорско-преподавательского состава.
Эти два десятилетия были наполнены важными достижениями и значимыми событиями. По мере своего становления журнал менялся внешне, изменилось его название и периодичность выхода, обновлялся состав редакции, появились новые рубрики, англоязычные рефераты статей. За годы существования журнала вышло 74 номера, в которых опубликованы результаты научных трудов как маститых учёных, так и талантливых молодых исследователей.
Наш журнал стал признанной платформой для обмена передовыми идеями и результатами научных исследований в области пожарной безопасности, предупреждения и ликвидации защиты от чрезвычайных ситуаций. Мы гордимся тем, что смогли собрать вокруг себя сообщество профессионалов, чьи знания и опыт способствуют развитию этой жизненно важной сферы.
Сегодня «Пожары и ЧС» - авторитетное международное издание. Каждый номер журнала как логически, так и тематически хорошо структурирован, отличается основательностью, глубоким, всесторонним подходом к публикуемым материалам.
Журнал включён в Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Высшей аттестационной комиссии при Минобрнауки РФ. По результатам экспертизы ВАК в 2022 году журналу «Пожары и ЧС» присвоена вторая категория (К2), а это значит, что у журнала есть потенциал для включения в международные базы данных, а у его редколлегии есть амбиции и цель развивать научное издание, работать для повышения его позиции в научном сообществе, усиления его рейтинговых позиций.
Сегодня работу по изданию научного журнала «Пожары и ЧС» осуществляет редакция журнала - сотрудники отдела организации научно-технической деятельности центра организации научных исследований и научной информации Академии под руководством полковника внутренней службы Ю. В. Тихомировой. Во многом благодаря усилиям редакции журнал по праву занимает высокое место среди российских изданий, освещающих эту специализированную сферу науки.
Благодарю наших авторов за ценные материалы, рецензентов за строгую оценку качества публикаций, а читателей -за преданность и интерес к нашему изданию. Ваша поддержка позволяет нам оставаться на передовой научных исследований и практических решений.
Пусть следующий этап нашей работы будет таким же продуктивным!
АЛЕШКОВ МИХАИЛ ВЛАДИМИРОВИЧ
Главный редактор журнала, заместитель начальника Академии ГПС МЧС России по научной работе, доктор технических наук, профессор
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЖУРНАЛА
2004_
Год основания журнала. Периодичность выхода 2 раза в год
2008_
Переименование
в «Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация»
200 9_
Журнал начал выпускаться с периодичностью 4 раза в год
201 0_
Реферирование в системе РИНЦ (Российский индекс научного цитирования, eLIBRARY.ru)
2011_
Включение журнала в перечень ВАК. Главный редактор журнала -доктор технических наук, профессор Александр Овсяник
2012_
Открытие новых рубрик, распространение журнала в России и зарубежных странах
2014_
Главный редактор журнала -доктор технических наук, профессор Михаил Алешков.
Образование международной редколлегии. Включение журнала в Международную справочную систему по периодическим изданиям Ulrich's Periodicals Directory
201Z_
Журнал стал членом Международной ассоциации издателей научной литературы (PILA - Publishers International Linking Association) и принимает ежегодное участие в проекте CrossRef. Всем статьям, публикуемым в журнале, присваиваются уникальные номера -индексы DOI (Digital Object Identifier)
2013_
В составе редакционной коллегии журнала 20 специалистов из числа учёных и специалистов Академии и иных российских и зарубежных научно-исследовательских и образовательных учреждений
2022_
По результатам экспертизы ВАК журналу присвоена вторая категория (К 2). Обновление дизайна журнала
202 3_
Журнал размёщен на портале «Российские научные журналы». Утверждено новое Положение о журнале
202 4_
Научный коллектив Академии во главе с доктором технических наук, профессором, главным редактором журнала «Пожары и ЧС» М. В. Алешковым получил премию Правительства РФ в области науки и техники за разработку и внедрение инновационных средств активной защиты от пожаров зданий и сооружений топливно-энергетического комплекса, расположенных в холодных климатических районах и Арктической зоне Российской Федерации
Тематика статей
В соответствии с научными специальностями в рамках групп научных специальностей, по которым издание входит в Перечень ВАК (согласно номенклатуре, утверждённой приказом Минобрнауки РФ от 24.02.2021 № 118, с учётом изменений, внесённых Приказом Минобрнауки России от 11.05.2022 № 445 (зарегистрирован Минюстом России 16.06.2022, регистрационный № 68873):
2.1.15. Безопасность объектов строительства
2.3.3. Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
2.3.4. Управление в организационных системах
2.10.1. Пожарная безопасность
2.10.2. Экологическая безопасность
2.10.3. Безопасность труда
Направления
В журнале представлены основные аспекты проблем пожарной безопасности и чрезвычайных ситуаций:
• Безопасность жизни и здоровья человека
• Безопасность пожарных и спасателей
• Обучение населения правилам безопасности
• Защита объектов
• Пожарная безопасность по отраслям: нефть
и газ, энергетика, деревообработка, транспорт и др.
• Строительство и эксплуатация зданий
• Огнезащита, материалы
• Экологическая безопасность.
• Ландшафтные пожары. Природные явления
• Пожарно-спасательная техника
• Средства пожаротушения, экипировка
• Ликвидация пожара, тактика
• Информационные технологии, автоматика
• Гражданская защита
• Управление, работа с персоналом. Статистика
• Право. Пожарный надзор
• Теоретические основы безопасности
• История пожарного дела
и пожарно-технического образования
О ЖУРНАЛЕ
Научные базы
Редакция проводит непрерывную работу по включению журнала в международные электронные библиотеки, каталоги и наукометрические базы для вхождения в мировое научное информационно-коммуникативное пространство, а также повышения рейтинга журнала и индексов цитирования наших авторов. На сегодня журнал представляют: eLIBRARY.ru
Крупнейшая в России электронная библиотека научных публикаций, интегрированная с Российским индексом научного цитирования -бесплатным общедоступным инструментом измерения и анализа публикационной активности ученых и организаций. ВИНИТИ РАН
Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук крупнейший научно-информационный и аналитический центр России, обеспечивающий российское и мировое сообщество научно-технической информацией по проблемам точных, естественных и технических наук. Ulrich's Periodicals Directory Международная справочная система по периодическим и продолжающимся изданиям. Учитываются все тематические направления и все периодические издания, как свободно распространяемые, так и подписные, вне зависимости от регулярности их выхода в свет. Активно используется научными учреждениями для проведения НИР по анализу мирового потока сериальных изданий, в справочно-информационной работе и при комплектовании входного потока периодических и продолжающихся изданий. CyberLeninka.ru
Научная электронная библиотека, построенная на парадигме открытой науки (Open Science), основными задачами которой является популяризация науки и научной деятельности, общественный контроль качества научных публикаций, развитие междисциплинарных исследований, современного института научной рецензии, повышение цитируемости российской науки и построение инфраструктуры знаний.
ПОЗДРАВЛЕНИЯ
За прошедшие 20 лет наш журнал стал настоящим ориентиром в мире науки и практики, объединяя специалистов в области пожарной безопасности и чрезвычайных ситуаций, сотрудников научно-исследовательских учреждений, преподавателей и обучающихся пожарно-технических специальностей, производителей пожарно-спасательного оборудования. Благодаря высокому качеству публикуемых материалов и профессионализму авторов и рецензентов, он стал значимым научным ресурсом в своей области. Важно отметить, что на страницах издания мы видим результаты работы не только отечественных учёных, но и знакомимся с зарубежным опытом решения самых разных проблем в области пожарной безопасности. А это значит, что журнал «Пожары и ЧС» является необходимым инструментом обмена знаниями международного уровня. Уверен, что впереди нас ждёт множество новых интересных проектов и открытий. Желаю членам редколлегии, редакции журнала, авторам и читателям вдохновения и дальнейших успехов в профессиональной деятельности!
Пузач Сергей Викторович
Научный редактор журнала «Пожары и ЧС: предотвращение, ликвидация», доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, заведующий кафедрой инженерной теплофизики и гидравлики Академии ГПС МЧС России
Национальная академия наук пожарной безопасности, членами которой являются ведущие учёные и специалисты по техносферной безопасности, высоко ценит вклад журнала «Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация» в формирование научно-обоснованных предложений по постановке и решению проблем пожарной безопасности. Статьи, публикующиеся в журнале, отличаются научной обоснованностью, актуальностью, теоретической и практической значимостью. НАНПБ поздравляет редколлегию журнала с 20-летним юбилеем издания и желает дальнейших творческих свершений!
Копылов Николай Петрович
доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, Главный учёный секретарь
национальной Академии наук пожарной безопасности
Журнал «Пожары и ЧС: предотвращение, ликвидация» - авторитетное научное издание в области освещения вопросов пожарной безопасности, которое пользуется уважением всего научного сообщества во многих странах мира и заслуженным вниманием читателей. За относительно небольшой срок журнал прошёл несколько этапов своего развития с учётом новых направлений научной мысли в области предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Значительно расширена география издания, увеличилось число читателей и авторов, желающих разместить результаты своих научных исследований на его страницах, что свидетельствует о востребованности журнала. Желаю всему коллективу редакции новых творческих находок и успехов в деле популяризации научных знаний!
Качанов Сергей Алексеевич
Член редакционной коллегии научного журнала «Пожары и ЧС: предотвращение, ликвидация», заместитель директора Российско-Сербского гуманитарного центра,
заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор
Уже два десятилетия журнал «Пожары и ЧС» представляет собой важный источник знаний и инновационных решений в области пожарной безопасности и защиты от чрезвычайных ситуаций. В опубликованных статьях специалисты находят варианты решения самых сложных задач, а научные разработки, представленные на страницах издания, способствуют прогрессу в создании новых технологий и методов борьбы с пожарами.
Особую ценность представляет то, что журнал объединяет учёных и практиков многих стран, создавая уникальную платформу для обмена опытом и идеями.
Желаю всем авторам и читателям издания дальнейших успехов, интересных открытий и новых горизонтов в развитии науки! Пусть каждый следующий год приносит ещё больше достижений и признания вашего труда!
Вагнер Петер
Член редакционной коллегии научного журнала «Пожары и ЧС: предотвращение, ликвидация», кандидат технических наук, руководитель центра пожарной статистики КТИФ
ПОЖАРНАЯ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
FIRE, ENVIRONMENT AND TECHNOSPHERE SAFETY
ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ / REVIEW ARTICLE УДК 614.846.6
DOI 10.25257/FE.2024.4.9-25
® Д А. САМОШИН1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
Проблемы нормирования времени начала эвакуации
АННОТАЦИЯ
Тема. Время эвакуации людей из здания определяется двумя слагаемыми: временем начала эвакуации и временем движения сформировавшихся людских потоков к выходам из здания. Как правило, за исключением зальных помещений, первое слагаемое существенно больше второго. Тем не менее, в настоящее время нормирование времени начала эвакуации отражает непонимание этого процесса, характеризуется недостаточностью показателей и их некорректным применением.
Методы. Аналитическое исследование, посвященное изучению опубликованных данных о времени начала эвакуации. Проанализированы все доступные отечественные данные, а также зарубежные источники: более 50 научных публикаций, 3 базы данных, 1 инженерный справочник и 1 международный стандарт.
Результаты. Установлено, что в действующих сегодня в нашей стране нормах значения времени эвакуации занижены, что ведёт к недооценке пожарной опасности.
Область применения результатов. Полученные результаты следует использовать для корректировки методик расчёта пожарных рисков. Для зданий с исправными системами пожарной автоматики нормы нашей страны содержат всего две цифры, описывающих затраты времени на подготовку к эвакуации: 1,0 мин для зданий Ф1 и 0,5 мин для всех остальных зданий, что никак не отражает всё многообразие действий людей в начальной стадии пожара. Более того, такие значения представляются заниженными и невозможными.
Выводы. Выявлена необходимость корректировки приказов МЧС России № 1140 от 14.11.2022 и № 533 от 26.06.2024 в части нормирования расчётных значений времени начала эвакуации для определения расчётных величин пожарных рисков.
Ключевые слова: пожар, время начала эвакуации, время проведения предварительных действий, расчёт пожарных рисков, поведение людей при пожарах
© D.A. SAMOSHIN1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
The problems of identification and employment of pre-evacuation time
ABSTRACT
Purpose. The time of evacuation of people from the building is determined by two terms: pre-evacuation time and the time of movement of the formed human flows towards building exits. As a rule, with the exception of open public areas, the first term is significantly larger than the second. Nevertheless, at present, building codes reflect a misunderstanding of this process, characterized by insufficient indicators and their incorrect application.
Methods. Analytical research devoted to the study of published data on pre-evacuation time. All available Russian data, as well as foreign sources, were analyzed: more than 50 scientific publications, 3 databases, 1 engineering reference book and 1 international standard.
Findings. It has been established that the pre-evacuation time in the building codes in Russia are underestimated, which leads to an underestimation of the fire hazard.
Research application field. The obtained results should be used to adjust the methods of fire risks calculating. For buildings with fire alarm systems, the standards in Russia contain only two figures describing the time spent on preparing for evacuation: 1.0 min for class F1 buildings and 0.5 for all other buildings, which does not reflect the entire variety of human actions at the initial stage of a fire. Moreover, such values seem to be underestimated and impossible.
Conclusions. It has been shown, that reference books for evacuation time calculations need to be corrected to get more precise estimation of fire risk values.
Key words: fire, pre-evacuation time, time to perform preliminary actions, fire risk calculations, human behavior at fires
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ВВЕДЕНИЕ
Время эвакуации людей из здания определяется двумя слагаемыми: временем начала эвакуации и временем движения сформировавшихся людских потоков к выходам из здания. Как правило, за исключением зальных помещений, первое слагаемое существенно больше второго. В настоящее время нормирование времени начала эвакуации отражает непонимание этого процесса, характеризуется недостаточностью показателей и их некорректным применением.
ПОВЕДЕНИЕ ЛЮДЕЙ В НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПОЖАРА
Время эвакуации людей является одним из доминирующих факторов, определяющих эффективность построения противопожарной системы здания. Время эвакуации, например, определяет размеры путей эвакуации, а так как пути эвакуации занимают около 30 % всей площади (и стоимости) здания, то становится очевидным, как процесс эвакуации людей оказывает влияние на экономику строительства. Кроме того, время функционирования (а значит и стоимость) ряда систем противопожарной защиты также зависит от времени эвакуации. Отсюда вытекает вопрос: зачем нужна система оповещения и управления эвакуацией в пустом здании, когда некого оповещать и некем управлять?
Широкое распространение сейчас получил расчёт пожарного риска -важнейший инструмент для подтверждения соответствия (или не соответствия) объекта защиты требованиям пожарной безопасности. Нельзя определить величину пожарного риска, не зная времени эвакуации людей.
Время эвакуации людей, в свою очередь, определяется двумя слагаемыми, формально звучащими так: время начала эвакуации (поведение людей при обнаружении пожара) и расчётное время эвакуации (движение людских потоков к выходам).
Эти слагаемые по своему вкладу совсем не равнозначны: за исключением помещений с массовым пребыванием людей, время эвакуации и определяется временем начала эвакуации, так как почти всегда время начала эвакуации превышает расчётное время эвакуации.
Почему так получается? При возникновении пожара, находящиеся в здании люди, как правило, сначала не верят системе оповещения, потом, поверив в пожар, не верят в его опасность, а осоз-
нав опасность пожара, сильно её недооценивают. И, как правило, они не знают, что предпринять в сложившейся ситуации.
Более того, Федеральный закон РФ от 21.12.1994 № 69-ФЗ «О пожарной безопасности» и Правила противопожарного режима (Постановление Правительства РФ от 16.09.2020 № 1479) как бы запрещают людям сразу покидать здание, так как на граждан возложены определённые обязанности в случае пожара. При обнаружении пожара необходимо немедленно сообщить по телефону в пожарную охрану (то есть эвакуация никак не может быть первым действием), принять меры по эвакуации и (или) спасанию людей (то есть эвакуация не может быть и вторым действием), а при условии отсутствия угрозы жизни -посильные меры по тушению пожара (и сейчас к эвакуации приступать ещё рано). Отметим, что закон «О пожарной безопасности» требует ещё и оказывать содействие пожарной охране при тушении пожаров - а процесс это долгий - поэтому до эвакуации дело может вообще не дойти. Все эти действия занимают неизвестное нам время и не дают приступить к эвакуации.
Более того, на стенах зданий нашей страны размещены сотни тысяч планов эвакуации. А сколько же надо времени, чтобы найти на плане себя, найти ближайшие эвакуационные выходы и мысленно проложить маршрут эвакуации? В Академии ГПС МЧС России в 2024 г. был проведён следующий эксперимент. С помощью специальных очков-айтрекеров Pupil Labs Bino, оснащённых тремя камерами для отслеживания направления взгляда, исследовались затраты времени на ознакомление с графической частью плана эвакуации. По средним данным, для 27 человек (14 мужчин, 13 женщин) потребовалось 16,5 с для того, чтобы найти себя на незнакомом плане эвакуации, 9,2 с - для нахождения эвакуационных выходов и 6,5 с - для выбора ближайшего к себе эвакуационного выхода. То есть, в случае если кто-то решит воспользоваться планом эвакуации для эвакуации, то ему только на это потребуется не менее 0,5 мин.
Выше мы говорили о требуемых законодательством действиях. А какие же действия на самом деле совершают при пожарах люди? Какие факторы обуславливают их поведение? Одно из первых исследований было проведено П. Вудом в Англии [1], затем Дж. Брайаном в США [2] и затем в нашей стране - под руководством сотрудника ВНИИПО МЧС России В. И. Дутова [3]. Некоторые результаты этих исследований приведены в таблицах 1 и 2.
Действия людей при получении сигнала «Пожар!» [1] в зданиях различного назначения
(с преобладанием жилых зданий) Actions of people upon receiving the "Fire!" signal [1] in buildings of various purposes (with a predominance of residential buildings)
Характер действий людей при пожарах Первые действия опрошенных, %
Тушить пожар 14,9
Исследовать ситуацию 12,2
Позвонить в пожарную охрану 10,2
Оповестить окружающих 8,1
Покинуть здание 7,9
Исследовать источник пожара 5,6
Увести членов семьи 5,4
Закрыть двери, оказать помощь окружающим, собрать вещи, выключить газ/электричество, одеться, бездействовать 35,7
Таблица 2 (Table 2)
Действия людей при угрозе блокирования путей эвакуации в общественном здании [3] Actions of people in case of a threat of blocking evacuation routes in a public building [3]
Возраст, лет Процент людей, выполнивших указанные действия при угрозе блокирования путей эвакуации
Пол Эвакуация Оповещение и помощь Сбор вещей, выяснение обстановки
Мужчины < 50 60,9 19,1 20
> 50 58,3 16,7 25
Женщины < 50 58,9 23,7 17,3
> 50 51,8 18,5 29,6
Таблица 3 (Table 3)
Затраты времени на совершение различных действий при пожаре в здании Всемирного торгового центра в Нью-Йорке (США) [5] Time spent on performing various actions during a fire in the World Trade Center building in New York (USA) [5]
Действия при получения сигнала о пожаре Примерная длительность, мин
Оценка ситуации и принятие решения (поговорить с коллегами, начальством, охраной) 1-5
Действия по завершению работы (сохранить информацию, выключить компьютер, собрать личные вещи со стола) 0,5-5
Подготовка к эвакуации (сходить в туалет, взять воду, переобуться, собраться в группу) 4-10
Данные таблицы 1 показывают, что эвакуация не является первым действием людей; более частыми являются сбор дополнительной информации, борьба с пожаром и оповещение окружающих людей.
Эвакуация становится приоритетным действием (и то не для всех людей) только в случае осязаемой и явной угрозы, связанной с блокированием путей эвакуации (табл. 2).
Данные таблицы 2 позволяют сделать ещё несколько любопытных выводов. Женщины несколько более склонны к оповещению и оказанию помощи, мужчины - к эвакуации из зоны опасности. С возрастом пропадает альтруистическое поведение (оказание помощи окружающим) и возрастает число предварительно обдуманных и взвешенных действий.
Отметим наиболее изученные факторы, влияющие на поведение людей на пожарах: пол, возраст, опыт участия в борьбе с пожаром, нахождение в составе семейной или социальной группы, время суток, температура и плотность дыма, частота ложных срабатываний системы оповещения и ещё несколько десятков различных обстоятельств.
Выполнение всех этих действий, как предписываемые законодательством, так и обусловленные субъективной реакцией функциональных систем организма на чрезвычайную опасность, забирает и без того убывающее для безопасности человека время. Примерные затраты времени на совершение тех или иных действий, реконструированные по результатам опроса 240 выживших после атаки террористов 11 сентября 2001 г. [5], приведены в таблице 3.
Даже несмотря на таран самолётом здания, взрыв нескольких тонн авиационного керосина, и возникновение вследствие этого пожара, реакцию людей нельзя назвать быстрой. Более того, есть данные [5], что время начала эвакуации в этой ситуации достигало 1 часа.
Данные таблиц 1-3 доказывают, что действия людей при получении сигнала о пожаре имеют разную направленность и не связаны, как это иногда постулируется, с немедленным стремлением людей покинуть здание.
Таким образом, приведённый лишь небольшой массив изученных данных показывает, что поведение людей крайне разнообразно и сложно прогнозируемо. Всё это многообразие при реализации расчётных сценариев трансформируется лишь через один-единственный показатель - время. Но даже такое упрощение реализовано очень нескладно, о чём мы будем говорить ниже.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ИССЛЕДОВАНИЯ И НОРМИРОВАНИЕ ВРЕМЕНИ НАЧАЛА ЭВАКУАЦИИ В НАШЕЙ СТРАНЕ
В
многоэтажном здании длина пути эвакуации от наиболее удалённой точки здания до выхода наружу не очень велика. Длину пути эвакуации Ь можно определить из следующих соотношений:
для жилых зданий: Ь = 50 + 10(п - 1); (1) для общественных: Ь = 120 + 12(п - 1), (2) где п - этажность здания.
Для торговых центров (5 этажей) длина пути составит не более 150 м, для офисных зданий (9 этажей) - не более 200 м, для жилых зданий высотой 25 этажей - не более 300 м. Скорость движения дыма по коридору в стадии развитого пожара составляет около 1 м/с, поэтому от дыма и сопутствующих ему токсичных веществ, высокой температуры, снижения видимости можно просто уйти шагом, даже не бегом. Так почему же люди продолжают гибнуть на пожарах? Доказано, что между временем начала эвакуации людей и риском гибели есть связь (табл. 4). Более того, бывают ситуации, когда от пожара действительно сложно спастись из-за отягчающих эвакуацию факторов (ночное время, инвалидность, спасение близких). Но бывают ситуации, когда в дневное время, находясь в бодрствующем и здоровом состоянии люди не успевают пройти 100-150 м, которые отделяют жизнь от мучительной смерти (табл. 5). Это происходит из-за высоких, по тем или иным причинам, значений времени начала эвакуации.
Поэтому во всех странах мира время начала эвакуации исследуется и нормируется. В нашей стране системные исследования движения людских потоков в процессе эвакуации в случае пожара начались в 30-х гг. прошлого века [6], а времени начала эвакуации - лишь 50 лет спустя [7]. Сложно сказать, с чем именно это связано, но скорее всего с тем, что функциональным процессом, определяющим объёмно-планировочные решения зданий, яв-
Время задержки начала эвакуации и гибель людей на пожарах по данным [4]
Delay time in the start of evacuation and fatalities in fires according to data from [4]
Объект, на котором возник пожар Время задержки начала эвакуации, мин Количество погибших
Станция метро Кингс-Кросс (Англия, Лондон) 15 31
Аэропорт (Дюссельдорф, Германия) 27 16
Гостиница Дюпонт (Сан-Хуан, Пуэрто-Рико) 10 97
Магазин (Нагасаки, Япония) 6 15
лялся процесс движения людских потоков, и усилия учёных тех лет были направлены на решение задач оптимального строительного проектирования.
Например, СНиП 11-2-80 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений» содержал методику расчёта времени эвакуации [8], но не содержал ни слова про время начала эвакуации.
В начале 1980-х гг. «замеры времени начала эвакуации... осуществлены впервые в практике подобных исследований в нашей стране» С. А. Никоновым [7, с. 107]. Это самое первое экспериментальное исследование сразу же показало, что время начала эвакуации - это распределение, причём в определённом интервале, подчиняющееся определённому закону распределения. Собственно все последующие авторы лишь уточняли и дополняли эти обстоятельства применительно к зданиям различного назначения. Значение времени начала эвакуации, полученное С. А. Никоно-вым для административного здания, находилось в интервале от 0 до 110 с и распределено по закону, «близкому к равномерному» [7, с. 107].
Полученные экспериментальные данные впервые были реализованы в нормах - ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования» (табл. 6, 7). Здесь же впервые было дано определение этого термина: «интервал времени от
Таблица 5 (Table 5)
Примеры пожаров, на которых люди не должны были погибнуть Examples of fires in which people should not have died
Объект, на котором возник пожар День недели и время суток Длина пути эвакуации до выхода, м Количество погибших
Вуз, Москва, 02 октября 2007 г. Вторник, 13:24 100 11
Административное здание, Владивосток, 16 января 2006 г. Понедельник, около 12:00 150 9
Магазин, Асунсьон (Парагвай) 01 августа 2004 г. Воскресенье, 11:20 100 364
Время начала эвакуации в соответствии
с ГОСТ 12.1.004-91 для зданий, оборудованных системой оповещения Pre-evacuation time in accordance with GOST 12.1.004-91
for buildings equipped with an alert system
Рассматриваемая Время выполнения
часть здания предварительных действий, мин
Этаж пожара 0
Вышележащий этаж 0
Нижележащий этаж 0
Зальное помещение 0
Таблица 7 (Table 7)
Время начала эвакуации в соответствии
с ГОСТ 12.1.004-91 для зданий, не оборудованных системой оповещения Pre-evacuation time in accordance with GOST 12.1.004-91
for buildings not equipped with an alert system
Рассматриваемая Время выполнения
часть здания предварительных действий, мин
Этаж пожара 0,5
Вышележащий этаж 2
Нижележащий этаж Данные отсутствуют
Зальное помещение 0
возникновения пожара до начала эвакуации людей». Это понятие стало применяться в нормативной литературе и было обязательно к использованию почти через 60 лет после начала исследований в этой области. Отметим, что в дальнейшем данные исследования продолжены не были и возобновились лишь спустя 25 лет [9]. Можно прямо говорить о недостаточном внимании к этому параметру.
Ознакомившись с таблицей 6 мы видим, что ГОСТ 12.1.004-91 не оставил людям ни единой секунды на осмысление ситуации и подготовку к эвакуации из зданий, оборудованных системой оповещения. Люди мгновенно, как роботы, должны немедленно всё бросить и направиться к эвакуационному выходу. Во-первых, противоестественность человеческой натуре такого поведения очевидна. А во-вторых и тогда, и сейчас законодательство возложило на граждан определённые обязанности при пожаре (например, позвонить в пожарную охрану, принять посильные меры по организации эвакуации и т. п.). Для зданий без систем оповещения (табл. 7) значения времени начала эвакуации более соответствуют реальности (хотя и далеки от неё [10]), но как быть с нижележащими этажами?
Несмотря на то, что впервые время начала эвакуации вообще упомянуто, серьёзным прорывом такой подход к нормированию назвать нельзя.
Одной из лучших нормативных попыток нормирования времени начала эвакуации следует считать действовавшие в своё время в Москве МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве» (табл. 8, рис. 1).
Разработчиком этого документа был профессор В. В. Холщевников, и главным достоинством этого документа является нормирование времени начала эвакуации как процесса, а не как всеобщего одномоментного порыва всех людей в здании. Это крайне важно. Почти все сегодня понимают, что эвакуация начинается не сразу, а спустя определённое время. Это несомненный прогресс. Но не все, увы, понимают, что у каждого человека (или группы близких людей) будет своё, отличное от других время начала эвакуации. Например, в гостинице ночью кто-то в одиночестве бодрствует и готовится к докладу; в соседнем номере спит большая семья с маленькими детьми, а кто-то ужинает с друзьями.
Таблица 8 (Table 8)
Время начала эвакуации в соответствии с МГСН 4.19-2005 (фрагмент) Pre-evacuation time in accordance with MGSN 4.19-2005 (excerpt)
Функциональный тип помещений Время начала эвакуации в зависимости от типа системы оповещения (СОУЭ)
и характеристики населения IV-V типа II-III типа I типа
Административные помещения (посетители находятся в бодрствующем состоянии) 0,1-1,9 мин (среднее значение 1 мин, стандартное отклонение 0,3 мин, нормальный закон распределения) 1,5-4,5 мин (среднее значение 3 мин, стандартное отклонение 0,5 мин, нормальный закон распределения) 3,1-5,2 мин (среднее значение 4 мин, стандартное отклонение 0,3 мин, нормальный закон распределения)
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Время, мин
Рисунок 1. Распределение случайной величины времени начала эвакуации в зависимости от типа СОУЭ в соответствии с МГСН 4.19-2005 для административных зданий:
— I тип; — II-III тип; — IV-V тип
Figure 1. Distribution of the random variable of pre-evacuation time depending on the type of fire alarm system in accordance with MCBC 4.19-2005 for administrative buildings:
— type I; — type II-III; — type IV-V
Поэтому основной функциональный контингент здания приступит к эвакуации в различное время, кто-то раньше, кто-то позже. Соответственно, этот процесс будет характеризоваться той или иной длительностью. Именно длительность (диапазон) этого процесса и нормирует МГСН 4.19-2005. То есть время начала эвакуации является случайной непрерывной величиной. Однако появление случайной величины в заданном диапазоне подчиняется определённым правилам или законам. Поэтому МГСН 4.19-2005 нормирует и закон распределения случайной величины - это нормальное распределение или распределение Гаусса.
Для объективности надо отметить и недостаток реализованного подхода - нет и, скорее всего, не будет данных, подтверждающих то, что чем выше тип СОУЭ, тем ниже будет время начала эвакуации. Так как не доказано, что оповещение голосом эффективней, чем оповещение звуковым сигналом. Эффективность сигнала в гораздо больше мере зависит от того, как часто проводятся тренировки, то есть насколько люди привыкли к тому или иному способу получения сигнала тревоги в случае пожара. Более того, при СОУЭ I и II типов организация эвакуации может происходить быстрей, так как начиная с III типа в системе появляется оператор СОУЭ, который при недостаточной подготовке (нерешительность, неуверенность, незнание инструкций) может даже затянуть начало оповещения.
В качестве ещё одного недостатка следует отметить крайне высокие значения минимального времени начала эвакуации - в здании, оборудован-
ном СОУЭ II-III типов, первый человек приступит к эвакуации спустя 1,5 мин; в здании с СОУЭ I типа -через 3 мин, до этого момента времени к расчётной эвакуации приступать недопустимо.
Надо отметить, что широкого распространения указанная методика не получила в связи с тем, что это документ ограниченного территориального применения, да и количество зданий, на которых распространялось действие указанного документа (высотой более 75 м), достаточно небольшое. Но через 5 лет были утверждены методики расчёта пожарного риска, обязательные для всей страны и для всех типов зданий.
В действующих ранее редакциях методики [11] время начала эвакуации было поставлено в зависимость от типа СОУЭ (отголосок МГСН 4.19-2005), что не верно. В действующей сегодня редакции [12] эта ошибка исправлена и техническую инерционность систем АПС и СОУЭ можно оценить расчётом, что является несомненным достоинством методики.
Однако реакция человека, всё многообразие факторов, которое определяет поведение людей в сложной и опасной ситуации, описывается всего двумя цифрами: на подготовку к эвакуации отводится 1 мин в здании класса Ф1, 0,5 мин - во всех остальных зданиях.
Вся отечественная и мировая практика, опирающаяся на обширную экспериментальную базу [4, 10, 14-29], показывает, что значения, приведённые в таблице 9, необоснованно малы и занижены. Например, для больницы - это 60 секунд. Много это или мало? Давайте оценим. Время подъема воинского подразделения по тревоге составляет 45 секунд. Для больницы, где могут находиться дети, женщины, пожилые люди с различными дисфункциями организма в состоянии сна под действием медицинских препаратов - лишь на 15 секунд дольше. Иными словами, подготовка к эвакуации пациентов больницы рассматривается примерно как подъём по тревоге бойцов ОМОНа или СОБРа... Более того, значение времени начала эвакуации снижено по сравнению с этой же методикой расчёта пожарного риска, но только более раннего года издания. На каком основании, почему это было сделано - неясно.
Данные таблицы 10 показывают, что время начала эвакуации снижено и для зданий, не оборудованных СОУЭ (а равно и для ситуации отказа СОУЭ, что является очень частой ситуацией в реальной жизни): для зданий класса Ф1.1, Ф1.3, Ф1.4 время начала эвакуации снижено с 9 до 6 мин, для зданий класса Ф4 и Ф5 - с 6 до 3 (и менее) мин (табл. 10).
Таблица 9 (Table 9)
Нормирование времени начала эвакуации в методиках расчёта пожарного риска (для зданий, оборудованных СОУЭ) Pre-evacuation time in fire risk calculation methods (for buildings equipped with fire alarm systems)
Время начала эвакуации, мин
Класс функциональной Гражданские здания Производственные здания
пожарной опасности зданий Приказ МЧС России от 30.06.2009 № 382 (ред. от 02.12.2015) [11] Приказ МЧС России от 14.11.2022 № 1140 (введ. 01.09.2023) [12], (Приказ МЧС России от 26.06.2024 № 533) [13], фактические значения,
СОУЭ III-V типов СОУЭ I-II типов фактические значения, принимаемые в расчётах* принимаемые в расчётах*
Ф1.1, Ф1.3, Ф1.4 4 6 2,5 -
Ф1.2 2 3 2,5 -
Ф2, Ф3 1 3 2 -
Ф4 1,5 3 2 -
Пожарные отсеки Ф5 в составе зданий Ф1, Ф2, Ф3, Ф4 0,5 2 2 -
Ф5 - - - 2
* Анализ нескольких сотен расчётов показал, что сумма первых трёх слагаемых формулы (П4.2) Приказа МЧС России № 1140, отражающих техническую инерционность систем АПС и СОУЭ, редко (практически никогда) не превышает 1,5 мин.
* Analysis of several hundred calculations showed that the sum of the first three terms of formula (P4.2) of Order No. 1140 of EMERCOM of Russia, reflecting the technical inertia of fire warning systems, rarely (almost never) exceeds 1.5 min.
Таблица 10 (Table 10)
Нормирование времени начала эвакуации в методике расчёта пожарного риска (для зданий, не оборудованных СОУЭ, или в случае отказа СОУЭ) Pre-evacuation time in fire risk calculation methods (for buildings not equipped with a fire alarm system, or in case of failure of the fire alarm system)
Класс функциональной пожарной опасности зданий Время начала эвакуации, мин
Приказ МЧС России от 30.06.2009 № 382 (ред. от 02.12.2015) [11] Приказ МЧС России от 14.11.2022 № 1140 (введ. 01.09.2023) [12] Приказ МЧС России от 26.06.2024 № 533* [13]
Ф1.1, Ф1.3, Ф1.4 9 6 -
Ф1.2 6 6 -
Ф2, Ф3 6 6 -
Ф4 6 3 -
Пожарные отсеки Ф5 в составе зданий Ф1, Ф2, Ф3, Ф4 6 3 -
Ф5 - - 0,5 для этажа пожара и 2,0 мин для вышележащего этажа (данные для нижележащего этажа отсутствуют)
* «Время от начала пожара до начала эвакуации людей для зданий без систем оповещения определяется по результатам исследования поведения людей при пожарах в зданиях конкретного назначения» - это является несомненным, но единственным достоинством, с рассматриваемой точки зрения, документа.
* "Pre-evacuation time of people in buildings without warning systems is determined based on the results of a study of people's behavior during fires in similar buildings" - this is an undoubted, but the only advantage of this document.
Более того, сегодня по-прежнему используется полностью оторванная от реальности концепция одновременного начала движения всех без исключения людей к выходам. Такого можно добиться путём длительных тренировок лишь в воинских и тому подобных коллективах. Предельно очевидно, что у каждого человека будет своё, отличающее от соседа время начала эвакуации в связи с разным физическим состоянием, обязанностями,
жизненным опытом, настроением и целым спектром других фактов. Методика как бы запрещает человеку начинать эвакуацию до истечения нормативных минут. То есть человек должен сидеть в горящем здании и ждать, пока отведённые ему разработчиками методики минуты истекут.
Несмотря на непрерывные исследования, показывающие, что время начала эвакуации - это длительный процесс, в наших нормах значения
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
времени начала эвакуации непрерывно снижаются, причём очень существенно. Данные в таблицах 9 и 10 показывают двух-трёхкратное снижение нормативного времени начала эвакуации за последние годы.
Но может быть, снижение времени начала эвакуации в нормах подтверждается результатами исследований? В таблице 11 приведены данные из защищённых в Академии ГПС МЧС России кандидатских диссертаций.
Как видно из таблицы 11, ни дети-дошкольники, ни дети-инвалиды, ни беременные женщины не укладываются в 1,0 мин нормативного времени; для большинства людей требуется гораздо больше времени, чтобы приступить к эвакуации. Давайте оценим, для какого количества людей этого времени недостаточно. Во всех сериях наблюдений [18-21] распределение случайной величины времени проведения предварительных действий подчинялось (или было очень близко) нормальному закону распределения. Давно известно, что количество значений, попадающих в интервал от 3 до 2 стандартных отклонений от среднего, составляет 2,1 % от всех значений, в интервал от 2 до 1 стандартного отклонения попадает уже 13,6 % значений, а в интервал от 1 стандартного отклонения до среднего - 34,1 % значений. Таким образом можно посчитать, сколько процентов людей находятся за пределами одной, установленной нормами, минуты, то есть не учитываются в расчётах, и их защита системами пожарной безопасности не планируется (рис. 2).
Приведённые в таблице 12 данные показывают, что 2/3 рожениц в роддоме и более 90 % людей в остальных зданиях класса Ф1.1 не успеют, по ряду объективных и субъективных причин, за 1 минуту приступить к эвакуации. Иными словами, все системы противопожарной защиты,
Нормативное значение времени проведения предварительных действий
A
/ >
К
/ u *
\ \
0 4
012345678 Время, мин
Рисунок 2. Нормативные и экспериментальные значения времени проведения предварительных действий: — роддом; — больница; — жилой дом; — дом-интернат для детей-инвалидов; — детский сад Figure 2. Standard and experimental values of the time of preliminary actions:
— maternity hospital; — hospital; — residential building;
— boarding school for disabled children; — kindergarten
1
0
Таблица 11 (Table 11)
Время выполнения предварительных действий для зданий Ф1.1 по данным из защищенных в Академии ГПС МЧС России кандидатских диссертаций Time for performing preliminary actions for buildings class F1.1 according to data from PhD thesis defended at the State Fire Academy of EMERCOM of Russia
Назначение здания Количество измерений Время проведения предварительных действий предшествующих эвакуации, мин
и источник данных Минимальные значения Максимальные значения
Роддом [19] 134 0,08 2,38
Жилой дом [20]* 204 0,45 4,53
Дом-интернат для детей с ограниченными возможностями [18] 99 0,08 6,98
Детский сад [9] 154 0,54 7,3
Больница [21] 276 0,15 3,47
* Полученные данные приведены для здания, оборудованного СОУЭ. В случае, если здание не будет оборудовано СОУЭ, а таких зданий очень много, то время оповещения голосом в 9-этажном здании составит от 7 (оповещают 3 чел.) до 20 (оповещает 1 чел.) минут [24].
* The obtained data are given for a building equipped with a fire alarm system. If the building is not equipped with a fire alarm system, and there are a lot of such buildings, then the personal voice warning time in a 9-story building will be from 7 (notify 3 people) to 20 (notify 1 person) minutes [24].
Таблица 12 (Table 12)
Процент людей в зданиях класса Ф1.1, время проведения предварительных действий которых превышает нормативное значение (1 мин) Percentage of people in class F1.1 buildings who exceeds the standard value (1 min) for preliminary actions
Назначение здания Время проведения предварительных действий, предшествующих эвакуации, мин Процент людей, которым не хватает 1 мин для проведения предварительных действий
Нормативное значение Максимальное экспериментальное значение
Роддом [19] 2,38 76,8
Жилой дом [20] 4,53 98,2
Дом-интернат для детей с ограниченными возможностями [18] 6,98 98,4
Детский сад [9] 7,30 99,3
Больница [21] 3,47 93,8
построенные по результатам расчётов с использованием нормативного значения времени, не защищают большую часть основного функционального контингента зданий.
АНАЛИЗ ЗАРУБЕЖНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
К настоящему времени проведены исследования времени начала эвакуации в жилых домах Канады [30], США [31], Северной Ирландии [32], Австралии [33], офисах Дании [34], Канады [35, 36], Великобритании [37, 38], Финляндии [39], Швейцарии [40], в магазинах Швеции [41], Северной Ирландии [42], университетах Испании [43], Польши [44], Турции [45], Чехии [46], Бразилии [47], Италии [48], Новой Зеландии [49],
больницах Англии [50, 51], кинотеатрах Франции [52] и Швеции [53], театрах Англии [54], детских садах Чехии [55], Ирландии [56], школах Испании [57], барах Китая [58], гостиницах Нидерландов [59] и даже на пассажирских кораблях в Балтийском море [60], в метро Китая [61] и на атомных станциях Швеции [62], результаты которых сведены в различные базы данных [4, 10, 14-29]. Самой полной на сегодняшний день является база данных [16], содержащая данные по 103 экспериментам, что позволило составителям базы оперировать 2 889 значениями времени начала эвакуации. В этой базе данных содержатся и ссылки на результаты исследований, проведённых в России [63-65]. В таблице 13 приведены некоторые данные о времени выполнения предварительных действий из опубликованных баз данных [4, 14-17].
Таблица 13 (Table 13)
Значения времени выполнения предварительных действий по результатам исследований в различных странах мира Values of time to complete preliminary actions on research results in different countries of the world
Класс функциональной Количество серий Суммарное количество Время проведения предварительных действий, предшествующих эвакуации, мин
пожарной опасности зданий экспериментов измерений Минимальные значения* Максимальные значения
Офисы 9 1 075 0,57 5,81
Магазины 13 785 0,37 1,19
Школы и вузы 14 909 0,31 2,70
Зальные помещения 3 1 231 0,33 0,60
Жилые 7 407 0,49 17,11
* Максимальные значения времени начала эвакуации для различных зданий существенно отличаются, а вот минимальные значения весьма схожи.
* the maximum values of the pre-evacuation time for different buildings differ significantly, but the minimum values are very similar.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Из таблицы 13 видно, что не только маломобильные, но и мобильные люди не укладываются в отведённые им 0,5 мин. Минимальные затраты времени отмечаются в магазинах - но даже в них время проведения предварительных действий более чем в 2 раза больше, чем сейчас в методике расчёта рисков [12]. В жилых зданиях, по данным экспериментов, время проведения предварительных действий выше уже в 7 раз.
Более того, отдельная серия исследований была выполнена с целью изучения времени пробуждения. Анализ работ [66-71] показывает, что среднее время пробуждения находится в диапазоне 0,33-6,35 мин (в среднем составляет около 3 мин) и зависит от громкости сигнала, типа сигнала, интенсивности, продолжительности, времени от момента засыпания, фазы сна и от того, дома человек спит или в лабораторных условиях (дома спит крепче и пробуждается дольше); женщины спят более бдительно, а дети пробуждаются дольше всего и без участия родителей, проснувшись, как правило, не вылезают из кровати.
К примеру, стандарт Международной морской организации (International Maritime Organization, IMO) IMO SOLAS regulation II-2/28-1.3 предписывает для расчёта эвакуации пассажиров с кораблей в ночное время принимать время начала эвакуации равным 10 минутам.
Подводя итог этой части работы, можно сделать принципиальный вывод. Время подготовки к эвакуации существенно выше, чем предполагают отечественные нормы. Вне защиты остаются те люди, у которых это время максимально. Весьма вероятно, что это те люди, которые отнеслись к тревоге легкомысленно, люди, которые не знают, что делать и, наоборот, те, кто добросовестно выполняют возложенные на них обязанности - инструкции по оповещению и организации эвакуации. Иными словами, системы противопожарной защиты не защищают самых уязвимых и самых ответственных людей в здании. Число таких людей превышает половину населения здания.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ОПЫТ НОРМИРОВАНИЯ ВРЕМЕНИ НАЧАЛА ЭВАКУАЦИИ
Анализ опубликованных данных показал, что в настоящее время сложились три подхода к нормированию и моделированию времени начала эвакуации [16].
Первый подход заключается в том, что пользователь назначает какое-то конкретное, заранее установленное, время отдельным лицам или
группам лиц. Причём назначение может быть детерминированным (конкретным людям назначается фиксированное время) либо стохастическим (людям в здании время назначается случайным образом из заданного распределения). Это наиболее распространённый и наименее точный подход, широко используемый, тем не менее, во всём мире.
Второй подход предполагает назначение пользователем не времени, а количества и последовательности действий до начала эвакуации (например, оповещение, организация эвакуации, спасение). Каждое действие имеет заранее определённую продолжительность, что позволяет установить затраты времени до начала эвакуации для рассматриваемого человека.
Отметим, что в двух указанных выше случаях для прогнозирования неизвестной ситуации используются данные из прошлых исследований, которые могут не учитывать особенности новой, сложившейся здесь и сейчас обстановки.
Третий подход предполагает моделирование поведения (выполнения тех или иных действий) в зависимости от психофизических особенностей людей (склонность к риску, альтруизм, обучение, опыт, пол, возраст, должность и т. п.) и физико-химических свойств пожара (температура, скорость распространения дыма и пламени, токсичность продуктов горения). Иными словами, для рассматриваемого человека в рассматриваемой ситуации выявляются наиболее вероятные действия, время выполнения которых известно, что даёт нам величину времени начала эвакуации. Такой подход требует больше входных данных и вычислительных ресурсов, но позволяет получить максимально достоверные прогнозы.
Тем не менее, в нормах большинства стран мира реализован первый подход. Чтобы не завязнуть в особенностях локальных нормативных актов тех или иных стран, обратимся к международному стандарту международной организации по стандартизации ISO TR 16738.2009 «Техническая информация о методах оценивания поведения и передвижения людей» [72] (табл. 14). Для анализа данных стандарта необходимо пояснить следующее понятие. Под уровнем реализации противопожарного режима на объекте подразумевается поддержание систем пожарной безопасности в исправном состоянии и подготовки людей к действиям при пожаре. Примером высокого уровня может быть ситуация, когда сработали все необходимые системы пожарной автоматики, и люди в здании выполнили инструкции о действиях при пожаре. Отказ системы оповещения является примером низкого уровня реализации противопожарного режима.
Таблица 14 (Table 14)
Время начала эвакуации в соответствии с международным стандартом ISO TR 16738.2009 (фрагменты)
The pre-evacuation time in accordance with the international standard ISO TR 16738.2009 (excerpts)
Расчётная характеристика людей Уровень реализации Время начала эвакуации, мин (нормальное распределение)
противопожарного режима на объекте Первый человек Последний человек
А: бодрствующий и знакомый с внутренней планировкой здания (например, в офисе) Высокий 0,5 1
Средний 1 2
Низкий > 15 > 15
С1: спящий и знакомый с внутренней планировкой здания (например, в жилом доме) Средний 5 15
Низкий 10 > 20
Э: медицинские учреждения. Спящий и не знакомый с внутренней планировкой здания (госпиталь, приют, дом престарелых) Высокий 5 10
Средний 10 20
Низкий > 10 > 20
Е: транспорт (железная дорога, автобусная остановка или аэропорт) Высокий 0,5 4
Средний 1 5
Низкий > 15 > 15
Примечание. Для зданий со сложной планировкой ко всем данным таблицы добавляется 1 минута. Note. For buildings with a complex layout, 1 minute is added to all data in the table.
Анализ требований ISO TR 16738.2009 показывает, что нормативные значения затрат времени на подготовку к эвакуации в нашей стране существенно ниже, чем в указанном международном стандарте, что указывает на недооценку пожарной безопасности.
Проведённый анализ позволяет сделать несколько важных выводов:
- время начала эвакуации не является одновременным и распределяется в заданном диапазоне по нормальному закону;
- уровень подготовленности людей к действиям при пожаре является доминирующим фактором, изменяющим время начала эвакуации в несколько раз [73-75];
- учитывается площадь здания.
Рассмотренный выше стандарт является,
на наш взгляд, достаточно удачным примером нормативного регулирования времени начала эвакуации и реализованную в нём концепцию целесообразно использовать и в нашей стране. Более того, по мнению автора, надо нормировать не только
время начала эвакуации, но и общее время эвакуации людей, как это делается, например, в самолетостроении [76]. Там уже давно введено нормативное время эвакуации людей, которое и определяет количество эвакуационных выходов из самолета.
ВРЕМЯ НАЧАЛА ЭВАКУАЦИИ И РАСЧЁТ ПОЖАРНЫХ РИСКОВ
Аля всех, кто занимается расчётами пожарных рисков, очевидно, что с такими высокими значениями времени начала эвакуации, приведёнными в данной статье, риски не сойдутся. Действительно, при значениях времени 5, 10 и тем более 15 мин пути эвакуации будут заблокированы опасными факторами пожара. Что делать? Нормы должны хотя и упрощённо, но отражать реальность. Сегодняшние нормативные значения никаким образом не отражают то, что отмечается в результате экспериментов и натурных наблюдений всеми без исключения исследователями во
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
всех странах мира. Такие заниженные значения вводят в заблуждение потребителей услуг в области пожарной безопасности, что очень опасно, так как это ведёт к недооценке пожарной опасности. Одним из вариантов решения проблемы является корректировка расчётных методик в части скорости нарастания динамики опасных факторов пожара (в том числе ответив на дискуссионный вопрос о том, какие проёмы при пожаре открыты, а какие закрыты). Если же прогнозирование пожара в здании делается с учётом реальной физики процесса, то есть не нуждается в корректировке (автор не является специалистом в этом вопросе), то тогда надо снижать значения времени начала эвакуации за счёт тренировок и учений. Например, целесообразно внедрить концепцию простых минимальных действий «Обнаружил-Оповести» (для обнаруживших пожар) и «Узнал-Уходи» (для остальных людей в здании).
Но не только значение времени на подготовку к эвакуации, но и его распределение [10] существенным образом оказывает влияние на процесс эвакуации людей. Принудительное искажение реального физического процесса неминуемо отразится на параметрах движения людских потоков. Результаты моделирования [22, 77] показывают, что в зависимости от характеристик распределения значений изменяются места возникновении скоплений. Это оказывает решающее воздействие на проектирование путей эвакуации для обеспечения беспрепятственного по ним движения. Именно эту, казалось бы, неочевидную связь мы проиллюстрируем в последующих публикациях.
ВЫВОДЫ
Время начала эвакуации является в значительной мере недооценённым параметром, так как внимание советских и российских учёных было главным образом приковано к параметрам людских потоков, что обусловлено необхо-
димостью решения задач оптимального функционального проектирования зданий и сооружений.
К настоящему моменту времени и в нашей стране и за рубежом на основании десятков серий экспериментов, в которых участвовали тысячи людей в различных зданиях (жилых, офисных, производственных, в кинотеатрах, библиотеках, магазинах, детских садах, роддомах, больницах, центрах детского творчества, школах, кораблях, метро, барах, зальных помещениях и т. д.) более чем в 25 странах мира сложилось понимание о поведении людей в начальной стадии пожара и о затратах времени на этом этапе.
Основные выводы следующие:
- подготовка к эвакуации занимает значительное время. Например, среднее время пробуждения составляет 3 мин, звонка в пожарную охрану - 1 мин, изучения плана эвакуации - 0,5 мин, закутывание ребенка в одеяло - 0,5 мин, время экстренной остановки аттракциона - 2 мин и т. д.
- эвакуация начинается не одновременно, так как все люди в здании совершают различные действия; совокупность затрат времени людей формирует определённое распределение случайной величины времени выполнения предварительных действий. Закон распределения указанной величины достоверно не установлен;
- время начала эвакуации зависит от соблюдения противопожарного режима на объекте (от исправности систем пожарной автоматики, готовности персонала к действиям при пожаре и доступности путей эвакуации). Например, при отказе системы оповещения время обхода квартир в 9-этажном жилом здании превышает 20 мин;
- для зданий с исправными системами пожарной автоматики нормы нашей страны содержат всего две цифры, описывающих затраты времени на подготовку к эвакуации: 1,0 мин - для зданий Ф1 и 0,5 мин - для всех остальных зданий, что никак не отражает всё многообразие действий людей в начальной стадии пожара. Более того, такие значения представляются заниженными и невозможными.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Wood P. G. The Behaviour People in Fires. British Note 933. 1972. 113 р.
2. Bryan J. L. Smoke as a Determinant of Human Behaviour in Fire Situations. Washington: Centre for Fire Research, National Bureau of Standards, 1977. 304 р.
3. Дутов В. Н, Чурсин И. Г. Психофизиологические и гигиенические аспекты деятельности человека при пожаре. М.: Защита, 1992. 299 с.
4. Gwynne S. M. V, Boyce K. E. Engineering data // SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Fifth Edition, 2016. Pp. 2429-2551. D0I:10.1007/978-1-4939-2565-0_64
5. Mcconnell N. C., Boyce K. E, Shields J. [et al.] The UK 9/11 evacuation study: Analysis of survivors' recognition and response phase in WTC1 // Fire Safety Journal. 2010. Vol. 45. № 1. Pp. 21-34. DOI:10.1016/j.firesaf.2009.09.001
6. Беляев С. В. Эвакуация зданий массового назначения. М.: Изд. Всесоюзной академии архитектуры. 1938. 70 с.
7. Никонов С. А. Разработка рекомендаций по моделированию движения людских потоков в зданиях и организации оповещения при пожаре: дис... канд. техн. наук: 05.26.01. М., 1985. 230 с.
8. Холщевников В. В. Людские потоки в зданиях, сооружениях и на территории их комплексов: дис. ... д-ра техн. наук. М., 1983. 486 с.
9. Парфененко А. П. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений: дис. ... канд. техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России. 2012. 153 с.
10. Самошин Д. А. Законы распределения случайной величины времени начала эвакуации людей при пожарах // Технологии техносферной безопасности. 2016. Вып. 2 (66). С. 104-113.
11. Приказ МЧС России от 30.06.2009 № 382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности».
12. Приказ МЧС России от 14.11.2022 № 1140 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности».
13. Приказ МЧС РФ от 26.06.2024 № 533 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах» (зарег. в Минюсте РФ 02.09.2024 № 79360).
14. Fahy R.F., Proulx G. Toward creating a database on delay times to start evacuation and walking speeds for use in evacuation modeling. Proceedings of the 2nd International Symposium on Human Behaviour in Fire. Boston, 2001. Pp. 175-183.
15. Shi L, Xie Q, Cheng X, Chen L, Zhou Y, Zhang R. Developing a database for emergency evacuation model, Build. Environ. 2009. № 44. Pp. 1724-1729. D0I:10.1016/j.buildenv.2008.11.008
16. Lovreglio R, Kuligowski E, Gwynne S, Boyce K. A pre-evacuation database for use in egress simulations // Fire Safety Journal. 2019. Vol. 108. Pp. 107-128.
17. Белосохов И. Р. К проблеме формирования продолжительности времени начала эвакуации людей при пожаре // Технологии техносферной безопасности. 2011. Вып. 2(36). C. 13.
18. Слюсарев С. В. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам для детей с ограниченными возможностями здоровья в зданиях с их массовым пребыванием: дис. ... канд. техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России. 2016. 189 с.
19. Хасуева З. С. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам учреждений родовспоможения: дис. ... канд. техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России. 2019. 148 с.
20. Фан Ань. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам в многоэтажных жилых зданиях во Вьетнаме: дис. ... канд. техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России. 2017. 152 с.
21. Сёмин А. А. Нормирование требований пожарной безопасности к эвакуационным путям и выходам в зданиях лечебных учреждений: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России. 2021. 24 с.
22. Самошин Д. А. Методологические основы нормирования безопасной эвакуации людей из зданий при пожаре: дис. . д-ра техн. наук. М.: Академия ГПС МЧС России. 2017. 357 с.
23. Холщевников В. В., Семин А. А, Тактаев И. А. Исследование значений времени начала эвакуации в зданиях лечебных учреждений // Вестник Томского Государственного архитектурно-строительного университета. 2021 Т. 23 № 1. С. 105-115. D0I:10.31675/1607-1859-2021-23-1-105-115
24. Самошин Д. А, Истратов Р. Н, Шаранова М. М, Кочетыгов В. А, Томин С. В., Фролов А. Г. Исследование времени начала эвакуации людей в жилых многоэтажных зданиях без систем оповещения о пожаре // По-жаровзрывобезопасность. 2022. Т. 31., № 4 С. 38-55. D0I:10.22227/0869-7493.2022.31.04.38-55
25. Самошин Д. А., Меркушкина Т. Г., Хасуева З. С., Зыкова М. Ю. Особенности эвакуации людей из современных офисных зданий при пожаре электронная // Технологии техно-сферной безопасности. 2015. Вып. № 5 (63). С. 73-81.
26. Шахуов Т. Ж., Самошин Д. А. Исследование времени начала эвакуации людей в мечетях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2017. № 1. С. 20-24. D0I:10.25257/FE.2017.1.20-24
27. Самошин Д. А., Холщевников В. В. Проблемы нормирования времени начала эвакуации // Пожаровзрывобезопасность. 2016. Т. 25., № 5. С. 37-51.D0I:10.18322/PVB.2016.25.05.37-51
28. Самошин Д. А., Слюсарев С. В., Фан А. Исследования времени начала эвакуации людей, находящихся в состоянии сна, из специализированных учреждений и жилых зданий // Пожаровзрывобезопасность. 2016. № 8. С. 58-67. D0I:10.18322/PVB.2016.25.08.58-67
29. Самошин Д. А, Истратов Р. Н, Аниськина Ю. А, Приступюк Д. Н., Кочетыгов В. А, Серков Б. Б. Факторы формирования времени начала эвакуации людей в медицинских учреждениях со стационаром // Технологии техно-сферной безопасности. 2023. Вып. 3 (101). С. 25-36. D0I:10.25257/TTS.2023.3.101.25-36
30. Proulx G. Evacuation time and movement in apartment buildings // Fire Safety Journal. 1995. № 24 (3). Pp. 229-246.
31. Gwynne S. M. V. Optimising fire alarm notification for high risk groups: summary report. The Fire Protection Research Foundation, Quincy, MA, USA, 2007. 127 p.
32. Shields T. J, Smyth B, Boyce K. E, Silcock G .W. Evacuation behaviours of occupants with learning difficulties in residential homes // Disabil Rehabil. 1999. № 21(1). Pp. 39-48. D0I:10.1080/096382899298089
33. Brennan P. Timing human response in real fires // Fire safety science-proceedings of the fifth international symposium. 1997. Pp. 807-818.
34. Christoffersen B, Soderlind C. Comparison of two egress models and a full-scale experiment // Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire. 2009. Pp. 573-578.
35. Purser D. Comparison of evacuation efficiency and pre-travel activity times in response to a sounder and two different voice alarm messages // Kingsch WWF, Rogsch C, Schadschneider A, Schreckenberg M (eds) Pedestrian and evacuation dynamics. 2008. Pp. 121-134. D0I:10.1007/978-3-642-04504-2_9
36. Proulx G, Fahy R. The time delay to start evacuation: review of five case studies // Fire safety science. 1997. № 5. Pp. 783-794. D0I:10.3801/IAFSS.FSS.5-783
37. Gwynne S. M, Boswell D. L, Proulx G. Understanding the effectiveness of notification technologies in assisting vulnerable populations // Journal of Fire Protection Engineering. 2009. № 19 (1). Pp. 31-49. D0I:10.1177/1042391508095094
38. Sharma S. B, Tabak V., Brocklehurst D, Sagun A., Bouchlaghem D. A comprehensive modern approach to developing evacuation data capture/ analysis and simulation tools for real world fire engineering // Proceedings of fourth international symposium on human behaviour in fire. Cambridge England, Interscience Communications. 2009. Pp. 195-206.
39. Hostikka S., Paloposki T., Rinne T., Saari J., Korhonen T. Evacuation Experiments in Offices and Public Buildings, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo, Finland, 2007. 53 p.
40. Rahouti A, Lovreglio R., Dias Ch., Kuligowski E., Gai G., La S. Mendola Investigating office buildings evacuations using unannounced fire drills: The case study of CERN, Switzerland // Fire Safety Journal. 2021. № 125. 35 p.
41. Frantzich H. Occupant behaviour and response time -results from evacuation experiments // Proceedings of the second international symposium on human behaviour in fire. Massachusettes. Interscience Communications, 2001. Pp. 159-166.
42. Shields T. J., Boyce K. E. A study of evacuation from large retail stores // Fire Safety Journal. 2000. № 35 (1). Pp. 25-49.
43. Capote J.A, Alvear D., Abreu O., Cuesta A, Hernando J. Children evacuation: empirical data and egress modeling // Proceedings of fifth international symposium human behaviour in fire, Downing College Cambridge. Interscience Communications, 2012. Pp. 109-119.
44. Galea E. R, Sharp G., Sauter M., Deere S., Filippidis L. Investigating the impact of culture on evacuation behaviour -a Polish data set // Proceedings of fifth international symposium human behaviour in fire. Downing College Cambridge. Interscience Communications. 2012. Pp. 62-73.
45. Galea E. R., SauteM., Deere S.J., Filippidis L. Investing the impact of culture on evacuation behaviour - A Turkish data set // Fire science - proceedings of the tenth international symposium. International Association Fire Safety Science. 2011. Pp. 709-722. D0I:10.3801/iaffs.fss.10-709
46. Galea E. R, Deere S., Sharp G., Filippidis L., Hulse L. Investigating the impact of culture on evacuation behavior // Proceedings of the twelfth international conference Interflam. Interscience Communications. 2010. Vol. 1. Pp. 879-892.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
47. Tavares R. M, Gwynne S., Galea E. R. Collection and analysis of pre-evacuation time data collected from evacuation trials conducted in library facilities in Brazil // Journal of Applied Fire Science. 2006. №. 15(1). Pp. 23-40. D01:10.2190/af.15.1.b
48. D'Orazio M., Bernardini G. An experimental study on the correlation between "attachment to belongings" "Pre-movement" time // Pedestrian and Evacuation Dynamics. Springer-Verlag. 2012. Pp. 167-178. D0I:10.1007/978-3-319-02447-9_12
49. Lovreglio R. and Kuligowskib E. A Pre-evacuation Study using Data from Evacuation Drills and False Alarm Evacuations in a University Library // Fire Safety Journal. 2022. 131 p. D0I:10.1016/j.firesaf.2022.103595
50. Gwynne S., Galea E., Parke J., Hickson J. The collection of pre-evacuation times from evacuation trials involving a hospital outpatient Area and a university library facility // Fire Safety Science. 2003. № 7. Pp. 877-888. D0I:10.3801/IAFSS.FSS.7-877
51. Gwynne S., Galea E.R., Parke J., Hickson J. The collection of pre-evacuation times from evacuation trials involving a hospital outpatient facility // Fire Safety Science. 2002. Pp. 877-888. D0I:10.3801/IAFSS.FSS.7-877
52. Tancogne-Dejean M, Colina H, Ilsbrock D, Van Niel K. Evacuation drills of a cinema auditorium // Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire, Cambridge England, 2009. Interscience Communications. 2009. Pp. 645-657.
53. Nilsson D., Johansson A. Social influence during the initial phase of a fire evacuation - analysis of evacuation experiments in a cinema theatre // Fire Safety Journal. 2009. № 44. Pp. 71-79. D0I:10.1016/j.firesaf.2008.03.008
54. Galea E. R., Deere S. J., Hopkin C. G., Xie H. Evacuation response behaviour of occupants in a large theatre during a live performance // Fire and Materials. 2017. № 41. Pp. 467-492. D0I:10.1002/fam.2424
55. Najmanova H., Ronchi E. An experimental data-set on pre-school children evacuation // Fire Technology. 2017. № 53. Pp. 1509-1533. D0I:10.1007/s10694-016- 0643-x
56. Hamilton G. N., Lennon P. F., O'RawJ. Human behaviour during evacuation of primary schools: investigations on pre-evacuation times, movement on stairways and movement on the horizontal plane // Fire Safety Journal. 2017. № 91. Pp. 937-946. D0I:10.1016/j.firesaf.2017.04.016
57. CuestaA, Gwynne S. M. V. The collection and compilation of school evacuation data for model use // Safety Science. 2016. № 84. Pp. 24-36. D0I:10.1016/j.ssci. 2015.11.003
58. Zhang B., Chen T., Ji X. A model of pre-evacuation time: a case study of A bar fire, Pedestr // Evacuation Dyn. 2017. Pp. 534-537.
59. Exit choice, (pre-)movement time and (pre-)evacuation behaviour in hotel fire evacuation - behavioural analysis and validation of the use of serious gaming in experimental research // Procedia Engineering. 2010. № 3. Pp. 37-51. D0I:10.1016/j.proeng.2010.07.006
60. Brown R., Galea E., Deere S., Filippidis L. Response time data for large passenger ferries and cruise ships // Proceedings of fifth international symposium human behaviour in fire, Downing College Cambridge. Interscience Communications. 2012. Pp. 460-471.
61. Xiao-Xia G., Wei D., Hong-Yu J. Study on the social psychology and behaviors in a subway evacuation drill in China // Procedia Engineering. 2011. № 11. Pp. 112-119. D0I:10.1016/J.PR0ENG.2011.04.635
62. Frantzich H., Nilsson D. Evacuation in complex environments - an analysis of evacuation conditions in a nuclear power plant and a tunnel construction site // Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire, Cambridge England, Interscience Communications. 2009. Pp. 207-218.
63. Samochine D. A, Boyce K., Shields J. An investigation into staff behaviour in unannounced evacuations of retail stores -implications for training and fire safety engineering // Fire safety science. 2005. № 8. Pp 519-530. DOI:10.3801/IAFSS.FSS.8-519
64. Kholshevnikov V. V, Samoshin D. A, Parfyonenko A. P., Belosokov I. P. Study of children evacuation from pre-school education institutions // Fire and Materials. 2012. № 36. Pp. 349366. DOI:10.1002/fam.2152
65. Kholshevnikov V. V, Samoshin D. A, Parfenenko A. P. Pre-school and school children building evacuation // Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire, Cambridge England, Interscience Communications, 2009. Pp. 243-254.
66. Bruck D., Thomas I. Comparison of the effectiveness of different fire notification signals in sleeping older adults // Fire Technology. 2008. № 44 (1). Pp. 15-38. DOI:10.1007/s10694-007-0017-5
67. Thomas I., Bruck D. Strobe lights, pillow shakers and bed shakers as smoke alarm signals // Fire safety science, 2008. Pp. 415-424. DOI:10.3801/iafss.fss.9-415
68. Smith G., Splaingard M., Hayes J., Xiang H. Comparison of a personalized parent voice smoke alarm with conventional residential tone smoke alarm for awakening children // Pediatrics. 2006. № 118. Pp. 1623-1632. DOI:10.1542/peds.2006-0125
69. Ashley E., Du Bois J., Klassen M., Roby R. Waking effectiveness of audible, visual and vibratory emergency alarms across all hearing levels [Электронный ресурс] // Fire safety science - proceedings of the eighth international symposium. International Association for Fire Safety Science, (poster presentation). 2005. Режим доступа: https://tap.gallaudet. edu/Emergency/Nov05Conference/Papers/Du%20Bois.htm (дата обращения 01.09.2023).
70. Ball M., Bruck D. The salience of fire alarm signals for sleeping individuals // Proceedings of the third human behavior in fire symposium (Belfast), Interscience Communications, London. 2004. Pp. 303-314.
71. Ball M., Bruck D. The effect of alcohol upon response to different fire alarm signals // Proceedings of the Third Human Behavior in Fire Conference (Belfast), Interscience Communications, London. 2004. Pp. 291-302.
72. ISO/TR 16738:2009. Fire-safety engineering. Technical information on methods for evaluating behaviour and movement of people // International Organization for Standardization. Geneva, 2009. 68 p.
73. Самошин Д. А, Истратов Р. Н. Оценка уровня противопожарной подготовки сотрудников медико-реабилитационного учреждения на примере персонала больниц // Пожаровзрывобезопасность. 2013. № 4. С. 52-56.
74. Шильдс Д., Бойс К. Е., Холщевников В. В., Самошин Д. А. Поведение персонала торговых комплексов при пожаре. Часть 3. Анализ системы подготовки персонала к действиям при пожаре и рекомендации по ее усовершенствованию // Пожаровзрывобезопасность. 2005. № 6. С. 48-56.
75. Аниськина Ю. А, Хасуева З. С., Самошин Д. А. О влиянии степени готовности к действиям при пожаре медицинского персонала на время начала эвакуации больниц // Технологии техносферной безопасности. 2016. Вып. 6 (70). С. 189-196.
76. Приказ министерства транспорта Российской Федерации от 10.12.1993 г. № 106 «Об обязательной сертификации эксплуатантов воздушного транспорта в Российской Федерации».
77. Spearpoint M. J. The effect of pre-movement on evacuation times in a simulation model // Journal of Fire Protection Engineering. 2003. Vol. 14. № 1. Pp. 33-53.
REFERENCES
1. Wood P. G. The Behaviour People in Fires. British Note 933. 1972, 113 p. (in Eng.).
2. Bryan J.L. Smoke as a Determinant of Human Behaviour in Fire Situations. Washington, Centre for Fire Research, National Bureau of Standards Publ., 1977, 304 p. (in Eng.).
3. Dutov V.N, Chursin I.G. Psikhofiziologicheskie i gigienicheskie aspekty deyatelnosti cheloveka pri pozhare [Psychophysiologische and hygienische Aspekte der menschlichen Tätigkeit bei einem Brand]. Moscow, Zashchita Publ., 1992. 299 p. (in Russ.).
4. Gwynne S.M.V., Boyce K.E. Engineering data. SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Fifth Edition, 2016, pp. 2 429-2 551 (in Eng.). DOI:10.1007/978-1-4939-2565-0_64
5. Mcconnell N.C., Boyce K.E., Shields J. [et al.] The UK 9/11 evacuation study: Analysis of survivors' recognition and response phase in WTC1. Fire Safety Journal. 2010, vol. 45, no. 1, pp. 21-34 (in Eng.). D0I:10.1016/j.firesaf.2009.09.001
6. Belyaev S.V. Ehvakuatsiya zdanii massovogo naznacheniya [Evakuierung von Gebäuden für Massenzwecke]. Moscow, Hrsg. Der Unionsakademie für Architektur Publ. Haus. 1938. 70 p. (in Russ.).
7. Nikonov S.A. Razrabotkarekomendatsii po modelirovaniyu dvizheniya lyudskikh potokov v zdaniyakh i organizatsii opoveshcheniya pri pozhare [Entwicklung von Empfehlungen zur Modellierung der Bewegung menschlicher Ströme in Gebäuden und zur Organisation der Brandwarnung: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, 1985. 230 p. (in Russ.).
8. Kholshchevnikov V.V. Lyudskie potoki v zdaniyakh, sooruzheniyakh i na territorii ikh kompleksov [Human flows in buildings, structures and on the territory of their complexes: Doctor's in Engin. Sci. diss.]. Moscow, 1983. 486 p. (in Russ.).
9. Parfenenko A.P. Normirovanie trebovanij pozharnoj bezopasnosti k ehvakuacionnym putyam i vykhodam v zdaniyakh detskikh doshkol'nykh obrazovatelnykh uchrezhdenij [Rationing of fire safety requirements for evacuation routes and exits in buildings of preschool educational institutions: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2012. 153 p.
10. Samoshin D.A. The laws of distribution of random variable of people pre-movement time during fire evacuation. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of technosphere safety. 2016, iss. 2(66), pp. 104-113.
11. Prikaz MCHS Rossii ot 30.06.2009 № 382 «Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnykh velichin pozharnogo riska v zdaniyakh, sooruzheniyakh i stroeniyakh razlichnykh klassov funkcional'noj pozharnoj opasnostI» [Order of EMERCOM of Russia dated 30.06.2009 No. 382 "On approval of the methodology for determining the calculated values of fire risk in buildings, structures and structures of various classes of functional fire hazard"] (in Russ.).
12. Prikaz MCHS Rossii ot 14.11.2022 № 1140 «Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnykh velichin pozharnogo riska v zdaniyakh, sooruzheniyakh i pozharnykh otsekakh razlichnykh klassov funkcional'noj pozharnoj opasnostI» [Order of EMERCOM of Russia dated November 14, 2022 No. 1140 "On approval of the methodology for determining the calculated values of fire risk in buildings, structures and fire compartments of various classes of functional fire hazard"] (in Russ.).
13. Prikaz MCHS Rossii ot 26.06.2024 № 533 «Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnykh velichin pozharnogo riska na proizvodstvennykh ob"ektakh» [Order of EMERCOM of Russia dated 26.06.2024 No. 533 "On approval of the methodology for determining calculated fire risk values at production facilities"] (in Russ.).
14. Fahy R.F., Proulx G. Toward creating a database on delay times to start evacuation and walking speeds for use in evacuation modeling. Proceedings of the 2nd International Symposium on Human Behaviour in Fire. Boston, 2001, pp. 175-183 (in Eng.).
15. Shi L., Xie Q., Cheng X., Chen L., Zhou Y., Zhang R. Developing a database for emergency evacuation model, Build. Environ. 2009, no. 44, pp. 1724-1729 (in Eng.). DOI:10.1016/j. buildenv.2008.11.008
16. Lovreglio R., Kuligowski E., Gwynne S., Boyce K. A pre-evacuation database for use in egress simulations. Fire Safety Journal. 2019, vol. 108, pp. 107-128 (in Eng.).
17. Belosokhov I.R. The problem of forming the duration of pre-movement time of people in case of fire. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of technosphere safety. 2011, iss. 2(36), 13 p. (in Russ.).
18. Slyusarev S.V. Normirovanie trebovanii pozharnoi bezopasnosti k evakuatsionnym putiam i vykhodam dlia detei s ogranichennymi vozmozhnostiami zdoroVia v zdaniiakh s ikh massovym prebyvaniem [In Rationing fire safety requirements for evacuation routes and exits for children with disabilities in buildings with their mass stay: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2016. 189 p. (in Russ.).
19. Khasueva Z.S. Normirovanie trebovanii pozharnoi bezopasnosti k evakuatsionnym putiam i vykhodam uchrezhdenii rodovspomozheniia [Rationing of fire safety requirements for evacuation routes and exits of maternity institutions: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2019, 148 p. (in Russ.).
20. Fang Yuan. Normirovanie trebovanii pozharnoi bezopasnosti k evakuatsionnym putiam i vykhodam vmnogoetazhnykh zhilykh zdaniiakh vo Vetname [Rationing of fire safety requirements for evacuation routes and exits in multi-storey residential buildings in Vietnam: PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2017, 152 p. (in Russ.).
21. Semin A.A. Normirovanie trebovanii pozharnoi bezopasnosti k evakuatsionnym putiam i vykhodam v zdaniiakh lechebnykh uchrezhdenii [Rationing of fire safety requirements for evacuation routes and exits in buildings of medical institutions: Abstract of PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2021, 24 p. (in Russ.).
22. Samoshin D.A. Metodologicheskie osnovy normirovaniia bezopasnoi evakuatsii liudei iz zdanii pri pozhare [Methodological foundations of rationing the safe evacuation of people from buildings in case of fire: Doctor's in Engin. Sci. diss.]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2017. 357 p. (in Russ).
23. Kholshchevnikov V.V., Semin A.A., Taktaev I.A Evacuation beginning time in healthcare centres. Vestnik tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroiteinogo universiteta - Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2021, vol. 23, no. 1, pp. 105-115 (in Russ). DOI:10.31675/1607-1859-2021-23-1-105-115
24. Samoshin D.A., Istratov R.N., Sharanova M.M., Kochetygov V.A., Tomin S.V., Frolov A.G. Researches of the pre-evacuation time of people in residential multi-storey buildings without fire warning systems. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2022, vol. 31, no. 4, pp. 38-55 (in Russ). DOI:10.22227/0869-7493.2022.31.04.38-55
25. Merkushkina T.G., Samoshin D.A., Khasueva Z.S., Zykova M.U. Features evacuation of people from modern office buildings in case of fire. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of technosphere safety. 2015, iss. 5 (63), pp. 73-81 (in Russ).
26. Shakhuov T., Samoshin D. Study of time of evacuation start of people in mosques. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2017, no. 1, pp. 20-24 (in Russ). DOI:10.25257/FE.2017.1.20-24
27. Samoshin D.A., Kholshchevnikov V.V. Problems of regulation of time to start evacuation. Pozharovzryvobezopasnost -Fire and Explosion Safety. 2016, vol. 25, no. 5, pp. 37-51 (in Russ). DOI:10.18322/PVB.2016.25.05.37-51
28. Samoshin D.A., Slyusarev S.V., Phan A. Researches of the pre-movement time of evacuation of the people, staying in condition of a dream, from residential buildings and specialized institutions. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety, 2016, no. 8, pp. 58-67 (in Russ). DOI:10.18322/PVB.2016.25.08.58-67
29. Samoshin D.A., Istratov R.N., Aniskina Yu.A., Prystupyuk D.N., Kochetygov V.A., Serkov B.B. Formation factors of the pre-evacuation time for people in hospitals. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of technosphere safety, 2023, iss. 3(101), pp. 25-36 (in Russ.). DOI:10.25257/TTS.2023.3.101.25-36
30. Proulx G. Evacuation time and movement in apartment buildings // Fire Safety Journal. 1995, no. 24(3), pp. 229-246 (in Eng.).
31. Gwynne S.M.V. Optimising fire alarm notification for high risk groups: summary report. The Fire Protection Research Foundation, Quincy, MA, USA, 2007. 127 p. (in Eng.).
32. Shields T.J., Smyth B., Boyce K.E., Silcock G.W. Evacuation behaviours of occupants with learning difficulties in residential homes // Disabil Rehabil. 1999, no. 21(1), pp. 39-48 (in Eng.). DOI:10.1080/096382899298089
33. Brennan P. Timing human response in real fires. Fire safety science-proceedings of the fifth international symposium. 1997, pp. 807-818 (in Eng.).
34. Christoffersen B, Soderlind C. Comparison of two egress models and a full-scale experiment. Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire. 2009, pp 573-578 (in Eng.).
35. Purser D. Comparison of evacuation efficiency and pre-travel activity times in response to a sounder and two different
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
voice alarm messages. Kingsch WWF, Rogsch C, Schadschneider A, Schreckenberg M (eds) Pedestrian and evacuation dynamics. 2008, pp 121-134 (in Eng.). D0I:10.1007/978-3-642-04504-2_9
36. Proulx G, Fahy R. The time delay to start evacuation: review of five case studies. Fire safety science. 1997, no. 5, pp. 783-794 (in Eng.). D0I:10.3801/IAFSS.FSS.5-783
37. Gwynne S.M., Boswell D.L., Proulx G. Understanding the effectiveness of notification technologies in assisting vulnerable populations // Journal of Fire Protection Engineering. 2009, no. 19 (1), pp. 31-49 (in Eng.). D0I:10.1177/1042391508095094
38. Sharma S.B, Tabak V., Brocklehurst D., Sagun A., Bouchlaghem D. A comprehensive modern approach to developing evacuation data capture/ analysis and simulation tools for real world fire engineering. Proceedings of fourth international symposium on human behaviour in fire. Cambridge England, Interscience Communications. 2009, pp. 195-206 (in Eng.).
39. Hostikka S., Paloposki T., Rinne T., Saari J., Korhonen T. Evacuation Experiments in Offices and Public Buildings, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo, Finland, 2007. 53 p. (in Eng.).
40. Rahouti A., Lovreglio R., Dias Ch., Kuligowski E., Gai G., La S. Mendola Investigating office buildings evacuations using unannounced fire drills: The case study of CERN, Switzerland. Fire Safety Journal. 2021, no. 125, 35 p. (in Eng.).
41. Frantzich H. Occupant behaviour and response time -results from evacuation experiments. Proceedings of the second international symposium on human behaviour in fire. Massachusettes. Interscience Communications, 2001, pp. 159-166 (in Eng.).
42. Shields T.J., Boyce K.E. A study of evacuation from large retail stores. Fire Safety Journal. 2000, no. 35 (1), pp. 25-49 (in Eng.).
43. Capote J.A, Alvear D., Abreu O., Cuesta A., Hernando J. Children evacuation: empirical data and egress modeling. Proceedings of fifth international symposium human behaviour in fire, Downing College Cambridge. Interscience Communications. 2012, pp. 109-119 (in Eng.).
44. Galea E.R, Sharp G., Sauter M., Deere S., Filippidis L. Investigating the impact of culture on evacuation behaviour -a Polish data set. Proceedings of fifth international symposium human behaviour in fire. Downing College Cambridge. Interscience Communications. 2012, pp. 62-73 (in Eng.).
45. Galea E.R., Saute M., Deere S.J., Filippidis L. Investing the impact of culture on evacuation behaviour - A Turkish data set. Fire science - proceedings of the tenth international symposium. International Association Fire Safety Science. 2011, pp. 709-722 (in Eng.). D0I:10.3801/IAFFS.FSS.10-709
46. Galea E.R, Deere S., Sharp G., Filippidis L., Hulse L. Investigating the impact of culture on evacuation behavior. Proceedings of the twelfth international conference Interflam. Interscience Communications. 2010, vol. 1, pp 879-892 (in Eng.).
47. Tavares R. M, Gwynne S., Galea E.R. Collection and analysis of pre-evacuation time data collected from evacuation trials conducted in library facilities in Brazil. Journal of Applied Fire Science. 2006, no. 15 (1), pp. 23-40 (in Eng.). D0I:10.2190/AF.15.1.b
48. D'Orazio M., Bernardini G. An experimental study on the correlation between "attachment to belongings" "Pre-movement" time. Pedestrian and Evacuation Dynamics. Springer-Verlag, 2012, pp. 167-178 (in Eng.). D0I:10.1007/978-3-319-02447-9_12
49. Lovreglio R. and Kuligowskib E. A Pre-evacuation Study using Data from Evacuation Drills and False Alarm Evacuations in a University Library. Fire Safety Journal. 2022, 131 p. (in Eng.). D0I: 10.1016/j.firesaf.2022.103595
50. Gwynne S., Galea E., Parke J., Hickson J. The collection of pre-evacuation times from evacuation trials involving a hospital outpatient Area and a university library facility. Fire Safety Science. 2003, no. 7, pp. 877-888 (in Eng.). D0I:10.3801/IAFSS.FSS.7-877
51. Gwynne S., Galea E.R., Parke J., Hickson J. The collection of pre-evacuation times from evacuation trials involving a hospital outpatient facility. Fire Safety Science. 2002, pp. 877-888 (in Eng.). D0I:10.3801/IAFSS.FSS.7-877
52. Tancogne-Dejean M, Colina H, Ilsbrock D, Van Niel K. Evacuation drills of a cinema auditorium. Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire, Cambridge England, 2009. Interscience Communications. 2009, pp. 645-657 (in Eng.).
53. Nilsson D., Johansson A. Social influence during the initial phase of a fire evacuation - analysis of evacuation experiments in a
cinema theatre. Fire Safety Journal. 2009, no. 44, pp. 71-79 (in Eng.). D0I:10.1016/j.firesaf.2008.03.008
54. Galea E.R., Deere S.J., Hopkin C.G., Xie H. Evacuation response behaviour of occupants in a large theatre during a live performance. Fire and Materials. 2017, no. 41, pp. 467-492 (in Eng.). D0I:10.1002/fam.2424
55. Najmanova H., Ronchi E. An experimental data-set on pre-school children evacuation. Fire Technology. 2017, no. 53, pp. 1509-1533 (in Eng.). D0I:10.1007/s10694-016- 0643-x
56. Hamilton G.N., Lennon P.F., 0'Raw J. Human behaviour during evacuation of primary schools: investigations on pre-evacuation times, movement on stairways and movement on the horizontal plane. Fire SafetyJournal. 2017, no. 91, pp.937-946 (in Eng.). D0I:10.1016/J.FIRESAF.2017.04.016
57. Cuesta A., Gwynne S.M.V. The collection and compilation of school evacuation data for model use. Safety Science. 2016, no. 84, pp. 24-36 (in Eng.). D0I:10.1016/J.SSCI. 2015.11.003
58. Zhang B., Chen T., Ji X. A model of pre-evacuation time: a case study of A bar fire, Pedestr. Evacuation Dyn. 2017, pp. 534-537 (in Eng.).
59. Kobes M., Helsloot I., Vries B., Post J. Exit choice, (pre-)movement time and (pre-)evacuation behaviour in hotel fire evacuation - behavioural analysis and validation of the use of serious gaming in experimental research. Procedia Engineering. 2010, no. 3, pp. 37-51 (in Eng.). D0I:10.1016/j.proeng.2010.07.006
60. Brown R., Galea E., Deere S., Filippidis L. Response time data for large passenger ferries and cruise ships. Proceedings of fifth international symposium human behaviour in fire, Downing College Cambridge. Interscience Communications. 2012, pp. 460-471 (in Eng.).
61. Xiao-xia G., Wei D., Hong-yu J. Study on the social psychology and behaviors in a subway evacuation drill in China. Procedia Engineering. 2011, no. 11, pp. 112-119 (in Eng.). D0I:10.1016/j.proeng.2011.04.635
62. Frantzich H., Nilsson D. Evacuation in complex environments - an analysis of evacuation conditions in a nuclear power plant and a tunnel construction site. Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire, Cambridge England, Interscience Communications. 2009. Pp. 207-218 (in Eng.).
63. Samochine D.A, Boyce K., Shields J. An investigation into staff behaviour in unannounced evacuations of retail stores - implications for training and fire safety engineering. Fire safety science. 2005, no. 8, pp 519-530 (in Eng.). D0I:10.3801/iafss.fss.8-519
64. Kholshevnikov V.V, Samoshin D.A, Parfyonenko A.P., Belosokov I.P. Study of children evacuation from preschool education institutions. Fire and Materials. 2012, no. 36, pp. 349-366 (in Eng.). D0I:10.1002/fam.2152
65. Kholshevnikov V.V, Samoshin D.A, Parfenenko A.P. Pre-school and school children building evacuation. Proceedings of the fourth international symposium on human behaviour in fire, Cambridge England, Interscience Communications, 2009, pp. 243-254 (in Eng.).
66. Bruck D., Thomas I. Comparison of the effectiveness of different fire notification signals in sleeping older adults. Fire Technology. 2008, no. 44 (1), pp. 15-38 (in Eng.). D0I:10.1007/s10694-007-0017-5
67. Thomas I., Bruck D. Strobe lights, pillow shakers and bed shakers as smoke alarm signals. Fire safety science, 2008, pp. 415-424 (in Eng.). D0I:10.3801/iafss.fss.9-415
68. Smith G., Splaingard M., Hayes J., Xiang H. Comparison of a personalized parent voice smoke alarm with conventional residential tone smoke alarm for awakening children. Pediatrics. 2006, no. 118, pp. 1623-1632 (in Eng.). D0I:10.1542/peds.2006-0125
69. Ashley E., Du Bois J., Klassen M., Roby R. Waking effectiveness of audible, visual and vibratory emergency alarms across all hearing levels. Fire safety science - proceedings of the eighth international symposium. International Association for Fire Safety Science, (poster presentation). 2005. Available at: https:// tap.gallaudet.edu/Emergency/Nov05Conference/Papers/Du%20 Bois.htm (accessed September 1, 2023).
70. Ball M., Bruck D. The salience of fire alarm signals for sleeping individuals // Proceedings of the third human behavior in
fire symposium (Belfast), Interscience Communications, London. 2004, pp. 303-314 (in Eng.).
71. Ball M., Bruck D. The effect of alcohol upon response to different fire alarm signals. In: Proceedings of the Third Human Behavior in Fire Conference (Belfast), Interscience Communications, London. 2004, pp. 291-302 (in Eng.).
72. ISO/TR 16738:2009. Fire-safety engineering. Technical information on methods for evaluating behaviour and movement of people. International Organization for Standardization. Geneva, 2009. 68 p. (in Eng.).
73. Samoshin D.A., Istratov R.N. An evaluation of medical personnel fire training base on example of hospital staff. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety, 2013, no. 4, pp. 52-56 (in Russ.).
74. Shields D., Boyce K.E., Kholshchevnikov V.V., Samoshin D.A. Behavior of the staff of shopping malls in case of fire. Part 3. Analysis of the personnel training system for actions
in case of fire and recommendations for its improvement. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and explosion safety. 2005, no. 6, pp. 48-56 (in Russ.).
75. Aniskina U.A., Khasueva Z.S., Samoshin D.A. About influence of the degree of preparedness the medical personnel to action in case of fire at the start time of evacuation for hospital. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of technosphere safety, 2016, iss. 6 (70), pp. 48-56 (in Russ.).
76. Prikaz ministerstva transporta Rossiiskoi Federatsii ot 10 dekabria 1993 g. №106 «Ob obiazatel'noi sertifikatsii ekspluatantov vozdushnogo transporta v rossiiskoi federatsii» [Order of the Ministry of Transport of the Russian Federation No. 106 dated December 10, 1993 "On Mandatory Certification of air Transport Operators in the Russian Federation"] (in Russ.).
77. Spearpoint M.J. The effect of pre-movement on evacuation times in a simulation model. Journal of Fire Protection Engineering. 2003, vol. 14, no. 1, pp. 33-53 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ Дмитрий Александрович САМОШИН Н
Доктор технических наук, профессор, доктор философии
Начальник учебно-научного комплекса
пожарной безопасности объектов защиты,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 7021-2583
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5860-0349 Scopus Author ID: 23482846200 Н [email protected]
Поступила в редакцию 11.09.2024 Принята к публикации 25.10.2024
Для цитирования:
Самошин Д. А. Проблемы нормирования времени начала эвакуации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 9-25. 001:10.25257/РБ.2024.4.9-25
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR Dmitry A. SAMOSHIN H
Grand Doctor in Engineering, Professor, PhD Head of the Educational Research Complex of Fire Safety of Facilities under Protection,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 7021-2583
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5860-0349 Scopus Author ID: 23482846200 H [email protected]
Received 11.09.2024 Accepted 25.10.2024
For citation:
Samoshin D.A. The problems of Identification and employment of pre-evacuation time. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 9-25 (in Russ.). DQI:10.25257/FE.2024.4.9-25
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.841:662.1
DOI 10.25257/FE.2024.4.26-35
® Ю. П. БРЫГИН1
1 ООО «Научно-производственная фирма-ВТ», Наро-Фоминск, Россия
О причинах и уроках трагичного пожара в пермском клубе «Хромая лошадь»
АННОТАЦИЯ
Тема. В статье рассмотрены обстоятельства и возможные причины возникновения и развития трагичного пожара в пермском ночном клубе «Хромая лошадь» 5 декабря 2009 года не только по официальной версии, но и тех, которые остались не исследованными на судебном процессе по уголовному делу о пожаре.
Методы. Использовался анализ результатов исследований, опубликованных в отечественной и зарубежной научно-технической литературе, по таким типам пожарной нагрузки (горючих материалов), как бытовая пыль, мешковина, пересушенные древесные прутья, пенополистирол и парообразные продукты его термоокислительной деструкции, существовавших в ночном клубе. В качестве источников зажигания оценена возможная роль искр пиротехнического фонтана, оплавившихся от перегрузки сети электрических проводов и тлеющего пыльного аэрогеля.
Приведены результаты экспериментальных исследований распределения температуры в искровом потоке фонтанов с разным пиротехническим составом.
Результаты. Анализ опубликованных исследований последних лет позволяет утверждать о существовании комбини-
рованной причины возникновения возгорания в ночном клубе, а также имевшейся взаимосвязи между разными типами пожарной нагрузки и источников зажигания.
Область применения результатов. Исследование обстоятельств произошедшего пожара может быть полезным специалистам строительной индустрии, проектирующим и применяющим конструкции с вспененными полимерами и подвесные потолки, скрывающие межпотолочное пространство от наблюдения.
Выводы. Для достоверного определения причины воспламенения объёма между подвесным потолком и капитальным потолком, покрытым вспененным полистиролом, необходимы тщательные экспериментальные исследования на основе полноценного моделирования трагичного пожара в этом ночном клубе.
Ключевые слова: «Хромая лошадь», пожар в ночном клубе, пиротехнический фонтан, пыльный аэрогель, древесные прутья, аварийная перегрузка электропроводов, деструкция пе-нополистирола, подвесной потолок
® Yu.P. BRYGIN1
1 «Research and production company-VT» LLC, Naro-Fominsk, Russia
On the causes and lessons of the tragic fire in the Perm night club "Lame Horse"
ABSTRACT
Purpose. The article has studied the circumstances and possible causes of the origin and development of the tragic fire in the Perm night club "Lame Horse" on December 5, 2009, not only according to the official version, but also those that remained unexamined during the trial of the criminal case on the fire.
Methods. The analysis of studies results published in domestic and foreign scientific and technical literature of such types of fire load (combustible materials) as household dust, burlap, overdried wooden rods, polystyrene foam and vaporous products of its thermal-oxidative destruction that existed in the night club has been used by the author. The possible role of sparks from a pyrotechnic fountain, melted from the overloaded electrical wiring and smoldering dusty aerogel has been assessed as ignition sources.
The results of experimental studies of temperature distribution in the spark flow of fountains with different pyrotechnic compositions have been presented.
Findings. Analysis of published studies of recent years allows us to state the existence of a combined cause of the ignition in the nightclub, as well as the existing relationship between different types of fire load and ignition sources.
Research application field. The study of the circumstances of the fire that occurred may be useful to specialists in the construction industry who design and use structures with foamed polymers and suspended ceilings that hide the inter-ceiling space from observation.
Conclusions. In order to reliably determine the cause of volume ignition between the suspended ceiling and the main ceiling covered with foamed polystyrene, careful experimental studies based on a full-fledged modeling of the tragic fire in this nightclub are necessary.
Key words: "Lame Horse", fire in the night club, pyrotechnic fountain, dusty aerogel, wooden rods, emergency wiring overload, polystyrene foam destruction, suspended ceiling
ВВЕДЕНИЕ
В ночь с 4 на 5 декабря 2009 г. в пермском ночном клубе «Хромая лошадь» сложились воедино, подобно зловещей мозаичной картине, грубые нарушения градостроительных норм, противопожарных требований, попустительство чиновников, халатность и беспечность руководителей клуба.
Возникший пожар привёл к 158 жертвам, более ста человек получили тяжелые травмы и ожоги, многие навсегда остались инвалидами, с искалеченными и загубленными судьбами, 15 детей остались полными сиротами и ещё больше потеряли одного из родителей, так как посетителями клуба были, в основном, молодые люди.
Что стало фатальным началом - искра от фейерверка из фонтанов, которого в тех условиях не должно было быть, аварийный режим работы электропроводки или самовозгорание пыли?
В судебном решении по этому трагичному случаю основной причиной зарождения пожара было признано возгорание пенополистирола от искр пиротехнического фонтана. Судебное следствие ограничилось подробным рассмотрением только одного типа пожарной нагрузки - пенопо-листирола и только одного вида источника зажигания - искр фонтана бытового назначения, предназначенного для применения вне помещений, то есть уличного («Рио»).
Однако появившиеся в последние годы результаты научных исследований малоизученного поведения при нагревании пенопластов вообще и пенополистирола в частности, позволяют по-иному оценить все обстоятельства возникновения и развития пожара.
Поэтому представляет интерес анализ не только результатов этих исследований, но и рассмотрение других типов пожарной нагрузки (горючих материалов) и возможных источников зажигания, находившихся в том ночном клубе, их взаимосвязи и потенциальной роли в возникновении пожара.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Что же собой представлял ночной клуб «Хромая лошадь»? Это заведение располагалось на первом этаже 9-этажного жилого дома. Отделка по всей поверхности потолка из железобетонных плит в зале для посетителей была выполнена в виде закреплённых на них пенополистироль-ных пластин толщиной 10 см. Стыки между ними были заполнены пенополиуретановым составом.
Ниже этого покрытия, на расстоянии 50-60 см от него, располагался подвесной декоративный потолок из ивовых прутьев толщиной от 0,5 до 2,5 см (в форме матов 1x2 м) с зазорами между прутьями от 1 до 3 см, крепившийся к горизонтальным деревянным жердям.
Поверх прутьев было размещено полотно из тканого материала - мешковина с размерами ячеек 2x4 мм, которая в своё время (по показаниям ряда свидетелей) была пропитана огнезащитным составом. На поверхности мешковины был обнаружен слой бытовой пыли толщиной 6-8 мм.
В центре зала располагалась сцена длиной 8,7 м, шириной 1,95 м и высотой от пола клуба 65 см. Высота от пола клуба до подвесного декоративного потолка составляла 2,75-2,80 м. Под ним находилась п-образная металлическая рама. На неё и на горизонтальные жерди были навешены осветительные приборы и оборудование. На сцене и полу находилось электротехническое оборудование - акустические колонки-динамики, микшерная установка, диджейский пульт и др. Ко всей этой аппаратуре вело большое количество проводов. Провода свисали с потолка и п-образной металлической арки. Мощность электроосветительного оборудования, по показаниям свидетелей, его обслуживавших, составляла около 6 кВт.
4 декабря 2009 г. в ночном клубе «Хромая лошадь» отмечалась восьмая годовщина со дня его открытия. В числе праздничных мероприятий был запланирован фейерверк из фонтанов, а также так называемые «вспышки». «Вспышки» представляли собой самодельные восьмиствольные металлические мортирки с навеской дымного пороха в 3 г, которые сверху были заклеены бумагой. Заряд пороха инициировался электровоспламенителем.
Фонтаны в количестве 5 штук (сценические, то есть зальные - по утверждению руководителя пиротехнической фирмы, или бытового назначения - «Рио» - уличные, рассмотренные судебным следствием), а также «вспышки» были установлены в линию на полу вдоль сцены (рис. 1 ).
По сценарию праздника в определённые моменты времени «вспышки» приводились в действие, обозначая звуковым эффектом количество лет клубу. В первом часу ночи уже 5 декабря были запущены и фонтаны, но из пяти сработали только три (рис. 2).
О дальнейшем развитии событий хорошо известно из интервью в СМИ и показаний телеоператора, выполнявшего видеосъёмку праздника: «Судя по видеозаписи, с момента пуска фейерверка до момента, когда стало понятно, что возник пожар, и площадь возгорания составляла уже
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
1 Ч-. / .-4- 1
Ж/б плиты перекрытия Пенополистирол Пыль Мешковина Ивовые прутья !
Уровень сцены 1 i ! <Х 3 300
А1 А2 3 / \ Уровень пола / \ J «Мортирки» . / i' i 5
Рисунок 1. Схема конструкции потолка в клубе «Хромая лошадь»: 1, 2 - несработавшие пиротехнические фонтаны; 3, 4, 5 - сработавшие пиротехнические фонтаны
1, 2
Figure 1. Ceiling design diagram in the "Lame Horse" club: - unactivated pyrotechnic fountains; 3, 4, 5 - activated pyrotechnic fountains
Рисунок 2. Работающие пиротехнические фонтаны Figure 2. Pyrotechnic fountains in action
не менее 6 квадратных метров, прошло 3 минуты 22 секунды. Только после этого ведущий шоу, также заметивший возгорание, объявил: «Дамы и господа! Мы горим!», и попросил всех выйти на улицу».
В ходе судебных заседаний некоторые участники процесса отмечали, что в качестве пожарной нагрузки (горючих материалов) необходимо также рассматривать пересушенные ивовые прутья, мешковину, пыль, скопившуюся на поверхности мешковины, а в качестве источников зажигания -электрические провода и их скрутки, обнаруженные со следами оплавления.
Проанализируем каждый из этих факторов, сложившихся в клубе в ту трагичную ночь, а также возможность термоокислительной деструкции (разложения) пенополистирола.
В течение 8 лет существования клуба на поверхность подвесного потолка из древесных прутьев, поверх мешковины, осаждалась мелкодисперсная
полиорганическая пыль, толщина слоя которой достигала 6-8 мм, - от истирания подошв обуви, мебели, бумажная пыль и пыль от других источников.
Такая осевшая пыль представляет собой аэрогель и является пожароопасной. Свойства таких веществ хорошо известны [1-6]: они могут самонагреваться, тлеть и самовозгораться, а их пожароопасность и механизм горения изучаются в соответствующих пожарно-технических учебных заведениях МЧС РФ.
Но химический состав этой пыли, структура её частиц и другие важные характеристики не были исследованы. А они, как считают некоторые авторы [1, 3], позволили бы оценить возможную скорость распространения пламени в очаге пожара и сопоставить её с реальной.
Особенностью мелкодисперсных пылей является повышение их химической активности (способность вступать в реакции окисления и горения) и понижение температуры самовоспламенения. Даже такие металлы, как железо, алюминий, цинк, которые в обычных условиях не горят, в тонкоиз-мельчённом состоянии при контакте с воздухом могут самовозгораться, не говоря уже об искре или открытом пламени, а пылевоздушная смесь (аэрозоль) в каменноугольных шахтах, на мукомольных и сахарных предприятиях является не только пожароопасной, но и взрывоопасной.
На рисунке 3 показана конструкция подвесного потолка и оборудование под ним. Непосредственно под подвесным потолком из древесных прутьев были размещены различные мощные светотехнические устройства, при работе которых осуществлялся «постоянный подогрев элементов
Рисунок 3. Декоративный потолок над сценой со светотехническим оборудованием: 1 - провода, проходящие через декоративный потолок; 2 - фонтаны; 3 - «мортирки»; 4 - очаг пожара Figure 3. Decorative ceiling over the stage with lighting equipment: 1 - wires passing through the decorative ceiling; 2 - fountains; 3 - "mortars"; 4 - fire center
конструкции подвесного потолка и потолочного перекрытия», «способствовавший интенсивному возникновению и развитию пожара». «В ночь трагедии в клубе было очень душно, была высокая температура...» (из материалов судебных заседаний).
Известны результаты исследований по пожарной опасности осветительных устройств и, в первую очередь, приборов, в которых применяются мощные (свыше 200 Вт) металлогалогенные лампы накаливания. В этих работах показано, что такие софиты не только вызывают нагрев до высокой температуры окружающей среды, но и могут стать источником зажигания горючих материалов, так как температура нагрева колб ламп накаливания может достигать 250-300 °С [7].
Поэтому в пылевом слое вполне можно допустить наличие высокой температуры (гораздо выше 30 °С), для воспламенения которого достаточно высокотемпературного источника - искры от фейерверочного фонтана или нагретого тела, например, раскалённых проводов от перегрузки электросети.
Самопроизвольный разогрев аэрогеля возможен при достижении им температуры самонагревания под воздействием внешнего источника тепла. И такой локальный внешний нагреватель мог быть комбинированным: мощный софит под древесным навесным потолком и нагревшиеся от перегрузки сети электрические провода, частично лежавшие в слое пыли на мешковине над матами из древесных прутьев.
В научной периодике приведены результаты экспериментов зарубежных исследователей, в которых органическая пыль (от рисовой шелухи) с размерами частиц 75^150 мкм и с толщиной слоя
около 10 мм при нагреве поверхностью металлического источника (до 350 °С) воспламенялась через 95 мин после начала нагревания [8]. При этом авторами была получена критическая температура воспламенения пыли около 122 °С.
Можно предположить, что условия, сложившиеся в клубе в эту трагичную ночь, ускорили подготовку пыли к горению. На нестабильность пылевых отложений и их способность к переходу во взвешенное состояние, то есть образованию аэрозоля, даже при слабых внешних воздействиях, указывают и многие исследователи. Такое внешнее воздействие на пылевой слой на мешковине могло осуществляться и колеблющимся потоком нагретого воздуха (внизу, на полу, как раз под возникшим очагом пожара стояла мощная звуковая колонка). Пылевой слой мог стать аэровзвесью, для воспламенения которой достаточно было любого источника нагревания. Причём разность между температурой самовоспламенения в осевшем состоянии (аэрогель) и взвешенном состоянии (аэрозоль), как указывал в своей монографии А. Я. Корольченко [3], может достигать 150-200 °С и более.
Свою роль в возникновении очага пожара могла сыграть и мешковина - тканый материал из растительных волокон и джута. Известно, что из твёрдых горючих веществ наиболее подвержены возгоранию или воспламенению от искр волокнистые и мелкораздробленные материалы: хлопок, войлок, ткань, сено, мякина, шерсть и др. [2]. Такие материалы имеют малую теплопроводность и большую поверхность, что способствует сохранению тепловой энергии искры в небольшом объёме горючего вещества и его быстрому нагреву [2].
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
В судебном процессе были приведены значения температуры частиц, выбрасываемых из пиротехнического фонтана «Рио», которые «...составляли при горении частиц из алюминиево-магниевого сплава около 1 100 °С, а при горении частиц железа около 2 500 °С..., что в 3,5-8 раз превышает температуры возгорания пенопластов» (из материалов судебных заседаний).
Указывая такую высокую температуру горения частиц железа, ссылались на научно-техническую литературу, изданную в 1943 и 1957 гг. [9, 10]. Если обратиться к этим источникам, то сразу же можно обнаружить, насколько вольно трактуются эти данные. Горлов А. П., как и Горст А. Г., а позднее Шидловский А. А. [11] и Мельников В. Э. [12], рассматривая зажигательные пиротехнические составы, указывают диапазон температур 2 4002 800 °С для термитных составов. Область применения таких составов - в пиротехнике, прежде всего, военного назначения, и в них используются не железные порошки и опилки, а окислы железа (Fe2O3 или Fe3O4), и характер протекания химических реакций в них совершенно иной. Что же касается температуры в 2 500 °С для железа, то эта температура близка к температуре его кипения. Да и зажечь термитный состав не так просто -температура его воспламенения (зажигания) достигает 1 300 °С [12] - для этого применяют специальные переходные составы.
В пиротехнических изделиях бытового назначения, к которым относятся фонтаны типа «Рио», процессы горения пиротехнических составов протекают несколько иначе, чем в зажигательных, трассирующих, сигнальных, осветительных и целом ряде составов специального назначения.
Автору представилась возможность оценить распределение температуры по высоте в искровом потоке фонтана с разным химическим составом.
Характеристика пиротехнических составов фонтанов разного типа и полученные результаты такой оценки приведены в таблице.
Максимальная высота искрового факела фонтанов составляла около 2,8 м. Фонтаны были цилиндрической формы диаметром 37 мм и высотой 118 мм.
Датчики представляли собой термопары с незащищённым спаем хромель-алюмель диаметром 0,3 мм и вольфрам-рений диаметром 0,3 мм.
Для каждого типа фонтанов было использовано по четыре образца, поэтому в таблице приведены минимальные и максимальные измеренные значения.
Как следует из представленных в таблице значений, температура на расстоянии 135 мм от устья сопла фонтана достигала 1 254 °С для фонтанов на основе порошка титана и 1 382 °С для фонтанов на основе порошка железа. На вершине искрового потока (2,5-2,7 м) из-за его рассеивания она не превышала 40 °С.
Интересно, конечно, было зафиксировать температуру искрового потока непосредственно на выходе из сопла фонтана (то есть на нулевой отметке), но учитывая скоростной напор искр, технически выполнить это было затруднительно. Тем не менее, оценить эту температуру стало возможным косвенным путём. Для этого фонтан был установлен в тонкостенную стальную обойму соплом вниз. В результате дно обоймы из низкоуглеродистой стали толщиной 1,2 мм было проплавлено. С учётом температуры плавления такой стали 1 3501 400 °С можно считать, что и температура потока искр на выходе из сопла также имеет температуру около 1 400 °С.
Несмотря на такие низкие температурные характеристики в потоке раскалённых частиц на вершине искрового факела, сами такие частицы
Температура в потоке искр фонтана Temperature in the fountain spark flow
Пиротехнический состав фонтана Цвет искр Температура, °С
Расстояние от сопла фонтана до датчика, мм
135 635 885 1 135 1 635 2 385 2 635
Перхлорат аммония ЫИ4СЮ4 - 18 %; порошок титана Т1 - 20 %; нитроцеллюлоза С6И702(0Ы02)3 - 62 % «Серебряный» 1220-1254 - 138-145 - 66-75 48-50 -
Перхлорат калия КС104 - 1 %; порошок железа Ре - 20 %; нитроцеллюлоза С6И702(0Ы02)3 - 79 % «Золотой» 1179-1382 143-183 - 74-88 48-53 - 32-34
Примечание: измерения были выполнены в отделе научного и приборно-методического обеспечения работ ФНПЦ «НИИ прикладной химии» (г. Сергиев Посад Московской области).
Note: measurements were taken in the Department of Research and Instrumental - Methodical Provision of Works of the Federal Scientific and Practical Center "Research Institute of Applied Chemistry" (Sergiev Posad, Moscow Region).
являются продуктами горения (окислы и нитриды металлов) искрообразователя (порошки титана и железа) и раскаляются до температуры свечения 1 000 °С (жёлтый цвет) - 1 100 °С (белый цвет) [12]. Поэтому автор не исключает вполне вероятную возможность зажигания ими пыльного аэрогеля (аэрозоля) или газообразных и парообразных продуктов термодеструкции пенополистирола.
Осталась не исследованной и возможность возгорания подвесного потолка от таких видов аварийной работы участков электрических проводов, как токовая перегрузка и большие переходные сопротивления на скрутках проводов. Часть из этих проводов располагалась на поверхности декоративного потолка и при осмотре очага пожара была обнаружена со следами оплавления, а часть соприкасалась с пенопластом. В дальнейшем части таких проводов были изъяты, и с их фрагментами проведены металловедческие исследования.
Отдельные результаты из этих исследований имеют первостепенное значение (из материалов судебных заседаний): «...Оплавление всех четырёх медных проводников. произошло в результате термического воздействия электрического тока, вызванного перегрузкой (повышенной токовой нагрузкой) в атмосфере с нормальным содержанием кислорода или при содержании, близком к нормальному». По другому фрагменту проводов имеется такое заключение: «Большая протяжённость оплавленных участков в данном случае говорит о том, что оплавление жил явилось следствием повышенной токовой нагрузки», то есть нагрузки на провода, не рассчитанные по своим характеристикам на те токовые нагрузки, которым они подверглись.
Иначе говоря, оплавление медных проводов могло возникнуть до начала пожара. Учитывая высокую температуру плавления меди (1 083 °С), это явление вполне можно рассматривать как один из возможных источников зажигания горючих материалов (пыльный аэрогель, мешковина, ивовые прутья, пенопласт и продукты его деструкции) в очаге пожара.
Существенным фактом является и то, что возгорание произошло в самый кульминационный момент праздника, когда работали практически все светотехнические и музыкальные устройства, демонстрационное оборудование, и нагрузка на электрические провода могла быть максимальной.
Среди фрагментов медных проводов, изъятых в очаге пожара и исследованных экспертами, были провода со скрутками, которые являются причиной больших переходных сопротивлений и, в конечном счёте, причиной нагревания этих участков, а при перегрузке сети и их оплавления.
Именно такие случаи - большое переходное сопротивление (БПС), повышенная токовая нагрузка и короткое замыкание считаются аварийными режимами работы электрической сети, часто являющимися причиной пожаров [13]. Известны исследования, в которых указывается на особую опасность именно БПС среди аварийных режимов работы электросетей. Если с коротким замыканием и токовой перегрузкой «эффективно справляются существующие аппараты защиты в виде плавких предохранителей, автоматических выключателей и тепловых реле», то в случае БПС средства защиты не срабатывают, так как протекающий в проводах ток практически не изменяется по величине [14, 15].
Исследование аварийного режима работы электропроводки «токовая перегрузка» с учётом суммарной мощности электротехнического оборудования, действовавшего перед возгоранием в клубе, сравнение микроструктуры оплавления медных проводов, изъятых с места пожара и полученных в лабораторных их испытаниях на нагрузку, позволило бы обосновано указать на возможную причину пожара. О важности такого подхода говорится и в работе [16]. Но этого не было сделано.
В материалах судебного разбирательства есть таблица со значениями скорости распространения пламени по поверхности различных горючих материалов. Из неё следует, что такая скорость составляет для ППУ (пенополиуретан) + ППС (пенополистирол) - образцы пенопласта с потолка зала - 93 мм/мин. Отсюда следует, что время, в течение которого пламя должно распространиться над сценой по всей длине перекрытия (около 3,0 м minimum - в обе стороны от очага пожара), должно быть 32,3 мин, а в реальности это время составило от 2 мин до 3,5 мин (по разным оценкам).
Из вышеизложенных фактов следует, что первоначально произошло возгорание не пенопласта, а чего-то другого. В этом плане представляют интерес показания одного из свидетелей (из материалов судебных заседаний): «.я повернулась и увидела: на потолке по перекрытию побежали маленькие огоньки, направлялись в сторону зала». И далее: «...Я не стала слушать его ответ (охранника, к которому обратилась с вопросом - что это такое? - пояснение автора), так как подняла голову и увидела, что на потолке уже идёт пламя». Из показаний ещё одного из свидетелей: «... я оглянулся и боковым зрением увидел, что тлеет и слегка искрит мешковина над танцполом». Эти признаки похожи на начало возгорания пыли.
Если обратиться к фотографии из зала клуба, то можно увидеть, что мгновенно возникшее пламя
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
было объёмным и ярким (рис. 4). Такое пламенное горение возможно при избытке кислорода воздуха и наличии легковоспламеняющегося материала, скорее всего, газообразного.
В показаниях ряда свидетелей, участвовавших в монтаже электропроводки и её обслуживании, отмечается, что и силовые провода (для осветительного оборудования), и провода управления проходили как по поверхности матов (щитов) из ивовых прутьев, так и в контакте с плитами пенопласта.
В условиях повышенной токовой нагрузки (аварийный режим работы), а также при постоянном подогреве воздуха в подпотолочном пространстве от работающих мощных осветительных устройств, это могло привести к локальному разогреву поверхности «пенополистирол + пенополиуретан» и стимулировало их активную термоокислительную деструкцию с выделением паров легковоспламеняющихся углеводородов. Эти пары из-за повышенной температуры могли накапливаться под потолком, а воспламеняться они способны уже при небольшом содержании по объёму.
Такое малоизученное поведение органических полимеров вообще и пенополистирола в частности под воздействием различных факторов окружающей среды в разные годы исследовалось, о чём имеются соответствующие публикации в научно-технической литературе [17-21].
В справочной литературе приводятся значения теплостойкости пенополистирола - от 60 до 70 °С (в зависимости от объёмного веса) [22], при которой происходит изменение механических свойств материала. Ряд авторов считают, что низкая термостойкость пенополистирола приводит к тому, что при температуре 80-110 °С в нём начинают развиваться процессы разложения без
............... ► /
Рисунок 4. Пламенное горение над подвесным потолком Figure 4. Flame combustion above the suspended ceiling
его возгорания [20]. Согласно результатам исследований [20, 21] «введение антипиренов (самозатухающий пенополистирол) уменьшает вероятность случайного возгорания, но никоим образом не отражается на его теплостойкости».
Образующиеся при термодеструкции как парообразные продукты (стирол, толуол, бензол), так и газообразные (ацетилен, хлорметан, оксид углерода и др.) имеют не только низкую температуру воспламеняемости (в пределах 60 °С), но и небольшие концентрационные пределы взрываемости паров с воздухом (от 1,1 до 7 %). Если предположить, что они удерживались в объёме между капитальным потолком и подвесным из-за нарушения, к примеру, воздухообмена в указанном пространстве, то газообразные продукты деструкции пенополистирола также можно рассматривать в качестве легковоспламеняющейся пожарной нагрузки.
Горючие пары и газообразные продукты разложения пенопластов, кроме того, могли способствовать преобразованию аэрогеля в аэрозоль, который обладает большей чувствительностью к воспламенению [1, 3].
В материалах судебного процесса приведён значимый и необъяснённый факт: «пожарные... тушения не производили, поскольку горение в зале самопроизвольно прекратилось, а лишь эвакуировали пострадавших». Этот загадочный факт не стал предметом анализа судебного следствия, но мог бы во многом прояснить ситуацию с возникновением и развитием пожара.
Автор не анализирует официальную версию возникновения пожара - возгорание пенополисти-рола от искр фонтана, поскольку к её объективности и обоснованности есть много вопросов. И один из них: как искры фонтана могли зажечь пенополисти-рол, отстоящий от фонтана на расстоянии 3,3 м, если максимальная паспортная и реальная высота подъёма отдельных искр фонтана не превышала 3 м?
Исходя из характеристик горючести материалов, оказавшихся в очаге пожара (пенопо-листирол, продукты его деструкции, мешковина, мелкодисперсная полиорганическая пыль и пересушенные ивовые прутья), наличия различных возможных источников зажигания (тлеющая пыль, раскалённые и оплавившиеся медные провода и, не исключая, искры фонтана), вполне можно допустить комбинированный характер возникновения очага пожара.
Автор полагает, что наиболее вероятным сценарием произошедшего пожара мог быть следующий. Вначале воспламенилась пыль на участке над софитом (этот участок возгорания хорошо виден на
рисунке 3), затем горение в считанные секунды распространилось по всей поверхности подвесного потолка над сценой и одновременно воспламенились газообразные продукты термоокислительной деструкции пенопластов. Из-за развившейся высокой температуры (около 1 000 °С) загорелись ивовые прутья и мешковина, начал плавиться и гореть пенополистирол и пенополиуретан - в условиях уже дефицита кислорода воздуха с обильным выделением высокотоксичных газообразных продуктов горения, дыма и копоти. Но это было уже вторичным, однако сыграло роковую роль и повлекло большое количество погибших и тяжело пострадавших посетителей «Хромой лошади».
И здесь возникает вопрос - почему во внутренней отделке помещения был использован пенополистирол, материал, имеющий высокую пожарную опасность? Ещё в публикациях отечественных учёных в 70-х годах прошлого века подчёркивалась повышенная пожарная опасность большинства строительных пенопластов [23].
Многочисленные исследования отечественных и зарубежных учёных свидетельствуют о высокой степени горючести пенополистирола (в том числе его «самозатухающих» разновидностей) [20, 21, 23, 24]. И это было подтверждено в экспертном эксперименте, когда при прямом обстреле пено-полистирольной плиты потоком искр фонтана она начала гореть! А в случае пожара при горении пе-нополистирола выделяются токсичные вещества, опасные для жизни людей, вплоть до летального исхода [25, 26].
Неслучайно в Европе пенополистирол относят к самому горючему классу строительных материалов - Class E (Г3-Г4 - в отечественной классификации по ГОСТ 30244-94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть. Метод 2»), а его пожароопасность не обсуждается и не дискутируется, а воспринимается и производителями, и потребителями как объективная характеристика материала [27].
Случаи массовой гибели людей при пожарах в концертных помещениях ночных клубов, поверхности которых были отделаны пенопластом, полимерными материалами или деревянным декором потолка, происходили и за рубежом (в феврале
2003 г. в США - 100 человек погибло; в декабре
2004 г. в Аргентине - 194 человека погибло; в январе 2013 г. в Бразилии - 239 человек погибло).
Как следует из современных научных публикаций [28], помимо пожарной опасности, пено-пласты при их эксплуатации также и экологически небезопасны в качестве теплоизоляционного строительного материала из-за выделения токсичных веществ.
ВЫВОДЫ И ПОСЛЕСЛОВИЕ
С учётом обстоятельств произошедшего пожара специалистам строительной отрасли следует подумать о целесообразности использования пенопластов во внутренней отделке помещений различного назначения.
При устройстве подвесных потолков, по-видимому, надо избегать применения конструкций из горючих материалов, в межпотолочном пространстве предусматривать не только автоматическую систему пожарной сигнализации, но и, может быть, автоматическую систему пожаротушения, а также своевременно убирать пыль и не допускать её накопления. В этом пространстве также не должны располагаться какие-либо предметы из горючих материалов, скрытые от наблюдения.
При возникновении пожара первостепенное значение приобретает состояние эвакуационных путей, обеспечивающих безопасное покидание аварийных помещений: необходимый уровень огнестойкости отделки поверхностей, наличие аварийного освещения и соответствующих знаков пожарной безопасности, отсутствие на путях эвакуации различного рода оборудования и устройств, затрудняющих эвакуацию.
Трагические последствия пожаров в клубе «Хромая лошадь» 5 декабря 2009 г., а также 25 марта 2018 г. в кемеровском торговом центре «Зимняя вишня» (погибли 60 человек, из которых 37 детей и ещё 79 человек пострадавших) и 5 ноября 2022 г. в костромском кафе «Полигон» (погибли 15 человек) показали, как жизненно важно неукоснительно выполнять соответствующие предписания Правил противопожарного режима в РФ (утв. постановлением Правительства РФ № 1479) и Федерального закона РФ от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (в ред. от 25.12.2023).
Чтобы обоснованно утверждать, что же конкретно явилось ключом к воспламенению объёма между подвесным потолком и капитальным потолком, покрытым вспенённым полистиролом, - искры от фонтана, самовозгорание пыльного аэрогеля и газообразных продуктов разложения пенопластов или зажигание от расплавившихся медных проводов, необходимы тщательные экспериментальные исследования на основе полноценного моделирования трагичного пожара в ночном клубе «Хромая лошадь». Исследования специалистов, владеющих методикой изучения процессов горения пылей и полимерных материалов, условий низкотемпературной деструкции пенопластов и воспламеняемости возникающих при этом газообразных и парообразных продуктов.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
После этой трагедии прошло свыше 14 лет, но причина пожара так и не стала, к сожалению, предметом исследований специалистов в этой области, и публикаций на эту тему в соответствующих научных изданиях не найти. И только результаты журналистских расследований в какой-то мере проливали свет на обстоятельства этого потрясения для всей страны [29]. Тем не менее, это трагичное происшествие даёт обширный материал для исследований в области пожарной безопасности не только материалов, но и условий, в которых они могут оказаться. А их результаты, без сомнения, позволят предотвратить подобные катастрофы, которые «...опасны не тем, что они неожиданные, а тем, что могут повториться. Поэтому каждая авария и тем более катастрофа требуют тщательного изучения причин и принятия мер предупреждения их в будущем» [30].
Прежде чем предложить статью к опубликованию, автор предварительно обращался к учёным и специалистам из разных сфер деятельности с просьбой ознакомиться с её проектом и высказать мнение об объективности и корректности позиции автора по обстоятельствам произошедшей трагедии. Всем им выражается искренняя признательность и благодарность за замечания и рекомендации. Задача была одна: привлечь внимание неравнодушных специалистов и научных работников, которым близка тематика подобных происшествий, вызванных возникновением и развитием неконтролируемых химических превращений материалов. Совместными усилиями попробовать разобраться - что же произошло, что явилось наиболее вероятной причиной возникновения пожара и его скоротечного развития? Ведь в конечном счёте цель скрупулёзного изучения подобных трагичных происшествий - не допустить их повторения.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Таубкин С. И., Таубкин И. С. Пожаро- и взрывоопас-ность пылевидных материалов и технологических процессов их переработки. М.: Химия, 1976. 264 с.
2. Демидов П. Г., Шандыба В. А, Щеглов П. П. Горение и свойства горючих веществ. М.: Химия, 1981. 272 с.
3. Корольченко А. Я. Пожароопасность промышленной пыли: монография. М.: Химия, 1986. 215 с.
4. Корольченко А. Я. Процессы горения и взрыва: монография. М.: Пожнаука, 2007. 266 с.
5. Горшков В. А. Самовозгорание веществ и материалов: монография. М.: ВНИИПО МЧС России, 2003. 445 с.
6. Вогман Л. П., Корольченко Д. А, Хрюкин А. В. Определение условий самовозгорания отложений горючих пылей на оборудовании, в вентиляционных системах и аспирационных установках зданий и сооружений // Пожаровзрывобезопасность.
2020. Т. 29, № 4. С. 32-41. 001:10.18322/РУБ.2016.25.08.34-41
7. Смелков Г. И., Пехотиков В. А, Рябиков А. И., Назаров А. А. Актуальные вопросы оценки и обеспечения пожарной безопасности светотехнических изделий на объектах складского хранения // Безопасность труда в промышленности.
2021. № 3. С. 54-60. Э01:10.24000/0409-2961-2021-3-54-60
8. Эль-Сэид С.А., Хасс Т. М. Тлеющее горение пыли рисовой шелухи на поверхности нагрева // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49. № 2. С. 40-48.
9. Горлов А. П. Зажигательные средства, их применение и борьба с ними. М., Л.: Изд-во Наркомхоза РСФСР, 1943. 168 с.
10. Горст А. Г. Пороха и взрывчатые вещества. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. М.: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1957. 188 с.
11. Шидловский А. А. Основы пиротехники: монография. М.: Машиностроение, 1973. 320 с.
12. Мельников В. Э. Современная пиротехника: монография. М.: Наука, 2014. 480 с.
13. Смелков Г. И. Пожарная опасность электропроводок при аварийных режимах: монография. М.: Энергоатомиздат, 1984. 184 с.
14. Харламенков А. С. Пожарная опасность больших переходных сопротивлений. От теории к практике. Часть 1 // По-жаровзрывобезопасность. 2021. Т. 30, № 6. С. 108-113.
15. Харламенков А. С. Пожарная опасность больших переходных сопротивлений. От теории к практике. Часть 2 // Пожаровзрывобезопасность. 2022. Т. 31, № 1. С. 99-104. Э01:10.18322/РУБ.2022.31.01.99-104
16. Таубкин И. С., Саклантий А. Р. О надёжности методики причинной связи токовой перегрузки электро-
проводки с возникновением пожара // Теория и практика судебной экспертизы. 2019. Т. 14, № 1. С. 106-115. DOI:10.30764/1819-2785-2019-14-1-106-115
17. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров / Пер. с англ. Д. Г. Вальковского [и др.]. М.: Мир, 1967. 328 с.
18. Филатов И. С. Климатическая устойчивость полимерных материалов: монография. М.: Наука, 1983. 216 с.
19. Дементьев А. Г. Структура и свойства газонаполненных полимеров: дис. ... д-ра техн. наук. М.: ВНИИ синтетических смол, 1997. 413 с.
20. Кетов А. А, Красновских М. П., Максимович Н. Г. Пожарная опасность самозатухающего пенополистирола // Пожарная безопасность. 2014. № 1. С. 54-59.
21. Баталин Б. С., Красновских М. П. Долговечность и термическая устойчивость пенополистирола // Строительные материалы. 2014. № 8. С. 64-67.
22. Краткая химическая энциклопедия / Под ред. И. Л. Кнунянца. Т. 3. М.: Советская энциклопедия, 1964. С. 887.
23. Баратов А. Н., Андрианов Р. А, Корольченко А. Я., Ушков В. А, Михайлов Ф. С., Филин Л. Г. Пожарная опасность строительных материалов / Под ред. А. Н. Баратова. М.: Строй-издат, 1977. С. 179-277.
24. Гуюмджян П. П., Коканин С. В., Пискунов А. А. О пожароопасности полистирольных пенопластов строительного назначения. // Пожаровзрывобезопасность. 2011. Т. 20, № 8. С. 4-8.
25. Иличкин В. С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов. Принципы и методы определения. СПб: Химия, Санкт-Петербургское отделение, 1993. 136 с.
26. Сенченко Т. В., Власова О. С., Батманов В. П. Анализ экспериментальных исследований пожароопасности пенополи-стирола и токсичности продуктов его горения // Инженерный вестник Дона. 2019. № 1. C. 56-76.
27. Пенополистирол [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://s.siteapi.org/01390dd2399e27f.ru/docs/9256ac667f870ac8 3c4669e50e351c36003e18ac.pdf (дата обращения 25.11.2024)
28. Красногорская Н. Н., Нафикова Э. В., Корнеева А. О., Белозерова Е. А. Обоснование выбора экологичных строительных материалов для утепления стен жилых домов // Безопасность жизнедеятельности. 2017. № 11. С. 3-10.
29. Боброва И. О. Материалы журналистских расследований // Московский комсомолец. 2009-2013.
30. Кулиниченко В. Титан с характером // Военно-промышленный курьер. 2021. № 7. С. 12.
REFERENCES
1. Taubkin S.I., Taubkin I.S. Pozharo- i vzryvoopasnost' pylevidnykh materialov i tekhnologicheskikh protsessov ikh pererabotki [Fire and explosion hazard of dusty materials and technological processes of their recycling]. Moscow, Khimiya Publ., 1976. 264 p. (in Russ).
2. Demidov P.G., Shandyba V.A., Scheglov P.P. Gorenie i svoistva goriuchikh veshchestv [Combustion and properties of flammable substances]. Moscow, Khimiya Publ., 1981. 272 p. (in Russ).
3. Korolchenko A.Y. Pozharoopasnost' promyshlennoi pyli [Fire hazard of industrial dust]. Moscow, Khimiya Publ., 1986, 215 p. (in Russ.).
4. Korolchenko A.Y. Protsessy goreniia i vzryva [Burning and explosion processes]. Moscow, Pozhnauka Publ., 2007, 266 p. (in Russ).
5. Gorshkov V.I. Samovozgoranie veshchestv i materialov [Spontaneous ignition of substances and materials]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2003, 445 p. (in Russ).
6. Vogman L.P., Korolchenko D.A., Khryukin A.V. Determination of the self-ignition conditions for sediments of combustible liquid Vapours inside air pipes of ventilating systems. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2020, no. 29(4), pp. 32-41. D0I:10.22227/PVB.2020.29.04.32-41 (in Russ.).
7. Smelkov G.I., Pekhotikov V.A., Ryabikov A.I., Nazarov A.A Current issues of assessment and ensuring fire safety of lighting products at the warehouse storage facilities. Bezopasnost Truda v Promyshlennosti - Occupational Safety in Industry, 2021, no. 3, pp. 54-60 (in Russ). D0I:10.24000/409-2961-2021-3-54-60
8. El-Sayed S.A., Khass T.M. Smoldering combustion of rice husk dusts on a hot surface. Fizika goreniya i vzryva -Combushion, Explosion and Shock Waves, 2013, vol. 49, no. 2, pp. 40-48 (in Russ).
9. Gorlov A.P. Zazhigatel'nye sredstva, ikh primenenie i bor'ba s nimi [Incendiary agents, their use and fight against them]. Moscow, Leningrad, Publishing House of the People's Commissariat of the RSFSR, 1943. 168 p. (in Russ).
10. Gorst A.G. Porokha i vzryvchatye veshchestva [Gunpowder and explosives]. Moscow, State Publishing House of the Defense industry, 1957. 188 p. (in Russ.).
11. Shidlovskiy A.A. Osnovy pirotekhniki [Pyrotechnics Basics]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1973. 320 p. (in Russ.).
12. Melnikov V.E. Sovremennaia pirotekhnika [Modern pyrotechnics]. Moscow, 2014. Nauka Publ., 480 p. (in Russ.).
13. Smelkov G.I. Pozharnaia opasnost' elektroprovodok pri avariinykh rezhimakh [Cable fire danger during emergency modes]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1984, 184 p. (in Russ.).
14. Kharlamenkov A.S. The fire hazard of large transition resistances. From theory to practice. Part 1. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2021, no. 30(6), pp. 108-113 (in Russ.).
15. Kharlamenkov A.S. The fire hazard of large transition resistances. From theory to practice. Part 2. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2022, no. 31(1), pp. 99-104 (in Russ.). D0I:10.18322/PVB.2022.31.01.99-104
16. Taubkin I.S., Saklantiy A.R. Reliability of the Method for Establishing Causation between Electrical Circuit Overload and Fire Ignition. Teoriya i praktika sudebnoj ekspertizy - Theory and Practice of Forensic Science. 2019, vol. 14, no. 1, pp. 106-115 (in Russ.). D0I:10.30764/1819-2785-2019-14-1-106-115
17. Madorsky S.L. Thermal degradation of organic polymers. New York, Interscience Publishers, 1964, 315 p. (Russ ed.: Madorsky S.L. Termicheskoe razlozhenie organicheskikh polimerov. Moscow, Mir Publ., 1967. 328 p.).
18. Filatov I.S. Klimaticheskaia ustoichivost' polimernykh materialov [Climatic resistance of polymer materials]. Moscow, Science Publ., 1983, 216 p. (in Russ).
19. Dementiev A.G. Struktura i svoistva gazonapolnennykh polimerov [Structure and properties of gas filled polymer. Grand Doctor in Engineering thesis]. Moscow, All-union Scientific Research Institute of Synthetic Resins Publ., 1997. 413 p. (in Russ).
20. Ketov A.A., Krasnovskikh M.P., Maksimovich N.G. Fire Hazard of self-extinguishing styrofoam. Pozharnaya bezopasnost' -Fire Safety, 2014, no.1, pp. 54-59 (in Russ).
21. Batalin B.S., Krasnovskikh M.P. Durability and Heat Resistance of Foam Polystyrene. Stroitel'nye materialy -Construction Materials. 2014, no. 8, pp. 64-67 (in Russ).
22. Kratkaia khimicheskaia entsiklopediia [Concise chemical encyclopedia] Vol. 3. Moscow, «Soviet encyclopedia» Publ., 1964, 887 p. (in Russ).
23. Baratov A.N. (ed.), Andrianov R.A., Korolchenko A.Ya., Ushkov V.A., Mikhaylov F.S., Filin L.G. Pozharnaya opasnost stroitelnykh materialov [Fire hazard of construction materials]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1977, pp. 179-277 (in Russ).
24. Guyumdzhyan P.P., Kokanin S.V., Piskunov A.A. About fire danger of styrene polyfoams of building appointment. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2011, vol. 20, no. 8, pp. 4-8 (in Russ).
25. Ilichkin V.S. Toksichnost produktov goreniya polimernykh materialov. Printsipy i metody opredeleniya [Toxicity of combustion products of polymeric materials. Principles and methods of determination]. Saint Petersburg, Khimia Publ., 1993, 136 p. (in Russ.).
26. Senchenko T.V., Vlasova O.S., Batmanov V.P. Analysis of experimental studies on the fire hazard of expanded polystyrene and the toxicity of its combustion products gorenje. Inzhenernyi vestnik Dona - Engineering Bulletin of the Don. 2019, no. 1, pp. 56-76 (in Russ.).
27. Expanded styrofoam. Available at: https://s.siteapi. org/01390dd2399e27f.ru/docs/9256ac667f870ac83c4669e50e351 c36003e18ac.pdf (accessed November 25, 2024)
28. Krasnogorskaya N.N., Nafikova E.V., Korneeva A.O., Belozerova E.A. Justification of the choice of ecological building materials for thermal insulation of houses walls. Bezopasnost zhiznedeyatelnosti - Life Safety. 2017, no. 11, pp. 3-10. (in Russ.).
29. Bobrova I.O. Materials of journalistic researches published. Moskovskii komsomolets. 2009-2013 (in Russ.).
30. Kulinichenko V. A titan with a temper. Voenno-promyshlennyi kurier - Military-industrial courier. 2021, no. 7 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ Юрий Петрович БРЫГИН Н
Кандидат технических наук
Генеральный директор, ООО «Научно-производственная фирма-ВТ», Наро-Фоминск, Российская Федерация Н [email protected]
Поступила в редакцию 04.07.2024 Принята к публикации 19.08.2024
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR Yury P. BRYGIN H
PhD in Engineering
General director, «Research and production company-VT» LLC, Naro-Fominsk, Russian Federation H [email protected]
Received 04.07.2024 Accepted 19.08.2024
Для цитирования:
Брыгин Ю. П. О причинах и уроках трагичного пожара в пермском клубе «Хромая лошадь» // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 26-35. 001:10.25257/РБ.2024.4.26-35
For citation:
Brygin Yu.P. On the causes and lessons of the tragic fire in the Perm night club "Lame Horse". Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 26-35 (in Russ.). DOI:1Q.25257/FE.2Q24.4.26-35
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.841
DOI 10.25257/FE.2024.4.36-45
® С. В. ПУЗАЧ1, Н. В. КОМАРЕВЦЕВ1, Р. Г. АКПЕРОВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Сравнительный анализ нового экспериментально-теоретического подхода и нормативных методов определения токсичности продуктов горения полимерных материалов
АННОТАЦИЯ
Тема. Целью настоящего исследования является проведение сравнительного анализа предложенного нового экспериментально-теоретического метода оценки показателя токсичности продуктов горения различных веществ и материалов. Этот метод основывается на расчёте времени блокирования путей эвакуации токсичными газообразными продуктами. В качестве примера для анализа выбран монооксид углерода, что позволяет провести сопоставление данного метода с традиционными нормативными методиками определения токсичности.
Методы. Авторами осуществлён экспериментально-теоретический подход к определению токсичности продуктов горения веществ и материалов; применён регламентированный биологический метод определения показателя токсичности продуктов горения, а также проведён расчёт времени блокирования эвакуационных путей.
Результаты. Представлены результаты экспериментов по определению уровня токсичности продуктов горения полимерных материалов. Определены показатели токсичности в соответствии с предложенным и нормативными методами.
Обнаружено, что исследуемый горючий материал, являющийся более опасным, чем другой материал по группе ток-
сичности в соответствии с нормативным биологическим методом, с точки зрения токсикологического воздействия на людей во время эвакуации является менее опасным.
Установлено, что классификация материалов, основанная на величине показателя токсичности в соответствии с нормативными методами, не позволяет оценить уровень токсикологической опасности веществ и материалов с точки зрения обеспечения безопасности эвакуации людей в условиях пожара.
Область применения результатов. Результаты исследования могут быть использованы для уточнения классификации веществ и материалов по токсичности продуктов горения.
Выводы. Предложенный новый экспериментально-теоретический подход учитывает большее количество пожароопасных свойств горючих материалов, чем нормативные методы, и позволяет проводить научно обоснованную градацию веществ и материалов по токсичности продуктов их горения.
Ключевые слова: биологический метод, монооксид углерода, показатель токсичности, время блокирования путей эвакуации, ПВХ оболочки кабелей, шерсть, линолеум
© S.V. PUZACH1, N.V. KOMAREVTSEV1, R.G. AKPEROV1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Comparative analysis of a new experimental and theoretical approach and standard methods for determining toxicity of combustion products of polymeric materials
ABSTRACT
Purpose. The objective of the present study is to carry out a comparative analysis of the proposed new experimental and theoretical method for assessing toxicity index of combustion products of various substances and materials. This method is based on calculating the time it takes for escape routes to be blocked by toxic gases. Carbon monoxide has been chosen as an example for the analysis, which allows comparing this method with traditional standard methods for toxicity determination.
Methods. The authors applied the experimental and theoretical approach to determine the toxicity of combustion products of substances and materials, used the regulatory biological method for determining toxicity index of combustion products, and also calculated time for blocking evacuation routes.
Findings. The experiment results on determining the level of toxicity of combustion products of polymeric materials have been presented. Toxicity indices have been determined in accordance with the proposed and normative methods.
The combustible material under study, being more hazardous than the other material in the toxicity group according to the normative biological method, has been found to be less hazardous in terms of toxicological impact on people during evacuation.
It has been determined that the classification of materials based on the value of toxicity index according to the standard methods does not allow assessing the level of toxicological hazard of substances and materials with regard to ensuring the safety of people evacuation in fire conditions.
Research application field. The findings of the research can be used for redefining the classification of substances and materials by the toxicity of combustion products.
Conclusions. The proposed new experimental and theoretical approach takes into account more fire hazardous properties of combustible materials than standard methods, and
makes it possible to carry out scientifically grounded gradation of substances and materials by toxicity of their combustion products.
Key words: biological method, carbon monoxide, toxicity index, time for blocking escape routes, PVC cable sheaths, wool, linoleum
О
ВВЕДЕНИЕ
сновной фактор смертности при пожарах обусловлен интоксикацией токсичными веществами, выделяющимися в процессе горения и термического разложения веществ и материалов. По данным статистического учёта количество погибших от воздействия токсичных факторов пожара достигает 60-80 % [1, 2].
Доказано, что в процессе пожара возможно выделение до 100 опасных токсикантов, способных в разной степени оказывать влияние на человека. Перечень выделяющихся при пожаре токсичных газов пополняется, так как пополняется номенклатура применяемых при строительстве, а также находящихся в зданиях и сооружениях полимерных материалов [6-11].
В настоящее время в соответствии с Федеральным законом РФ от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее ФЗ-№123) используется градация по показателю пожарной опасности от наименее токсичной к наиболее токсичной категории с использованием показателя токсичности #„,,„
СЬ5и
(гибель 50 % подопытных животных).
Для оценки уровня токсичности материала (вещества) при пожаре используют метод определения показателя токсичности, который приведён в ГОСТ 12.1.044-2018 «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения» (далее ГОСТ 12.1.044-2018) (табл. 1). Этот метод базируется на изучении физиологической реакции подопытных животных при экспозиции продуктами горения исследуемого материала или вещества. Токсичность определяется как отношение массы исследуемого материала к единице объёма герметичного пространства, в котором продукты его термической деструкции индуцируют специфический токсикологический эффект, приводящий к летальному исходу у 50 % белых мышей.
Новый экспериментально-теоретический подход к испытаниям веществ и материалов на токсичность при пожаре [12] исключает использование животных в эксперименте и предлагает введение
ряда параметров, которые должны привести к более точному определению уровня токсичности продуктов горения при пожаре. Данный методологический подход сосредоточен на совершенствовании процесса безопасной эвакуации людей в условиях пожара. С учётом актуальных статистических данных эта задача приобретает высокое значение для обеспечения нормативного значения пожарного риска и повышения уровня общественной безопасности.
Целью настоящего исследования является проведение сравнительного анализа предложенного нового экспериментально-теоретического метода оценки показателя токсичности продуктов горения различных веществ и материалов. Этот метод основывается на расчёте времени блокирования путей эвакуации токсичными газообразными продуктами. В качестве примера для анализа выбран монооксид углерода, что позволяет провести сопоставление данного метода с традиционными нормативными методиками определения токсичности.
Для реализации поставленной цели потребовалось выполнить следующие задачи:
- обзор и анализ нормативных методов оценки токсичности;
- получение новых экспериментальных данных по парциальной плотности монооксида углерода и удельной скорости выгорания при терморазложении рассматриваемых горючих материалов в маломасштабной экспериментальной установке
Таблица 1 (Table 1)
Классификация материалов по величине показателя токсичности продуктов горения Classification of materials by the value of toxicity index of combustion products
Класс опасности Наименование категории материалов Показатель токсичности ^CLOT г/м3
Т1 Малоопасные Не менее 120
Т2 Умеренно опасные От 40 до 120 включительно
ТЗ Высокоопасные От 13 до 40 включительно
Т4 Чрезвычайно опасные Не более 13 включительно
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
(«Установка для определения пожарной опасности конденсированных материалов при их термическом разложении» патент 174688 Российская Федерация, Пузач С. В., Сулейкин Е. В., Акперов Р. Г.);
- получение экспериментальных данных по парциальной плотности монооксида углерода при проведении испытаний рассматриваемых горючих материалов биологическим методом в стандартной установке по ГОСТ 12.1.044-2018;
- расчёт величин нового критерия токсико-генной опасности, основанного на оценке времени блокирования путей эвакуации;
- сравнение разных по показателю токсичности Иа50 материалов со значением нового критерия токсикогенной опасности, полученного для этих же материалов, с целью их градации по токси-когенному воздействию на человека во время его эвакуации.
НОРМАТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методы экспериментального определения показателя токсичности продуктов горения полимерных материалов приведены в ГОСТ 12.1.044-2018, действие которого в настоящее время приостановлено. Он включает в себя экспериментально-расчётный и биологический методы.
Основная цель данного методологического подхода заключается в определении показателя токсичности полимерных строительных материалов. Это позволяет проводить их последующую классификацию по уровням токсикологической опасности [13, 14]. Согласно законодательным
актам к этой категории относятся горючие строительные материалы. Также в эту группу включены текстильные и кожевенные изделия в соответствии с Ф3-№123.
Полученные параметры токсичности материала должны быть отражены в технической документации на материал, где отражаются и другие характеристики пожарной опасности материала. Также данные характеристики, в том числе показатель токсичности материала, должны быть отражены при сертификации продукции. Деление на группы токсичности осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.1.044-2018 (табл. 2).
НОРМАТИВНЫЙ (БИОЛОГИЧЕСКИЙ) МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Сущность биологического метода сводится к получению перечня результатов со смертельным исходом для белых мышей при воздействии на них продуктов горения исследуемого материала в замкнутом объёме, а также зависимости смертности мышей от массы образца исследуемого материала к внутреннему объёму камеры. При работе с биологическим методом отсутствует понимание, какие токсичные вещества и в каких количествах воздействуют на подопытных животных, проводятся лишь измерения концентраций кислорода, монооксида углерода и диоксида углерода. Испытание проводят при воздействии на исследуемый образец теплового потока плотностью 45 кВт/м2. В каждом эксперименте воздействию продуктов горения исследуемого образца подвергаются не менее восьми белых мышей массой 18-25 г при экспозиции 30 мин.
Таблица 2 (Table 2)
Классификация горючих строительных материалов по значению показателя токсичности продуктов горения Classification of building materials by the value of toxicity index of combustion products
Класс опасности Показатель токсичности продуктов горения (H L50, г/м3) в зависимости от времени экспозиции
5 минут 15 минут 30 минут 60 минут
Т-1 Малоопасные Более 210 Более 150 Более 120 Более 90
Т-2 Умеренно опасные 70 - 210 50 - 150 40 - 120 30 - 90
Т-3 Высокоопасные 25 - 70 17 - 50 13 - 40 10 - 30
Т-4 Чрезвычайно опасные Не более 25 Не более 17 Не более 13 Не более 10
Для определения показателя токсичности материала, при котором происходит гибель половины подопытных животных, применяется формула:
т
^CL50 — у '
(1)
где т - масса образца до испытания, г; Ук - внутренний объём установки при испытании, м3.
Выживших животных помещают на 7-14 суток в отдельные клетки, где обеспечивают их водой и питанием, без проведения лечения (восстановления). Если происходит гибель мышей в этот период, то она регистрируется как «отложенная смертность» после воздействия продуктов горения.
с использованием подопытных животных. Если получены отрицательные результаты контрольного опыта или отсутствует возможность исследования материала по данному методу, используют биологический метод.
Значение показателя токсичности рассчитывают по формуле:
^CL50 ~~
т
W:
(3)
новый метод
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЁТНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ТОКСИЧНОСТИ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПОЖАРЕ
НОРМАТИВНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-РАСЧЁТНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
П
рименение нормативного экспериментально-расчётного метода позволяет определить показатель токсичности НС150 для материала при пожаре. Этот показатель определяется путём расчёта и анализа экспериментальных данных. Процесс вычисления основывается на экспериментально измеренных концентрациях токсичных газообразных веществ, а также на уровне показателей углекислого газа и кислорода.
Концентрации токсичных газов измеряют при проведении экспериментов в различных режимах горения, в которых определяются токсичные вещества, способные оказать наибольшее токсикологическое воздействие. Отбирают пробы продуктов горения с помощью газоаналитического оборудования. Для расчёта показателя токсичности выбирается наиболее опасный режим горения.
Далее определяют суммарный эффект токсикологического воздействия, выраженный в индексе токсичности Кт согласно формуле:
К-_£с0_
Ох50СО 0x50 СО,
-+... + -
(2)
где СС0, Сс02, С - средние концентрации газов, полученные при испытании, мг/м3; СС150С0, СС1ЖОг , Са50; -средние смертельные концентрации газов при изолированном 30-минутном воздействии, мг/м3.
После расчёта показателя токсичности его проверяют контрольным эмпирическим путём
В
основе нового расчётного метода, предназначенного для определения уровня токсичности веществ и материалов при пожаре, лежит точное вычисление времени, необходимого для блокирования эвакуационных путей токсичными продуктами горения. Данный методологический подход фокусируется на определении периода, в течение которого продукты термического разложения становятся критическим препятствием для безопасной эвакуации людей.
Для достижения этой цели, согласно методологическим требованиям, необходимо экспериментально определить несколько ключевых параметров. Эти параметры, в соответствии с расчётной формулой, используются для определения времени блокирования путей эвакуации токсичными газами [15]:
ЗРк/
1
71IV \|f0L
(4)
где тбл - время блокирования путей эвакуации рассматриваемым токсичным газом, с; ркр - критическая парциальная плотность рассматриваемого токсичного газа, кг/м3; V - объём помещения, м3; ш - линейная скорость распространения пламени по поверхности твёрдого материала, м/с;
- удельная скорость газификации горючего материала, кг/(с-м2); Ь - удельный коэффициент образования токсичного газа.
В работе [12] предложен критерий токсико-генной опасности рассматриваемого токсичного газа в следующем виде:
Кто—-
- = т
"бл
%w2\\I0L ЗРкрК
(5)
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
где КТО - критерий токсикогенной опасности токсичного газа; т* - характерное (расчётное) время эвакуации, с.
В соответствии с формулой (4) критерий (5) зависит от трёх параметров процесса горения горючего материала, которые определяют время блокирования путей эвакуации токсичным газом:
KTn = f(L , , W).
(6)
Принципиальное отличие данного метода от стандартного заключается в том, что токсичность газовой среды во внутреннем объёме стандартной опытной установки определяется исключительно величиной удельного коэффициента образования токсичного газа, поскольку образец исследуемого материала быстро сгорает полностью.
Особенностью данного подхода к определению уровня токсичности веществ и материалов является ориентированность на эвакуацию человека при пожаре и учёт свойств и параметров горения веществ и материалов [16]. С увеличением величины нового критерия токсикогенной опасности токсичного газа снижается время блокировки эвакуационного пути данным токсичным газом.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕДЛОЖЕННОГО И НОРМАТИВНОГО МЕТОДОВ
П
роведём оценочный анализ уровня токсичности продуктов горения следующих материалов: «шерсть+нейлон», «линолеум», «бумажно-слоистый пластик» и «ПВХ оболочка кабеля».
Уровень токсичности пожарных нагрузок «шерсть+нейлон» и «линолеум» определим с помощью нового экспериментально-расчётного метода, а показатель токсичности пожарных нагрузок «бумажно-слоистый пластик» и «ПВХ оболочка кабеля» оценим с помощью нормативного биологического метода. После определения уровня токсичности рассматриваемых материалов сравним полученные результаты двух методик.
Необходимые исходные данные для оценки уровня токсичности материалов «шерсть+нейлон» и «линолеум» по новому методу были получены на экспериментальной установке, описанной в [17,18]. Параметры, которые входят в критерий токси-когенной опасности (5), указанная установка не позволяет определить (линейная скорость распространения пламени по поверхности твёрдого материала), поэтому их значения взяты из [19].
Для каждой пожарной нагрузки было проведено три испытания. Исследуемые образцы до и после эксперимента представлены на рисунках 1 и 2.
В ходе проведения экспериментов были получены зависимости от времени с начала эксперимента удельной массовой скорости выгорания, средне-объёмной парциальной плотности и удельного коэффициента образования монооксида углерода.
Зависимость среднеобъёмной парциальной плотности монооксида углерода от времени представлена в случае горения нагрузки «шерсть+нейлон» на рисунке 3 и для нагрузки «линолеум» - на рисунке 4.
а(а)
6(b)
Рисунок 1. Образцы пожарной нагрузки «шерсть+нейлон» до (а) и после (6) испытаний Figure 1. Samples of fire load "wool+nylon" before (a) and after (b) testing
a(a)
6(b)
Рисунок 2. Образцы пожарной нагрузки «линолеум» до (а) и после (6) испытаний Figure 2. Samples of fire load "linoleum" before (a) and after (b) testing
16 14
r r~
J
/ J
0 1 2 3 4 5 6
Время т, мин
Рисунок 3. Зависимость от времени парциальной плотности монооксида углерода при горении пожарной нагрузки «шерсть+нейлон»: --35 кВт;--25 кВт;--15 кВт
Figure 3. Time dependence of partial density of carbon monoxide during fire load "wool+nylon" burning: --35 kW;--25 kW; — - 15 kW
0 2 4 6 8 10 12
Время т, мин
Рисунок 4. Зависимость от времени парциальной плотности монооксида углерода при горении пожарной нагрузки «линолеум»:
--35 кВт;--25 кВт;--15 кВт
Figure 4. Time dependence of partial density of carbon monoxide during fire load "linoleum" burning: --35 kW;--25 kW; — - 15 kW
Средние значения удельных массовых коэффициентов образования токсичного газа при горении пожарных нагрузок, полученные в экспериментах и принятые в расчёте, составляли: «шерсть+нейлон» - Ь = 0,021; «линолеум» - Ь = 0,034. Удельная массовая скорость выгорания при горении пожарных нагрузок равна:
«шерсть+нейлон» - = 0,013 кг/(м2с); «линолеум» - = 0,0073 кг/(м2с). Материалы «бумажно-слоистый пластик» и «ПВХ оболочка кабеля» были исследованы на уровень токсичности при пожаре по биологическому методу. Полученные данные отражены на рисунках 5 и 6.
Рисунок 5. Результаты испытания пожарной нагрузки «ПВХ оболочка кабеля» нормативным биологическим методом Figure 5. Results of fire load test "PVC cable sheath" by the normative biological method
Рисунок 6. Результаты испытания пожарной нагрузки «бумажно-слоистый пластик» нормативным биологическим методом
Figure 6. Results of fire load test "paper laminate" by the normative biological method
12 -
10 -
8 -
6 -
4 -
2 -
7
14
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
В процессе исследования по биологическому методу фиксировали значения концентрации монооксида углерода, что позволило рассчитать значения удельных массовых коэффициентов образования токсичного газа при горении пожарной нагрузки [17, 18, 20]:
«бумажно-слоистый пластик» - Ь = 0,24; «ПВХ оболочка кабеля» - Ь = 0,027. Удельная массовая скорость выгорания при горении различной пожарной нагрузки составляла: «бумажно-слоистый пластик» - = 0,0015 кг/(м2-с);
«ПВХ оболочка кабеля» - =0,00763 кг/(м2-с).
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ТОКСИЧНОСТИ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕДЛОЖЕННОГО И НОРМАТИВНОГО МЕТОДОВ
А-
ля анализа уровня токсичности продуктов горения выбираем помещение, где находятся рассматриваемые горючие материалы, объёмом V= 108 м3.
Расчётное (характерное) время эвакуации из помещения такого объёма равно т* = 60 с (в соответствии с Приказом МЧС России от 14.11.2022 № 1140 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности»).
В качестве токсичного газа принимаем монооксид углерода, критическая парциальная плотность которого равна ркр = 0,00116 кг/м3, согласно (СП 11.13130.2009 «Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения»).
Анализ результатов экспериментов показал, что времена блокирования путей эвакуации по монооксиду углерода и критерии токсикогенной
опасности в соответствии с новым экспериментально-теоретическим методом равны:
«шерсть + нейлон»: тбл = 39,7 с; КТО = 1,511; «линолеум»: тбл = 129,6 с; КТО = 0,463. Таким образом, материал «шерсть+нейлон» имеет более высокое значение критерия токсико-генной опасности, и, соответственно, более опасен с точки зрения воздействия монооксида углерода на человека во время его эвакуации, чем пожарная нагрузка «линолеум».
Материалы «бумажно-слоистый пластик» и «ПВХ оболочка кабеля» по результату испытаний биологическим методом отнесены к группам токсичности Т3 и Т1, соответственно. Поэтому пожарная нагрузка «бумажно-слоистый пластик» опаснее, чем «ПВХ оболочка кабеля» в соответствии с группой токсичности. На этот вывод дополнительно указывает удельный коэффициент образования монооксида углерода, который у нагрузки «бумажно-слоистый пластик» выше, чем у нагрузки «ПВХ оболочка кабеля», в 8,89 раза.
В соответствии с новым экспериментально-теоретическим методом определения токсичности, времена блокирования путей эвакуации и критерии токсикогенной опасности для данных нагрузок определяются формулами (4) и (5) и составляют:
«бумажно-слоистый пластик»: тбл = 274,9 с; КТО = 0,218 с;
«ПВХ оболочка кабеля»: т = 227,3 с;
бл
КТО = 0,264 с.
Таким образом, материал «бумажно-слоистый пластик»:
- токсикологически более опасен, чем «ПВХ оболочка кабеля», в соответствии с нормативным биологическим методом;
- токсикологически менее опасен, чем «ПВХ оболочка кабеля», в соответствии с новым методом.
Полученные результаты оценки уровня токсичности продуктов горения веществ и материалов приведены в таблице 3.
Таблица 3 (Table 3)
Результаты оценки уровня токсичности продуктов горения Results of assessing toxicity level of combustion products
Исследуемый материал Группа токсичности Удельная скорость газификации горючего материала ¥0, кг/(см2) Удельный коэффициент образования СО L Время блокирования путей эвакуации по СО Т , с бл' Критерий токсикогенной опасности КТО
Бумажно-слоистый пластик Т3 0,0015 0,24 274,9 0,218
ПВХ оболочка кабеля Т1 0,00763 0,027 227,3 0,264
Шерсть + нейлон - 0,013 0,021 39,7 1,511
Линолеум - 0,0073 0,034 129,6 0,463
Из рассмотренных пожарных нагрузок материал «шерсть+нейлон» является самым опасным с точки зрения блокирования путей эвакуации монооксидом углерода, так как у него наименьшее время блокирования путей эвакуации и, соответственно, наибольшая величина критерия токсикогенной опасности. При этом удельный коэффициент образования СО у вышеуказанного материала самый низкий из рассматриваемых.
В соответствии с предложенным новым методом пожарная нагрузка «шерсть+нейлон» должна относиться к самой опасной с точки зрения блокирования путей эвакуации по СО, а материал «Бумажно-слоистый пластик» - к самой безопасной. При этом удельный коэффициент образования СО у нагрузки «шерсть+нейлон» меньше, чем у нагрузки «бумажно-слоистый пластик» в 11,4 раза.
ВЫВОДЫ
Сравнительный анализ предложенного нового экспериментально-теоретического подхода и нормативных методов определения токсичности показал, что деление на группы токсичности продуктов горения в соответствии с ГОСТ 12.1.044-2018 не отражает уровень токсикологической опасности веществ и материалов с точки зрения безопасности эвакуации людей при пожаре.
В предложенном новом экспериментально-аналитическом подходе учитывается время эвакуации людей при пожаре и более широкий спектр пожароопасных характеристик горючих материалов (линейная скорость распространения пламени по поверхности твёрдого материала, удельная скорость газификации горючего материала, критическая парциальная плотность токсичного газа, удельный коэффициент образования токсичного газа) по сравнению с нормативными методами, что позволяет осуществлять научно обоснованную классификацию веществ и материалов по уровню токсичности продуктов их горения.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Пожары и пожарная безопасность в 2021 году: Статистика пожаров и их последствий. Статистический сборник. Балашиха: ВНИИПО МЧС России, 2022. с. 114.
2. Пожары и пожарная безопасность в 2022 году: Информационно-аналитический сборник. Балашиха: ВНИИПО МЧС России, 2023. 80 с.
3. Иличкин В. С. Токсичность продуктов горения полимерных материалов. Принципы и методы определения. СПб.: Химия, 1993. 136 с.
4. Пузач С. В., Смагин А. В., Лебедченко О. С., АбакумовЕ. С. Новые представления о расчете необходимого времени эвакуации людей и об эффективности использования портативных фильтрующих самоспасателей при эвакуации на пожарах: Монография. М.: Академия ГПС МЧС России,
2007. 222 с.
5. Маркизова Н. Ф., Преображенская Т. Н., Башарин В. А, ГребенюкА. Н. Токсичные компоненты пожаров. СПб.: Фолиант,
2008. 199 с.
6. Pauluhn J. Concentration х Time Analyses of Sensory Irritants Revisited: Weight of Evidence or the Toxic Load Approach. That is the Question // Toxicology Letters. 2019. Vol. 316. Pp. 94-108. D0I:10.1016/j.toxlet.2019.09.001
7. Sweeney L. M., Sommerville D. R., Goodwin M. R., Arden J. R., Channel S. R. Acute toxicity when concentration varies with time: A case study with carbon monoxide inhalation by rats // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016. Vol. 80. Pp. 102-115. D0I:10.1016/j.yrtph.2016.06.014
8. Тришкин Д. В. Чепур С. В., Толкач П. Г. [и др.]. Пульмо-нотоксичность продуктов горения синтетических полимеров // Сибирский научный медицинский журнал. 2018. Том 38. № 4. С. 114-120. D0I:10.15372/SSMJ20180415
9. Puzach S. V., Suleykin E. V., Akperov R. G., Nguyen T. D. Experimental-theoretical approach to carbon monoxide density calculation at the incipient stage of the fire indoors // Journal of Physics: Conference Series. 2017. Pp. 213-215. D0I:10.1088/1742-6596/891/1/012099
10. Амоналиева Н. Токсические продукты горения пластмасс и их воздействие на организм человека // Материалы сборника трудов 5-й Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием. Воронеж. 2021. С. 21-28.
11. Pauluhn J. Acute inhalation toxicity of carbon monoxide and hydrogen cyanide revisited: Comparison of models to disentangle the concentration х time conundrum of lethality and incapacitation // Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016. Vol. 80. Pp. 173-182. D0I:10.1016/j.yrtph.2016.06.017
12. Пузач С. В., Комаревцев Н. В., Королева Н. В., Меркушкина Т. Г. Новый подход к испытаниям веществ и материалов на токсичность при пожаре // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2023. № 2. С. 5-11. D0I:10.25257/FE.2023.2.5-11
13. Иличкин В. С., Смирнов Н. В., Елисеев Ю. Н. [и др.]. Определение показателя токсичности продуктов горения материалов экспериментально-расчетным методом // Пожаровзры-вобезопасность. 2005. № 3. С. 29-34.
14. Иличкин В. С. Методические основы экспериментально-расчетного определения показателя токсичности продуктов горения полимеров // Пожаровзрывоопасность. 2004. № 4. С. 28-32.
15. Кошмаров Ю. А, Пузач С. В., Лебедченко О. С., Нгуен Тхань Хай Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. М.: Академия ГПС МВД России, 2012. 148 с.
15. Кошмаров Ю. А, Пузач С. В., Андреев В. В. [и др.]. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении. М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. 126 с.
16. Холщевников В. В. Теория людских потоков // Пожа-ровзрывобезопасность. 2001. Т. 10. № 6. С. 33-47.
17. Пузач С. В., Болдрушкиев О. Б. Определение удельного коэффициента образования и критической парциальной плотности циановодорода и моноксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность. 2019. № 5. С. 19-26. D0I:10.18322/PVB.2019.28.05.19-26
18. Пузач С. В., Акперов Р. Г. Экспериментальное определение удельного коэффициента образования монооксида углерода при пожаре в помещении // Пожаровзрывобезопасность. 2016. № 5. С. 18-25. D0I:10.18322/PVB.2016.25.05.18-25
19. Кошмаров Ю. А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: Учебное пособие. М: Академия ГПС МВД России, 2000. 118 с.
20. Болдрушкиев О. Б. Экспериментальное определение зависимости парциальной плотности циановодорода от плотности кислорода при пожаре в помещении // Материалы международной научно-технической конференции «Системы безопасности». М.: Академия ГПС МЧС России, 2019. № 28. С. 381-385.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
REFERENCES
1. Pozhary i pozharnaia bezopasnost' v 2021 godu: Statistika pozharov i ikh posledstvii. Statisticheskii sbornik. [Fires and fire safety in 2021: Statistics of fires and their consequences. Statistical compendium]. Balashikha, All-Russian Research Institute of Fire Defense of EMERCOM of Russia Publ., 2022, 144 p. (in Russ.).
2. Pozhary i pozharnaia bezopasnost' v 2022 godu. Informatsionno-analiticheskii sbornik [Fires and Fire Safety in 2022: Information and Analytical Compendium]. Balashikha, All-Russian Research Institute of Fire Defense of EMERCOM of Russia Publ., 2022. 80 p. (in Russ.).
3. Il'ichkin V.S. Toksichnost' produktov goreniya polimernykh materialov. Printsipy i metody opredeleniya [Toxicity of combustion products of polymeric materials. Principles and methods of determination]. Saint Petersburg, Khimiya Publ. House, 1993. 136 p. (in Russ.).
4. Puzach S.V., Smagin A.V., Lebedchenko O.S., Abakumov E.S. Novye predstavleniya o raschete neobkhodimogo vremeni evakuatsii lyudei i ob effektivnosti ispol'zovaniya portativnykh filtriruyushchikh samospasatelei pri evakuatsii na pozhara [New concepts for calculating the necessary evacuation time and the efficiency of using portable filtering self-rescuers during fire evacuation]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2007, 222 p. (in Russ.).
5. Markizova N.F. Toksichnye komponenty pozharov [Toxic components of fires]. Saint Petersburg, Foliant Publ., 2008. 199 p. (in Russ.).
6. Pauluhn J. Concentration x Time Analyses of Sensory Irritants Revisited: Weight of Evidence or the Toxic Load Approach. That is the Question. Toxicology Letters, 2019, vol. 316, pp. 94108 (in Eng.). DOI:10.1016/j.toxlet.2019.09.001
7. Sweeney L.M., Sommerville D.R., Goodwin M.R., Arden J.R., Channel S.R. Acute toxicity when concentration varies with time: A case study with carbon monoxide inhalation by rats. Regulatory Toxicology and Pharmacology, 2016, vol. 80, pp. 102-115 (in Eng.). DOI:10.1016/j.yrtph.2016.06.014
8. Trishkin D.V., Chepur S.V., Tolkach P.G. [et al.] Pulmonotoxicity of combustion products of synthetic polymers. Sibirskij nauchnyj medicinskij zhurnal - Siberian Scientific Medical Journal. 2018, no. 4, pp. 114-120 (in Russ.).
9. Puzach S.V., Suleykin E.V., Akperov R G., Nguyen T D. Experimental-theoretical approach to carbon monoxide density calculation at the incipient stage of the fire indoors. Journal of Physics: Conference Serie. 2017, pp. 213-215 (in Eng.). DOI:10.1088/1742-6596/891/1/012099
10. Amonalieva N. Toxic combustion products of plastics and their effects on the human body. In: Materialy sbornika trudov 5 Vserossiiskoi studencheskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Proceedings of the 5th All-Russian
Student Scientific and Practical Conference with International Participation]. Voronezh, 2021, pp. 21-28 (in Russ.).
11. Pauluhn J. Acute inhalation toxicity of carbon monoxide and hydrogen cyanide revisited: Comparison of models to disentangle the concentration x time conundrum of lethality and incapacitation. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 2016, vol. 80, pp. 173-182 (in Eng.). DOI:10.1016/j.yrtph.2016.06.017
12. Puzach S.V., Komarevtsev N.V., Koroleva N.V., Merkushkina T.G. A new approach to testing substances and materials for toxicity in a fire. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2023, no. 2, pp. 5-11 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2023.2.5-11
13. Ilichkin V.S., Smirnov N.V., Eliseev Yu.N. [et al.] Determination of the toxicity index of combustion products of materials using an experimental and computational method. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2005, no. 3, pp. 29-34 (in Russ.).
14. Ilichkin V.S. Methodological foundations for the experimental and computational determination of the toxicity index of polymer combustion products. Pozharovzryvoopasnost - Fire and Explosion Safety. 2004, no. 4, pp. 28-32 (in Russ.).
15. Koshmarov Yu.A., Puzach S.V., Lebedchenko O.S., Nguyen Thanh Hai. Prognozirovanie opasnyh faktorov pozhara v pomeshhenii [Prediction of hazardous fire factors in a room]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2012. 148 p. (in Russ.).
16. Kholshchevnikov V.V. Theory of human flows. Pozharovzryvobezopast- Fire and Explosion Safety, 2001, vol. 10, no. 6, pp. 33-47 (in Russ.).
17. Puzach S.V., Boldrushkiev O.B. Determination of the specific formation coefficient and critical partial density of hydrogen cyanide and carbon monoxide in a room fire. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and explosion safety, 2019, no. 5, pp. 19-26 (in Russ.). DOI:10.18322/PVB.2019.28.05.19-26
18. Puzach S.V., Akperov R.G. Experimental determination of the specific formation coefficient of carbon monoxide in a room fire. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and explosion safety, 2016, no. 5, pp. 18-25 (in Russ.). DOI:10.18322/PVB.2016.25.05.18-25
19. Koshmarov Yu.A. Prognozirovanie opasnyh faktorov pozhara v pomeshhenii [Prediction of hazardous fire factors in a room]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2000, 118 p. (in Russ.).
20. Boldrushkiev O.B. Experimental determination of the dependence of hydrogen cyanide partial density on oxygen density in a room fire. In: Materialy mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii "Sistemy bezopasnosti" [Materials of the International Scientific and Technical Conference "Safety Systems"]. 2019, no. 28, pp. 381-385 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Сергей Викторович ПУЗАЧ
Доктор технических наук, профессор
Заведующий кафедрой инженерной теплофизики и гидравлики, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5637-8461
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7234-1339 Scopus Author ID: 7003537835 ResearcherlD: U-2907-2019 H [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Sergei V. PUZACH
Grand Doctor in Engineering, Professor
Head of the Engineering Thermal-Hydraulics Department,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 5637-8461
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7234-1339 Scopus Author ID: 7003537835 ResearcherID: U-2907-2019 H [email protected]
Никита Васильевич КОМАРЕВЦЕВ Н
Адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических кадров, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 8889-8180
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6696-9901 Н [email protected]
Руслан Гянджавиевич АКПЕРОВ
Кандидат технических наук
Доцент кафедры инженерной теплофизики и гидравлики, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федераци SPIN-код: 7185-0791
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2524-8710 Н [email protected]
Nikita V. KOMAREVTSEVH
Postgraduate student of scientific and pedagogical staff training faculty, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 8889-8180
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6696-9901 H [email protected]
Ruslan G. AKPEROV
PhD in Engineering
Associate Professor of the Department of Engineering Thermophysics and Hydraulics,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 7185-0791
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2524-8710 H [email protected]
Поступила в редакцию 19.06.2024 Принята к публикации 12.09.2024
Received 19.06.2024 Accepted 12.09.2024
Для цитирования:
Пузач С. В., Комаревцев Н. В., Акперов Р. Г. Сравнительный анализ нового экспериментально-теоретического подхода и нормативных методов определения токсичности продуктов горения полимерных материалов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 36-45. 001:10.25257^Е.2024.4.36-45
For citation:
Puzach S.V., Komarevtsev N.V., Akperov R.G. Comparative analysis of a new experimental and theoretical approach and normative methods for determining toxicity of combustion products of polymeric materials. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 36-45 (in Russ.). DO1:10.25257/FE.2024.4.36-45
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.842.4
DOI 10.25257/FE.2024.4.46-54
® С. В. АНТОНОВ1, В. С. БУТКО1, В. И. ЗЫКОВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Оптимизация путей спасения людей в зданиях объектов энергетики
АННОТАЦИЯ
Тема. Данная статья посвящена вопросам обоснования возможности использования персонального мобильного устройства для поиска людей при пожарах и ЧС на основе мощности излучения сигнала Wi-Fi. При возникновении пожара отдельные лица могут начать движение по неправильному маршруту эвакуации. Потеряв время на поиск безопасного пути, человек может запаниковать, попасть под воздействие опасных факторов пожара и потерять сознание. Актуальность данной статьи обусловлена необходимостью обеспечения безопасности технического персонала объектов энергетики, оснащённого мобильными устройствами, в случае пожара или ЧС.
Методы. С использованием статистической модели (ITU-R 1238) для расчётов внутри зданий и помещений объектов энергетики и данных о местах и порядке расстановки роуте-ров был проведён эксперимент по определению местоположения человека.
Результаты. Для эксперимента по поиску людей сравнивались мощности сигналов на входе приёмника мобильного персонального устройства с расчётными данными по статистической модели ITU-R 1238. Обязательным условием функционирования системы поиска людей в зданиях является
применение двухстороннего радиоканала (на основе беспроводной сети Wi-Fi), что позволяет в режиме реального времени не только идентифицировать личность человека, но и определить его точное местоположение на территории объекта.
Область применения результатов. Применение радиоканальной системы поиска и спасения людей на объектах энергетики при пожарах даст возможность в режиме реального времени определять точное местоположение людей, оснащённых мобильными устройствами, и при необходимости проводить их спасение по оптимальным маршрутам в безопасную зону.
Выводы. Применение радиоканальной системы поиска и спасения людей на объектах энергетики при пожарах даст возможность в режиме реального времени определять точное местоположение людей, оснащённых мобильными устройствами, и при необходимости проводить их спасение по оптимальным маршрутам в безопасную зону.
Ключевые слова: система оповещения, беспроводные системы, пожар, чрезвычайная ситуация, обнаружение и спасение людей, роутер Wi-Fi, радиоканал
® S.V. ANTONOV1, V.S. BUTKO1, V.I. ZYKOV1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Optimization of evacuation routes in power engineering facilities
ABSTRACT
Purpose. The article is devoted to justifying possibility of using a personal mobile device to search for people in fires and emergencies based on Wi-Fi-signal strength. In case of fire individuals may begin to move along the wrong evacuation route. Having lost time to find a safe route, a person may panic, fall under the influence of hazardous fire factors and lose consciousness. The relevance of the article is due to the necessity of ensuring safety of technical personnel equipped with mobile devices at power engineering facilities in case of fire or emergency.
Methods. Using a statistical model (ITU-R 1238) for calculations inside buildings and premises of power engineering facilities and data on location and arrangement order of routers, an experiment to determine the location of a person was conducted.
Findings. For the experiment on searching for people, signal strengths at the input of the mobile personal device receiver were compared with the calculated data according to the statistical model ITU-R 1238. A mandatory requirement for functioning of searching for people in buildings system is using a two-way radio
channel (based on a wireless Wi-Fi network), which allows not only identifying a person in real time, but also determining their exact location on the territory of a facility.
Research application field. It is advisable to include the results of the study in research and development work of research organizations of EMERCOM of Russia and other ministries and departments involved in implementing fire safety systems at power engineering facilities.
Conclusions. The use of a radio channel system for searching and rescuing people at power engineering facilities during fires will make it possible to determine in real time the exact location of people equipped with mobile devices and, if necessary, to conduct their rescue along optimal routes to a safe zone.
Key words: alert system, wireless systems, fire, emergency, detection and rescue of people, Wi-Fi router, radio channel
ВВЕДЕНИЕ
Организация эвакуации людей до наступления действия на человека опасных факторов пожара достаточно подробно регламентирована такими нормативно-правовыми актами, как Федеральный закон РФ от 21.12.1994 № 69-ФЗ «О пожарной безопасности» и Федеральный закон РФ от 22.07.2008 № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». В последние годы теоретическим обоснованием эвакуации людей из зоны воздействия опасных факторов пожара занимались В. В. Холщевников, Д. А. Самошин, Н. Г. Топольский, Д. В. Шихалев, А. Н. Членов и другие отечественные специалисты, проводившие работы в данном направлении. Теоретическим обоснованием спасения людей занимались Н. Н. Долгин, А. Т. Алтунин, А. Ш. Шах-раманьян, В. Г. Аманюк, Н. М. Акимов и другие отечественные специалисты в данном направлении.
Однако несмотря на полученные результаты, в настоящее время отсутствуют теоретические и экспериментально обоснованные методы определения местоположения и состояния человека (стоит он или лежит). Учитывая особенности объектов энергетики и степень опасности происходящих на них ЧС, такая возможность представляется особенно важной. Возникают ситуации, когда при соблюдении правил, инструкций и техники безопасности (ТБ) работниками предприятий происходит переход работающего оборудования в аварийный режим при выполнении работ по обслуживанию оборудования, что подтверждает множество примеров (рис. 1а). Одновременно с этим происходят и факты нарушения правил, инструкций и ТБ (рис. 1б).
Следует учитывать, что наступлению аварийной ситуации или пожара сопутствуют множество факторов, к которым относятся психоэмоциональное и физическое состояние человека на
тот момент, и нет точной гарантии, что работник предприятия сможет мгновенно следовать определённым для данного момента правилам. В связи с огромными размерами объектов энергетики возникает проблема определения местоположения технического персонала с целью его спасения при пожарах (рис. 2).
Вполне закономерно, что для этих случаев следует предусмотреть контроль местоположения персонала и его состояния, а также возможность организованного спасения при невыполненной эвакуации.
Для организации контроля местоположения членов персонала и их состояния необходимо знать точное местоположение человека в пространстве. Спутниковые навигационные системы и триангуляция в GSM-сетях позволяют определить местоположение человека в круге 3-7 м (в зависимости от количества и дальности вышек сотовой связи), а это очень низкая точность, не позволяющая выяснить, на каком этаже и в каком состоянии находится человек (стоит или лежит). За рубежом ведутся активные исследования возможности определения местоположения человека и контроля за его состоянием [1-15], но данные работы ограничены выявлением лишь статичного положения человека.
Исходя из изложенного актуальной проблемой является разработка методов поиска и спасения людей при пожарах на основе использования сетей Wi-Fi. Наличие у технического персонала объекта энергетики мобильного персонального устройства (МПУ) с функцией обратной связи на основе беспроводной сети Wi-Fi позволяет контролировать местоположение и состояние человека и, в конечном итоге, обеспечит безопасность людей от воздействия опасных факторов пожара посредством определения точного местоположения человека и перенаправления потерпевшего в безопасную зону на территории объекта энергетики.
:В а;
а(а)
Рисунок 1. Примеры возникновения пожара: а - при соблюдении техники безопасности; б - при нарушении техники безопасности Figure 1. Examples of fire occurrence: a - when safety precautions are observed; b - when safety precautions are violated
Рисунок 2. Общий вид машинного зала объекта энергетики Figure2. General view of power engineering facility turbine hall
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Как уже рассматривалось в предыдущих статьях [16-21], разделение существующей системы оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) на пассивную и активную в изменяющихся условиях эвакуации при пожаре или ЧС становится актуальнее с каждым годом. Активная СОУЭ использует ресурсы системы оповещения для автоматического управления процессом оповещения и эвакуации людей, начиная от одного помещения здания объекта энергетики и до всего здания в целом, в зависимости от уровня опасности при пожаре.
Применение активной системы оповещения и управления эвакуацией на объектах энергетики позволит:
- принимать «Сообщения-112» о пожарах или ЧС в зданиях объекта энергетики;
- контролировать местоположение работников и их состояние;
- оптимизировать маршрут спасения (одному человеку или группе лиц) в реальном времени
при изменениях развития пожара или чрезвычайной ситуации.
Для подтверждения возможности организации контроля местоположения персонала был проведён следующий эксперимент. Технический персонал объектов энергетики использовал МПУ [16-18] с функцией обратной связи на основе беспроводной сети Wi-Fi (с Wi-Fi-модулем):
- персональный компьютер;
- ноутбук;
- планшет;
- сотовый телефон;
- часы.
МПУ показывает мощность сигнала роу-теров активной СОУЭ в месте нахождения человека. Для расчётов потери мощности сигнала роутеров используется статистическая модель ITU-R 1238 [22, 23].
Эксперимент проводился в административном корпусе объекта энергетики (рис. 3). Здание двухэтажное коридорного типа (прямоугольник шириной 16 м и длиной 50 м, в центре - коридор
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
CD r _ r "1
^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^
C£> _I P
10 а(а)
А-А
>
6 4 6
16 6(b)
Рисунок 3. Расположение роутеров по этажам здания объекта энергетики: а - по длине здания, 6 - по ширине здания Figure 3. Location of routers by floors at the power engineering facility building: a - along the length of the building; b - along the width of the building
шириной 4 м, справа и слева - помещения 6x5 м). На каждом этаже установлены три Wi-Fi-роутера -у стены, в центре здания и у стены здания, на первом этаже - у левой стены, на втором этаже - у правой стены, и на третьем этаже - у левой стены, на высоте 1,5 м от пола. Высота каждого этажа 3,5 м.
Цель эксперимента - определение местоположения человека, оснащённого мобильным персональным устройством с модулем Wi-Fi.
Гипотеза эксперимента - мощность сигнала от роутера до адаптера Wi-Fi в каждой точке помещений объекта энергетики постоянная и зависит от расстояния и преград между ними.
Для проверки гипотезы были сделаны измерения напряжённости поля полезного сигнала на входе приёмника Wi-Fi. С использованием программы Wi-Fi-Analyzer фиксировались изменения мощностей сигнала от роутера до телефона человека, стоящего (рис. 4) и лежащего (рис. 5) в коридоре.
Мощности сигналов от роутеров на входе приёмника МПУ являются отрицательными, они измеряются в децибелах и распределяются по мощности автоматически, при этом чем больше цифра, тем дальше источник сигнала и больше препятствий сигнал преодолел.
Гистограммы распределения мощности сигналов от роутеров на входе приёмника представлены на рисунке 6.
Мощности сигналов на входе приёмника мобильного персонального устройства сравниваются с расчётными по статистической модели ИЦ-Я 1238, и при нахождении совпадений определяется местоположение человека, оснащённого МПУ.
Учитывая, что гипотеза подтвердилась, был проведён эксперимент по определению местоположения человека в движении.
Сценарий эксперимента (временные точки):
1) человек работает в кабинете, слышит сигнал пожарной тревоги;
2) человек выходит в коридор, видит, что другие люди уходят (подтверждение пожарной тревоги);
3) быстро двигается вслед за людьми;
4) спотыкается (падает);
5) все люди ушли, а человек видит впереди дым и возвращается, падает и лежит.
Сравниваем значения мощности сигнала на входе приёмника от 6 роутеров с расчётными значениями, полученными по модели ИЦ-Я 1238, при этом игнорируются данные о сигналах с помехами.
Исходя из сценария эксперимента, следует отметить пять временных точек, соответствующих движению человека. Соответственно, были проведены измерения: по истечении одной минуты; 30 секунд; 10 секунд и 5 секунд. Измерения в 1 минуту показали только три временных точки: 1, 3 и 5.
Рисунок4. Определение местоположения человека по мощности сигнала (человек стоит в коридоре) Figure 4. Determining the location of a person by signal strength (a person is standing in the hall)
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 5. Определение местоположения человека по мощности сигнала (человек лежит в коридоре) Figure 5. Determining the location of a person by signal strength (a person is lying in the hall)
Роутеры Роутеры
123456 123456
а(a) 6(Ь)
Рисунок 6. Мощность сигналов от роутеров на входе приемника мобильного персонального устройства: а - человек стоит в коридоре; б - человек лежит в коридоре Figure 6. Signal strength from routers at the input of the receiver of a mobile personal device: a - a person is standing in the hall b - a person is lying in the hall
Следовательно, данные, полученные при таком редком контроле, не обладают достаточной информативностью.
Измерения по истечении 30 секунд показали 4 временных точки: 1, 2, 3, 5. Момент падения человека не зафиксирован, и нет понимания, почему человек лежит на полу.
Измерения по истечении 10 секунд и 5 секунд показали одинаковый результат по временным точкам. Вместе с тем, измерения в 5 секунд (на используемом оборудовании для проведения эксперимента) очень перегружали серверную
часть программного обеспечения, что приводило к затруднению вычислений и увеличению времени определения местоположения человека.
Таким образом, применять измерения по истечении каждых 5 секунд и менее будет целесообразно на мощных серверных платформах, как облачного базирования (при условии подключения оптоволоконного канала со скоростью не ниже 10 Гб/с), так и на серверных платформах, находящихся в самом здании (при условии, что локальная сеть Ethernet подключена к оптоволоконному каналу со скоростью не ниже 2 Гб/с).
На рисунке 7 показаны обобщённые данные, полученные при определении местоположения человека в административном корпусе при скорости измерения по истечении каждых 10 секунд.
Итак, в процессе эксперимента по определению местоположения человека с мобильным персональным устройством со скоростью определения в 10 секунд были зафиксированы пять временных точек:
1) кабинет (рабочее место);
2) у двери кабинета (возможно - услышал тревогу вышел проверить или спросить);
3) в коридоре (побежал эвакуироваться);
4) паника в коридоре (уменьшилась высота МПУ над уровнем пола второго этажа с 1 м до 0,5 м. Стало плохо или дым заставил пригнуться);
5) падение в коридоре (высота МПУ над уровнем пола второго этажа составила 0 м).
По результатам экспериментальных исследований было определено, что проверка местоположения человека с мобильным персональным устройством с периодичностью каждые 10 секунд позволяет выявить факт его падения. Для подтверждения факта потери сознания человеком необходима дублирующая система на основе системы видеонаблюдения, так как не может быть исключено, что человек мог споткнуться и упасть, а потом встать и продолжить движение.
Рисунок 7. Обобщённые результаты определения местоположения человека в административном корпусе
Figure 7. Summarized results of determining the location of a person in the administrative building
Для сравнения эмпирических и теоретических сигналов применяется критерий Романовского, который определяется посредством вычисления критерия Пирсона %2 по следующей формуле:
А
* i
т,-т,
f f
т
е-к\
л/2К
L>3,
где щ - значения мощности эмпирических сигналов; т] - значения мощности теоретических сигналов; Kp - критерий Романовского; K - число степеней свободы.
Если критерий Романовского будет больше или равен значению 3, то расхождение эмпирических и теоретических сигналов считается существенным и отвергается (см. табл.).
С учётом того, что все расчётные критерии Романовского меньше 3, можно считать не существенными расхождения эмпирических и теоретических сигналов и признать все результаты по определению местоположения человека во всех временных точках правдоподобными, то есть сигналы чистые, без помех.
Таким образом, при возникновении пожара в зданиях объекта энергетики осуществляется определение местоположения технического персонала, оснащённого мобильными персональными устройствами с Wi-Fi-модулем. Имея данные о точном местоположении человека и его положении в пространстве (стоит или лежит) можно передать на МПУ информацию об оптимальном пути для его спасения от воздействия опасных факторов пожара.
Управление направлением спасения человека ведется путём короткого сигнала равномерной вибрации мобильного персонального устройства (правильное направление спасения) или вибрации различного ритма (неправильное направление спасения).
Расчётные критерии Романовского по пяти временным точкам Romanovsky calculated criteria for five time points
Временные точки Г Кр
1 0,007709 1,416
2 0,011694 1,418
3 0,006889 1,416
4 0,009548 1,417
5 0,019016 1,421
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ВЫВОДЫ
Применение активной системы оповещения и управления эвакуацией при пожарах и ЧС позволяет в режиме реального времени определять точное местоположение людей, оснащённых мобильными персональными устройствами, и при необходимости оперативно проводить их спасение по оптимальному маршруту в безопасную зону.
При возникновении пожара определяется местоположение человека и автоматически прокладывается оптимальный путь его спасения, «маркером» выбора которого может выступать мобильное
устройство абонента. В этом случае при движении в правильном направлении мобильное устройство будет вибрировать равномерно, а при движении в неправильном направлении - вибрировать с изменяющейся частотой.
В современных мобильных устройствах, при частоте Wi-Fi 2,4 ГГц и чувствительности приёмника до 0,001 знака, точность определения местоположения человека составляет 0,5x0,5 м2, а при переходе на Wi-Fi 5 ГГц и повышении чувствительности приёмника до 0,0001 знака точность определения местоположения будет составлять 10x10 см2, что позволит точнее определять местоположение людей.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Komori H, Isogawa M., Mikami D, Nagai T., Aoki Y. Time-weighted motion history image for human activity classification in sports // Sports Engineering. 2023. 26(1). D0I:10.1007/s12283-023-00437-1
2. Torres-Sospedra J., Quezada-Gaibor D., Mendoza-Silva G. M., Nurmi J., Koucheryavy Y., Huerta J. New Cluster Selection and Fine-grained Search for k-Means Clustering and Wi-Fi Fingerprinting // 2020 International Conference on Localization and GNSS (ICL-GNSS). Tampere. Finland, 2020. D0I:10.1109/ICL-GNSS49876.2020.9115419
3. Jayaweera S. S., Regani S. D., Hu Y, Wang B., Ray Liu K. J. mmID: High-Resolution mmWave Imaging for Human Identification // IEEE 9th World Forum on Internet of Things (WF-IoT) (2023): 1-6 (in Eng.). D0I:10.1109/WF-IoT58464.2023.10539484
4. Geng J., Huang D., de la Torre F. DensePose From WiFi // Computer Vision and Pattern Recognition (cs.CV), 2022. D0I:10.48550/arXiv.2301.00250
5. Li Z., Yeow R. C. H. PoseAction: Action Recognition for Patients in the Ward using Deep Learning Approaches // arXiv preprint arXiv:2310.03288. D0I:10.48550/arXiv.2310.03288
6. Nation I. S. P. Teaching and Learning Vocabulary. Boston: Heinle Cengage Learning. 2013. 274 p.
7. Hori R., Hachiuma R., Isogawa M., Mikami D., Hideo S. Silhouette-based 3D Human Pose Estimation Using a Single Wrist-mounted 360° Camera // IEEE Access, 2022. Vol. 10. Pp. 5495754968. D0I:10.1109/ACCESS.2022.3177623
8. Usaka S., Ogawa M. Comparison of Position Estimation Accuracy in Polar and Rectangular Coordinate Systems Using Wi-Fi CSI // 2023 VTS Asia Pacific Wireless Communications Symposium (APWCS). Tainan city. Taiwan. 2023. Pp. 1-5. D0I:10.1109/APWCS60142.2023.10234071
9. Strohmayer J., Sterzinger R., Stippel C., Kampel M. Through-Wall Imaging based on WiFi Channel State Information // 2024 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP). 2024. Pp. 4000-4006. D0I:10.1109/ICIP51287.2024.10647775
10. Tanigawa R., Ishii Y. Hear-your-action: Human Action Recognition by Ultrasound Active Sensing // 2024 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP). Pp. 7260-7264. D0I:10.1109/ICASSP48485.2024.10447130
11. Yakub M. P., Sai N. V., Singh S. K., Mohanty P., Akela A. K., Jha D. Presence Detection with Wi-Fi Using ESP32 // ASU International Conference in Emerging Technologies for Sustainability and Intelligent Systems. ICETSIS. 2024. Pp. 1273-1277. D0I:10.1109/icetsis61505.2024.10459433
12. Yang J, Huang H., Zhou Y. [et al.] MM-Fi: Multi-Modal Non-Intrusive 4D Human Dataset for Versatile Wireless Sensing // Signal Processing. 2023. D0I:10.48550/arXiv.2305.10345
13. Nitta Y., Isogawa M., Yonetani R., Sugimoto M. Importance Rank-Learning of 0bjects in Urban Scenes for Assisting Visually Impaired People // IEEE Access. 2023. PP(99):1-1. D0I:10.1109/ACCESS.2023.3287147
14. Shibata Y., Kawashima Y., Isogawa M., Irie G., Kimura A., Aoki Y. Listening Human Behavior: 3 D Human Pose Estimation with Acoustic Signals // 2023 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Vancouver, BC, Canada, 2023. Pp. 13323-13332. D0l:10.1109/CVPR52729.2023.01280
15. Zhang B., Zhou Z., Jiang B., Zheng R. SUPER: Seated Upper Body Pose Estimation using mmWave Radars // IEEE/ ACM Ninth International Conference on Internet-of-Things Design and Implementation (IoTDI). 2024. Pp. 181-191. D0I:10.1109/IoTDI61053.2024.00020
16. Антонов С. В., Бутко В. С, Зыков В. И. Система персонального поиска людей при пожарах и чрезвычайных ситуациях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2023. № 4. С. 20-26.
17. Антонов С. В., Зыков В. И. Активная система оповещения и управления эвакуацией на основе сетей WIFI // Пожарная и аварийная безопасность: сборник материалов XVIII Международной научно-практической конференции. Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023. С. 7-11.
18. Антонов С. В., Бутко В. С., Зыков В. И. Поиск и оповещение людей в зданиях при пожарах и чрезвычайных ситуациях на основе беспроводной сети WI-FI // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2023. № 3. С. 105-111.
19. Антонов С. В., Зыков В. И. Персональная эвакуация людей на основе сетей WIFI // Системы безопасности: материалы 32-й международной научно-технической конференции. М.: Академия ГПС МЧС России, 2023. С. 259-261.
20. Антонов С. В. Решение проблем обеспечения поиска и спасения людей в зданиях при пожарах и ЧС // Современные проблемы обеспечения безопасности. Сборник материалов XXV Международной научно-практической конференции. Екатеринбург: Уральский институт Государственной противопожарной службы МЧС России, 2023. С. 54-61.
21. Зыков В. И., Бутко В. С., Антонов С. В., Журавлев Д. Е. Беспроводная система управления эвакуацией технического персонала при пожарах на производственных объектах нефтегазовых комплексов // Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации: материалы международной научно-практической конференции. М.: Академия ГПС МЧС России, 2020. С. 4-7.
22. Старцев С. С. Модели распространения радиосигнала WiFi [Электронный ресурс] // Математические и информационные технологии: Интернет-журнал. Режим доступа: http://conf. nsc.ru/files/conferences/MIT-2013/fulltext/146127/151267/ Startsev.pdf (дата обращения 11.11.2024).
23. Антонов С. В. Поиск людей при пожарах в зданиях объектов энергетики // Проблемы техносферной безопасности: материалы XIII международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов. М.: Академия ГПС МЧС России, 2024. С. 74-83.
REFERENCES
1. Komori H., Isogawa M., Mikami D., Nagai T., Aoki Y. Time-weighted motion history image for human activity classification in sports. Sports Engineering. 2023. 26(1) (in Eng.). DOI:10.1007/s12283-023-00437-1
2. Torres-Sospedra J., Quezada-Gaibor D., Mendoza-Silva G. M., Nurmi J., Koucheryavy Y., Huerta J. New Cluster Selection and Fine-grained Search for k-Means Clustering and Wi-Fi Fingerprinting. 2020 International Conference on Localization and GNSS (ICL-GNSS). Tampere. Finland, 2020 (in Eng.). DOI:10.1109/ICL-GNSS49876.2020.9115419
3. Jayaweera S.S., Regani S.D., Hu Y., Wang B., Ray Liu K.J. mmID: High-Resolution mmWave Imaging for Human Identification. IEEE 9th World Forum on Internet of Things (WF-IoT) (2023): 1-6 (in Eng.). DOI:10.1109/WF-IoT58464.2023.10539484
4. Geng J., Huang D., de la Torre F. DensePose From WiFi. Computer Vision and Pattern Recognition (cs.CV), 2022 (in Eng.). DOI:10.48550/arXiv.2301.00250
5. Li Z., Yeow R.C.H. PoseAction: Action Recognition for Patients in the Ward using Deep Learning Approaches. arXiv preprint arXiv:2310.03288 (in Eng.). DOI:10.48550/arXiv.2310.03288
6. Nation I.S.P. Teaching and Learning Vocabulary. Boston: Heinle Cengage Learning. 2013. 274 p. (in Eng.).
7. Hori R., Hachiuma R., Isogawa M., Mikami D., Hideo S. Silhouette-based 3D Human Pose Estimation Using a Single Wrist-mounted 360° Camera. IEEE Access, 2022. Vol. 10. Pp. 5495754968 (in Eng.). DOI:10.1109/ACCESS.2022.3177623
8. Usaka S., Ogawa M. Comparison of Position Estimation Accuracy in Polar and Rectangular Coordinate Systems Using Wi-Fi CSI. 2023 VTS Asia Pacific Wireless Communications Symposium (APWCS). Tainan city. Taiwan. 2023, pp. 1-5 (in Eng.). DOI:10.1109/APWCS60142.2023.10234071
9. Strohmayer J., Sterzinger R., Stippel C., Kampel M. Through-Wall Imaging based on WiFi Channel State Information. 2024 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP). 2024, pp. 4000-4006 (in Eng.). DOI:10.1109/ICIP51287.2024.10647775
10. Tanigawa R., Ishii Y. Hear-your-action: Human Action Recognition by Ultrasound Active Sensing. 2024 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), pp. 7260-7264 (in Eng.). DOI:10.1109/ICASSP48485.2024.10447130
11. Yakub M.P., Sai N.V., Singh S.K., Mohanty P., Akela A.K., Jha D. Presence Detection with Wi-Fi Using ESP32. ASU International Conference in Emerging Technologies for Sustainability and Intelligent Systems. ICETSIS. 2024. Pp. 12731277 (in Eng.). DOI:10.1109/icetsis61505.2024.10459433
12. Yang J., Huang H., Zhou Y. [et al.] MM-Fi: Multi-Modal Non-Intrusive 4D Human Dataset for Versatile Wireless Sensing. Signal Processing. 2023 (in Eng.). DOI:10.48550/arXiv.2305.10345
13. Nitta Y., Isogawa M., Yonetani R., Sugimoto M. Importance Rank-Learning of Objects in Urban Scenes for Assisting Visually Impaired People. IEEE Access. 2023, pp. (99):1-1 (in Eng.). DOI:10.1109/ACCESS.2023.3287147
14. Shibata Y., Kawashima Y., Isogawa M., Irie G., Kimura A., Aoki Y. Listening Human Behavior: 3 D Human Pose Estimation with Acoustic Signals. 2023 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Vancouver, BC, Canada, 2023. Pp. 13323-13332 (in Eng.). DOI:10.1109/CVPR52729.2023.01280
15. Zhang B., Zhou Z., Jiang B., Zheng R. SUPER: Seated Upper Body Pose Estimation using mmWave Radars. IEEE/ACM
Ninth International Conference on Internet-of-Things Design and Implementation (loTDI). 2024. Pp. 181-191 (in Eng.). DOI:10.1109/IoTDI61053.2024.00020
16. Antonov S.V., Butko V.S., Zykov V.I. System of personal search for people in fires and emergencies. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination, 2023, no. 4, pp. 29-35 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2023.4.29-35
17. Antonov S.V., Zykov V.I. Active notification and evacuation management system based on wi-fi networks. In: Pozharnaia i avariinaia bezopasnost': sbornik materialov KhVIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Fire and emergency safety: collection of materials of the XVIII International Scientific and Practical Conference]. Ivanovo: Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of EMERCOM of Russia Publ., 2023, pp. 7-11 (in Russ.).
18. Antonov S.V., Butko V.S., Zykov V.I. Searching for and warning people in buildings in case of fires and emergencies via wireless Wi-Fi network. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination, 2023, no. 3, pp. 105-111 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2023.3.105-111
19. Antonov S.V., Zykov V.I. Personal evacuation of people based on WIFI networks. In: Materialy mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskaoi konferentsii "Sistemy bezopasnosti" [Proceedings of international scientific and technical conference "Security Systems"]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2023, pp. 259-261 (in Russ.).
20. Antonov S.V. Solving the problems of ensuring the search and rescue of people in buildings during fires and emergencies. In: Sovremennye problemy obespecheniia bezopasnosti. Sbornik materialov XXV Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Modern problems of safety. Collection of materials of the XXV International Scientific and Practical Conference]. Ekaterinburg, Ural Institute of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia Publ., 2023, pp. 54-61 (in Russ.).
21. Zykov V.I., Butko V.S., Antonov S.V., Zhuravlev D.E. Wireless control system for evacuation of technical personnel in case of fires at production facilities of oil and gas complexes. In: Pozharotushenie: problemy, tekhnologii, innovatsii. Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Firefighting: problems, technologies, innovations. Materials of the international scientific and practical conference]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2020, pp. 4-7 (in Russ.).
22. Startsev S.S. Models of WiFi radio signal propagation. Internet-zhurnal "Matematicheskieiinformatsionnye tekhnologii" -Mathematical and information technologies. Internet Journal. 2013 (in Russ.). Available at: http://conf.nsc.ru/files/conferences/MIT-2013/ fulltext/146127/151267/Startsev.pdf (accessed November 11, 2024).
23. Antonov S.V. Search for people in case of fires in buildings of energy facilities. In: Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti: materialy XIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov [Materials of the XIII International scientific and practical conference of young scientists and specialists "Problems of techno-sphere security"]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2024, pp.74-83 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Сергей Владимирович АНТОНОВ Н
Старший преподаватель кафедры специальной электротехники автоматизированных систем и связи, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код 6439-1620
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7317-1201 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Sergey V. ANTONOVH
Senior lecturer of the Department of Special Electrical
Engineering of Automated Systems and Communications,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 6439-1620
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7317-1201 H [email protected]
S3
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Вячеслав Сергеевич БУТКО
Кандидат технических наук
Начальник Академии ГПС МЧС России,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 8402-8338
Владимир Иванович ЗЫКОВ
Доктор технических наук, профессор
Профессор кафедры специальной электротехники
автоматизированных систем и связи,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 9268-5535
Поступила в редакцию 06.09.2024 Принята к публикации 30.09.2024
Для цитирования:
Антонов С. В., Бутко В. С., Зыков В. И. Оптимизация путей спасения людей в зданиях обьектов энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 46-54. 001:10.25257/РБ.2024.4.46-54
Vyacheslav S. BUTKO
PhD in Engineering
Chief of State Fire Academy of EMERCOM of Russia,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 8402-8338
Vladimir I. ZYKOV
Grand Doctor in Engineering, Professor
Professor of the Department of Special Electrical
Engineering of Automated Systems and Communications,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 9268-5535
Received 06.09.2024 Accepted 30.09.2024
For citation:
Antonov S.V., Butko V.S., Zykov V.I. Optimization of evacuation routes In power engineering facilities. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 46-54 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2024.4.46-54
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.845
DOI 10.25257/FE.2024.4.55-63
® О. В. ДВОЕНКО1, А. Ф. КОЛБАСОВ2, Д. А. КУЧМАСОВ1, К. П. ЩЕТНЁВ1, Е. Н. КОСЬЯНОВА1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
2 Дирекция по развитию электротранспортных средств ГУП «Московский метрополитен» Москва, Россия
Оценка эффективности применения составов для тушения пожаров литий-ионных аккумуляторных батарей
АННОТАЦИЯ
Тема. Количество литий-ионных аккумуляторных батарей (ЛИАБ), внедряемых в бытовую электронику, транспорт и стационарные источники хранения энергии, продолжает возрастать с каждым годом. В связи с этим возрастает и вероятность пожаров с их участием, которые сопровождаются сильным проявлением опасных факторов пожара. Всё это в совокупности осложняется тем, что в настоящее время отсутствуют рекомендации, методы, способы и средства по ликвидации данных пожаров.
В статье представлены результаты экспериментальной оценки эффективности тушения пожаров ЛИАб воздушно-эмульсионным, углекислотным и порошковым специальным огнетушителями.
Методы. В ходе исследования использовались методы анализа, оценки, натурного эксперимента и измерения параметров пожара. В связи с отсутствием методики по проведению огневых испытаний с использованием ЛИАБ в качестве модельного очага испытания проводились в соответствии с разработанной методикой, описанной в статье.
Результаты. Разработана программа-методика, позволяющая проводить огневые испытания с использованием ЛИАБ. Получены экспериментальные данные по эффективности применения огнетушителей при ликвидации пожаров ЛИАБ и представлены соответствующие графические зависимости.
Область применения результатов. Результаты экспериментального исследования температур горения и оценки эффективности применения некоторых огнетушащих веществ при горении ЛИАБ позволят провести ряд новых научных работ по усовершенствованию существующих средств тушения, а также по определению других параметров горения данных аккумуляторов.
Выводы. Экспериментальная оценка эффективности применения огнетушащих веществ при ликвидации пожаров ЛИАБ позволила апробировать разработанную программу-методику и получить экспериментальные данные о температуре при горении данного вида источника энергии. Исследования в области обеспечения пожарной безопасности ЛИАБ позволят расширить существующую теоретическую базу данных параметров протекания процесса горения, разработать эффективные средства тушения и способы их применения для данных видов аккумуляторов.
Ключевые слова: литий-ионные аккумуляторы, огнетушители, температура горения, электротранспорт, электромобили, гибриды, методика испытаний, тепловой разгон
® O.V. DVOENKO1, A.F. KOLBASOV2, D.A. KUCHMASOV1, K.P. SHCHETNEV1, E.N. KOSYANOVA1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
2 Directorate for Development of Electric Transport Vehicles within the State Unitary Enterprise "Moscow Metro", Moscow, Russia
Evaluating the effectiveness of the compositions use for extinguishing lithium-ion batteries fires
ABSTRACT
Purpose. The number of lithium-ion batteries (LIB) introduced into consumer electronics, transport and stationary energy storage devices keeps growing every year. In this regard, the probability of fires involving these batteries also increases and the fires are accompanied by a strong manifestation of hazardous fire factors, all these factors as a whole are complicated by the fact that currently there are no recommendations, methods, ways and means for suppressing these fires.
The article presents the results of an experimental assessment of the effectiveness of extinguishing LIB fires by airemulsion, carbon dioxide and special powder fire extinguishers.
Methods. In the course of the study the researchers used methods of analysis, assessment, natural experiment and fire parameters measurement. Due to the lack of methodology for
conducting fire tests using LIB as a model source of a fire, tests were carried out in accordance with the developed methodology described in the article.
Findings. A method program has been developed that allows conducting fire tests using LIB. Experimental data on the efficiency of using fire extinguishers when extinguishing LIB fires have been obtained and the corresponding graphical dependencies have been presented.
Research application field. The results of the experimental study of combustion temperatures and efficiency assessment of using some fire extinguishing agents during LIB combustion will allow carrying out a number of new scientific works on improving existing extinguishing media, as well as on determining other combustion parameters of these batteries.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Conclusions. Experimental evaluation of fire extinguishing media efficiency when extinguishing LIB fires allowed us to test the developed method and obtain experimental data on the combustion temperature of this energy source type. Research in the field of ensuring fire safety of LIB will expand the existing theoretical database of combustion process parameters, and
develop effective extinguishing media and methods for their use for these types of batteries.
Key words: lithium-ion batteries, fire extinguishers, combustion temperature, electric transport, electric cars, hybrids, testing methods, thermal runaway
ВВЕДЕНИЕ
В современном мире значительными темпами увеличивается спрос на применение литий-ионных аккумуляторных батарей (ЛИАБ) [1, 2]. Ими оснащаются как устройства бытовой электронной техники, так и транспортные средства. Автопроизводители уже давно разрабатывают альтернативные источники энергии взамен двигателям внутреннего сгорания. Одним из возможных решений является полный переход на электрическую энергию или её совместное использование с тепловой энергией. Автомобили с гибридными и электрическими силовыми установками обладают как экологическими, так и экономическими преимуществами [3]. Всё это неуклонно ведёт к росту числа продаж автомобилей с ЛИАБ в мире. Но гораздо больший потенциал имеют средства индивидуальной мобильности - транспортные средства, имеющие одно или несколько колёс (роликов), предназначенные для индивидуального передвижения человека посредством использования двигателя. Средства индивидуальной мобильности на электротяге получили широкое распространение и заняли своё место в жизни горожан, при этом часть из них хранится непосредственно в квартирах, или их съёмный аккумулятор заряжается в бытовых условиях, что, как показывает мировая практика, приводит к ряду проблем.
Как отмечают авторы [4], ЛИАБ характеризуются высокой плотностью энергии в диапазоне 100-300 Втч/кг и большим количество циклов перезарядки (в среднем 1 000-2 000 циклов в зависимости от химического состава). Эти характеристики обуславливают предпочтительность выбора в их сторону среди всех источников постоянного тока [5], но стоит отметить, что серьёзной проблемой при их эксплуатации является высокая взры-вопожароопасность [6].
Не каждый литий-ионный аккумулятор (ЛИА) имеет высокую вероятность взрыва или воспламенения, тем не менее, в связи с растущей популярностью этих устройств, пожары происходят всё
чаще [7]. Процесс тушения сопряжён со многими трудностями, обусловленными специфическими химическими свойствами продукта. Традиционные средства пожаротушения обычно недостаточно эффективны, а применение некоторых из них может даже усугубить опасные последствия пожара. Использование воды во время пожаротушения эффективно отводит тепло от огня и нейтрализует газы, образующиеся в ходе реакции горения, растворяя и разбавляя их [8]. Её преимущества здесь очевидны, однако попадание в окружающую среду опасных веществ, растворённых в воде, приводит к дополнительной опасности.
В настоящее время пожары ЛИА остаются по-прежнему особо опасными не только по причине яркого проявления опасных факторов пожара, но и в связи с открытым вопросом по определению эффективного средства и метода ликвидации горения. Выбор средства тушения затрудняется определением класса пожара, к которому можно отнести пожар ЛИА.
Согласно Федеральному закону РФ от 22.07.2008 № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» пожары классифицируются по виду горючего материала и подразделяются на следующие основные классы:
1) пожары твёрдых горючих веществ и материалов (А);
2) пожары горючих жидкостей или плавящихся твёрдых веществ и материалов (В);
3) пожары газов (С);
4) пожары металлов (Э);
5) пожары горючих веществ и материалов электроустановок, находящихся под напряжением (Е);
6) пожары ядерных материалов, радиоактивных отходов и радиоактивных веществ (Е).
Из данной классификации видно, что пожар ЛИА следует относить одновременно к двум классам - Э и Е.
Ещё одним аспектом, определяющим опасность пожаров с участием ЛИАБ, является риск для здоровья и жизни людей, а также возможность загрязнения окружающей среды во время теплового разгона и каскадирования. Взрыв ЛИАБ
может привести к термическим ожогам и отравлению [9, 10]. Частота травм такого рода заметно возрастает в ситуациях, когда инцидент происходит во время использования предмета, оснащённого аккумулятором такого типа. Например, возгорание сотового телефона может привести к ожогам рук и головы различной степени, а вследствие перегрева и взрыва электронных сигарет могут быть повреждены челюстно-лицевые мышцы и органы зрения. Несмотря на чёткие рекомендации производителей, пользователи часто используют устройства во время их зарядки. Также при взрывах данных элементов наносится ущерб и окружающей среде [11]. В процессе горения ЛИАБ выделяются высокотоксичные продукты сгорания, а также реактивные соединения лития [12].
Крупный пожар с участие ЛИА, в котором погибли 22 рабочих, произошёл на южнокорейском заводе ЛИАБ. Пожар начался после взрыва нескольких аккумуляторов. Дым и пламя распространились в течение 15 секунд, а на тушение потребовалось шесть часов. Ким Джэ Хо, профессор университета Тэджон, эксперт по предотвращению пожаров и стихийных бедствий, рассказал об особенности производства ЛИАБ: «Материалы для аккумуляторов, такие как никель, легко воспламеняются. По сравнению с пожаром, вызванным другими материалами, зачастую времени на реагирование не хватает» [13].
На основании вышеизложенного является актуальным проведение натурных испытаний по определению наиболее эффективного первичного средства тушения ЛИАБ для своевременного реагирования на пожар, уменьшения вреда здоровью людей и снижения экологического и материального ущерба.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Учитывая важность решения вопросов пожарной безопасности, на испытательной площадке Академии ГПС МЧС России с сентября 2023 г. по ноябрь 2024 г. проводилась серия экспериментов по исследованию вопросов пожарной безопасности ЛИА и особенностей протекания реакции их горения.
На основании анализа стандартов испытаний ЛИА, изложенных в [14], и необходимости разработки методики для проведения испытаний ЛИАБ, описанной ранее в статье [15], для проведения серии экспериментов была разработана «Программа и методика для проведения научно-исследовательских испытаний решений по изоляции ЛИАБ в случае возгорания» (далее Программа).
Цель Программы заключается в проведении огневых испытаний ЛИАБ с применением некоторых огнетушащих составов. Учитывая отсутствие утверждённых требований к модельным очагам для огневых испытаний ЛИАБ было принято решение формировать одинаковые модельные очаги. Это позволило получить хорошую сходимость полученных результатов экспериментов.
Модельный очаг представляет собой сборку, состоящую из шести литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы плотно прилегают друг к другу и фиксируются металлическими хомутами. Для инициирования теплового разгона и равномерного прогрева между 3 и 4 аккумуляторами устанавливается нагревательный элемент, питающийся от электрической сети 220 В. Измерение температуры производится термопарами, закреплёнными на разном уровне по вертикали модельного очага. Результаты измерения передаются на многоканальный измеритель температуры с последующим автоматическим преобразованием в графические зависимости.
Схема модельного очага представлена на рисунке 1. Эксперименты проводились в два этапа.
Первый этап включал в себя подготовку оборудования и ЛИАБ для испытаний. Анализ ранее проведённых экспериментов по изучению температурных режимов горения различных типов литий-ионных аккумуляторов привёл к решению использовать литий-ионные аккумуляторы типа Lithium-Nickel-Manganese-Cobalt (NMC). Они получили наиболее широкое распространение в современном электротранспорте и имеют высокую энергоёмкость и высокие токи отдачи [16, 17]. Габаритные размеры аккумулятора и его характеристики представлены на рисунке 2.
Рисунок 1. Схема модельного очага из шести литий-ионных аккумуляторов: 1 - литий-ионный аккумулятор; 2 - нагревательный элемент; 3 - термопара; 4 - многоканальный измеритель температуры Figure 1. Schematic diagram of a model firebox made of six lithium-ion batteries: 1 - lithium-ion battery; 2 - heating element; 3 - thermocouple; 4 - multichannel temperature meter
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 2. Габаритные размеры и характеристики аккумулятора NMC Figure 2. Overall dimensions and characteristics of the NMC battery
Рисунок 3. Измерение массы и заряда литий-ионного аккумулятора Figure 3. Measuring the mass and charge of the lithium-ion battery
Рисунок 4. Модельный очаг для испытаний Figure 4. Model firebox for testing
Перед испытаниями каждый аккумулятор взвешивался на поверенных электронных весах (рис. 3а). Из ЛИАБ выбирались аккумуляторы с уровнем заряда не менее 80 % от заявленной ёмкости. При этом выходное напряжение должно находиться в интервале от не менее 3,7 до 4 В (рис. 3б).
После выборки необходимого количества литий-ионных аккумуляторов на ровной бетонной площадке собирался модельный очаг. Размещались и калибровались термопары, устанавливалась фото- и видеоаппаратура (рис. 4).
Был проведён пробный эксперимент без подачи огнетушащих веществ по оценке значений температуры. Температурные поля дополнительно оценивались с помощью тепловизора (рис. 5).
Удалось установить, что наибольшая температура при пламенном горении находится в диапазоне от 680 до 720 °С, что соответствует данным, полученным учёными из Китая в исследовании [18, 19]. Эти результаты позволили дополнительно скорректировать методику проведения испытаний.
Второй этап заключался в проведении огневых испытаний по оценке возможности применения огнетушителей, как наиболее распространённых и доступных первичных средств пожаротушения [20] (рис. 6).
Эксперименты с тремя видами огнетушителей проводились в соответствии со следующими порядком и методикой:
1) руководитель испытаний проводит инструктаж с испытателем о мерах безопасности;
2) огнетушитель размещается вертикально на бетонной площадке на расстоянии 1,5 м от модельного очага;
3) по команде руководителя испытаний подаётся напряжение на нагревательный элемент;
4) при выделении дыма прекращается подача напряжения на нагревательный элемент;
5) после самовозгорания выделяющихся паров из литий-ионного аккумулятора и начала цепной реакции теплового разгона (каскадирование) и установления стабильного горения подаётся команда испытателю на тушение пожара;
6) результаты экспериментов заносятся в протокол.
Каждый эксперимент повторялся три раза с одним и тем же видом огнетушителя.
Первым испытывался огнетушитель воздушно-эмульсионный ОВЭ-4(з). Принцип его действия основан на охлаждении зоны горения водой с поверхностно-активными веществами, образующими эмульсию, которая покрывает горючее вещество и препятствует горению.
B(c) r(d)
Рисунок 5. Оценка температуры в модельном очаге на различных стадиях горения: а - воспламенение выходящих горючих газов; б - начальная стадия пламенного горения в - интенсивная стадия горения; г - прекращение пламенного горения
Figure 5. Evaluation of the temperature in the model firebox at different stages of combustion: a - ignition of the outgoing combustible gases; b - initial stage of flame combustion; c - intensive stage of combustion; d - decay of flame combustion
Огнетушителю не удалось сбить пламя после возгорания и после полного израсходования огне-тушащего вещества из него, литий-ионные аккумуляторы полностью выгорели (рис. 7).
На рисунке 8 проиллюстрированы результаты исследования температурного режима при горении модельного очага с тушением воздушно-эмульсионным огнетушителем ОВЭ-4(з).
Следующим испытаниям по тушению модельного очага ЛИАБ подвергся огнетушитель
а(а) 6(b) в(с)
Рисунок 6. Виды огнетушителей, применяемых при испытаниях: а - огнетушитель углекислотный ОУ-5; 6 - огнетушитель воздушно-эмульсионный ОВЭ-4(з); в - огнетушитель порошковый ОПС-5(з)
Figure 6. Types of fire extinguishers used in testing: a - carbon dioxide fire extinguisher CDE-5; b - air-emulsion fire extinguisher AEE-4; c - powder fire extinguisher PE-5(w)
углекислотный ОУ-5. Применение углекислого газа позволяет одновременно охладить зону горения и вытеснить кислород. Преимуществом огнетушителя является возможность тушения электрооборудования под напряжением. Подача углекислого газа позволила сбить пламя. Однако после того, как газ был израсходован, произошло повторное возгорание спустя 54 с (рис. 9).
Результаты трёхкратных испытаний температурного режима при горении с тушением углекислотным огнетушителем представлены на рисунке 10.
Третий эксперимент проводился с использованием огнетушителя порошкового специального ОПС-5(з). В качестве огнетушащего вещества в нём
а(а) 6(b) в(с)
Рисунок 7. Тушение модельного очага огнетушителем ОВЭ-4(з): а - начало тушения; 6 - прекращение пламенного горения; в - повторное возгорани
Figure 7. Extinguishing a model fire source with an AEE-4(w) fire extinguisher: a - starting extinguishing; b - decay of flame combustion; c - re-ignition
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
т, мин
Рисунок 8. График зависимости температуры от времени тушения одним огнетушителем ОВЭ-4(з) в результате трёх экспериментов
Figure 8. Graph of temperature versus extinguishing time with one CDE-4(w) fire extinguisher resulting from three experiments
т, мин
Рисунок 10. График зависимости температуры от времени тушения одним огнетушителем ОУ-5 в результате трёх испытаний
Figure 10. Graph of temperature dependence on extinguishing time with one CDE-5 fire extinguisher resulting from three tests
a(a) 6(b) в(с)
Рисунок 9. Тушение модельного очага огнетушителем ОУ-5: а - начало тушения; 6 - прекращение пламенного горения; в - повторное возгорание Figure 9. Extinguishing a model firebox with a CDE-5 fire extinguisher: a - starting extinguishing; b - decay of flame combustion; c - re-ignition
a(a) 6(b) в(с)
Рисунок 11. Тушение модельного очага огнетушителем ОПС-5(з): a - начало тушения; 6 - прекращение пламенного горения; в - повторное возгорание Figure 11. Extinguishing a model fire with a PE-5(w) fire extinguisher: a - starting extinguishing; b - decay of flame combustion; c - re-ignition
используется специальный порошок, применяемый для тушения пожаров класса Э.
Одним огнетушителем не удалось прекратить пламенное горение, была лишь снижена его интенсивность (рис. 11а).
В связи с этим сразу был применён второй огнетушитель. Удалось временно прекратить пламенное горение (рис. 11б), однако через 34 с произошло повторное возгорание с резким выбросом пламени (рис. 11в). В данной ситуации временное затухание пламени стоит рассматривать как окончание активного выброса газа, но при дальнейшем каскадировании, наличие порошка не оказало никакого влияния на распространение тепла и повторное возгорание.
На графике представлены результаты исследования температурного режима при тушении двумя специальными порошковыми огнетушителями ОПС-5(з) (рис. 12).
800 700 600 500
о
», 400
300 200 100
1,5 т, мин
Рисунок 12. График зависимости температуры от времени тушения двумя огнетушителем ОПС-5(з) в результате трёх испытаний
Figure 12. Graph of temperature dependence on extinguishing time with two PE-5(w) fire extinguishers resulting from three tests
0
ВЫВОДЫ
При экспериментальном исследовании был получен ряд научных результатов:
1) сформулированы требования для модельного очага ЛИАБ;
2) разработана и апробирована методика проведения испытаний по оценке возможности применения огнетушащих веществ для тушения пожаров литий-ионных аккумуляторов.
3) выполнена оценка возможности применения некоторых огнетушащих веществ для тушения
литий-ионных аккумуляторов при их подаче с помощью огнетушителей. Установлено, что наиболее перспективными огнетушащими веществами для тушения литий-ионных аккумуляторов являются вещества, сочетающие свойства охлаждения и изоляции.
На основании вышеизложенного можно утверждать о необходимости дальнейших исследований по поиску и созданию нового типа огне-тушащего вещества для подобных пожаров, разработке средств его хранения и подачи и метода тушения.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Груздев А. И. Инновационные электрические накопители на базе литиевых источников тока для мобильных и стационарных применений // Инновации. 2014. № 3. С. 112-120.
2. Лебедев А. А, Хаванский А. О., Скоморохова О. В. Анализ особенностей литий-ионных аккумуляторов // Вестник НИЦ ВА РВСН. 2021. № 3. С. 25-27.
3. Трескова Ю. В. Электромобили и экология. Перспективы использования электромобилей // Молодой ученый. 2016. № 12(116). С. 563-565.
4. Duh Y.-S., Sun Y, Lin X. [и др.] Characterization on thermal runaway of commercial 18650 lithium-ion batteries used in electric vehicles: A review // Journal of Energy Storage. 2021. 41. P. 102888. D0I:10.1016/j.est.2021.102888
5. Макарян И. А, Ефимов О. Н, Гусев А. Л. Состояние и перспективы развития рынка литий-ионных аккумуляторов // Международный научный журнал Альтернативная энергетика и экология. 2013. № 6-1(127). С. 100-115.
6. Kolbasov A. F., Endachev D. V, Olkhovsky I.A., Dvoenko O. V. Issues of operational and environmental safety in the aftermath of an accident of vehicles with high-voltage components // I0P Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. P. 012093. D0I:10.1088/1755-1315/867/1/012093
7. Larsson F., Andersson P., Blomqvist P., Mellander B.-E. Toxic fluoride gas emissions from lithium-ion battery fires // Scientific reports. 2017. 7(1). 10018. D0I:10.1038/s41598-017-09784-z
8. Lesiak P., Pietrzela D, Mortka P. Methods used to extinguish fires in electric vehicles // Safety & Fire Technology. 2021. 58. Pp. 38-57. D0I:10.12845/sft.58.2.2021.3
9. Lithium-Ion Battery Safety [Электронный ресурс]: Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA): сайт. Режим доступа: https://www .nfpa.org/education-and-research/home-fire-safety/lithium-ion-batteries (дата обращения: 18.11.2024).
10. Плотников В. Г., Чешко И. Д., Кондратьев С. А. Пожарная опасность литий-ионных аккумуляторов и низковольтных источников питания на их основе // Расследование пожаров: сб. статей / Под ред. С. В. Шарапова, И. Д. Чешко. Вып. 4. СПб: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2014. С. 53-58.
11. Mrozik W., Rajaeifar M. A, Heidrich O., Christensen P. Environmental impacts, pollution sources and pathways of spent lithium-ion batteries // Energy & Environmental Science. 2021. 14. No. 12. Pp. 6099-6121, D0I:10.1039/D1EE00691F
12. Lisbona D., Snee T. A review of hazards associated with primary lithium and lithium-ion batteries // Process Safety and Environmental Protection. 2011. 89. No. 6. Pp. 434-442. D0I:10.1016/j.psep.2011.06.022
13. Десятки людей погибли из-за взрыва на заводе по производству литиевых батарей в Южной Корее [Электронный ресурс]: iXBT.com: специализированный российский информационно-аналитический сайт. Режим доступа: https://www.ixbt. com/news/2024/06/25/ desjatki -ljudej-pogibli-izza-vzryva -na-zavode-proizvodstvu-litievyh-batarej-v-juzhnoj-koree.html (дата обращения: 18.11.2024).
14. Lai X., Yao J Jin C, Feng X. [и др.] A Review of Lithium-Ion Battery Failure Hazards: Test Standards, Accident Analysis, and Safety Suggestions. Batteries. 2022. 8. P. 248. D0I:10.3390/batteries8110248
15. Двоенко О. В., Кучмасов Д. А, Дмитриев А. Ю. Обоснование необходимости разработки методики испытаний литий-ионных аккумуляторных батарей на пожаробезопасность // Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации: материалы IX международной научно-практической конференции: в 2 ч. М.: Академия ГПС МЧС России, 2024. С. 41-44.
16. Кучмасов, Д. А, Двоенко О. В. Особенности эксплуатации литий-ионных аккумуляторных батарей // Пожаротушение: проблемы, технологии, инновации: материалы IX международной научно-практической конференции: в 2 ч. М.: Академия ГПС МЧС России, 2024. С. 67-70.
17. Земляков Е. А. Комбинированный источник энергии для электромобиля // Наука. Технологии. Инновации: сб. науч. трудов: в 10 ч. Ч. 5. Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2017. С. 204-206.
18. Chen M., Yuen R., Wang J. Experimental Study on the Bundle Lithium-Ion Batteries Fire. Materials Science Forum. 2017. 890. 263-266. D0I:10.4028/www.scientific.net/MSF.890.263
19. Park S. G., Kim S. W., Lee E. Ju. Experimental Study on Fire Characteristics of Lithium-ion Battery using Cone Calorimeter. Fire Science and Engineering. 2021. 35. 1-6. D0I:10.7731/kifse.cf8b2c73
20. Украинец Б. А, Фисунова Л. В. Сравнительная характеристика огнетушителей // Инженерно-технологические решения проблем развития АПК и общества: сборник трудов LVIII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Тюмень: Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2024. С. 1212-1218.
REFERENCES
1. Gruzdev A.I. Innovation electricity storages powered by lithium current sources for mobile and permanent-type applications. Innovatsii -Innovations. 2014, no. 3, pp. 112-120 (in Russ.).
2. Lebedev A.A., Khovansky A.O., Skomorokhova O.V. Analysis of the features of lithium-ion batteries. Vestnik NITS VA RVSN -Bulletin of the Scientific research Center of the Military Academy of Strategic Missile Forces. 2021, no. 3, pp. 25-27 (in Russ.).
3. Treskova Yu.V. Electric vehicles and ecology. Prospects for the use of electric vehicles. Molodoi uchenyi - Young scientist. 2016, no. 12(116), pp. 563-565 (in Russ.).
4. Duh Y.-S., Sun Y., Lin X. [et al.] Characterization on thermal runaway of commercial 18650 lithium-ion batteries used in electric vehicles: A review. Journal of Energy Storage. 2021, 41, 102888 (in Eng.). D0I:10.1016/j.est.2021.102888
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
5. Makaryan I.A., Efimov O.N., Gusev A.L. State-of-market and perspectives on development of litium-ion batteries. Mezhdunarodnyi nauchnyi zhurnal Al'ternativnaya ehnergetika i ehkologiya - International Journal of Hydrogen Energy; Solar Energy. 2013, no. 6-1(127), pp. 100-115 (in Russ.).
6. KolbasovA.F., Endachev D.V., OIkhovsky I.A., Dvoenko O.V. Issues of operational and environmental safety in the aftermath of an accident of vehicles with high-voltage components. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021, 012093 (in Eng.). DOI:10.1088/1755-1315/867/1/012093
7. Larsson F., Andersson P., Blomqvist P., MelIander B.-E. Toxic fluoride gas emissions from Iithium-ion battery fires. Scientific reports. 2017, 7(1), 10018 (in Eng.). DOI:10.1038/s41598-017-09784-z
8. Lesiak P., Pietrzela D., Mortka P. Methods used to extinguish fires in electric vehicles. Safety & Fire Technology, 2021, 58, pp. 38-57 (in Eng.). DOI:10.12845/sft.58.2.2021.3
9. Lithium-Ion Battery Safety. NationaI Fire Protection Association (NFPA): website. Available at: https://www .nfpa.org/ education-and-research/home-fire-safety/Iithium-ion-batteries (accessed November 11, 2024).
10. Plotnikov V.G., Cheshko I.D., Kondratiev S.A. Fire danger of Iithium-ion batteries and Iow-voItage power suppIies based on them. In: Rassledovanie pozharov: sb. statei. Pod red. S. V. Sharapova, I. D. Cheshko [Investigation of fires: collection of articles. Ed. by S.V. Sharapova, I.D. Cheshko]. St. Petersburg, St. Petersburg University of State Fire Service of EMERCOM of Russia PubI., 2014. Iss. 4, pp. 53-58 (in Russ.).
11. Mrozik W., Rajaeifar M.A., Heidrich O., Christensen P. EnvironmentaI impacts, poIIution sources and pathways of spent Iithium-ion batteries. Energy & Environmental Science. 2021, 14, no. 12, pp. 6099-6121 (in Eng.), DOI:10.1039/D1EE00691F
12. Lisbona D., Snee T. A review of hazards associated with primary Iithium and Iithium-ion batteries. Process Safety and EnvironmentaI Protection. 2011. 89, no. 6, pp. 434-442 (in Eng.). DOI:10.1016/j.psep.2011.06.022
13. Dozens of peopIe died due to an expIosion at a Iithium battery factory in South Korea. iXBT.com : a speciaIized Russian information and anaIyticaI website. AvaiIabIe at: https://www. ixbt.com/news/2024/06/25 / desjatki -Ijudej-pogibIi-izza-vzryva -na-zavode-proizvodstvu-Iitievyh-batarej-v-juzhnoj-koree.htmI (accessed November 11, 2024).
14. Lai X., Yao J., Jin C., Feng X. [et al.] A Review of LithiumIon Battery Failure Hazards: Test Standards, Accident Analysis, and Safety Suggestions. Batteries. 2022, 8, p. 248 (in Eng.). D01:10.3390/batteries8110248
15. Dvoenko O.V., Kuchmasov D.A., Dmitriev A.Yu. Justification of the need to develop a methodology for testing Iithium-ion batteries for fire safety. In: Pozharotushenie: problemy, tekhnologii, innovatsii: materialy IX mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. V 2 ch. [Firefighting: problems, technoIogies, innovations: proceedings of the IX InternationaI Scientific and Practical conference. In 2 parts]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia PubI., 2024. Pp. 41-44 (in Russ.).
16. Kuchmasov D.A., Dvoenko O.V. Features of operation of Iithium-ion batteries. In: Pozharotushenie: problemy, tekhnologii, innovatsii: materialy IX mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. V 2 ch. [Firefighting: problems, technologies, innovations: proceedings of the IX InternationaI Scientific and PracticaI conference. In 2 parts]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia PubI., 2024. Pp. 67-70 (in Russ.).
17. ZemIyakov E. A. Combined energy source for an electric vehicle. In: Nauka. Tekhnologii. Innovatsii: sb. nauch. trudov: v 10 ch. [Nauka. Technologies. Innovations: collection of scientific papers. In 10 parts]. Novosibirsk, Novosibirsk State Technical University PubI., 2017. Part 5, pp. 204-206 (in Russ.).
18. Chen M., Yuen R., Wang J. ExperimentaI Study on the BundIe Lithium-Ion Batteries Fire. MateriaIs Science Forum. 2017, 890, pp. 263-266 (in Eng.). DOI:10.4028/www.scientific.net/MSF.890.263
19. Park S.G., Kim S.W., Lee E.Ju. ExperimentaI Study on Fire Characteristics of Lithium-ion Battery using Cone CaIorimeter. Fire Science and Engineering. 2021, 35, pp. 1-6 (in Eng.). DOI:10.7731/kifse.cf8b2c73
20. Ukrainets B.A., Fisunova L.V. Comparative characteristics of fire extinguishers. In: Inzhenerno-tekhnologicheskie resheniya problem razvitiya APK i obshchestva: sbornik trudov LVIII mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii studentov, aspirantov i molodykh uchenykh [Engineering and technoIogicaI soIutions to the probIems of the deveIopment of agricuIture and society: proceedings of the LVIII InternationaI scientific and practicaI conference of students, postgraduates and young scientists]. Tyumen, State Agrarian University of the Northern UraIs PubI., 2024. Pp. 1212-1218 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Олег Викторович ДВОЕНКО Н
Кандидат технических наук, доцент
Заместитель начальника учебно-научного комплекса
пожарной и аварийно-спасательной техники -
начальник кафедры пожарной техники,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 2013-9651
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0436-4974 Н [email protected]
Алексей Фёдорович КОЛБАСОВ
Кандидат технических наук
Начальник отдела лабораторных испытаний и сертификации, Дирекция по развитию электротранспортных средств ГУП «Московский метрополитен», Москва, Российская Федерация SPIN-код: 1846-1751
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5259-5059 Н [email protected]
Даниил Андреевич КУЧМАСОВ
Адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических кадров, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 1368-7946 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Oleg V. DVOENKO H
PhD in Engineering, Associate Professor
Deputy Head of Fire and Emergency Rescue appliances of Education and Research Complex- Chief of Fire Appliances Department, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 2013-9651
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0436-4974 H [email protected]
Aleksei F. KOLBASOV
PhD in Engineering
Head of Laboratory Testing and Certification Department, Directorate for Development of Electric Transport Vehicles within the State Unitary Enterprise "Moscow Metro", Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 1846-1751
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5259-5059 H [email protected]
Daniil A. KUCHMASOV
Postgraduate student of Research And Teaching Staff Training Faculty State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 1368-7946 H [email protected]
Кирилл Петрович ЩЕТНЁВ
Кандидат технических наук
Ведущий научный сотрудник отделения планирования, организации и координации научных исследований отдела организации научных исследований
центра организации научных исследований и научной информации, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 9779-4367
ORCID: https://orcid.org/0000- 0002-6103-1682 Н [email protected]
Елена Николаевна КОСЬЯНОВА
Старший научный сотрудник отделения планирования, организации и координации научных исследований отдела организации научных исследований
центра организации научных исследований и научной информации, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 1091-2374
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1333-2704 Н [email protected]
Поступила в редакцию 26.11.2024 Принята к публикации 02.12.2024
Kirill P. SHCHETNEV
PhD in Engineering
Leading Researcher of Department of Planning,
Organization and Coordination of Scientific Research of Department
of Organization of Scientific Research of Center for Organization
of Scientific Research and Scientific Information,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 9779-4367
ORCID: https://orcid.org/0000- 0002-6103-1682 H [email protected]
Elena N. KOSYANOVA
Senior Researcher of Department of Planning,
Organization and Coordination of Scientific Research of Department
of Organization of Scientific Research of Center for Organization
of Scientific Research and Scientific Information,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 1091-2374
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1333-2704 H [email protected]
Received 26.11.2024 Accepted 02.12.2024
Для цитирования:
Двоенко О. В., Колбасов А. Ф, Кучмасов Д. А, Щетнёв К. П., Косьянова Е. Н. Оценка эффективности применения составов для тушения пожаров литий-ионных аккумуляторных батарей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 55-63. 00!:10.25257/РБ.2024.4.55-63
For citation:
Dvoenko O.V., Kolbasov A.F., Kuchmasov D.A., Shchetnev K.P., Kosyanova E.N. Evaluating the effectiveness of the compositions use for extinguishing lithium-ion batteries fires. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 55-63 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2024.4.55-63
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.833
DOI 10.25257/FE.2024.4.64-71
® А. А. КОМАРОВ1, В. В. ТИМОХИН1, А. П. ШЕВЧЕНКО1, Р. Р. ШАНГАРАЕВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Сравнительный анализ детонационного и дефлаграционного типов взрывного превращения на примере реальных аварийных ситуаций
АННОТАЦИЯ
Тема. Ситуации с аварийными взрывами объектов промышленного и гражданского назначения вызывают в обществе широкий резонанс, связанный с поступлением большого количества информации из новостных источников. Однако несмотря на значительный объём новостных потоков, данная информация характеризуется малой степенью достоверности и редко подкреплена научными обоснованиями тех или иных процессов, сопровождающих аварийные взрывы. Основная проблема здесь заключается в непонимании разницы между детонационным и дефлаграционным типами взрывного превращения, что порождает различные версии первопричин данных аварийных ситуаций, зачастую не имеющих ничего общего с реальными причинами взрыва. С целью демонстрации комплексной оценки при подобных авариях в работе рассмотрены ключевые аспекты развития аварийных ситуаций, произошедших в г. Шахты Ростовской области (дефлаграционный тип взрывного превращения) и г. Махачкала (детонационный тип взрывного превращения).
Методы. Для оценки имеющихся данных был использован метод анализа. Для определения вероятности разрушения объектов при детонационной аварии использовался расчётный метод.
Результаты. Исследование показало принципиальную разницу между детонационным и дефлаграционным типами взрывного превращения на примере исследования аварий в г. Шахты и г. Махачкала. Сопоставление теоретических и расчётных данных с реальной картиной взрыва показывает, что понимание физической картины рассматриваемых процессов
способствует достаточно точной реконструкции аварийной ситуации.
Область применения результатов. Полученные результаты могут быть использованы при реконструкции аварийных ситуаций, связанных с дефлаграционным или детонационным типом взрывного превращения.
Выводы. Понимание физической картины взрыва -главное, на что необходимо опираться при описании и восстановлении сценария развития аварии. Сопоставление расчётных данных с реальной картиной аварии, результаты экспериментальных исследований и полученные на их основе постулаты должны являться базой для исследования аварийных ситуаций с целью недопущения искажения реальной картины взрыва. В данной статье показана принципиальная разница между детонационным и дефлаграционным типами взрывного превращения на примере исследования аварий в г. Шахты и г. Махачкала. Кроме того, приведённый в статье материал показывает, что располагая данными о последствиях взрывной аварии и опираясь на физические представления о развитии взрыва, можно достаточно точно восстановить сценарий развития взрывной аварии, несмотря на скоротечность данного процесса.
Ключевые слова: квазистатичность, стехиометрия, тер-минол, детонация селитры, картина взрыва, взрывоопасная газопаровоздушная смесь
® A.A. KOMAROV1, V.V. TIMOKHIN1, A.P. SHEVCHENKO1, R.R. SHANGARAEV1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Comparative analysis of detonation and deflagration types of explosive transformation using real emergency situations as an example
ABSTRACT
Purpose. Situations with emergency explosions of industrial and civil facilities cause a wide resonance in society due to receiving a large amount of information from news sources. However, despite the significant volume of news flows, this information is characterized by a low degree of reliability and is rarely supported by scientific substantiations of certain processes accompanying emergency explosions. Misunderstanding the difference between detonation and deflagration types of explosive transformation is a big problem, that gives rise to various versions of the root causes of these emergency situations, often having nothing in common with the real causes of the explosion. In order to demonstrate comprehensive assessment of such accidents, the paper studies key aspects of the development of emergency situations that occurred in the city of Shakhty, Rostov region
(deflagration type of explosive transformation) and in the city of Makhachkala (detonation type of explosive transformation).
Methods. In order to assess the available data, an analysis method was used. To determine the probability of facility destruction in case of a detonation type of explosive transformation, we used a calculation method.
Findings. The study showed a fundamental difference between detonation and deflagration types of explosive transformation using emergency situations in Shakhty and Makhachkala as an example. A comparison of theoretical and calculated data with the real picture of the explosion shows that understanding the physical picture of the processes considered contributes to a fairly accurate reconstruction of the emergency situation.
Research application field. The results obtained can be used in reconstructing of emergency situations associated with a deflagration or detonation type of explosive transformation.
Conclusions. Understanding the physical picture of the explosion is the main thing to rely on when describing and reconstructing the emergency scenario. The comparison of calculated data with the real picture of the emergency, the results of experimental studies and postulates derived from them should form the basis for studying emergency situations in order to prevent distortion of the real picture of the explosion. This article shows the fundamental difference between detonation and deflagration
types of expIosive transformation based on the study of accidents in the cities of Shakhty and MakhachkaIa. In addition, the materiaI presented in the articIe shows that having data on the consequences of an expIosive accident and reIying on physicaI concepts of the deveIopment of an expIosion, it is possibIe to reconstruct the scenario of expIosive accident quite accurateIy deveIopment, despite the transience of this process.
Key words: quasi-staticity, stoichiometry, terminol, nitrate detonation, explosion pattern, explosive gas-air mixture
ВВЕДЕНИЕ
Прежде чем переходить к рассмотрению типов взрывного превращения, необходимо разъяснить вопрос классификации взрывов в целом. Принято выделять три основные группы, к которым относятся:
- физический взрыв, вызываемый изменением физического состояния вещества, что способствует превращению с высоким давлением и большой температурой - примером подобных взрывов являются взрывы газовых баллонов или цистерн с топливом, находящихся под воздействием теплового потока;
- химический взрыв, вызываемый быстрым химическим превращением вещества, при котором потенциальная химическая энергия переходит в тепловую и кинетическую энергию расширяющихся продуктов взрыва;
- ядерный взрыв, вызванный высвобождением ядерной энергии либо быстро развивающейся цепной реакцией деления тяжёлых ядер, либо термоядерной реакцией синтеза ядер гелия из более лёгких ядер [1].
В данной работе будет рассмотрена физическая картина химических взрывов, как наиболее распространённых при аварийных ситуациях на объектах производственного и гражданского назначения. Химические взрывы по типу взрывного превращения делятся на две основные группы: с дефлаграционным и детонационным сценариями развития аварии.
Детонационный взрыв - взрыв, при котором воспламенение последующих слоёв взрывчатого вещества происходит в результате сжатия и нагрева ударной волной, характеризующийся тем, что ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью. Основными поражающими факторами детонационного взрыва является ударная волна, характеризуемая избыточным давлением и импульсом волны сжатия, и огненный шар раскалённых продуктов взрыва [2].
Дефлаграционный взрыв - это горение газовоздушной смеси, концентрация горючего в которой находится между нижним и верхним концентрационными пределами воспламенения, то есть смеси, подготовленной к горению. При дефлаграционном взрыве нагрев и воспламенение последующих слоёв горючего вещества происходит в результате теплопередачи. Эта особенность отличает дефлаграционный взрыв от детонационного взрыва, в котором воспламенение последующих слоёв горючего вещества происходит в результате его сжатия и нагрева в ударной волне. Кроме того, дефлаграционные аварийные взрывы, в отличие от детонационных взрывов конденсированных взрывчатых веществ (ВВ) и детонационных взрывов газовоздушных смесей (ГВС), характеризуются дозвуковой скоростью распространения пламени. Скорость пламени при дефлаграционном аварийном взрыве редко превышает 240 м/с [3].
Отходя от сложных формулировок приводимых выше определений, следует привести в качестве примера более понятные аварийные ситуации с целью наглядной демонстрации разницы данных типов взрывного превращения. Дефлаграционные взрывы в настоящее время наиболее часто представлены при аварийных ситуациях, связанных со взрывами бытового газа. При утечке газа (метана) в объём помещения, которое оборудовано газовыми приборами, происходит его перемешивание с воздухом, что приводит к образованию взрывоопасной смеси. При инициировании (воспламенение) происходит дефлаграционный взрыв, давление которого может быть критичным для строительных конструкций здания, что влечёт за собой их разрушение (рис. 1 ).
Несмотря на неутешительную статистику по взрывам бытового газа на территории нашей страны [4-7], дефлаграционные взрывы могут происходить и на производственных объектах, в обращении которых находятся горючие газы. Нарушение технологического процесса и ряд других сопутствующих причин могут повлечь формирование
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 1. Последствия дефлаграционного взрыва газа в жилом доме (Балашиха, сентябрь 2023 г.)
Figure 1. Consequences of a deflagration gas explosion
in a residential building (Balashikha, September 2023)
взрывоопасного облака с последующим взрывом. Более детально подобная аварийная ситуация будет рассмотрена далее.
Детонационные взрывы, в свою очередь, в подавляющем большинстве представлены взрывами конденсированных взрывчатых веществ (за исключением случаев перехода из дефлаграционного в режим детонационного взрыва, к примеру, при горении водородо-воздушных или ацетилено-воздушных смесей). Конденсированные вещества, в свою очередь, могут быть представлены в твёрдом, пластичном, жидком, прессованном, порошкообразном виде. Наиболее простым примером детонационного взрыва является взрыв практически любой ручной гранаты наступательного или оборонительного действия.
Таким образом, рассмотренные выше тезисы физической картины химических взрывов подчеркивают существенную разницу между детонационным и дефлаграционным типом взрывного превращения. Далее следует рассмотреть реальные аварийные ситуации, произошедшие на территории РФ, для выделения особенностей, характерных для каждой из рассматриваемых групп.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Дефлаграционный взрыв на производственном объекте в г. Шахты. 17 января 2024 г. на производственном объекте ООО «Шахтинский полиэфирный завод» в результате взрыва с последующим горением повреждён производственный корпус, технологический процесс которого был связан с получением полиэтилентерефталата и полиэфирного шпательного волокна (рис. 2).
Рассматриваемый производственный корпус состоит из нескольких цехов: в северной части расположен химический цех, южнее - цех формования и участок вытяжки (получение волокна) (рис. 3).
Рисунок 2. Общий вид последствий аварии на Шахтинском полиэфирном заводе
Figure 2. General view of the consequences of the emergency at the Shakhty Polyester Plant
Рисунок 3. Гибридный план производственного объекта Figure 3. Hybrid plan of the production facility
На рисунке 2 видно, что остекление производственного здания было полностью разрушено. Вблизи западной, восточной и южной сторон на земле находятся обрушенные фрагменты стен. Легкосбрасываемые конструкции (ЛСК) кровли отсутствуют над восточной частью цеха формования. При прокачке воздуха газоанализатором в восточной части, в зоне расположения трубопровода теплоносителя, была обнаружена концентрация веществ, определяемых прибором в количестве 50 мг/м3.
Детально проанализируем особенности данной аварийной ситуации, позволяющей говорить о дефлаграционном типе взрывного превращения.
1. Разрушение остекления и выброс легко-сбрасываемых конструкций. Изучение физической картины дефлаграционного взрыва показывает, что энергия взрыва выходит в атмосферу так, что внутри помещений давление не превышает безопасного уровня при условии, что происходит вскрытие
оконного проёма или ЛСК [8, 9]. Вскрытие остекления и ЛСК, а также несущественные повреждения несущих конструкций здания в данной аварийной ситуации позволяют говорить о давлении, не превышающем 10 кПа, что характерно для дефлагра-ционных взрывов.
2. При дефлаграционном типе взрывного превращения реализуется принцип квазистатичности избыточного давления, который заключается в независимости взрывной нагрузки от пространственной координаты. Поскольку скорость распространения пламени в среде на порядок меньше скорости звука, то звуковая волна, несущая в себе возмущения, успевает многократно пробежать по несгоревшей смеси и выровнять в ней давление, плотность и температуру за время, необходимое для заметного перемещения фронта пламени по зданию или помещению [10]. Относительно равномерный характер повреждений по всему периметру здания указывает на реализацию данного принципа.
3. К особенностям дефлаграционных взрывов внутри помещений следует отнести формирование мощных воздушных потоков в проходах, коридорах и т. д. Именно эти потоки (а не ударные волны, характерные для детонации) приводят к деформации и выбросу фрагментов строительных конструкций, что наглядно представлено на рисунке 4.
4. Обнаружение с использованием газоанализатора повышенной концентрации синтетической органической жидкости для теплопереноса «Терминол», основным веществом которого является динил, имеющий пределы воспламеняемости от 0,8 об. % (нижний) до 1,5 об. % (верхний).
Таким образом установлено, что данный взрыв является внутренним дефлаграционным химическим взрывом, который произошел вследствие разгерметизации системы с последующей
утечкой теплоносителя «Терминол» и образованием взрывоопасной смеси. Вероятнее всего, произошедшая утечка повлекла образование близкой к стехиометрической концентрации взрывоопасной смеси, а работающее электрооборудование привело к образованию искры и последующему аварийному взрыву.
Детонационный взрыв в г. Махачкала. Вечером 14 августа 2023 г. произошёл взрыв газовоздушной смеси с последующим возгоранием на АЗС (рис. 5).
Предварительный анализ показал, при данной аварийной ситуации с небольшими интервалами произошло последовательно три аварийных взрыва.
Взрыв № 1. Первичный взрыв, который явился «отправной точкой» произошедшей аварии, вероятнее всего произошёл на территории автосервиса (рис. 6), предположительно из-за нарушений требований безопасности при обслуживании автомобиля на газообразном топливе.
Взрыв № 2. Детонация селитры. Из средств массовой информации известно, что на складе
Рисунок 5. Размещение объектов (вид сверху, фото до взрыва) Figure 5. Placement of facilities (top view, photo before the explosion)
Рисунок 4. Разрушенное остекление и остаточная деформация строительных конструкций объекта Figure 4. Destroyed glazing and residual deformation of the building structures of the facility
Рисунок 6. Общий вид последствий аварии с указанием места первичного взрыва Figure 6. General view of the consequences of the emergency indicating the location of the primary explosion
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 7. Воронка вблизи места хранения селитры Figure 7. Crater near the nitrate storage site
Рисунок 8. Предполагаемый момент взрыва автоцистерны Figure 8. Estimated moment of the water tanker explosio
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 R, м
Рисунок 9. Зависимость величины давления от расстояния для рассматриваемой аварийной ситуации
Figure 9. Dependence of pressure value on distance for the considered emergency situation
при автосервисе хранилась селитра, используемая в качестве удобрения (в открытых источниках присутствует информация о хранении 100 т селитры, мощность взрыва составила 35 т в тротиловом эквиваленте). На детонацию данного вещества указывает наличие воронки взрыва, отчетливо различимой на рисунке 7. Сопровождающие аварию разрушения окружающих строений вызваны преимущественно данным взрывом, так как величина давления при взрыве подобных веществ крайне велика (рис. 6).
Взрыв № 3. Распространение пожара на АЗС, нагрев цистерн с топливом с последующим взрывом - предположительно, изначально произошёл взрыв автоцистерны, повлекший физический взрыв двух стационарных цистерн с топливом из восьми находящихся на месте аварии (рис. 8).
Рассмотрим сценарий данной аварии с точки зрения существующих расчётных методик. Как уже было сказано ранее, основным поражающим фактором при взрыве ВВ является ударная волна. Избыточное давление во фронте взрывной ударной волны определяется по формуле М. А. Садовского:
4П 82,4 265 687 АР = + + ^5-, /? Я2 Я3
где /? - приведённое расстояние до центра взрыва, м/кг1/3, определяемое как:
/? =
R
где С - масса заряда, кг; г - коэффициент, учитывающий отношение теплоты взрывчатого превращения ВВ к теплоте взрывчатого превращения тротила; Кэф - коэффициент эффективности заряда ВВ по образованию воздушной ударной волны:
где К - коэффициент вида взрыва, учитывает высоту расположения заряда ВВ относительно поверхности земли и равен 2 для наземных взрывов, что характерно для рассматриваемой аварии; в - коэффициент, учитывающий отношение теплоты взрывчатого превращения ВВ к теплоте взрывчатого превращения тротила и для селитры равен 0,396.
Расчёт по данной методике для оценки величины давления на расстоянии от 20 до 200 м позволил получить зависимость, представленную на рисунке 9. Для наглядности значения сведены в таблицу 1.
Таблица 1 (Table 1)
Зависимость величины давления от расстояния для рассматриваемой аварийной ситуации Dependence of the pressure value on the distance for the emergency considered
Расстояние от центра взрыва R, м АР, кПа
20 165
40 85
60 58
80 42
100 37
120 30
140 27
150 22
160 21
180 20
200 18
Рисунок 10. Зависимость величины давления от расстояния для рассматриваемой аварийной ситуации Figure 10. Dependence of the pressure value on the distance for the emergency considered
Вероятность повреждений зданий в радиусе взрыва Рп зависит от величины обобщенного показателя устойчивости определяемого по формуле:
£ = 1,25
АРФ АР
где АРф - давление фронта ударной волны на расстоянии (табл. 1); АРзд - динамическая нагрузка, вызывающая сильное или полное разрушение объектов в соответствии с [11].
Сводные данные по результатам оценки степени повреждений прилегающих объектов представлены в таблице 2. Накладывая данные величины на местность, где произошла авария, получим следующую картину (см. рис. 10).
Таким образом, о детонационном типе взрывного превращения для данной аварии говорят следующие обстоятельства:
1) наличие воронки взрыва на месте хранения селитры. Известно, что при взрывах конденсированных ВВ на грунте всегда образуется воронка
Таблица 2 (Table 2)
Вероятности разрушения объектов для рассматриваемой аварийной ситуации Probabilities of facility destruction for the emergency considered
R, м Показатель устойчивости Степень разрушения, %
§1 §2 §3 §4 Полное Сильное Среднее Слабое
20 2,17 2,57 3,17 6,4 87 ~ 13
40 1,11 1,32 1,63 3,3 30 28 10 ~ 32
100 0,48 0,57 0,71 1,44 - 20 37 ~ 43
150 0,28 0,32 0,42 0,9 - 4 26 ~ 70
200 0,23 0,28 0,34 0,7 - - 23 ~ 77
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
взрыва, а от границы заряда уходит воздушная ударная волна с очень высоким давлением;
2) в «ближней» зоне взрыва уровни взрывных нагрузок от ВВ существенно превышают уровни взрывных нагрузок при дефлаграции, что для данной аварии подтверждено расчётом по методике М. А. Садовского и характером разрушений.
Таким образом, проведённый расчёт основных параметров взрыва по методике М. А. Садовского с последующим анализом имеющихся разрушений позволил определить тип взрывного превращения.
Учитывая увеличение чрезвычайных ситуаций со взрывами в области техносферы, возникает необходимость улучшения взрывоустойчиво-сти зданий, объектов и сооружений. Поэтому для адекватной оценки и последующих мероприятий, направленных на улучшение взрывоустойчивости и снижение последствий взрывных аварий, необходимо знать тип потенциального взрывного превращения, характерного для конкретного объекта.
ВЫВОДЫ
Понимание физической картины взрыва -главное, на что необходимо опираться при описании и восстановлении сценария развития аварии. Сопоставление расчётных данных с реальной картиной аварии, результаты экспериментальных исследований и полученные на их основе постулаты должны являться базой для исследования аварийных ситуаций, с целью недопущения искажения реальной картины взрыва.
В данной статье показана принципиальная разница между детонационным и дефлаграцион-ным типами взрывного превращения, на примере исследования аварий в г. Шахты и г. Махачкала.
Результаты проведённого исследования показывают, что, располагая данными о последствиях взрывной аварии и опираясь на физические представления о развитии взрыва, можно достаточно точно восстановить сценарий развития взрывной аварии, несмотря на скоротечность данного процесса.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Вишневецкий К. В. Основная характеристика взрывов и взрывных устройств // Общество и право. 2011. № 3(35). С. 260-267.
2. Комаров А. А, Шангараев Р. Р. Анализ последствий взрывной аварии на территории промышленного предприятия // Безопасность труда в промышленности. 2023. № 11. С. 70-77. 001:10.24000/0409-2961-2023-11-70-77
3. Комаров А. А. Разрушения зданий при аварийных взрывах бытового газа // Пожаровзрывобезопасность. 2004. Т. 13. № 5. С. 15-23.
4. Копченов В. Н, Матюшин Ю. А, Фирсов А. Г. [и др.] Анализ чрезвычайных ситуаций, связанных со взрывами бытового газа в жилом секторе // Актуальные проблемы пожарной безопасности: материалы XXXI Международной научно-практической конференции. М.: ВНИИПО МЧС России. 2019. С. 423-427.
5. Взрывы бытового газа в жилых домах в России в 2021 году [Электронный ресурс] // РИА: сайт. Режим доступа: https://ria.ru/20210911/vzryvy-1749638890.html (дата обращения: 25.02.2022).
6. Пожары и пожарная безопасность в 2020 году: Статистический сборник / Под общ. ред. Д. М. Гордиенко. М.: ВНИИПО МЧС России, 2021. 112 с.
7. Назаров В. П., Ашихмин А. В., Коротовских Я. В. Анализ статистики пожаров и взрывов газифицированных зданий
в России // Технологии техносферной безопасности. 2017. Вып. 1(71). С. 70-74.
8. Грохотов М. А, Тимохин В. В. Влияние характера остекления на физическую картину аварийного взрыва в жилых многоквартирных // Актуальные проблемы техносферной безопасности: Сборник тезисов научных трудов IV международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых учёных, преподавателей, приуроченная к 45-летнему юбилею кафедры промышленной экологии и техносферной безопасности. Ульяновск: Ульяновский государственный технический университет, 2022. С. 41-45.
9. Мишуев А. В., Казеннов В. В., Громов Н. В., Лукьянов И. А. Обеспечение взрывобезопасности и взрывоу-стойчивости промышленных, транспортных, энергетических и гражданских объектов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2011. № 9 (152). С. 28-30.
10. Тимохин В. В. Особенности физической картины развития аварийных взрывов в изолированных помещениях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2022. № 2. С. 60-66. 001:10.25257/РБ.2022.2.60-66
11. ГОСТ Р 42.2.01-2014 «Гражданская оборона. Оценка состояния потенциально опасных объектов, объектов обороны и безопасности в условиях воздействия поражающих факторов обычных средств поражения. Методы расчёта». М.: Стандартин-форм, 2015. 20 с.
REFERENCES
1. Vishnevetsky K.V. The main characteristics of explosions and explosive devices. Obshchestvo i pravo - Society and law. 2011, no. 3(35), pp. 260-267 (in Russ.).
2. Komarov A.A., Shangaraev R.R. Analysis of the consequences of an explosive accident on the territory of an industrial enterprise. Bezopasnost' truda v promyshlennosti -Occupational Safety in Industry. 2023, no. 11, pp. 70-77 (in Russ.). DOI:10.24000/0409-2961-2023-11-70-77
3. Komarov A.A. Destroy of living buildings at common gas explosions. Pozharovzryvobezopasnost' - Fire and explosion safety. 2004, vol. 13, no. 5, pp. 15-23 (in Russ.).
4. Kopchenov V.N., Matyushin Yu.A., Firsov A.G. [et al.] Analysis of emergency situations related to household gas explosions in the residential sector. In: Aktual'nye problemy pozharnoi bezopasnosti: materialy XXXI Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Actual problems of fire safety: materials
of the XXXI International Scientific and practical conference]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2019, pp. 423-427 (in Russ.).
5. Explosions of household gas in residential buildings in Russia in 2021: website. Available at: https://ria.ru/20210911/ vzryvy-1749638890.html (accessed February 25, 2022) (in Russ.).
6. Polekhin P.V., Chebukhanov M.A., Kozlov A.A. [et al.] Pozhary i pozharnaia bezopasnost' v 2020 godu: Ctatisticheskii sbornik / Pod obshch. red. D. M. Gordienko. [Fires and fire safety in 2020: A statistical collection / Under the general editorship of D.M. Gordienko]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2021. 112 p. (in Russ.).
7. Nazarov V.P., Ashikhmin A.V., Korotovskih Y.V. Statistical analysis of fires and explosions gasified buildings in Russia. Tehnologii tehnosfernoj bezopasnosti - Technology of technosphere safety. 2017, iss. 1(71), pp. 70-74 (in Russ.).
8. Grokhotov M.A., Timokhin V.V. The influence of the nature of glazing on the physical picture of an emergency explosion in residential apartment buildings. In: Aktual'nye problemy tekhnosfernoi bezopasnosti: Sbornik tezisov nauchnykh trudov IVmezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii studentov, aspirantov, molodykh uchenykh, prepodavatelei, priurochennaia k 45-letnemu iubileiu kafedry "Promyshlennaia ekologiia i tekhnosfernaia bezopasnost' [Actual problems of technosphere safety: A collection of abstracts
of scientific papers of the IV international scientific and practical conference of students, postgraduates, young scientists, teachers, dedicated to the 45th anniversary of the Department of Industrial Ecology and Technosphere Safety]. Ulyanovsk, Ulyanovsk State Technical University Publ., 2022, pp. 41-45 (in Russ.).
9. Mishuev A.V., Kazennov V.V., Gromov N.V., Lukyanov I.A. Explosion prevention and blast proof of industrial, transport, energy and civil objects. Stroitel'nye materialy, oborudovanie, tekhnologii XXI veka - Building materials, equipment, technologies of the XXI century. 2011, no. 9(152), pp. 28-30 (in Russ.).
10. Timokhin V.V. Pecilarities of the physical picture of the crash explosions development in isolated rooms. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii:predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2022, no. 2, pp. 60-66 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2022.2.60-66
11. GOST R 42.2.01-2014 "Grazhdanskaia oborona. Otsenka sostoianiia potentsial'no opasnykh ob"ektov, ob"ektov oborony i bezopasnosti v usloviiakh vozdeistviia porazhaiushchikh faktorov obychnykh sredstv porazheniia. Metody rascheta" [GOST R 42.2.012014 "Civil defense. Assessment of the condition of potentially dangerous objects, defense and security facilities under the influence of damaging factors of conventional weapons. Calculation methods"]. Moscow, Standartinform Publ., 2015. 20 p. (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Александр Андреевич КОМАРОВ
Доктор технических наук, профессор
Руководитель научно-исследовательского центра «Взрывобезопасность» института комплексной безопасности в строительстве, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 1063-8262
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2764-639X Н [email protected]
Василий Вячеславович ТИМОХИН
Преподаватель кафедры информационных технологий, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 3175-6370 Н [email protected]
Алексей Павлович ШЕВЧЕНКО Н
Адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических кадров, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 9453-6914 Н [email protected]
Рустам Рашитович ШАНГАРАЕВ
Научный сотрудник научно-исследовательского отдела проблем профилактики объектов защиты, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5027-2465 Н [email protected]
Поступила в редакцию 21.06.2024 Принята к публикации 23.08.2024
Для цитирования:
Комаров А. А, Тимохин В. В., Шевченко А. П., Шангараев Р. Р. Сравнительный анализ детонационного и дефлаграционного типов взрывного превращения на примере реальных аварийных ситуаций // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 64-71. 001:10.25257/РЕ.2024.4.64-71
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Aleksander A. KOMAROV
Grand Doctor in Engineering, Professor
Head of the Explosion Safety Research Center,
Institute of Integrated Safety in Construction,
National Research Moscow State University of Civil Engineering,
Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 1063-8262
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2764-639X H [email protected]
Vasily V. TIMOKHIN
Lecturer at the Department of Information Technology,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 3175-6370
Aleksei P. SHEVCHENKO H
Postgraduate student of Research And Teaching Staff Training Faculty, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 9453-6914 H [email protected]
Rustam R. SHANGARAEV
Researcher at the Research Department of Prevention of Facilities under Protection
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 5027-2465 H [email protected]
Received 21.06.2024 Accepted 23.08.2024
For citation:
Komarov A.A., Timokhin V.V., Shevchenko A.P., Shangaraev R.R. Comparative analysis of detonation and deflagration types of explosive transformation on the example of real accidents. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 64-71 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2024.4.64-71
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.833
DOI 10.25257/FE.2024.4.72-78
® В. Д. ФЕДЯЕВ1, А. О. СТРУГОВ2, А. С. ГУМИРОВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
2 Главное управление МЧС России по Белгородской области, Белгород, Россия
Концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики
АННОТАЦИЯ
Тема. Применение современных технологий для тушения пожаров на объектах энергетики обеспечивает более эффективную работу подразделений пожарной охраны и сокращение времени тушения пожаров. Однако для этого необходимо, чтобы применение новых огнетушащих веществ сопровождалось наличием необходимой информации по их применениям. Это требует систематизации результатов научных исследований в практический опыт работы подразделений пожарной охраны. Анализ современных средств тушения пожаров и исследований показал, что при тушении пожаров на объектах энергетики применение воды не всегда целесообразно, а применение иных средств, таких как, например, компрессионная пена, до конца не изучено. В статье предложена концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики.
Методы. При проведении исследований использовались методы анализа, разработанное программное обеспечение для предварительной оценки действий подразделений пожарной охраны, измерительное оборудование.
Результаты. В результате исследований предложена и научно обоснована концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики. Применение концепции позволит систематизировать подходы по применению компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики и повысить эффективность подразделений пожарной охраны.
Область применения результатов. Полученные результаты применимы в практической деятельности подразделений пожарной охраны, осуществляющих тушение пожаров.
Выводы. Внедрение концепции применения компрессионной пены при тушении пожаров представляется не только целесообразным, но и необходимым шагом в сторону повышения безопасности на объектах энергетики.
Ключевые слова: компрессионная пена, концепция, тушение пожаров, системы противопожарной защиты, мобильные системы пожаротушения
® V.D. FEDYAEV1, A.O. STRUGOV2, A.S. GUMIROV1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
2 EMERCOM of Russia Main Office for Belgorod region, Belgorod, Russia
The concept of using compression air foam systems in extinguishing fires at energy facilities
ABSTRACT
Purpose. The use of modern technologies for extinguishing fires at energy facilities ensures more efficient operation of fire protection units and reduction in fire extinguishing time. However, for this purpose, the use of new fire extinguishing agents should be accompanied by the availability of necessary information on their applications. To do this, it is necessary to systematize the results of scientific research into the practical experience of fire protection units. The analysis of modern fire extinguishing equipment and research has shown that when extinguishing fires at energy facilities, the use of water is not always advisable, and the use of other means, such as, for example, compression air foam, has not been fully studied. The article proposes the concept of using compression air foam in extinguishing fires at energy facilities.
Methods. During the research, analytical methods, developed software for preliminary assessment of the actions of fire protection units, and measuring equipment were used.
Findings. As a result of the research, the concept of using compression air foam in extinguishing fires at energy facilities has been proposed and scientifically substantiated. The application of the concept will make it possible to systematize approaches to the use of compression air foam in extinguishing fires at energy facilities and increase the efficiency of fire protection units.
Research application field. The results obtained are applicable in the practical activities of fire protection units engaged in extinguishing fires.
Conclusions. The introduction of the concept of using compression air foam in extinguishing fires seems not only appropriate, but also a necessary step towards improving safety at energy facilities.
Key words: compression air foam, concept, fire extinguishing, fire protection systems, fire extinguishing systems
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос обеспечения пожарной безопасности на объектах энергетики (ОЭ) никогда не терял своей актуальности, а в последние годы ему уделяется всё большее внимание.
Объекты энергетики оснащены высокотехнологичным и дорогостоящим оборудованием, включая турбины, генераторы, трансформаторы и кабельные системы. Пожар в таких зонах может привести к значительным экономическим потерям и длительным простоям производства.
Рабочие процессы на ОЭ часто связаны с высокими температурами, что увеличивает риск возникновения пожаров. Например, перегрев электрических компонентов может вызвать короткое замыкание и возгорание.
При производстве и распределении электроэнергии используются большие объёмы горючих материалов, таких как смазочные материалы, легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, изоляционные полимерные материалы. При нарушениях в эксплуатации или в случаях аварий эти материалы могут образовывать пожароопасную и горючую среду [1, 2].
Все эти факторы создают уникальные вызовы для пожаротушения на ОЭ. Традиционные методы тушения пожаров часто оказываются недостаточно эффективными в специфических условиях, характерных для данных объектов.
Для эффективного тушения пожаров на таких объектах необходимо внедрение инновационных и высокоэффективных технологий, и данный факт стал неотъемлемой частью стратегии обеспечения пожарной безопасности ОЭ:
1) современные системы автоматизации и противопожарной защиты позволяют быстро обнаруживать очаги возгорания и оперативно реагировать на них, что значительно сокращает время на реакцию и локализацию пожаров;
2) использование современных средств и способов тушения пожаров обеспечивает более эффективную работу подразделений пожарной охраны, что позволяет предотвратить распространение огня и снизить ущерб;
3) интеграция систем поддержки принятия решений и автоматизированных систем контроля позволяет проводить постоянный мониторинг состояния оборудования и окружающей среды, автоматически принимать решения в случае возникновения пожара и обеспечивать координацию действий противопожарных подразделений;
4) современные системы анализа данных и моделирования позволяют разрабатывать и совершенствовать документы предварительного
планирования действий при тушении пожаров и в чрезвычайных ситуациях, учитывая специфические условия каждого объекта. Это позволяет повысить готовность подразделений пожарной охраны к оперативным действиям и минимизировать риски.
В современных условиях борьбы с огнём в качестве основного огнетушащего вещества (ОТВ) применяется вода. Её применение повсеместно, но не всегда эффективно, ввиду особенностей горючей нагрузки на ОЭ, а в некоторых случаях может ухудшить обстановку на пожаре и привести к катастрофическим последствиям.
Таким образом, применение инновационных технологий в системе тушения пожаров и защиты объектов энергетики не только повысит общую эффективность противопожарной защиты, но и минимизирует потенциальные риски при ликвидации пожаров.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Одной из прогрессивных технологий пожаротушения является технология получения и подачи компрессионной пены, которая имеет ряд явных преимуществ для тушения пожаров на объектах энергетики [3].
Однако несмотря на очевидный потенциал компрессионной пены, существует проблема отсутствия требований и рекомендаций по её эффективному применению. Результаты обширных исследований подчеркивают её эффективность, но в контексте применения отсутствие систематизации знаний создаёт затруднения для практического внедрения. Специалисты сталкиваются с проблемой нехватки информации о параметрах подачи компрессионной пены, которые целесообразно использовать при различных сценариях возгораний на энергетических объектах. Это может приводить к неверным оценкам, нежеланию работать с данным видом ОТВ, несмотря на потенциальные преимущества в отношении снижения ущерба и более быстрой локализации пожаров.
Таким образом, систематизация опыта применения компрессионной пены на объектах энергетики не только повысит уровень доверия к этой технологии, но и позволит разработать эффективные методы и рекомендации по её применению с учётом специфики и особенностей объектов энергетического комплекса. Это, в свою очередь, может существенно улучшить системы пожарной безопасности на этих объектах и способствовать повышению уровня противопожарной защищённости на объектах энергетики, а также эффективности действий подразделений пожарной охраны при тушении пожаров.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
На основании вышеизложенного была предложена концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики (рис. 1 ).
Концепция включает в себя 5 основных систем:
- анализа рисков и прогнозирования;
- противопожарной защиты объектов энергетики;
- поддержки принятия решений;
- предварительного планирования действий подразделений пожарной охраны;
- мобильные системы пожаротушения с применением технологии подачи компрессионной пены.
Каждая из них способствует развитию и совершенствованию процессов применения технологии подачи компрессионной пены.
Так, например, система анализа рисков и прогнозирования пожаров на ОЭ может представлять собой многоуровневый процесс, который включает в себя сбор, обработку и анализ данных. В первую очередь, эта система выявляет потенциальные источники возгораний и опасностей на ОЭ, оценивает вероятные сценарии развития событий и рассматривает роль таких факторов, как тип оборудования, характеристики хранимых материалов, климатические условия и человеческий фактор. Важной частью этой системы является использование компрессионной пены в качестве одного из
Системы
анализа рисков Системы поддержки
и прогнозирования принятия решений
КОНЦЕПЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПРЕССИОННОЙ ПЕНЫ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ НА ОБЪЕКТАХ ЭНЕРГЕТИКИ
Мобильные системы пожаротушения с применением технологии подачи компрессионной пены
Системы предварительного планирования действий подразделения пожарной охраны
Рисунок 1. Концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики
Figure 1. The concept of using compression air foam systems in extinguishing fires at energy facilities
средств пожаротушения. На этапе анализа рисков, при выявлении зон с повышенной вероятностью возгораний, возможно предварительное проектирование систем противопожарной защиты, оснащённых технологией подачи компрессионной пены.
Реализация систем противопожарной защиты должна основываться на следующих принципах:
- минимизация рисков для жизни и здоровья персонала объектов и пожарных подразделений, привлекаемых к тушению пожаров;
- снижение экономического ущерба при пожарах и аварийных ситуациях на объектах;
- возможность постоянного мониторинга пожароопасных ситуаций на объектах энергетики;
- автоматизация и адаптация системы к видам и типам горючей нагрузки, динамике развития пожара, с учётом особенностей защищаемых объектов.
Системы противопожарной защиты такого уровня ранее были предложены в различных работах [4-6].
Комплексный подход к разработке систем противопожарной защиты на объектах энергетики с применением технологии подачи компрессионной пены позволит обеспечить безопасность и повысить эффективность систем пожаротушения на ОЭ. Однако построение подобных систем не описано ни в одном нормативном документе в области обеспечения пожарной безопасности и требует совершенствования нормативно-технической базы. Нормативно-техническое регулирование систем пожаротушения подачи компрессионной пены устанавливает требования только к их проектированию в качестве автоматических установок пожаротушения. При этом такие системы не должны быть ограничены только установками автоматического пожаротушения, необходимо расширение, разработка и внедрение систем автоматизации процессов пожаротушения. Например, применение роботизированных установок пожаротушения, входящих в состав систем противопожарной защиты.
Для повышения эффективности действий подразделений пожарной охраны, участвующих в тушении пожаров на ОЭ необходимо обеспечить возможность руководителям тушения пожаров принимать управленческие решения на основе научных данных и имеющегося опыта по применению компрессионной пены при тушении пожаров.
Система поддержки принятия решений должна учитывать специфику объектов энергетики, включая особенности их эксплуатации, типы хранимых и используемых материалов, особенности территориального размещения объектов
энергетики, потенциальные риски возгорания и другие факторы, влияющие на вероятные сценарии развития пожаров.
В частности, ряд исследовательских работ [6, 7] посвящён особенностям применения компрессионной пены в условиях низких температур на ОЭ. Исследованы процессы охлаждения компрессионной пены в условиях воздействия на рукавные линии низких температур окружающей среды. Предложены рекомендации по обеспечению работоспособности рукавных систем подачи компрессионной пены в условиях низких температур.
Работы [8, 9] были посвящены исследованиям применения компрессионной пены при тушении пожаров электрооборудования, находящегося под напряжением. В рамках исследований были получены данные по безопасным расстояниям при тушении пожаров электрооборудования под напряжением, а также разработаны рекомендации по применению компрессионной пены на ОЭ.
Несмотря на обилие мировых исследований, направленных на изучение физических свойств компрессионной пены, практическое применение этого огнетушащего средства остаётся недостаточно разработанным [10-14]. На сегодняшний день не существует единого систематизированного подхода к использованию компрессионной пены для борьбы с пожарами, что является значительным ограничением для её внедрения на энергетических объектах.
Система поддержки принятия решений должна быть гибкой и адаптируемой, что означает, что она должна обновляться на основании полученных данных и новых исследований в области пожарной безопасности. Так, интеграция новых алгоритмов и методов анализа позволит своевременно вносить изменения в рекомендации по использованию компрессионной пены в зависимости от накопленного опыта и научных исследований.
Таким образом, система поддержки принятия решений в рамках концепции применения компрессионной пены на объектах энергетики является важным компонентом предложенной концепции. Она не только повышает уровень безопасности, но и способствует эффективному управлению ресурсами, оперативному реагированию на чрезвычайные ситуации и совершенствованию методов пожаротушения.
В частности, система поддержки принятия решений должна основываться на предварительном планировании сил и средств, а также предварительных действий подразделений пожарной охраны при тушении пожаров.
Для обеспечения готовности подразделений пожарной охраны к выполнению задач по тушению
пожаров на ОЭ разрабатываются документы предварительного планирования действий по тушению пожаров - планы тушения пожаров. В рамках их разработки проводятся расчёты необходимых сил и средств для тушения пожаров и проведения аварийно-спасательных работ по наиболее сложным и вероятным сценариям развития возможного пожара на объекте.
Для возможности проведения подобных расчётов предлагается на основании данных ранее проведённых исследований по определению параметров подачи компрессионной пены и с учётом применения технологии подачи компрессионной пены применять специализированное программное обеспечение. С помощью программных комплексов по оценке параметров подачи компрессионной пены на этапе предварительного планирования можно определить данные параметры в зависимости от условий тушения пожаров. Это позволит оценить возможности подразделений при тушении пожаров в условиях низких температур, пожаров электрооборудования под напряжением, а также определить потери давления по длине рукавной линии при подаче компрессионной пены. Получение параметров подачи компрессионной пены на этапах составления документов предварительного планирования позволит определить необходимость и достаточность подаваемых ОТВ на тушение пожаров, а также определить условия обеспечения безопасности личного состава участвующего в тушении пожаров.
Стоит отметить, что применение технологии подачи компрессионной пены в настоящее время всё ещё будет иметь ряд ограничений из-за отсутствия завершенных технических решений по разработке мобильных систем пожаротушения с применением данной технологии.
Мобильные системы пожаротушения с применением технологии подачи компрессионной пены представляют собой ключевой элемент концепции обеспечения безопасности объектов энергетики, с фокусом на снижении рисков и повышении эффективности процессов тушения пожаров.
Концептуальная разработка мобильных систем пожаротушения с применением технологии подачи компрессионной пены необходима для повышения эффективности действий подразделений пожарной охраны, участвующих в тушении пожаров на ОЭ. Благодаря подвижности и скорости развертывания, такие системы позволяют быстро локализовать и ликвидировать пожар на ранних стадиях.
Объекты энергетики являются объектами повышенной опасности для личного состава пожарной охраны. Тушение пожаров на этих объектах зачастую связано с риском травмирования
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
а(а)
6(b)
Рисунок 2. Пожарно-спасательный автомобиль (а) и многофункциональное робототехническое средство (6) Figure 2. Fire rescue vehicle (a) and multifunctional robotic vehicle (b)
и гибели сотрудников противопожарной службы, участвующих в тушении пожаров. Чтобы снизить риск гибели и травмирования сотрудников пожарной охраны, а также повысить эффективность действий подразделений пожарной охраны предлагается разработка пожарно-спасательного автомобиля с внедрением в его состав многофункционального робототехнического средства для тушения пожаров на ОЭ с применением технологии подачи компрессионной пены (рис. 2).
Основными задачами предлагаемой мобильной системы пожаротушения является:
- доставка к месту пожара личного состава подразделений пожарной охраны и огнетушащих веществ;
- проведение разведки и мониторинг обстановки на месте пожара или иного вида ЧС;
- подача ОТВ, в том числе компрессионной пены, для целей пожаротушения, защиты оборудования и конструкций;
- проведение аварийно-спасательных работ.
В технических решениях предлагаемого
пожарно-спасательного автомобиля предлагается реализовать системы обеспечения подачи ОТВ в условиях низких температур окружающей среды:
- подогрев отсеков пожарного автомобиля с помощью отопителей;
- подогрев компонентов получения компрессионной пены (вода, пенообразователь, воздух);
- пожарная надстройка, адаптированная для климатических условий для холодного климата.
Для робототехнического средства предлагается оснащение системами:
- освещения и проведения разведки на месте проведения работ по тушению пожаров;
- защиты от тока утечки по струе огнетуша-щего вещества
- лазерной и ультразвуковой диагностики с помощью съемного оборудования;
- дистанционного радиоуправления в разных диапазонах частот для обеспечения бесперебойного управления на расстояниях до 500 м;
- а также манипуляторной установкой, имеющей 9 степеней свободы и оборудованной на конце схватом.
Реализация предлагаемых технических решений для разработки мобильных систем пожаротушения с применением технологии подачи компрессионной пены позволит значительно повысить эффективность тушения пожаров на объектах энергетики, в том числе и в условиях низких температур окружающей среды.
Внедрение многофункциональных роботизированных средств и специализированных систем, адаптированных к экстремальным условиям, обеспечит не только быструю локализацию и ликвидацию возгораний, но и защиту личного состава подразделений пожарной охраны.
ВЫВОДЫ
Таким образом, внедрение концепции применения компрессионной пены при тушении пожаров представляется не только целесообразным, но и необходимым шагом в сторону повышения безопасности на объектах энергетики. Эффективность, быстрота реакции, безопасность и многофункциональность этих систем могут стать основой для создания надёжной системы защиты от пожаров, что имеет первостепенное
значение для защиты как человеческих жизней, так и материальных ценностей данных объектов. Предложенные решения могут значительно улучшить оперативные возможности подразделений
пожарной охраны, повысить уровень охраны труда и уменьшить последствия от потенциальных пожаров на объектах, представляющих повышенный риск.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Зуев С. М, КоняхинаА. П., Соколова Т. Ю, ХаустоваЕ. В. Перспективы развития электроэнергетики в мире // Энергетика: состояние, проблемы, перспективы: материалы XIV всероссийской научно-технической конференции. Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2023. С. 67-73.
2. Шонина Д. Е., Нечаев И. С. Особенности и проблемы развития мировой электроэнергетики: непосредственный // Молодой ученый. 2019. № 16 (254). С. 41-43.
3. Камлюк А. Н, Навроцкий О. Д., Грачулин А. В. Тушение пожаров пеногенерирующими системами со сжатым воздухом // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2017. Т. 1, № 1. С. 44-53.
4. Пожаркова И. Н, Цариченко С. Г., Немчинов С. Г. Использование машинного обучения в задачах управления пожарными роботами // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2023. № 12. С. 19-25. 001:10.25791/рпЬог.12.2023.1460
5. Харевский В. А., Немчинов С. Г. Многофункциональный комплекс противопожарной защиты машинных залов АЭС // НоЬоБшегсош: материалы I международной научно-практической конференции по развитию робототехники в области обеспечения безопасности жизнедеятельности. М.: ВНИИ ГО ЧС МЧС России, 2021. С. 180-187.
6. ГорбаньЮ.И,НемчиновСГ,ЦариченкоСГ,ТуровскийАА. Роботизированные установки пожаротушения. Параметры эффективного тушения // Пожаровзрывобезопасность. 2023. Т. 32, № 4. С. 58-67. Э01:10.22227/0869-7493.2023.32.04.58-67
7. Гумиров А. С. Экспериментальные исследования охлаждения компрессионной пены при её подаче при разных температурных режимах окружающей среды // Пожары
и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2021. № 4. С. 40-44. DGI:10.25257/FE.2021.4.40-44
8. Гумиров А. С., Алешков М. В., Двоенко О. В. Оценка возможности применения компрессионной пены на плавучей атомной теплоэлектростанции «Академик Ломоносов» // Системы безопасности: материалы международной научно-технической конференции. 2021. № 30. С. 284-289.
9. Алешков М. В., Емельянов Р. А., Колбасин А. А., Федяев В. Д. Условия применения современных технологий пожаротушения для ликвидации пожаров электрооборудования под напряжением // Пожаровзрывобезопасность. 2016. Т. 25, № 6. С. 12-18. D0I:10.18322/PVB.2016.25.06.12-18
10. Федяев В. Д. Применение пожарных стволов при тушении пожаров электрооборудования под напряжением // Актуальные проблемы пожарной безопасности: материалы XXVII международной научно-практической конференции, посвященной 25-летию МЧС России: в 3 ч. Ч. 3. М.: ВНИИПО МЧС России, 2015. С. 62-72.
11. Гуменюк В. И., Гравит М. В., Атоян Г. Л. Развитие установок систем пенного пожаротушения на основе пены сжатого воздуха (ПСВ) // Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ»: материалы научно-практической конференции. СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2015. С. 54-61.
12. Routley J. G. Compressed Air Foam for Structural Fire Fighting: A Field Test. Boston, Massachusetts. 1994. 29 p.
13. Brinkley J., Depew R. Capabilities and limitations of compressed air foam systems (CAFS) for structural firefighting // The Fire Protection Research Foundation. 2012. 58 p.
REFERENCES
1. Зуев С. М, Коняхина А. П., Соколова Т. Ю, Хаустова Е. В. Перспективы развития электроэнергетики в мире // Энергетика: состояние, проблемы, перспективы: материалы XIV всероссийской научно-технической конференции. Оренбург: Оренбургский государственный университет, 2023. С. 67-73.
2. Шонина Д. Е., Нечаев И. С. Особенности и проблемы развития мировой электроэнергетики: непосредственный // Молодой ученый. 2019. № 16 (254). С. 41-43.
3. Камлюк А. Н, Навроцкий О. Д., Грачулин А. В. Тушение пожаров пеногенерирующими системами со сжатым воздухом // Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси. 2017. Т. 1, № 1. С. 44-53.
4. Пожаркова И. Н, Цариченко С. Г., Немчинов С. Г. Использование машинного обучения в задачах управления пожарными роботами // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2023. № 12. С. 19-25. D0l:10.25791/pribor.12.2023.1460
5. Харевский В. А., Немчинов С. Г. Многофункциональный комплекс противопожарной защиты машинных залов АЭС // RoboEmercom: материалы I международной научно-практической конференции по развитию робототехники в области обеспечения безопасности жизнедеятельности. М.: ВНИИ ГО ЧС МЧС России, 2021. С. 180-187.
6. ГорбаньЮ.И,НемчиновСГ,ЦариченкоСГ,ТуровскийАА. Роботизированные установки пожаротушения. Параметры эффективного тушения // Пожаровзрывобезопасность. 2023. Т. 32, № 4. С. 58-67. D0I:10.22227/0869-7493.2023.32.04.58-67
7. Гумиров А. С. Экспериментальные исследования охлаждения компрессионной пены при её подаче при разных температурных режимах окружающей среды // Пожары
и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2021. № 4. С. 40-44. D0I:10.25257/FE.2021.4.40-44
8. Гумиров А. С., Алешков М. В., Двоенко О. В. Оценка возможности применения компрессионной пены на плавучей атомной теплоэлектростанции «Академик Ломоносов» // Системы безопасности: материалы международной научно-технической конференции. 2021. № 30. С. 284-289.
9. Алешков М. В., Емельянов Р. А, Колбасин А. А, Федяев В. Д. Условия применения современных технологий пожаротушения для ликвидации пожаров электрооборудования под напряжением // Пожаровзрывобезопасность. 2016. Т. 25, № 6. С. 12-18. D0I:10.18322/PVB.2016.25.06.12-18
10. Федяев В. Д. Применение пожарных стволов при тушении пожаров электрооборудования под напряжением // Актуальные проблемы пожарной безопасности: материалы XXVII международной научно-практической конференции, посвященной 25-летию МЧС России: в 3 ч. Ч. 3. М.: ВНИИПО МЧС России, 2015. С. 62-72.
11. Гуменюк В. И., Гравит М. В., Атоян Г. Л. Развитие установок систем пенного пожаротушения на основе пены сжатого воздуха (ПСВ) // Научный форум с международным участием «Неделя науки СПбПУ»: материалы научно-практической конференции. СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2015. С. 54-61.
12. Routley J. G. Compressed Air Foam for Structural Fire Fighting: A Field Test. Boston, Massachusetts. 1994. 29 p.
13. Brinkley J., Depew R. Capabilities and limitations of compressed air foam systems (CAFS) for structural firefighting // The Fire Protection Research Foundation. 2012. 58 p.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ Владислав Дмитриевич ФЕДЯЕВ Н
Кандидат технических наук
заместитель начальника центра - начальник отдела организации научных исследований центра организации научных исследований и научной информации, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 9129-2606
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4217-6739 Н [email protected]
Александр Олегович СТРУГОВ
Начальник службы пожаротушения
Главное управление МЧС России по Белгородской области, Белгород, Российская Федерация SPIN-код: 6034-0052 Н [email protected]
Андрей Сергеевич ГУМИРОВ
Научный сотрудник отдела организации научных исследований центра организации научных исследований и научной информации, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 2725-5732
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8550-5179 Н [email protected]
Поступила в редакцию 24.10.2024 Принята к публикации 15.11.2024
Для цитирования:
Федяев В. Д., Стругов А. О., Гумиров А. С. Концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 72-78. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.72-78
INFORMATION ABOUT THE AUTHOR Vladislav D. FEDYAEVH
PhD in Engineering
Deputy Head of the Center - Head of Research Organization Department of Center for Organization of Scientific Research and Scientific Information, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 9129-2606
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4217-6739 H [email protected]
Aleksander O. STRUGOV
Chief of Fire Fighting Service
EMERCOM of Russia Main Office for Belgorod region,
Belgorod, Russian Federation
SPIN-cod: 6034-0052
Andrei S. GUMIROV
Researcher of Research Organization Department of Center for Organization of Scientific Research and Scientific Information, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 2725-5732
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8550-5179 H [email protected]
Received 24.10.2023 Accepted 15.11.2024
For citation:
Fedyaev V.D., Strugov A.O., Gumlrov A.S. The concept of using compression air foam systems in extinguishing fires at energy facilities. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 72-78 (in Russ.). DO1:10.25257/FE.2024.4.72-78
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.841
DOI 10.25257/FE.2024.4.79-86
© О. С. ЛЕБЕДЧЕНКО1, С. В. ПУЗАЧ1, А. Л. ХОЛОСТОВ1, Т. И. ЧИСТЯКОВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Влияние температурных режимов пожара на характеристики сигнальных кабелей
АННОТАЦИЯ
Тема. Используемые для передачи управляющих сигналов провода и кабели не способны сохранять свои электрические параметры при воздействии на них температурных режимов пожара. Для оценки работоспособности различных систем, имеющих в своём составе проводники с типовыми изоляционными оболочками, в условиях пожара необходимо иметь представление об изменении параметров этих проводников.
Методы. Для оценки влияния температурных режимов на параметры проводов и кабелей был создан экспериментальный стенд, обеспечивающий нагрев и измерение электрических параметров.
Результаты. В результате проведённых исследований были получены зависимости, характеризующие изменение электрических параметров исследуемого кабеля от температурных режимов окружающей среды. Установлено, что при увеличении температуры повышается сопротивление изоляции и достигает максимального значения в диапазоне температур 80-100 °С. После прогрева кабеля до 150 °С начинает
происходить деформация изоляции и резкое изменение ёмкости кабеля, что следует учитывать при проектировании систем с использованием данного типа кабеля.
Область применения результатов. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании вновь создаваемых систем управления и автоматики на различных объектах, а также для оценки работоспособности существующих систем на эксплуатируемых объектах.
Выводы. Электрические параметры кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B существенно зависят от температуры окружающей среды, что необходимо учитывать при оценке работоспособности вышеуказанного кабеля.
Ключевые слова: сигнальный кабель, активное сопротивление проводников, проводимость, изоляция кабеля, температурный режим, индуктивность
® O.S. LEBEDCHENKO1, S.V. PUZACH1, A.L. KHOLOSTOV1, T.I. CHISTYAKOV1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Effect of fire temperature conditions on the characteristics of signal cables
ABSTRACT
Purpose. Wires and cables used to transmit control signals are not able to maintain their electrical parameters when exposed to fire temperature conditions. To assess the performance of various systems with conductors with typical insulating shells in their composition, in fire conditions it is necessary to have an idea of the change in the parameters of these conductors.
Methods. To assess the influence of temperature conditions on the parameters of wires and cables, an experimental stand was created that provides heating and measurement of electrical parameters.
Findings. As a result of the conducted research, dependences were obtained characterizing the change in the electrical parameters of the cable under study from the temperature conditions of the environment. It has been found that as the temperature increases, the insulation resistance increases and reaches a maximum value in the temperature range of 80-100 °C.
After heating the cable to 150 °C, insulation deformation and a sharp change in cable capacity begin to occur, which should be taken into account when designing systems using this type of cable.
Research application field. The results obtained can be used in the design of newly created control and automation systems at various facilities, as well as to assess the operability of existing systems at operated facilities.
Conclusions. The electrical parameters of the 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B cable significantly depend on the ambient temperature, which must be taken into account when evaluating the operability of the above cable.
Key words: signal cable, active resistance of conductors, conductivity, cable insulation, temperature regime, inductance
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ВВЕДЕНИЕ
Способность проводов и кабелей различного назначения сохранять свои параметры во время пожара будет оказывать существенное влияние на функционирование многих систем и устройств на объектах народного хозяйства. Среди таких систем могут быть системы автоматики, жизнеобеспечения, системы безопасности и многие другие, некорректная работа которых может привести к серьёзным последствиям. При проектировании, монтаже и эксплуатации таких систем необходимо учитывать, как будут меняться параметры проводов и кабелей в случае возникновения пожара. С этой целью становится актуальным проведение ряда исследований, позволяющих установить влияние температуры окружающей среды на электрические параметры кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B, часто использующегося в системах управления и автоматики.
Данный кабель применяется для передачи цифрового сигнала в оборудовании серверных, хранилищ данных, коммутаторов и маршрутизаторов. Внешний вид серверного оборудования, использующего кабель витая пара, представлен на рисунке 1.
Проблеме влияния температурных режимов реального пожара на работоспособность проводов и кабелей посвящено достаточно большое количество исследований. Так, в работах [1-5] рассматривались особенности эксплуатации кабелей при передаче управляющих сигналов в системах управления атомных станций и производственных предприятий, в работах [6-10] рассмотрены общие вопросы эксплуатации кабелей в режиме токовой нагрузки, а влияние температуры на свойства изоляции кабелей и срок их службы исследовано в работах [11-18]. Вопросы терморазложения изо-
Рисунок 1. Серверное оборудование с кабельными трассами витая пара Figure 1. Server equipment with twisted pair cable routes
ляции, из которой выполнены оболочки токоведу-щих жил и самого кабеля, а также образующихся при этом токсичных продуктов рассмотрены в работах [5, 7, 9-13, 16, 19-21].
Проводимые исследования являются продолжением цикла испытаний проводов и кабелей в условиях нагрева [1-5].
Целью данной работы является уточнение влияния температурных режимов пожара на параметры сигнального кабеля, в частности, кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B, используемого в цепях управления и автоматики различных систем.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- измерение величин активного сопротивления проводников, их индуктивности, ёмкости между соседними токоведущими жилами и сопротивления изоляции при изменении температуры окружающей среды в соответствии с проведёнными исследованиями [1-5] от температуры окружающей среды до температуры нарушения целостности изоляции;
- получение зависимости активного сопротивления, индуктивности, ёмкости и сопротивления изоляции от температуры для кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B.
Таким образом объектом исследования является поведение кабеля при пожаре, а предметом исследования - электрические характеристики сигнальных кабелей.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
Исследование влияния повышения температуры окружающей среды на параметры кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B проводилось на экспериментальном стенде, принципиально-функциональная электрическая схема и внешний вид которого представлены на рисунке 2.
Испытательный стенд включает в себя:
1) муфельную печь марки SN0L 8.2/1100, обеспечивающую необходимые режимы нагрева испытываемого образца;
2) коммутационное устройство, позволяющее производить поочерёдные подключения входа и выхода исследуемого образца кабельной продукции к измерительным приборам;
3) измерительные приборы - мультиметры UT60A, UT70A, UT58D для измерения активного сопротивления, индуктивности, емкости (соответственно) и мегаомметр M4122U для измерения сопротивления изоляции.
©
© ©
a(a)
_ .........................................I
©
6(b)
Рисунок 2. Принципиально-функциональная схема (а) и внешний вид (6) испытательного стенда для проверки влияния температурных режимов пожара на параметры исследуемого образца сигнального кабеля: 1 - коммутационное устройство; 2 - измерительные приборы; 3 - печь муфельная; 4 - испытуемый образец сигнального кабеля Figure 2. A fundamentally functional diagram (a) and appearance (b) of a test bench for checking the effect of fire temperature conditions on the parameters of the signal cable sample under study: 1 - switching device; 2 - measuring instruments; 3 - muffle furnace; 4 - test sample of the signal cable
24
25
18
27
25
13
16
C
Ы
L
R
11
28
26
24
28
15
23
10
20
9
8
7
6
22
5
4
5
3
2
1
10
21
1
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Порядок проведения испытаний был следующий. Испытуемый образец кабеля помещался в муфельную печь в виде отрезка общей длиной 15 м, из которой 13 м составляла нагреваемая часть. Испытуемый образец кабеля состоял из четырёх витых пар, входы и выходы которых последовательно соединялись между собой в одну длинную двухпроводную линию, подключаемую
к входу и выходу коммутационного устройства. Далее измерялись электрические параметры кабеля: активное сопротивление - Я (Ом), индуктивность - Ь (мГн), ёмкость между токоведущими жилами - С (нФ) и сопротивление изоляции - Яиз (ГОм), являющееся величиной обратной проводимости -б (нСм). Диапазон изменения температуры и измеренные параметры представлены в таблице.
Результаты измерения электрических параметров кабеля Measurement results of cable electrical parameters
Время, мин Температура, °С Активное сопротивление R, Ом Ёмкость С, нФ Индуктивность L, мГн Сопротивление изоляции R ГОм
0 20 72,1 1,81 0,28 36,1
5 21 72,2 1,81 0,28 34
15 32 73,1 1,81 0,28 33,1
25 36 73,7 1,81 0,29 37,9
32 45 74,5 1,81 0,29 46,2
40 49 75 1,81 0,29 53,1
47 57 75,9 1,81 0,29 77,4
55 64 76,8 1,81 0,3 81,3
62 70 77,6 1,81 0,3 87
72 75 78,5 1,81 0,3 96
78 80 79,1 1,81 0,3 104
88 87 80,1 1,81 0,3 110
94 90 80,6 1,81 0,31 107
101 95 81,2 1,81 0,31 106
107 97 81,4 1,8 0,31 106,4
115 104 82,2 1,8 0,31 96,4
125 110 83,2 1,8 0,32 86,34
133 117 83,8 1,8 0,32 78,5
139 120 84,5 1,8 0,32 74,1
145 128 85,2 1,8 0,32 60,8
151 133 86 1,8 0,33 47,14
156 137 86,7 1,79 0,33 38,3
161 144 87,3 1,79 0,33 28,7
166 150 88 1,8 0,33 23,5
171 154 88,7 1,81 0,34 16,6
175 158 89,2 1,83 0,34 12,72
182 170 90,3 1,86 0,34 7,6
188 175 91,5 1,89 0,34 4,04
192 185 92,6 1,94 0,35 3,1
197 192 93,7 2,05 0,35 1,082
201 206 95,2 2,25 0,36 0,96
204 209 37 - 0,16 0
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
К;
ак видно из таблицы, нагрев испытываемого образца проводился со скоростью, достаточной для равномерного прогрева всего объёма кабеля (в том числе и внутренних изоляционных слоев и токоведущих жил).
Полученные зависимости электрических параметров представлены в виде соответствующих графиков на рисунке 3.
Внешний вид образца с характерными изменениями, вызванными воздействием высокой температуры, представлен на рисунке 4.
Анализ зависимостей, представленных на рисунке 3, позволяет сделать следующие выводы:
1) кабель марки 324M NETWORK PATCH CAT 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B обладает достаточными для эксплуатации электрическими параметрами в диапазоне температур от 20 до 150 °С. При этом линейно увеличивается активное сопротивление, что вполне естественно для кабелей, содержащих металлические токопроводящие жилы;
2) интересным эффектом было увеличение сопротивления изоляции с увеличением температуры, которое имело максимальное значение при температуре 80-100 °С;
60 50
30 20
100 150
Температура, °С
а(а)
100 150 200
Температура, °С
6(b)
100 150
Температура, °С
В(С)
100 150
Температура, °С
r(d)
Рисунок 3. Зависимость электрических параметров: ■ активного сопротивления; 6 - ёмкости; в - индуктивности, г - сопротивления изоляции кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B от температуры Figure 3. Dependence of electrical parameters: a - active resistance; b - capacitance; c - inductance, d - insulation resistance of 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B cable on temperature
100
90
80
70
40
10
0
0
50
200
250
0
50
250
120
100
S0
50
40
20
0
0
50
200
250
0
50
200
250
а
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 4. Внешний вид образца после испытания Figure 4. Appearance of the specimen after the test
3) несмотря на то, что короткое замыкание наступило при температуре 204 °С, диапазон температур от 150 до 200 °С уже характеризуется деформацией изоляции (что хорошо видно по изменению параметра ёмкости, а также падению
величины сопротивления изоляции ниже начальных значений).
ВЫВОДЫ
В результате проведённых исследований были получены зависимости электрических параметров кабеля марки 324M Network Patch Cat 5E 24AWG 4 PRETL TIA/EIA-568B от температуры окружающей среды. Установлено, что при увеличении температуры повышается сопротивление изоляции и достигает максимального значения в диапазоне температур 80-100 °С. После прогрева кабеля до 150 °С начинает происходить деформация его изоляции и резкое изменение ёмкости, что следует учитывать при проектировании систем с использованием данного типа кабеля.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Лебедченко О. С., Зыков В. И., Пузач С. В. Оценка функционирования сигнальных кабелей каналов безопасности атомных станций в условиях пожара // Пожаровзрывобезопасность. 2020. Т. 29, № 4. С. 51-58. D0I:10.22257/PVB.2020/29.04.51-58
2. Лебедченко О. С. Оценка обеспечения корректной работы кабелей каналов безопасности атомных станций в условиях пожара // Ройтмановские чтения: сборник материалов 8-й научно-практической конференции. М.: Академия ГПС МЧС России, 2020. С. 72-75.
3. Лебедченко О. С., Пузач С. В., Зыков В. И. Эффективность применения вспучивающихся огнезащитных покрытий силовых кабелей каналов систем безопасности атомных станций в условиях пожара // Пожаровзрывобезопасность. 2021. Т. 30, № 4. С. 36-47. D0I:10.22227/0869-7493.2021.30.04.36-47
4. Пузач С. В., Лебедченко О. С., Зыков В. И., Чистяков Т. И. Оценка работоспособности электрических проводов и кабелей при одновременном воздействии пожара и токовой нагрузки // Пожаровзрывобезопасность. 2022. Т. 31, № 6. С. 56-67. D0I:10.22227/0869-7493.2022.31.06.56-67
5. Пузач С. В., Акперов Р. Г., Лебедченко О. С., Болдрушкиев О. Б. Оценка токсичности не распространяющих горение сигнальных кабелей при пожаре в производственных помещениях // Безопасность труда в промышленности. 2022. № 5. С. 75-80. D0I:10.24000/0409-2961-2022-5-75-80
6. Зыков В. И., Анисимов Ю. Н., Малашенков Г. Н. Противопожарная защита электрических сетей от токов утечки // Снижение риска гибели людей при пожарах: материалы XVIII научно-практической конференции. Ч. 1. М.: ВНИИПО МЧС России, 2003. С. 182-185.
7. Смелков Г. И. Пожарная безопасность электроустановок. М.: ООО «Кабель», 2009. 328 с.
8. Пехотиков В. А, Болодьян И. А, Рябиков А. И., Грузинова О. И. Пожар на останкинской телебашне в 2000 году. Хроника событий // Пожарная безопасность. 2017. № 4. C. 108-112.
9. Huang X., Wang Y., Zeng W., Peng L. Cheng A. Ch., Chow W. K. Compartment temperature estimation of a multiple-layer cable tray fire with different cable arrangements in a closed compartment. Journal of Fire Sciences. 2019, 37(4-6). D0I:10.1177/0734904119860410
10. Hostikka S., Matala A. Modelling the fire behavior of electrical cables // Conference SMIRT 19th, 10th Post Conference
Seminar on "Fire Safety in Nuclear Power Plants and Installations". Toronto, 2007.
11. Csanyi E. Internal electrical systems within nuclear power plant stations (power sources) [Электронный ресурс] // Electrical Engineering Portal: сайт. Режим доступа: https:// electrical-engineering-portal.com/electrical-systems-nuclear-power-plant-stations (дата обращения 02.12.2024).
12. Finger V. Achievements in the field of testing electrical equipment for fire resistance // Journal of electrical insulation EEE. 1986. Vol. 2-H 4. P. 128.
13. US D0E/NRC/EPRI: "Cable Research in Light Water Reactor Related to Mech-anisms of Cable Degradation: Understanding of role of material type, history, and environment, as well as accelerated testing limitations..." April 2013.
14. IAEA, Assessing and Managing Cable Ageing In Nuclear Power Plants; NP-T3.6, Vienna, 2012 .
15. SAND 2013-2388 NPP cable materials: review of qualification and currently available ageing data for margin assessments in cable performance, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, 2013.
16. SAND 2015-1794, Submerged Medium Voltage Cable Systems at Nuclear Power Plants: A Review of Research Efforts Relevant to Ageing Mechanisms and Condition Monitoring, March 2015.
17. CNSC, 13395-REP-00001, "Ageing Management of Cable in Nuclear Generating Stations", September 2012.
18. Babrauskas V., Peacock R. D., Braun E., Bukowski R. W., Jones W. C. "Fire performance of Wire and Cable: Reaction to Fire Tests - A Critical Review of the Existing Methods and of New Concepts". NIST Technical Note 1291, Dec. 1991.
19. Мещанов Г. И., Холодный С. Д. Анализ особенностей горения полимерной изоляции кабелей при их групповой прокладке // Наука и техника. 2010. № 5(324). С. 10-14.
20. International Atomic Energy Agency, Benchmark Analysis for Condition Monitoring Test Techniques of Aged Low Voltage Cables in Nuclear Power Plants; Final Results of a Coordinated Research Project, IAEA-TECD0C1825; Vienna (2017).
21. Cable Ageing in Nuclear Power Plants. Report on the first and second terms (2012-2017) of the NEA Cable Ageing Data and Knowledge (CADAK) Project. NEA/CSNI/R(2018)8. Nuclear energy agency committee on the safety of nuclear installations. 6 December 2018. 58 p.
REFERENCES
1. Lebedchenko O.S., Zykov V.I., Puzach S.V. Assessment of operation of safety channel signal cables at nuclear power plants under fire conditions. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2020, vol. 29, no. 4, pp. 51-58 (in Russ.). DOI:10.22257/PVB.2020/29.04.51-58
2. Lebedchenko O.S. Assessment of ensuring the correct operation of cables of safety channels of nuclear power plants in fire conditions. In: Roitmanovskie chteniya: sbornik materialov 8-i nauchno-prakticheskoi konferentsii [Roitman readings: collection of materials of the 8th scientific and practical conference]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, 2020. Pp. 72-75 (in Russ.).
3. Lebedchenko O.S., Puzach S.V., Zykov V.I. The application efficiency of intumescent coatings for power cables of safety systems of nuclear power plants under fire conditions. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2021, vol. 30, no. 4, pp. 36-47 (in Russ.). DOI:10.22227/0869-7493.2021.30.04.36-47
4. Puzach S.V., Lebedchenko O.S., Zykov V.I., Chistyakov T.I. Operability evaluation of electrical wires and cables subjected to simultaneous fire and current loadings.Pozharovzryvobezopasnost -Fire and Explosion Safety. 2022, vol. 31, no. 6, pp. 56-67 (in Russ.). DOI:10.22227/0869-7493.2022.31.06.56-67
5. Puzach S.V., Akperov R.G., Lebedchenko O.S., Boldrushkiev O.B. Evaluation of the toxicity of flame retardant signal cables in case of fire in the industrial premises. Bezopasnost' truda v promyshlennosti - Occupational safety in industry. 2022, no. 5, pp. 75-80 (in Russ.). DOI:10.24000/0409-2961-2022-5-75-80
6. Zykov V.I., Anisimov Yu.N., Malashenkov G.N. Fire protection of electrical networks from leakage currents. In: Snizhenie riska gibeli lyudei pri pozharakh: materialy XVIII nauchno-prakticheskoi konferentsii [Reducing the risk of death in fires: materials of the XVIII scientific and practical conference. Part 1]. Moscow, All-Russian Research Institute of Fire Defense of EMERCOM of Russia Publ., 2003. pp. 182-185 (in Russ).
7. Smelkov G.I. Pozharnaya bezopasnost' ehlektroustanovok [Fire safety of electrical installations]. Moscow, LLC "Cable" Publ., 2009. 328 p. (in Russ).
8. Pekhotikov V.A., Bolodyan I.A., Ryabikov A.I., Gruzinova O.I. Fire on Ostankino TV Tower in 2000. Chronicle of events. Pozharnaya bezopasnost - Fire safety. 2017, no. 4, pp. 108-112 (in Russ).
9. Huang X., Wang Y., Zeng W., Peng L. Cheng A.Ch, Chow W.K. Compartment temperature estimation of a multiple-layer cable tray fire with different cable arrangements in a closed compartment. Journal of Fire Sciences. 2019, 37(4-6) (in Eng.). DOI:10.1177/0734904119860410
10. Hostikka S., Matala A. Modelling the fire behavior of electrical cables. In: Conference SMIRT 19th, 10th Post Conference Seminar on "Fire Safety in Nuclear Power Plants and Installations", Toronto, 2007 (in Eng.).
11. Csanyi E. Internal electrical systems within nuclear power plant stations (power sources). Available at: https://electrical-engineering-portal.com/electrical-systems-nuclear-power-plant-stations (accessed December 02, 2024) (in Eng.).
12. Finger V. Achievements in the field of testing electrical equipment for fire resistance // Journal of electrical insulation EEE. 1986. Vol. 2-H 4. P. 128 (in Eng.).
13. US DOE/NRC/EPRI: "Cable Research in Light Water Reactor Related to Mechanisms of Cable Degradation: Understanding of role of material type, history, and environment, as well as accelerated testing limitations..." April 2013 (in Eng.).
14. IAEA, Assessing and Managing Cable Ageing In Nuclear Power Plants; NP-T3.6, Vienna, 2012 (in Eng.).
15. SAND 2013-2388 NPP cable materials: review of qualification and currently available ageing data for margin assessments in cable performance, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM, 2013 (in Eng.).
16. SAND 2015-1794, Submerged Medium Voltage Cable Systems at Nuclear Power Plants: A Review of Research Efforts Relevant to Ageing Mechanisms and Condition Monitoring, March 2015 (in Eng.).
17. CNSC, 13395-REP-00001, "Ageing Management of Cable in Nuclear Generating Stations", September 2012 (in Eng.).
18. Babrauskas V., Peacock R.D., Braun E., Bukowski R.W., Jones W.C. "Fire performance of Wire and Cable: Reaction to Fire Tests - A Critical Review of the Existing Methods and of New Concepts". NIST Technical Note 1291, Dec. 1991 (in Eng.).
19. Meshchanov G.I., Kholodnyy S.D. Analysis of the burning characteristics of polymer insulation of cables during their group laying. Nauka i tekhnika - Science and technology. 2010, no. 5(324), pp. 10-14 (in Russ.).
20. International Atomic Energy Agency, Benchmark Analysis for Condition Monitoring Test Techniques of Aged Low Voltage Cables in Nuclear Power Plants; Final Results of a Coordinated Research Project, IAEA-TECDOC1825; Vienna (2017) (in Eng.).
21. Cable Ageing in Nuclear Power Plants. Report on the first and second terms (2012-2017) of the NEA Cable Ageing Data and Knowledge (CADAK) Project. NEA/CSNI/R(2018)8. Nuclear energy agency committee on the safety of nuclear installations. 6 December 2018. 58 p. (in Eng.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Ольга Сергеевна ЛЕБЕДЧЕНКО
Кандидат юридических наук, доцент Доцент кафедры инженерной теплофизики и гидравлики, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 3358-6915
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5375-2167 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Olga S. LEBEDCHENKO
PhD in Law Scienses, Associate Professor
Associate Professor of the Engineering Thermal-Hydraulics Department, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 3358-6915
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5375-2167 H [email protected]
Сергей Викторович ПУЗАЧ
Доктор технических наук, профессор
Заведующий кафедрой инженерной теплофизики и гидравлики, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5637-8461
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7234-1339 Scopus Author ID: 7003537835 ResearcherlD: U-2907-2019 H [email protected]
Sergei V. PUZACH
Grand Doctor in Engineering, Professor
Head of the Engineering Thermal-Hydraulics Department,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 5637-8461
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7234-1339 Scopus Author ID: 7003537835 ResearcherlD: U-2907-2019 H [email protected]
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Александр Львович ХОЛОСТОВ Н
Доктор технических наук, профессор
Профессор кафедры специальной электротехники
автоматизированных систем и связи,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 7231-6522
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2299-4221 Н [email protected]
Тимур Игоревич ЧИСТЯКОВ
Кандидат технических наук
Старший преподаватель кафедры
инженерной теплофизики и гидравлики,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 7978-7103
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0063-4260 Н [email protected]
Поступила в редакцию 02.12.2024 Принята к публикации 06.12.2024
Для цитирования:
Лебедченко О. С., Пузач С. В., Холостов А. Л, Чистяков Т. И. Влияние температурных режимов пожара на характеристики сигнальных кабелей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 79-86. 001:10.25257/РЕ.2024.4.79-86
Aleksander L. KHOLOSTOVH
Grand Doctor in Engineering, Professor
Professor of the Department of Special Electrical
Engineering of Automated Systems and Communications,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 7231-6522
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2299-4221 H [email protected]
Timur I. CHISTYAKOV
PhD in Engineering
Senior Lecturer of the Department
of Engineering Thermophysics and Hydraulics,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 7978-7103
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0063-4260 H [email protected]
Received 02.12.2024 Accepted 06.12.2024
For citation:
Lebedchenko O.S., Puzach S.V., Kholostov A.L., Chistiakov T.I. Effect of fire temperature conditions on the characteristics of signal cables. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 79-86 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2024.4.79-86
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.841.42
DOI 10.25257/FE.2024.4.87-98
© Е. Н. НЕВЕРОВ1, Д. А. БЕСПЕРСТОВ1, И. В. ТИМОЩУК1, М. А. НЕГРЕЕВ1
1 Кемеровский государственный университет, Кемерово, Российская Федерация
Анализ лесных пожаров в Кузбассе за краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный период времени
АННОТАЦИЯ
Тема. В исследовании проанализированы статистические данные по лесным пожарам в Кемеровской области -Кузбассе за период с 2014 по 2023 гг. Основная цель работы -изучение показателей, оказывающих влияние на возникновение пожаров в лесах в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе.
Методы. На основе построения динамических рядов, выявления линий тренда и регрессионной модели осуществлён корреляционный анализ факторов, воздействующих на количество и площадь лесных возгораний. Также выполнено прогнозирование этих параметров с использованием регрессионного анализа.
Результаты. Выявлено, что на возникновение лесных пожаров и их масштабы оказывают влияние не только метеорологические условия, но и объём выделяемых на лесопожар-ную безопасность финансовых средств. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости увеличения бюджетных ассигнований на реализацию комплекса профилактических мер по предотвращению возникновения пожаров в лесных массивах. Предложен порядок прогнозирования лесных пожаров и выполнено прогнозирование вероятного числа и площади лесных пожаров в 2024 году в Кузбассе.
Область применения результатов. Предложенный подход позволит прогнозировать вероятное число и площади лесных пожаров в РФ для разработки эффективных мер по их предотвращению и своевременному тушению.
Выводы. В результате исследования определено, что:
- предложенный в работе порядок прогнозирования лесных пожаров учитывает естественные природные процессы и антропогенный фактор;
- на количество лесных пожаров наиболее значительное влияние оказывает средняя температура воздуха в мае -самом пожароопасном месяце в году для региона;
- площадь лесных пожаров напрямую зависит от процента пожаров, ликвидированных в первый день с момента их возникновения, и косвенно зависит от выделяемых на пожарную безопасность в лесах средств.
Ключевые слова: трендовый анализ, прогнозирование пожаров, статистические данные, погода, температура воздуха, профилактика пожаров
® E.N. NEVEROV1, D.A. BESPERSTOV1, I.V. TIMOSHCHUK1, M.A. NEGREEV1
1 Kemerovo State University, Kemerovo, Russian Federation
Analysis of wildfires in Kuzbass for short, medium and long term periods of time
ABSTRACT
Purpose. The study analyzes statistical data on wildfires in Kemerovo region (Kuzbass) for the period from 2014 to 2023. The work is aimed at studying the indicators that influence the occurrence of wildfires in the short, medium and long term.
Methods. Based on the construction of dynamic series, identification of trend lines and a regression model, a correlation analysis of factors affecting the number and area of wildfires has been carried out. These parameters have been also predicted using a regression analysis.
Findings. It has been found that the occurrence of wildfires and their scale are influenced not only by meteorological conditions, but also by the amount of financial resources allocated for wildfire safety. The results obtained indicate the need to increase budget allocations for implementing a set of wildfire preventive measures. A procedure for predicting wildfires has been proposed and a forecast of the probable number and area of wildfires in 2024 in Kuzbass has been made.
Research application field. The proposed approach will make it possible to predict the probable number and area of wildfires in the Russian Federation in order to develop effective measures for their prevention and timely suppression.
Conclusions. As a result of the study, it was determined that:
- the procedure for predicting wildfires proposed in the work takes into account natural processes and anthropogenic factors;
- the number of wildfires is most significantly affected by the average air temperature in May, the most fire-hazardous month of the year for the region;
- the area of wildfires directly depends on the percentage of fires suppressed on the first day from the moment of their occurrence, and indirectly depends on the funds allocated for wildfire safety.
Key words: trend analysis, fire predicting, statistical data, weather, air temperature, fire prevention
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ВВЕДЕНИЕ
Леса играют важнейшую роль в сохранении экологического баланса и являются неотъемлемой частью природных богатств. Однако лесные пожары составляют серьёзную проблему как для России, так и для всего мира [1]. Так, в Соединённых Штатах Америки за 2021 г. в лесных пожарах было уничтожено 2 873 260 га леса. В Великобритании каждый год регистрируется около 32 000 случаев лесных пожаров [2]. Многие зарубежные исследователи связывают общий рост числа пожаров с глобальным потеплением [3]. Более того, говоря об экологическом вреде, наносимом лесными пожарами, исследования гласят, что растущее число крупных лесных пожаров в западной части США, помимо очевидного вреда атмосфере и ущербу флоре и фауне, приводит к таянию арктических льдов [4-7].
Изучение динамики и характера лесных пожаров в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе имеет первостепенное значение для разработки эффективных мер по их предотвращению и своевременному тушению. Анализ статистических данных о количестве, локализации и масштабах возгораний позволит выявить закономерности и факторы, способствующие их распространению.
Результаты исследования будут полезны органам лесного хозяйства и экологического контроля для совершенствования системы мониторинга и оперативного реагирования, а также для определения приоритетных направлений профилактических мероприятий и рационального распределения ресурсов в зонах повышенного риска. Кроме того, выводы работы могут стать основой для разработки научно обоснованных рекомендаций по минимизации вредного воздействия лесных пожаров на качество атмосферного воздуха и здоровье жителей Кузбасса.
Для исследования выбраны краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный периоды, что подходит как для выработки срочных решений, так и стратегических мероприятий в части развития перспектив прогнозирования и профилактики лесных пожаров.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Анализ лесных пожаров в Кузбассе за краткосрочный период
Для осуществления анализа показателей, относящихся к лесным пожарам в Кузбассе за краткосрочный период (2022-2023 гг.), необходимо
обратиться к статистическим данным, которые изложены в таблице 1 [8].
В таблице изложены данные по таким показателям, как число пожаров в лесах и их площадь, среднемесячная температура в наиболее пожароопасные месяцы (для Кузбасса ими всегда являются апрель и май), среднегодовое количество осадков, объёмы выделяемого финансирования и прочее, а также процентные изменения в соответствии с аналогичными показателями прошлого года. Следует заметить, что в данной таблице представлены не все природно-климатические факторы, влияющие на лесопожарную обстановку. По некоторым из них, например, солнечной и грозовой активности, ветру и влажности, существуют отдельные исследования [9-11].
Среднемесячные температуры воздуха за апрель и май были рассмотрены ввиду того, что для Кемеровской области - Кузбасса именно эти два месяца являются наиболее пожароопасными, вследствие чего особый противопожарный режим в области устанавливается с апреля по начало июня ежегодно [12].
Значительное количество лесных пожаров в 2022 г. в сравнении с 2023 г. обусловлено тем, что
Таблица 1 (Table 1)
Данные о лесных пожарах за 2022-2023 гг. Wildfire data for 2022-2023
Параметр Значение (изменение в соответствии с аналогичным показателем прошлого года)
2022 2023
Число пожаров в лесах 110(+77%) 5 (- 95,5 %)
Площадь лесных пожаров, га 3 361,7 (+30,7 %) 224,7 (- 93,3 %)
Пожары, ликвидированные в течение первых суток, % 91 (- 9 %) 100 (+9 %)
Ущерб, причинённый лесным пожарами, млн руб. 0 (- 100 %) 0 (0 %)
Средняя температура воздуха в апреле, °С + 5,0 (+51,5 %) +0,3 (- 94 %)
Средняя температура воздуха в мае, °С + 14,9 (+15,5 %) + 10,5 (- 33,6 %)
Среднегодовая температура воздуха, °С + 1,9 (+5,3 %) + 2,8 (+47,4 %)
Среднегодовые осадки, мм 526 (- 56,3 %) 530 (+0,7 %)
Выделено средств на лесопожарную безопасность, млн руб. 85,7 (+11,3 %) 122,4 (+42,8 %)
в апреле 2022 г. на территории Кузбасса установился антициклональный тип погоды, который характеризовался дефицитом осадков и повышенным температурным режимом. К концу апреля погодные условия стали жаркими и ветреными, что способствовало росту количества лесных пожаров и увеличению площадей, охваченных огнём. В мае ситуация не изменилась: сохранялась теплая погода с незначительным количеством осадков и явлениями суховеев. Такие неблагоприятные метеорологические условия создавали повышенный риск возникновения и распространения лесных пожаров в Кузбассе.
По данным за 2023 г. наблюдалась благоприятная тенденция, связанная с изменением погодных условий. В апреле преобладала холодная облачная погода, а май также выдался менее жарким по сравнению с предыдущим годом. Эти факторы положительно сказались на ситуации с лесными пожарами в Кузбассе. Улучшение погодных условий в 2023 г. благоприятно отразилось на статистических показателях, уменьшив количество зарегистрированных пожаров и сократив площади, пострадавшие от огня. Эти данные подтверждают значительное влияние метеорологических факторов на развитие ситуации с лесными пожарами в Кемеровской области - Кузбассе.
Ущерб от пожаров за 2022 и 2023 гг. отсутствует ввиду того, что все произошедшие в этот период пожары были низовыми и не нанесли явного ущерба лесным насаждениям.
Помимо прочего прослеживается чёткая зависимость между оперативностью тушения возгораний в первые сутки и конечной площадью, охваченной огнём. В 2023 г. благодаря эффективной и слаженной работе противопожарных служб удалось потушить все пожары на начальной ста-
дии, что в совокупности с общим снижением числа возгораний позволило в 15 раз сократить общую площадь лесных пожаров по сравнению с предыдущими годами.
Напротив, в 2022 г. рекордно большие площади пожаров были обусловлены тем, что около 9 % от общего числа возгораний (примерно 8 пожаров) не были оперативно ликвидированы в первые сутки.
Также можно отметить важную роль финансирования противопожарных мероприятий. Рост бюджетных ассигнований в рамках национального проекта «Экология» на закупку оборудования и профилактические работы способствовал повышению готовности лесничеств к пожароопасному сезону.
В 2023 г. увеличение финансирования на 42,8 % совпало со снижением количества пожаров на 95,5 %, что позволяет предположить взаимосвязь между этими факторами, хотя и не является единственной причиной столь позитивной динамики. Очевидно, финансовое обеспечение играет существенную роль в эффективности противопожарной защиты лесов региона.
Исходя из вышеизложенного, актуально дополнительное повышение финансирования обеспечения лесопожарной безопасности для повышения эффективности борьбы с лесными пожарами.
Анализ лесных пожаров в Кузбассе за среднесрочный период (5 лет)
Для осуществления среднесрочного анализа выбранных показателей за среднесрочный период необходимо воспользоваться данными, изложенными в таблице 2, которые позволяют выявить зависимости, представленные на рисунке 1 [8].
На рисунке показана линия тренда, которая демонстрирует общую тенденцию изменения представленных данных за пятилетний период.
8,4
/ / 4 ч 4 5
/ 3 8 N 4 N \ 4
3,3 4
\ 4
\ \
0,3
2019
2020 2021 а(а)
2022
2023
16 14 12 10
8 —
6 —
4 —
2 —
10,1
14,1
12,9
14,9
10,5
2019
2020
2021
2022
2023
6(b)
Рисунок 1. Диаграммы изменения средней температуры воздуха в апреле (а), мае (6) за период с 2019 по 2023 гг. Figure 1. Diagrams of average air temperature changes in April (a), May (b) for the period from 2019 to 2023
0
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Таблица 2 (Table 2)
Данные о лесных пожарах за 2019-2023 гг. Wildfire data for 2019-2023
Параметр Значение(изменение в соответствии с аналогичным показателем прошлого года)
2019 2020 2021 2022 2023
Число пожаров в лесах 56 67 (+19,6 %) 62 (- 7,5 %) 110(+77 %) 5 (- 95,5 %)
Площадь лесных пожаров, га 542 1 487 (+174 %) 2 571,1 (+72,9 %) 3 361,7 (+30,7 %) 224,7 (- 93,3 %)
Пожары, ликвидированные в течение первых суток, % 100 96,9 (- 3,1 %) 100 (+3,1 %) 91 (- 9 %) 100(+9 %)
Ущерб, причинённый лесным пожарами, млн руб. 4,539 5,118 (+12,8 %) 5,148 (+0,5 %) 0 (- 100 %) 0 (0 %)
Средняя температура воздуха в апреле, °С + 3,8 +8,4 (+121 %) +3,3 (- 60,7 %) +5,0 (+51,5 %) +0,3 (- 94 %)
Средняя температура воздуха в мае, °С + 10,1 + 14,4 (+42,5 %) + 12,9 (- 10,4 %) + 14,9 (+15,5 %) + 10,5 (- 33,6 %)
Среднегодовая температура воздуха, °С + 2,2 + 3,7 (+68,2 %) + 1,8 (- 51,4 %) + 1,9 (+5,3 %) + 2,8 (+47,4 %)
Среднегодовые осадки, мм 467 564 (+20,8 %) 1203 (+113,3 %) 526 (- 56,3 %) 530 (+0,7 %)
Выделено средств на лесопожарную безопасность, млн руб. 59,83 70,94 (+18,6 %) 77 (+8,5 %) 85,7 (+11,3 %) 122,4 (+42,8 %)
Линия тренда является графическим отображением направления, в котором изменяются значения со временем, отражая динамику рассматриваемых показателей [13].
Как можно видеть из линий тренда, среднемесячные температуры за апрель и май имели схожие тенденции к изменению, такую же картину можно наблюдать и на следующей диаграмме, отражающей среднегодовое количество осадков (рис. 2). На рисунке 3 отображено
изменение выделяемых на лесопожарную безопасность средств.
Согласно линии тренда, наблюдается устойчивый рост объёма финансирования, выделяемого в рамках национального проекта «Экология» на обеспечение пожарной безопасности в лесах. Данные указывают на увеличение расходов на приобретение противопожарного оборудования, проведение профилактических мероприятий и других мер по предотвращению лесных пожаров.
ч
(D О.
О
1400 1200 1000 800 600 400 200 0
1 203
---- • „
X ✓ ✓ ✓ / V ч X \
/ / / * 564 \ N \ N
ВП1 11|Н|
2019
2020
2021
2022
2023
Рисунок 2. Диаграмма среднегодового количества осадков Figure 2. Diagram of average annual precipitation
140 120 100 80 60 40 -I— 20 —
0
59,83
70,94
77
85,7
2019
2020
2021
2022
2023
Рисунок 3. Динамика выделяемых на лесопожарную безопасность средств Figure 3. Dynamics of funds allocated for wildfire safety
Анализ лесных пожаров в Кузбассе за долгосрочный период (10 лет)
Для осуществления анализа показателей, аналогичных тем, что рассматривались в краткосрочном и среднесрочном периодах, необходимо учесть данные по таким же показателям за более ранний период (2014-2018 гг.). Данные за долгосрочный период (2014-2023 гг.) представлены в таблице 3 [8].
Согласно этим данным, обстановка по лесным пожарам за период с 2014 по 2018 гг. была благоприятной. Можно видеть относительно малое число пожаров и их площадь (за исключением показателей 2014 г.). За период с 2019 по 2022 гг. количество лесных пожаров и их площадь возросли, однако в 2023 г. вновь вернулась положительная тенденция по данным показателям. За весь десятилетний период наиболее лесопожа-робезопасным можно назвать 2018 г.: произошло всего 2 лесных пожара площадью всего 1,1 га. Это можно объяснить относительно низкими средними температурами воздуха в апреле и мае, большим количеством осадков, а также рекордно высоким (на тот момент) финансированием пожарной безопасности в лесах. Самые отрицательные показатели были достигнуты в 2022 г.: 110 пожаров площадью 3 361,7 га, что подтверждает выводы предыдущих разделов по проведённым краткосрочному и среднесрочному анализам.
Опираясь на данные, представленные в сводной таблице 3, можно выявить следующие зависимости.
В 2023 г. среднемесячная температура воздуха в апреле достигла минимального значения за десятилетний период, что, предположительно, стало одной из причин низкого числа пожаров в том году (рис. 4). Линия тренда, описывающая среднемесячную температуру воздуха в мае, имеет сходные интервалы монотонности с трендовой линией за апрель.
В 2021 г. наблюдается самый высокий среднегодовой объём осадков, однако это не привело к значительному уменьшению числа и площади пожаров по сравнению с 2020 г. (рис. 5). Согласно рисунку 6, объём выделяемых на пожарную безопасность в лесах средств имеет устойчивый рост на протяжении всего рассматриваемого промежутка времени, кроме небольшого спада в 2019 г. Также в данном году наблюдается значительный рост числа пожаров в лесах и их площади по сравнению с аналогичными показателями прошлого года.
Анализ данных таблиц 1—3 позволяет спрогнозировать число пожаров в лесах на основании линий трендов и корреляционных зависимостей рассматриваемых показателей.
Для оценки их взаимосвязи в ходе работы был рассчитан коэффициент корреляции. Расчёт коэффициента корреляции для пар потенциально
Таблица 3 (Table 3)
Данные о лесных пожарах за 2014-2023 гг. Forest fire data for 2014-2023
Значения (изменение в соответствии с аналогичным показателем прошлого года)
Параметр
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 I
Число пожаров в лесах 84 28 (- 66,7 %) 9 (- 67,8 %) 12 (+33,3 %) 2 (- 83,3 %) 56 (+2 700 %) 67 (+19,6 %) 62 (- 7,5 %) 110 (+77 %) 5 (- 95,5 %)
Площадь лесных пожаров, га 308,7 63,78 (- 79,3 %) 12,62 (- 80,2 %) 32,67 (+141,1%) 1,1 (- 96,6 %) 542 (+4 917 %) 1487 (+174 %) 2 571,1 (+72,9 %) 3361,7 (+30,7 %) 224,7 (- 93,3 %)
Пожары, ликвидированные в течение первых суток, % 100 100 (0 %) 100 (0 %) 100 (0 %) 100 (0 %) 100 (0 %) 96,9 (- 3,1 %) 100 (+3,1%) 91 (- 9 %) 100 (+9 %)
Ущерб, причинённый лесным пожарами, млн руб. 47,92 0 (- 100 %) 0 0 % (0 %) 0 0 % (0 %) 0 0 % (0 %) 4,539 (+100 %) 5,118 (+12,8 %) 5,148 (+0,5 %) 0 (- 100 %) 0 (+0 %)
Средняя температура воздуха в апреле, °С + 5,6 +5,7 (+1,7 %) + 6,7 (+17,5 %) +4,9 (- 26,9 %) + 3,2 (- 34,7 %) +3,8 (+18,7 %) + 8,4 (+121%) +3,3 (- 60,7 %) + 5,0 (+51,5 %) +0,3 (- 94 %)
Средняя температура воздуха в мае,°С + 8,5 + 11,8 (+38,8 %) +9,4 (- 20,4 %) + 11,7 (+24,5 %) + 7,0 (- 40,2 %) + 10,1 (+42,9 %) + 14,4 (+42,5 %) + 12,9 (- 10,4 %) + 14,9 (+15,5 %) + 10,5 (- 33,6 %)
Среднегодовая температура воздуха, °С + 1,3 +3,3 (+153,8 %) + 1,8 (- 45,5 %) + 2,6 (44,4 %) +0,3 (- 88,5 %) + 2,2 (+730 %) + 3,7 (+68,2 %) + 1,8 (- 51,4 %) + 1,9 (+5,3 %) + 2,8 (+47,4 %)
Среднегодовые осадки, мм 566 567 (+0,1%) 468 (- 17,5 %) 470 (+0,4 %) 610 (+30 %) 467 (- 23 %) 564 (+20,8 %) 1 203 (+113,3 %) 526 (- 56,3 %) 530 (+0,7 %)
Выделено средств на лесопожарную безопасность, млн руб. 37,28 43,92 (+17,8) 46,43 (+5,7 %) 60,4 (+30 %) 64,195 (+6,3 %) 59,83 (- 7,9 %) 70,94 (+18,6 %) 77 (+8,5 %) 85,7 (+11,3 %) 122,4 (+42,8 %)
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
2018 а(а)
2019 2020
0,3 2023
3,5
11,8
11,7
0
I II II II imi и и и и i
2014
2015
2016
2017
2019
2020
2021
2022
2023
2018 6(b)
Рисунок 4. Диаграммы изменения средней температуры воздуха в апреле (а), мае (6) за период с 2014 по 2023 гг. Figure 4. Diagrams of average air temperature changes in April (a), May (b) for the period from 2014 to 2023
связанных переменных позволяет количественно оценить степень их совместной изменчивости. Чем ближе значение коэффициента к +1 или -1, тем сильнее прямая или обратная зависимость между анализируемыми показателями.
Коэффициент корреляции - это количественная мера взаимосвязи (совместной изменчивости) двух переменных [14, 15]. В данной работе коэффициент определялся с учётом формулы:
г(Х, К) =
ХСX-XW-Y)
где X, У - средние значения выборок рассматриваемых показателей. Полученные результаты отражены в таблице 4.
Интерпретация значений коэффициентов корреляции позволяет сделать ряд важных выводов:
1) существует прямая корреляция между повышением среднемесячных температур в апреле и мае и ростом количества лесных пожаров. Иными словами, чем выше температурные показатели в эти месяцы, тем больше вероятность учащения случаев возгораний в лесных массивах;
2) объёмы финансирования противопожарной защиты лесов оказывают обратное влияние как на количество пожаров, так и на их площадь. Увеличение финансирования сопровождается снижением этих показателей;
3) высокий процент оперативно потушенных в первые сутки пожаров также обратно связан с их общей площадью, что логично, учитывая важность быстрого реагирования, что, в свою очередь, невозможно при недостаточном количестве и состоянии сил и средств пожарно-спасательных подразделений, на содержание которых требуются значительные финансовые затраты.
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
2014
2015
2016
2017
2021
2022
16
14
12
10
8
6
4
2
1200
. 1000
° 800
600
400
200
610
1203
|
■■■■¡I IBM ■■
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
Рисунок 5. Диаграмма среднегодового количества осадков Figure 5. Diagram of average annual precipitation
140
120
100
80
60
40
20
60,4
64,2
59,83
70,94
77
122,4
НИВ! II И И И И И I
¡ill II II II II II II II I
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
Рисунок 6. Динамика выделяемых на лесопожарную безопасность средств Figure 6. Dynamics of funds allocated for wildfire safety
Данные корреляционных связей позволяют лучше понять факторы, влияющие на ситуацию с лесными пожарами, и наметить пути повышения эффективности противопожарных мер через управление ключевыми переменными.
Также на основе проведённого корреляционного анализа установлено: на количество лесных пожаров наиболее сильное влияние оказывает среднемесячная температура в мае; практически не влияет среднегодовое количество осадков. На общую площадь лесных пожаров: наибольшая корреляция с процентом пожаров, ликвидированных в первые
сутки; наименьшая корреляционная связь с объёмом средств на обеспечение пожарной безопасности.
Эти выводы представляются логичными. Высокие майские температуры создают благоприятные условия для возникновения возгораний, в то время как сами по себе осадки не являются определяющим фактором их количества.
Оперативное тушение на начальных стадиях позволяет эффективно ограничивать распространение огня и снижать общие площади пожаров. При этом финансирование, хоть и важно, оказывает менее существенное прямое влияние на конечные
0
0
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Таблица 4 (Table 4)
Уровень взаимосвязи между показателями Level of relationship between indicators
Показатель Коэффициент корреляции
Средняя температура воздуха в апреле, °С / Число пожаров в лесах 0,33
Средняя температура воздуха в мае, °С / Число пожаров в лесах 0,549
Среднегодовое количество осадков, мм / Число пожаров в лесах 0,186
Среднегодовое количество осадков, мм / Площадь пожаров, га 0,490
Выделено средств на пожарную безопасность в лесах, млн руб. / Число пожаров в лесах - 0,615
Выделено средств на лесопожарную безопасность, млн руб. / Площадь пожаров, га - 0,348
Пожары, ликвидированные в течение первых суток, % / Площадь пожаров, га - 0,773
масштабы возгораний. Однако следует учитывать, что оперативное тушение бывает возможным лишь в случае достаточной оснащённости ответственных за это служб, соответственно, финансирование играет гораздо большую косвенную роль в снижении общей площади лесных пожаров.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СОБЫТИЙ
С целью определения возможного числа лесных пожаров и их площади необходимо осуществить математическое прогнозирование событий на основе расчёта эконометрических показателей. Прогнозирование числа пожаров позволяет лесным службам заблаговременно мобилизовать необходимые ресурсы и персонал для борьбы с огнём. Прогнозирование значений площади охвата пожаров даёт возможность спланировать эвакуацию населения из потенциально опасных районов и определить приоритетные зоны для сосредоточения усилий пожарных бригад. Необходимые эконометрические показатели представлены в таблице 5. Они были получены с помощью корреляционно-регрессионного анализа на основании данных, представленных в таблицах 1—3. Для этого использовался пакет «Анализ данных» в Microsoft Excel [16], в который входят множество инструментов, но для корреляционно-регрессионного анализа необходим инструмент «Регрессия» [17]. В качестве входного диапазона Х нужно выбрать число пожаров в лесу, а в качестве диапазона Y -факторы, влияющие на него.
Частные коэффициенты корреляции были рассчитаны выше (табл. 4). На основе проведённого корреляционно-регрессионного анализа получилось следующее уравнение множественной регрессии, описывающее прогнозируемое число пожаров в лесах в 2024 г.:
V = - 38,54322817 - 0,70812223х1 + + 9,758395942х2 +0,01444708х3 - 0,471219426х4
где х1 - средняя температура воздуха за апрель, °С; х2 - средняя температура воздуха за май, °С; х3 - среднегодовое количество осадков, мм; х4 - объём выделенных на лесопожарную безопасность средств, млн руб.
Получаем:
V = - 38,54322817 - 0,70812223-1,1 +
+ 9,758395942 13,7 + 0,01444708-647 -- 0,471219426-120 ~ 14 пожаров.
Проведённый анализ позволил выявить значение прогнозируемого показателя - 14 случаев лесных пожаров. Необходимо учитывать, что величина достоверности данного прогноза равна показателю Р-квадрат (табл. 5) и составляет приблизительно 0,586.
Теперь необходимо рассчитать вероятную площадь лесных пожаров в 2024 г. Для этого аналогично предыдущему этапу проведём корреляционно-регрессионный анализ с помощью «Анализа данных», полученные значения представлены в таблице 6.
Таблица 5 (Table 5)
Показатели регрессии для числа лесных пожаров Regression indicators for the number of wildfires
Показатель Значение
Регрессионная статистика
Множественный Р 0,765472013
Р-квадрат 0,585947403
Нормированный Р-квадрат 0,482434254
Стандартная ошибка 39,94224386
Наблюдения 10
Дисперсионный анализ С(/)
Регрессия 4
Остаток 5
Итого 9
Уравнение множественной
регрессии
У-пересечение -38,5432281735063
Переменная Х1 -0,708122230307902
Переменная Х2 9,75839594245318
Переменная Х3 0,0144470800035699
Переменная Х4 -0,471219425518059
Таблица 6 (Table 6)
Показатели регрессии для площади лесных пожаров Regression indicators for the area of wildfires
Показатель Значение
Регрессионная статистика
Множественный Р 0,776722358
Р-квадрат 0,753986565
Нормированный Р-квадрат 0,730979848
Стандартная ошибка 317,7119415
Наблюдения 10
Дисперсионный анализ С(/)
Регрессия 3
Остаток 6
Итого 9
Уравнение множественной
регрессии
К-пересечение 33514,01051
Переменная Х1 3,304287664
Переменная Х2 1,188825912
Переменная Х3 -351,3097512
На основе анализа можно составить уравнение прогнозирования возможной площади пожаров в лесах в Кемеровской области - Кузбассе в 2024 г.:
V = 33514,0105059427 + 3,30428766362136х1 + + 1,18882591186507х2 - 351,309751168019х3
где х1 - среднегодовое количество осадков, мм; х2 - объём выделенных на лесопожарную безопасность средств, млн руб.; х3 - процент ликвидированных в первый день пожаров.
Расчёт позволил получить значение 63,568 га. По аналогии с числом пожаров в лесах, величина достоверности составляет приблизительно 0,73.
По итогам проведённого анализа можно сделать выводы о плюсах и минусах методики корреляционного регрессионного анализа.
Достоинства:
- определение связи между переменными: корреляционно-регрессионный анализ позволяет определить наличие и степень связи между независимой и зависимой переменной;
- построение прогнозных моделей: выявленная связь позволяет построить регрессионную модель для прогнозирования значений зависимой переменной на основе значений независимой переменной;
- количественная оценка связи: коэффициенты корреляции и регрессии позволяют количе-
ственно оценить силу и направление связи между переменными. Недостатки:
- проблема причинно-следственной связи: корреляция не означает наличие причинно-следственной связи между переменными. Необходимо учитывать возможное влияние других факторов;
- линейность связи: линейная регрессия предполагает наличие линейной связи между переменными, что может быть ограничением для некоторых случаев;
- чувствительность к выбросам: результаты анализа могут быть искажены наличием выбросов (экстремальных значений) в данных;
- предположения о данных: для корректного применения методов корреляционно-регрессионного анализа необходимо выполнение ряда предположений, таких, как нормальность распределения, отсутствие мультиколлинеарности и др.
Важно учитывать как достоинства, так и недостатки данного метода при его применении и интерпретации результатов.
ВЫВОДЫ
ценивая каждый из применённых в исследовании методов анализа (краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного периода) можно выделить ряд достоинств и недостатков.
О
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Краткосрочный анализ имеет преимущества в скорости реагирования и актуальности, но может упустить долгосрочные тенденции и фундаментальные факторы. Оптимальным подходом часто является сочетание краткосрочного и долгосрочного анализа для получения более сбалансированной и всесторонней картины.
Среднесрочный анализ предлагает баланс между гибкостью и стабильностью, но может упустить из виду более широкие стратегические перспективы. Оптимальным подходом часто является сочетание среднесрочного анализа с краткосрочным и долгосрочным для получения наиболее полной и сбалансированной картины.
Долгосрочный анализ, в свою очередь, обеспечивает стратегическую перспективу и устойчивость к временным колебаниям, но может быть менее гибким и более подверженным неопределённости.
Таким образом, оптимальным подходом часто является сочетание долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного анализа для получения наиболее полной и сбалансированной картины событий.
В процессе исследования осуществлён анализ статистических данных по показателям, влияющим на лесные пожары на территории Кузбасса. Построены линии тренда и выявлены корреляционные зависимости между различными показателями. На основании полученных результатов сделан вывод, что на количество лесных пожаров наиболее значительное влияние оказывает средняя температура воздуха в мае -самом лесопожароопасном месяце в году для региона. Площадь же лесных пожаров напрямую зависит от процента пожаров, ликвидированных в первый день с момента их возникновения, и, соответственно, косвенно зависит от количества средств, выделяемых на обеспечение пожарной безопасности в лесах.
На основе исследуемых данных методом трендового анализа и построения регрессионных моделей было осуществлено прогнозирование вероятного числа и площади лесных пожаров в 2024 г.: так, в 2024 г. на территории субъекта ожидается 14 лесных пожаров общей площадью 63,5 га.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Meier S., Robert J.R, Strobl E. The regional economic impact of wildfires: Evidence from Southern Europe // Journal of Environmental Economics and Management. 2023. № 118. Pp. 125-138.
2. Chandra P. K. Environmental and socioeconomic impacts of forest fires: A call for multilateral cooperation and management interventions // Natural Hazards Research. 2023. № 3. Pp. 286-294. D0l:10.1016/j.nhres.2023.04.003
3. Grünig M., Seidl R, Senf C. Increasing aridity causes larger and more severe forest fires across Europe // Global Change Biology. 2022. № 29. Pp. 1421-1479. D0I:10.1111/gcb.16547
4. Zou Y, Rasch P. J., Wang H. [et. al]. Increasing large wildfires over the western United States linked to diminishing sea ice in the Arctic // Nature communication. 2021. № 25. С. 39-51. D0I:10.1038/s41467-021-26232-9
5. Бесперстов Д. А, Неверов Е. Н, Фомин А. И. Оценка и обеспечение безопасности людей при пожарах на производстве и в быту. Кемерово; Кемеровский государственный университет. 2024. 189 с.
6. Фомин А. И., Неверов Е. Н, Бесперстов Д. А, Ли К. Х, Угарова И. М. Разработка методологического принципа обеспечения пожаробезопасности людей // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2023. № 4. С. 27-34.
7. Неверов Е. Н, Фомин А. И., Бесперстов Д. А, Чебарухина Д. Д., Мельберт А. А, Крутолапов А. С. Эталонная информационная система по математическому управлению безопасностью людей // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2022. № 4. С. 33-37.
8. Государственный лесной реестр [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://kemles.ru/deyatelnost/gosudarstvennyy-lesnoy-reestr.php (дата обращения: 17.05.2024).
9. Копейкин М. А., Коптев С. В., Третьяков С. В. Влияние солнечной активности на лесные пожары в Архангельской области // Лесной вестник. 2021. № 25(3). Pp. 73-81. D0I:10.18698/2542-1468-2021-3-73-81
10. Барановский Н. В. Прогнозирование лесной пожарной опасности в условиях грозовой активности. Новосибирск: Издательство Сибирского отделения РАН. 2019. 235 c.
11. Иванов В. А, Пономарев Е. И., Иванова Г. А. Молнии и лесные пожары в современных климатических условиях Центральной Сибири // Метеорология и гидрология. 2023. № 48 (7). Pp. 630-638. D0I:10.3103/S1068373923070105
12. Постановление Правительства Кемеровской области -Кузбасса от 15 марта 2024 г. № 113 «Об установлении особого противопожарного режима и мерах по обеспечению пожарной безопасности на территории Кемеровской области - Кузбасса в 2024 году» // Официальный интернет-портал правовой информации. 2024 г. с изм. и допол. в ред. от 15.03.2024.
13. Наследов А. IBM SPSS Statistics 20 и AM0S: профессиональный статистический анализ данных. СПб.: Питер, 2013. 416 с.
14. Шихалёв А. М. Корреляционный анализ. Непараметрические методы. Казань: Казан^ий университет, 2015. 58 с.
15. Голик Е. С., Афанасьева О. В. Теория и методы статистического прогнозирования: учебное пособие. СПб: Изд-во СЗТУ, 2007. 182 с.
16. Гришина Е. Н., Язенин А. В. Интеллектуальный анализ данных и реализация моделей портфельного анализа в среде MS Excel // Программные продукты и системы. 2006. № 3. С. 7-10.
17. Яковлев В. Б. Линейное и нелинейное оценивание параметров регрессии в microsoft excel // Вестник МГПУ. Серия: Информатика и информатизация образования. 2019. № 2 (48). С. 58-71. D0I: 10.25688/2072-9014.2019.48.2.07
REFERENCES
1. Meier S., Robert J.R, Strobl E. The regional economic impact of wildfires: Evidence from Southern Europe. Journal of Environmental Economics and Management. 2023, no. 118, pp. 125-138 (in Eng.).
2. Chandra P.K. Environmental and socioeconomic impacts of forest fires: A call for multilateral cooperation and management interventions. Natural Hazards Research, 2023, no. 3, pp. 286-294 (in Eng.). D0l:10.1016/j.nhres.2023.04.003
3. Grünig M., Seidl R., Senf C. Increasing aridity causes larger and more severe forest fires across Europe. Global Change Biology. 2022, no. 29, pp. 1421-1479 (in Eng.). D0I:10.1111/gcb.16547
4. Zou Y., Rasch P. J., Wang H. [et. al]. Increasing large wildfires over the western United States linked to diminishing sea ice in the Arctic // Nature communication. 2021, no. 25, pp. 39-51 (in Eng.). D0I:10.1038/s41467-021-26232-9
5. Besperstov D.A., Neverov E.N., Fomin A.I. Otsenka i obespechenie bezopasnosti liudeipripozharakh na proizvodstve i v bytu [Assessment and ensuring the safety of people in case of fires at work and at home]. Kemerovo, Kemerovo State University Publ., 2024. 189 p. (in Russ.).
6. Fomin A.I., Neverov E.N., Besperstov D.A., Lee K.H., Ugarova I.M. Development of the methodological principle of ensuring fire safety of people. Vestnik nauchnogo tsentrapo bezopasnosti rabot v ugol'noi promyshlennosti - Bulletin of the scientific center for the safety of work in the coal industry. 2023, no. 4, pp. 27-34 (in Russ.).
7. Neverov E.N., Fomin A.I., Besperstov D.A., Chebarukhina D.D., Melbert A.A., Krutolapov A.S. Reference information system for mathematical management of people safety. Vestnik nauchnogo tsentra po bezopasnosti rabot v ugol'noi promyshlennosti - Bulletin of the scientific center for the safety of work in the coal industry. 2022, no. 4, pp. 33-37 (in Russ.).
8. State Forest Register. Available at: https://kemles.ru/ deyatelnost/gosudarstvennyy-lesnoy-reestr.php (accessed May 15, 2024) (in Russ.).
9. Kopeykin M.A., Koptev S.V., Tretyakov S.V. Impact of solar activity on forest fires in Arkhangelsk region. Lesnoi vestnik - Forestry bulletin. 2021, no. 25(3), pp. 73-81 (in Russ.). D0I:10.18698/2542-1468-2021-3-73-81
10. Baranovsky N.V. Prognozirovanie lesnoi pozharnoi opasnosti v usloviiakh grozovoi aktivnosti. [Forecasting of forest
fire danger in conditions of thunderstorm activity]. Novosibirsk, Publishing House of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 2019. 235 p. (in Russ.).
11. Ivanov V.A., Ponomarev E.I., Ivanova G.A. Lightning and Forest Fires under Modern Climatic Conditions of Central Siberia. Meteorologiia i gidrologiia - Russian Meteorology and Hydrology. 2023, no. 48 (7), pp. 630-638 (in Russ.). D0l:10.3103/S1068373923070105
12. Postanovlenie Pravitel'stva Kemerovskoi oblasti -Kuzbassa ot 15 marta 2024 g. № 113 "Ob ustanovlenii osobogo protivopozharnogo rezhima i merakh po obespecheniiu pozharnoi bezopasnosti na territorii Kemerovskoi oblasti - Kuzbassa v 2024 godu" [Resolution of the Government of the Kemerovo region -Kuzbass dated March 15, 2024 No. 113 "On the establishment of a special fire protection regime and measures to ensure fire safety in the territory of the Kemerovo Region - Kuzbass in 2024"]. Official Internet portal of legal information. 2024 with amendments and additions. ed. from 03/15/2024.
13. Nasledov A. IBM SPSS Statistics 20 i AMOS: professional'nyistatisticheskii analiz dannykh [IBM SPSS Statistics 20 and AMOS: professional statistical data analysis]. Saint Petersburg, Piter Publ. House. 2013. 416 p. (in Russ.).
14. Shikhalev A.M. Korreliatsionnyi analiz. Neparametricheskie metody [Correlation analysis. Nonparametric methods]. Kazan, Kazan University Publ., 2015. 58 p. (in Russ.).
15. Golik E.S., Afanasyeva O.V. Teoriia i metody statisticheskogo prognozirovaniia [Theory and methods of statistical forecasting]. Saint Petersburg, Publishing House of Northwestern State Correspondence Technical University, 2007, 182 p. (in Russ.).
16. Grishina E.N., Yazenin A.V. Data mining and implementation of portfolio analysis models in MS Excel environment. Programmnye produkty i sistemy - Software products and systems. 2006, no. 3, pp. 7-10 (in Russ.).
17. Yakovlev V.B Linear and nonlinear estimation of regression parameters in Microsoft excel. Vestnik MGPU. Seriia: Informatika i informatizatsiia obrazovaniia - The academic Journal of Moscow City University, series "Informatics and Informatization of Edication". 2019, no. 2 (48), pp. 58-71 (in Russ.). DOI:10.25688/2072-9014.2019.48.2.07
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Евгений Николаевич НЕВЕРОВ
Доктор технических наук, профессор Заведующий кафедрой техносферной безопасности, Кемеровский государственный университет Кемерово,Российская Федерация SPIN-код: 7351-6740
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3542-786X Н [email protected]
Дмитрий Александрович БЕСПЕРСТОВ
Кандидат технических наук Доцент кафедры техносферная безопасность Кемеровский государственный университет Кемерово,Российская Федерация SPIN-код: 3043-6803
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0626-6948 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Evgeny N. NEVEROV
Grand Doctor in Engineering, Professor Head of the Department "Technosphere Safety", Kemerovo State University, Kemerovo, Russian Federation SPIN-cod: 7351-6740
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3542-786X H [email protected]
Dmitry A. BESPERSTOV
PhD in Engineering
Associate Professor of the Technosphere Safety Department Kemerovo State University, Kemerovo, Russian Federation SPIN-cod: 3043-6803
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0626-6948 H [email protected]
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Ирина Вадимовна ТИМОЩУК Н
Доктор технических наук
Профессор кафедры техносферная безопасность, Кемеровский государственный университет Кемерово, Российская Федерация SPIN-код: 1172-6298
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1349-2812 Н [email protected]
Максим Александрович НЕГРЕЕВ
Студент кафедры техносферная безопасность, Кемеровский государственный университет, Кемерово, Российская Федерация Н [email protected]
Поступила в редакцию 11.06.2024 Принята к публикации 03.07.2024
Для цитирования:
Неверов Е. Н, Бесперстов Д. А, Тимощук И. В., Негреев М. А. Анализ лесных пожаров в Кузбассе за краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный период времени // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 87-98. 001:10.25257/РБ.2024.4.87-98
Irina V. TIMOSHCHUK H
Grand Doctor in Engineering Professor of the Technosphere Safety Department, Kemerovo State University, Kemerovo, Russian Federation SPIN-cod: 1172-6298
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1349-2812 H [email protected]
Maksim A. NEGREEV
Student of "Technosphere Safety" department, Kemerovo State University, Kemerovo, Russian Federation H [email protected]
Received 11.06.2024 Accepted 03.07.2024
For citation:
Neverov E.N., Besperstov D.A., Tlmoshchuk I.V., Negreev M.A. Analysis of wildfires In kuzbass for short, medium and long term periods of time. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 87-98 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2024.4.87-98
ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ / REVIEW ARTICLE УДК 614.846.6
DOI 10.25257/FE.2024.4.99-109
® И. А. ГУСЕВ1, С. С. НОСКОВ2, Е. И. ХИЛЬ3, С. А. ШИГОРИН1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
2 ВНИИ ГОЧС МЧС России
3 ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Россия
Современные направления в области разработки и создания пожарной техники (часть 2)
АННОТАЦИЯ
Тема. Демонстрация достижений в области противопожарной защиты на крупнейших специализированных выставках позволяет производителям пожарной техники обменяться опытом, сообщить о новейших разработках и их преимуществах. В статье проанализированы некоторые образцы техники, представленные на международной выставке «China Fire - 2023» -одной из крупнейших в мире выставок пожарно-технического профиля. Объектом исследования являлась пожарная техника и оборудование, предметом исследования - технические новшества в пожарное технике и оборудовании.
Методы. При подготовке статьи использовались методы наблюдения, анализа, описания.
Результаты. Учитывая специфику и масштабы выставки, невозможно охватить в полном объёме все представленные образцы техники и оборудования, тем не менее их выборочный анализ позволил определить направления развития пожарной техники. Речь идёт, в первую очередь, о пожарной технике, ориентированной на тушение крупных пожаров и обеспечивающей подачу огнетушащих веществ с большими
расходами, а также пожарных подъёмных механизмах, возможности которых позволяют обеспечить проведение расширенного перечня аварийно-спасательных работ за счёт вывозимого сменного оборудования, а также работ, связанных с подачей огнетушащих веществ на тушение пожара.
Область применения результатов. Результаты исследования применимы при дальнейшей разработке инновационных образцов техники и оборудования, способных эффективно и безопасно тушить пожары и ликвидировать аварии.
Выводы. Анализ технических характеристик, конструктивного исполнения и других особенностей образцов пожарной техники и оборудования даёт представление о существующих новшествах и направлениях развития в данной сфере.
Ключевые слова: тушение пожаров, пожарное оборудование, телескопический кран, пожарный подъёмник, робототех-нические средства, шлем пожарного, тепловизор, инновации, China Fire
© I.A. GUSEV1, S.S. NOSKOV2, E.I. KHIL3, S.A. SHIGORIN1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
2 All-Russian Scientific Research Institute for Civil Defense and Emergencies of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
3 All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russia
Modern trends in developing and manufacturing firefighting appliances (part 2)
ABSTRACT
Purpose. Demonstrating achievements in the field of fire protection at the largest specialized exhibitions allows manufacturers of firefighting appliances to exchange experiences, as well as to report on the latest developments and their advantages. The article analyzes some samples of appliances presented at the international exhibition "China Fire - 2023" -one of the world largest fire-engineering exhibitions. The target of the study was firefighting appliances and equipment, the scope of the study was engineering innovations in firefighting appliances and equipment.
Methods. When writing the article, methods of observation, analysis, and description were used.
Findings. Considering the specifics and scale of the exhibition, it is impossible to fully cover all the presented samples of equipment and appliances, however, their selective analysis made it possible to determine the trends for the development of firefighting appliances. First of all, it is about firefighting equipment aimed at extinguishing large scale fires and providing
the supply of extinguishing agents with high consumption, firefighting lifting mechanisms, the capabilities of which allow for an extended range of emergency rescue operations due to the transportable integral implements, as well as activities related to extinguishing agents supply to put out a fire.
Research application field. The results of the study are applicable in the further development of innovative equipment and appliances capable of effectively and safely extinguishing fires and eliminating accidents.
Conclusions. Analysis of technical characteristics, design and other features of firefighting equipment and appliances provides an idea of existing innovations and tendencies in this area.
Key words: fire extinguishing, fire equipment, telescopic crane, aerial fire truck, robotics, firefighter helmet, thermal imaging camera, innovation, China Fire
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ВВЕДЕНИЕ
Впервой части статьи были рассмотрены образцы техники, в состав которых входят беспилотные летательные аппараты для целей пожаротушения, образцы техники, разрабатываемые для городских условий и включающие в себя различные установки и технические средства, в том числе для перекачки большого количества огнетушащих веществ (ОТВ) при ликвидации последствий затоплений и подтоплений территорий и объектов [1]. Данная статья посвящена технике и оборудованию, предназначенных для подачи значительного количества огнетушащих веществ на тушение пожара, в том числе на объектах нефтехимической промышленности, проведения аварийно-спасательных работ и работ, связанных с тушением пожаров на высотах, а также пожарно-техническому оборудованию и вооружению.
На модели Балу ВР300 расход составляет 450 л/с (два насоса с производительностью по 225 л/с каждый) от автомобиля, и от погружного насоса с производительностью 450 л/с.
Погрузка и разгрузка насоса осуществляется при помощи телескопического крана, имеющего угол поворота 360 град. с максимальным рабочим диапазоном в 17 м. Возможна работа стрелы в качестве крана на расстоянии 17 м, с грузоподъёмностью 500 кг (рис. 2).
Работа пожарного насоса поплавкового типа осуществляется за счёт гидравлического привода, причём запас гидравлических линий предусмотрен непосредственно на гидравлических катушках, расположенных на стреле телескопического крана, и обеспечивающих работу погружного насоса во всем диапазоне работы стрелы.
Основные технические характеристики пожарного автомобиля приведены в таблице /.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Одним из видов пожарной техники, представленных на выставке, являлись насо-сно-рукавные комплексы, в состав которых входит основной насос и погружной, или погружные насосы поплавкового типа. Однако учитывая массово-габаритные характеристики оборудования, при создании подобного рода техники уделяется особое внимание механизации процесса.
Рассмотрим это на примере пожарного автомобиля модели ВР300 компании Бапу (рис. /). Он предназначен для перекачки ОТВ с расходом до 300 л/с от автомобиля и от погружного насоса, имеющего производительность 300 л/с на расстояние более 3 000 м. Работа погружного насоса может обеспечиваться на расстоянии по вертикали до 15 м, по горизонтали - до 50 м [2].
Рисунок 1. Пожарный автомобиль компании Sany ВР300 Figure 1. Sany ВР300 fire truck
Таблица 1 (Table 1)
Основные характеристики пожарного автомобиля Sany модели BP300 Specifications of Sany BP300 fire truck
Параметр Значение
Габаритные размеры (ДхШхВ), мм 11 500 х 2 550 х 3 950
Производительность основного насоса, л/с 300
Максимальное удаление по вертикали, при заборе воды, м 15
Максимальное удаление по горизонтали, при заборе воды, м 50
Производительность погружного насоса, л/с 300
Рабочее давление погружного насоса, МПа 1,0
Грузоподъёмность стрелы при максимальном вылете в 17 м, кг 500
Рисунок 2. Размещение телескопического крана
на пожарном автомобиле ВР300 Figure 2. Telescopic crane placement on BP300 fire truck
Отдельного внимания заслуживает пожарная техника, которая разрабатывается для тушения пожаров в резервуарных парках, нефтехранилищах и на подобного рода объектах. Учитывая особенности данных пожаров, на их тушение требуется подача значительного количества ОТВ в виде воды и воздушно-механической пены [3-5].
Стоит остановить внимание на пожарном автомобиле модели РМ400 компании ]1вёа, предназначенном для доставки средств подачи ОТВ к месту тушения пожаров в резервуарных парках и нефтехранилищах (рис. 3, табл. 2) [6].
Автомобиль оборудован системой собственного орошения, имеет в своём составе три лафетных ствола, два с расходом 80 л/с при давлении 1,0 МПа, и один лафетный ствол с расходом 400 л/с при давлении 1,0 МПа. Дальность подачи ОТВ составляет 130-140 м.
Технически реализовано, что элементы во-допенных коммуникаций, по которым транспортируются ОТВ до средств подачи, проходят по бортам пожарного автомобиля.
В модели пожарного автомобиля РМ600 предусматривается основной лафетный ствол с расходом 600 л/с при давлении 1 МПа и дальностью подачи ОТВ 140-150 м, а также три водозабора, обеспечивающих потребности основного лафетного ствола с диаметром условного прохода 300 мм.
Другим образцом техники, презентуемым данной компанией, является пожарный автомобиль модели РМ400 оснащённый лафетным стволом с производительностью 400 л/с, установленном на манипуляторе с возможностью подъёма ствола на высоту 10 м (рис. 4, 5) [7].
Пожарный автомобиль имеет возможность подключения к насосно-рукавным комплексам
Таблица 2 (Table 2)
Основные характеристики пожарного автомобиля модели РМ400 компании Jieda Specifications of Jieda РМ400 fire truck
Значение
Параметр Основной лафетный ствол Вспомогательные лафетные стволы
Номинальный расход, л/с 400 80
Номинальное давление, МПа 1,0 1,0
Эффективная дальность струи, м 130-140 80-100
Входной диаметр, мм 300 125
Количество водозаборов 2 2
(четыре входных патрубка ЭШ00) для основного лафетного ствола с расходом 400 л/с и двух лафетных стволов, расположенных по бортам. При этом данный пожарный автомобиль имеет ёмкость для хранения пенообразователя объёмом 3 м3 и кабину боевого расчёта.
Запас топлива на автомобиле обеспечивает его автономную работу в течение 6 ч. Автомобиль имеет возможность дистанционного управления на расстоянии 150 м.
Возможно подключение к насосно-рукав-ными системам других автомобилей (по бортам предусмотрены по три входных патрубка с диаметром условного прохода 150 мм или 18 патрубков с диаметром условного прохода 80 мм на некоторых моделях).
(а)
Рисунок 3. Пожарный автомобиль модели РМ400 компании Jieda (вид сбоку (а) и сзади (б)) Figure 3. Jieda PM400 fire truck (lateral view (a) and back view (б))
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 4. Пожарный автомобиль модели РМ400 Figure 4. PM400 fire truck
Для доставки к месту пожара ОТВ и обеспечения их подачи компанией ]1вёа был разработан пожарный автомобиль, по техническим характеристикам относящийся больше к пожарной автоцистерне (рис. 6, табл. 3) [8].
Пожарная автоцистерна адаптирована для тушения пожаров на объектах нефтехимической промышленности. Управление автомобилем
автоматизировано, и на расстоянии до 150 м может осуществляться дистанционно. Запас вывозимых ОТВ в виде воды 19 000 л, в виде пенообразователя - 9 000 л. Оснащена насосной установкой с производительностью 160 л/с при напоре 100 м.вод.ст., лафетным стволом с расходом 150 л/с и дальностью подачи ОТВ по воде до 120 м, по пене до 100 м. Шасси пожарного автомобиля имеет колёсную формулу 10 х 4.
Отдельного внимания заслуживают пожарные подъёмные механизмы, которые всегда были предметом повышенного внимания ввиду своих конструктивных и функциональных особенностей. На сегодняшний день по действующей классификации для целей пожаротушения используются три основных вида пожарных подъёмных механизмов: пожарные автолестницы, автоподъёмники коленчатые пожарные, пеноподъёмники пожарные. Конструктивное исполнение некоторых подъёмных механизмов подразумевает наличие в их составе цистерн для хранения огнетушащих веществ и насосных установок.
Анализ представленных на выставке образцов позволил выявить некоторые отличительные особенности подъёмных механизмов,
(а) (б)
Рисунок 5. Пожарный автомобиль модели РМ400 (вид спереди (а) и сзади (б)) Figure 5. PM400 fire truck (front view (a) and back view (б))
Рисунок 6. Пожарная автоцистерна компании Jieda Figure 6. Jieda water tender
Таблица 3 (Table 3)
Основные характеристики пожарной автоцистерны компании Jieda Specifications of Jieda water tender
Параметр Значение
Запас вывозимых ОТВ
Вода, м3 19
Пенообразователь, м3 9
Пожарный насос
Производительность, л/с 150-160
Рабочее давление, МПа 1,0
Лафетный ствол
Номинальный расход, л/с 150
Номинальное давление, МПа 1,0
Эффективная дальность струи по воде, м 100-120
Эффективная дальность струи по пене, м 95-100
Дальность дистанционного управления, м 150
предназначенных для проведения аварийно-спасательных работ и подачи огнетушащих веществ при тушении пожаров:
1) наличие средств подачи огнетушащих веществ или ведения аварийно-спасательных работ (люльки на подъемниках отсутствуют) и возможность использования при тушении пожаровв жилых и общественных зданиях;
2) тип исполнения коленчатых подъёмников - шарнирный, который с точки зрения маневренности стрелы более приемлем.
3) возможность использования набора сменного рабочего оборудования для стрелы, вывозимого самим подъёмником.
Рисунок 7. Пожарный подъёмник модели JP28 компании Sany Figure 7. Sany JP28 aerial fire truck
Таблица 4 (Table 4)
Технические характеристики пожарного подъёмника модели JP28 компании Sany Specifications of JP28 aerial fire truck by Sany
Параметр Значение
Общая масса, кг 40 750
Шасси Вольво
Высота подъема, м 28
Лафетный ствол РЬКЭ 10/80В
Характеристика гидромолота Может пробить бетон толщиной до 200 мм
Гидравлический захват Может демонтировать решётки на окнах и захватывать автомобили
Гидравлические кусачки Резка одновременно трёх кусков арматуры толщиной 20 мм за один приём
Подъемный механизм Максимальный стартовый вес 2,6 т
Рассмотрим шарнирный подъёмник модели ]Р28 компании Болу, относящийся ко второму типу техники данной линейки и предназначенный для проведения аварийно-спасательных работ, а также работ, связанных с пожаротушением на высотах до 28 м (рис. 7, 8, табл. 4). Тип исполнения стрелы - шарнирный, что позволяет сделать стрелу маневренной и обеспечить выполнение работ во многих точках пространства. Оснащается лафетным стволом РЬКЭ 10/80В, гидромолотом, гидравлическими ножницами, гидравлическим схватом [9].
Возможна работа в качестве крана грузоподъёмностью 2 600 кг.
Комплект сменного рабочего оборудования шарнирного подъёмника размещается на его платформе и вывозится самим автомобилем к месту ведения работ (рис. 9, 10).
Шарнирный подъёмник ]Р41 компании Болу, относящийся к первому типу техники данной линейки, предназначен для подачи огнетушащих веществ на высоту до 41 м (рис. 11, табл. 5) [10].
Подъёмник оснащён системами, обеспечивающими безопасную эксплуатацию пожарного
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 8. Стрела шарнирного подъёмника модели JP28 с лафетным стволом и ковшом Figure 8. JP28 articulated boom of JP28 aerial fire truck with monitor and bucket
автомобиля, такими как: система определения расстояния от стрелы до препятствия в режиме реального времени; система определения температуры стрелы и автоматического разбрызгивания ОТВ для её охлаждения; автоматическое определение расстояния от высоковольтных линий электропередач; постоянный мониторинг работоспособности системы и положения подъёмника в пространстве.
Минимальная ширина опорного контура может составлять 3,3 м.
Стрела представляет собой шестисекцион-ный складной рычаг, конец стрелы телескопический. На конце стрелы предусматриваются устройства для вскрытия оконных проёмов (разрушения
Рисунок 9. Размещение сменного оборудования на платформе пожарного автомобиля Figure 9. Integral implements operation demonstration
стеклопакетов). На конце стрелы также может устанавливаться насос для забора воды из труднодоступных мест и её перекачки (рис. 12).
Особенностью рассматриваемых образцов техники является возможность их применения не только для подачи ОТВ, но и для проведения аварийно-спасательных работ.
Отдельного внимания требует анализ разработок в сфере роботизации процессов пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ. Применение робототехнических средств при тушении пожаров является достаточно актуальным вопросом, учитывая сопутствующие профессии пожарного опасности [11-13]. Представленное на выставке многообразие робототехнических средств свидетельствует о высокой степени актуальности данных разработок, а также демонстрирует широкие возможности их применения при выполнении различных задач. Так, представленные образцы, имея во многом схожие типы приводов и транспортные базы, оснащаются разными средствами подачи ОТВ и проведения аварийно-спасательных работ:
Рисунок 11. Пожарный подъёмник JP41 компании Sany Figure 11. JP41 aerial fire truck by Sany
- вентиляторная установка с подводимыми в струю потока водяными стволами, обеспечивающими формирование и подачу водяного тумана для целей вентиляции и пожаротушения (рис. 13, а);
- средства подачи воды и воздушно-механической пены, а также иных видов ОТВ (рис. 13, б);
- средства разминирования (рис. 13, в);
- средствами для разрушения и подъёма конструкций, их захвата, перемещения и др. (рис. 13, г).
Таблица 5 (Table 5)
Технические характеристики пожарного подъёмника JP41 компании Sany Specifications of JP41 aerial fire truck by Sany
Параметр Значение параметра
Габаритные размеры, мм 11 995 х 2 520 х 3 930
Общая масса, кг 33 490
Шасси Вольво
Максимальные размеры опорного контура, м 7,3 х 7,45
Максимальная рабочая высота/ амплитуда, м 40,6/33,9
Расход средства подачи ОТВ, л/с 70
Рабочее давление средства подачи, МПа 1,4
Дальность подачи ОТВ, вода/пена, м 75/70
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2024. № 4
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
в(с) r(d)
Рисунок 13. Образцы робототехнических средств, демонстрируемых на выставке Figure 13. Robotics samples demonstrated at the exhibition
Помимо мобильных средств пожаротушения на выставке было представлено оборудование, которое также заслуживает определённого внимания.
Практический опыт показывает, что применение тепловизоров является хорошим подспорьем при тушении пожара. Используемые в пожарной охране тепловизоры имеют разное конструктивное исполнение, могут переноситься
в руках, закрепляться на боевой одежде пожарного и т. п. [14]. Встроенный в шлем или каску пожарного тепловизор может стать более функциональным. Такая попытка была предпринята производителем, который продемонстрировал образец шлема пожарного с тепловизором (рис. 14).
Конструктивно тепловизор размещается на каркасе, что позволяет оснастить им любой шлем
Рисунок 15. Цветовая гамма изготовляемых пожарных рукавов Figure 15. Color range of manufactured fire hoses
Рисунок 16. Пожарные соединительные головки Figure 16. Fire coupling heads
подобной модели, также на каркасе размещается экран, отображающий информацию с тепловизора, батарея и передатчик, который позволяет передавать изображение с тепловизора на сторонний экран, находящийся, например, в штабе пожаротушения. Основными недостатками конструкции являются большая масса шлема и его габаритные размеры, которые не во всех случаях позволяют комфортно и эффективно использовать данное оборудование [15].
Производителями было представлено также большое разнообразие пожарных рукавов (рис. 15). Особый интерес представляли пожарные соединительные головки, навязанные на рукава, выполненные по типу быстроразъёмных соединений (рис. 16).
Рассматриваемый тип соединений позволяет осуществлять быструю стыковку пожарных рукавов, однако обладает рядом недостатков, таких как соединение рукавов только в одном направлении, закисание и подклинивание соединительных головок. При этом, как было замечено, в составе пожарного автомобиля могут вывозиться рукава как с рассматриваемым типом соединений, так и с соединительными головками типа Бtorz, что также не совсем удобно исходя из тактических соображений.
В
ВЫВОДЫ
качестве выводов проведённого научного обзора может стать следующее. Новейшая пожарная техника, ориентированная на тушение крупных пожаров, обеспечивает подачу огнетушащих веществ с большими расходами. Особое внимание разработчиков уделяется автоматизации и механизации процесса использования представленных образцов техники ввиду массово-габаритных характеристик применяемого оборудования.
Отдельно стоит отметить особенности представленных на выставке образцов пожарных подъёмных механизмов, возможности которых позволяют обеспечить проведение расширенного перечня аварийно-спасательных работ за счёт вывозимого сменного оборудования, а также работ, связанных с подачей огнетушащих веществ на тушение пожара.
Крупнейшая выставка пожарно-техничес-кого профиля, на которой мировые производители демонстрируют достижения в области противопожарной защиты, позволила выявить тенденции в данной сфере научно-технических разработок.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Гусев И. А, Носков С. С., Ольховский И. А. Современные направления в области разработки и создания пожарной техники (часть 1) // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 46-54. Э01:10.25257/РЕ.2024.2.46-54
2. Пожарные автомобили [Электронный ресурс] // Sany Russia. Официальное представительство: сайт. Режим доступа: https://www.sanyglobal.com/ru/product/ fire-fighting_&_rescue/water_tower_fire_truck/ (дата обращения 12.11.2024).
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
3. Беловолова Ю. В., Тимофеев С. С., Кузнецов К. Л. Исследование тактико-технических характеристик специальной и пожарной техники, привлекаемой при тушении пожаров резервуарных парков // Техносферная безопасность в XXI веке: материалы XI всероссийской научно-практической конференции магистрантов, аспирантов и молодых ученых. Иркутск: Иркутский национальный исследовательский технический университет, 2021. С. 94-97.
4. Мамедов А. Ш. Статистический анализ возникновения, развития и тушения пожаров в резервуарных парках // Закономерности формирования и воздействия морских, атмосферных опасных явлений и катастроф на прибрежную зону РФ в условиях глобальных климатических и индустриальных вызовов («Опасные явления - II»): материалы II международной научной конференции памяти члена-корреспондента РАН Д. Г. Матишова. Ростов-на-Дону: Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук, 2020. С. 290-293.
5. Никитин А. В., Кузовлев А. В. Особенности тушения нефти и нефтепродуктов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2018. Т. 1, № 9. С. 662-664.
6. Jieda Fire truck China (Interschutz 2022 Hannover) [Электронный ресурс] // Видеоролик компании Jieda. Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=72YvmGdqB54&t=84s (дата обращения 12.11.2024).
7. Superduty Foam Tower [Электронный ресурс] // Jieda Fire-Protection Vehicle I Equpment Co., Ltd. Suzhou Citi: сайт компании. Режим доступа: http://www.jiedafire.com/ (дата обращения 12.11.2024).
8. Продукция компании Jieda Fire-Protection Vehicle I Equpment Co. [Электронный ресурс] // Официальный сайт. Режим доступа: http://www.jiedafire.com/ (дата обращения 12.11.2024).
9. Пожарная машина для обеспечения доступа [Электронный ресурс] // Sany Russia. Официальное представительство: сайт. Режим доступа: https://www.sanyglobal.com/ru/product/ fire-fighting_&_rescue/special_fire-fighting/132/ (дата обращения 12.11.2024).
10. Длиннопролетная водонапорная башня. Профессиональная большая пролетная пожарная машина [Электронный ресурс] // Sany Russia. Официальное представительство: сайт. Режим доступа: https://www.sanyglobal.com/ru/product/fire-fighting_&_rescue/water_tower_fire_truck/124/#specs (дата обращения 12.11.2024).
11. Алешков М. В., Цариченко С. Г., Холостов А. Л., Гусев И. А. Обеспечение пожарной безопасности объектов энергетики путем разработки и применения мобильной робототехники пожаротушения // Пожаровзрывобезопасность. 2018. Т. 27, № 9. С. 35-49. D0I:10.18322/PVB.2018.27.09.35-49
12. Пеньков И. А., Гусев И. А., Носач Ю. И., Чирко О. В. Основные направления деятельности и приоритеты развития робототехники пожаротушения на основе опыта применения в системе МЧС России // Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности и защиты от чрезвычайных ситуаций: сборник материалов всероссийской научно-практической конференции. Железногорск: Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2022. С. 394-398.
13. Тодосейчук С. П., Самойлов К. И., Климачева Н. Г., Дикий В. А, Симанов С. Е. Научно-методические основы создания и применения робототехнических средств для решения задач МЧС России МЧС России. М.: ВНИИ ГОЧС (ФЦ), Центр «Лидер», 2011, 192 с.
14. Щеколдин С. Л. Применение тепловизора подразделениями ФПС при организации тушения пожара и проведении аварийно-спасательных работ // Образование и наука в России и за рубежом. 2020. № 11(75). С. 187-192.
15. iFalconHM - Нашлемная система наблюдения [Электронный ресурс] // Energy Laser Focusing Innovations: сайт компании. Режим доступа: https://ru.ifalcon.eu/ifalconhm (дата обращения 12.11.2024).
16. Интерфейс огня [Электронный ресурс] // Taizhou Shenlong Fire Science And Technology Co., Ltd.: официальный сайт. Режим доступа: https://www.tzsl-fire.com/product/p2/97. html (дата обращения 12.11.2024).
REFERENCES
1. Gusev I.A., Noskov S.S., OIkhovsky I.A. Modern trends in developing and manufacturing firefighting appliances (part 1). Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 2, pp. 46-54 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2024.2.46-54
2. Fire trucks. SanyRussia. Official representative office: website. Available at: https://www.sanygIobaI.com/ru/product/fire-fighting_ &_rescue/water_tower_fire_truck / (accessed November 12, 2024).
3. Belovolova Yu.V., Timofeev S.S., Kuznetsov K.L. Study of tacticaI and technicaI characteristics of speciaI and fire fighting equipment involved in extinguishing fires in tank farms commodity production of Angarsk petrochemicaI company. In: Tekhnosfernaya bezopasnost' v XXI veke: materialy XI vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii magistrantov, aspirantov i molodykh uchenykh [Technosphere safety in the XXI century: materials of the XI AII-Russian scientific and practical conference of undergraduates, postgraduates and young scientists]. Irkutsk, Irkutsk NationaI Research TechnicaI University PubI., 2021. Pp. 94-97 (in Russ.).
4. Mamedov A.S. StatisticaI anaIysis of the occurrence, deveIopment and extinguishing of fires in tank farms. In: Zakonomernosti formirovaniya i vozdeistviya morskikh, atmosfernykh opasnykh yavlenii i katastrof na pribrezhnuyu zonu RF v usloviyakh global'nykh klimaticheskikh i industrial'nykh vyzovov ("Opasnye yavleniya - II"): materialy II mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii pamyati chlena-korrespondenta RAN D. G. Matishova [Patterns of formation and impact of marine, atmospheric hazards and disasters on the coastaI zone of the Russian Federation in the context of gIobaI cIimatic and industriaI chaIIenges ("Dangerous phenomena - II"): materiaIs of the II InternationaI Scientific conference in memory of Corresponding member of RAS D. G. Matishov]. Rostov-on-Don, FederaI Research Center Southern Scientific Center of RAS PubI., 2020. Pp. 290-293 (in Russ.).
5. Nikitin A.V., KuzovIev A.V. Features of extinguishing oiI and petroIeum products. Pozharnaya bezopasnost': problemy i perspektivy - Fire Safety: ProbIems and Prospects. 2018, voI. 1, no. 9, pp. 662-664 (in Russ.).
6. Jieda Fire truck China (Interschutz 2022 Hannover). A video cIip from Jieda. AvaiIabIe at: http://www.jiedafire.com / (accessed November 12, 2024).
7. Super duty Foam Tower. Jieda Fire-Protection VehicIe i Equipment Co., Ltd. Suzhou Citi: company website. AvaiIabIe at: http://www.jiedafire.com / (accessed November 12, 2024).
8. Products of Jieda Fire-Protection VehicIe I Equpment Co. OfficiaI website. AvaiIabIe at: http://www.jiedafire.com / (accessed November 12, 2024).
9. Fire truck for connecting to the network. Sany Russia. OfficiaI representative office: website. AvaiIabIe at: https://www. sanygIobaI.com/ru/product/fire-fighting_&_rescue/speciaI_fire-fighting/132 / (accessed November 12, 2024).
10. Long-span water tower. Russian FiIm Academy. Sany Russia. OfficiaI representative office: website. AvaiIabIe at: https:// www.sanygIobaI.com/ru/product/fire-fighting_&_rescue/water_ tower_fire_truck/124/#specs (accessed November 12, 2024).
11. AIeshkov M.V., Tsarichenko S.G., KhoIostov A.L., Gusev I.A. Assurance fire safety of power faciIities due to deveIopment and appIication of fire extinguishing mobiIe robotics. Pozharovzryvobezopasnost' - Fire and ExpIosion Safety. 2018, voI. 27, no. 9, pp. 35-49 (in Russ.). D0I:10.18322/PVB.2018.27.09.35-49
12. Penkov I.A., Gusev I.A., Nosach Yu.I., Chirko O.V. The main directions of activity and priorities for the deveIopment of fire extinguishing robotics based on the experience of appIication in EMERCOM of Russia system. In: Aktual'nye problemy obespecheniya pozharnoi bezopasnosti i zashchity ot chrezvychainykh situatsii: sbornik materialov vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [ActuaI probIems of fire safety and protection from emergencies: a coIIection of materiaIs of the
All-Russian scientific and practical conference]. Zheleznogorsk, Siberian Fire and Rescue Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2022. Pp. 394-398 (in Russ.).
13. Todoseychuk S.P., Samoilov K.I., Klimacheva N.G., Dikiy V.A., Simonov S.E. Nauchno-metodicheskie osnovy sozdaniya i primeneniya robototekhnicheskikh sredstv dlya resheniya zadach MCHS Rossii MCHS Rossii [Scientific and methodological foundations of the creation and application of robotic tools for solving the tasks of EMERCOM of Russia]. Moscow, All-Russian Scientific Research Institute for Civil Defense and Emergencies of the EMERCOM of Russia, Center "Leader" Publ., 2011, 192 p. (in Russ.).
14. Shchekoldin S.L. Application of the thermal imager by FPS units in the organization of fire extinguishing and emergency rescue operations. Obrazovanie i nauka v Rossii i za rubezhom -Education and science in Russia and abroad. 2020, no. 11(75), pp. 187-192 (in Russ.).
15. iFalconHM - Helmet-mounted surveillance system. Energy Laser Focusing Innovations: company website. Available at: https://ru.ifalcon.eu/ifalconhm (accessed November 12, 2024).
16. Fire Interface. Taizhou Shenlong Fire Science And Technology Co., Ltd.: official website. Available at: https://www. tzsl-fire.com/product/p2/97.html (accessed November 12, 2024).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Иван Александрович ГУСЕВ Н
Кандидат технических наук Доцент кафедры пожарной техники, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация, SPIN-код: 9179-7037 Н [email protected]
Сергей Семенович НОСКОВ
Кандидат технических наук, доцент Начальник научно-исследовательского центра развития технических средств и технологий, ВНИИ ГОЧС МЧС России Москва, Российская Федерация, SPIN-код: 4998-8568
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8107-5095 Н [email protected]
Евгений Иванович ХИЛЬ
Кандидат технических наук
Ведущий научный сотрудник научно-исследовательского сектора, ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 1901-3551
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8267-4871 Н [email protected]
Сергей Александрович ШИГОРИН
Кандидат технических наук
заместитель начальника кафедры пожарной техники, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация Н [email protected]
Поступила в редакцию 06.02.2024 Принята к публикации 26.02.2024
Для цитирования:
Гусев И. А., Носков С. С., Хиль Е. И, Шигорин С. А. Современные направления в области разработки и создания пожарной техники (часть 2) // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 99-109. 00!:10.25257/РЕ.2024.4.99-109
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Ivan A. GUSEVH
PhD in Engineering
Associate Professor of Fire Appliances Department State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 9179-7037 H [email protected]
Sergey S. NOSKOV
PhD in Engineering, Associate Professor
Chief of the Scientific Research Center
for the Development of Technical Means and Technologies,
All-Russian Scientific Research Institute for Civil Defense and Emergencies
of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 4998-8568
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8107-5095 H [email protected]
Evgeny I. KHIL
PhD in Engineering
Leading researcher in the research sector,
All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation SPIN-cod: 1901-3551
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8267-4871 H [email protected]
Sergey A. SHIGORIN
PhD in Engineering
Deputy Head of the Department of Fire Appliances,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
Received 06.02.2024 Accepted 26.02.2024
For citation:
Gusev I.A., Noskov S.S., Khil E.I., Shigorin S.A. Modern trends in developing and manufacturing firefighting appliances (part 2). Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 99-109 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2024.4.99-109
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.841.411
DOI 10.25257/FE.2024.4.110-119
® А. А. АБАШКИН1, С. С. МУСЛАКОВА1, В. И. ПРИСАДКОВ1, С. В. УЛИЧЕВ2, В. Е. ФАДЕЕВ3, А. В. ХОДОС4
1 ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация
2 Главное управление МЧС России по Республике Карелия, Петрозаводск, Российская Федерация
3 Департамент надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России, Москва, Российская Федерация
4 Фонд по сохранению и развитию Соловецкого архипелага, Москва, Российская Федерация
Вопросы повышения пожарной безопасности деревянных храмов
АННОТАЦИЯ
Тема. На основе обобщения результатов многолетних исследований показаны возможности защиты деревянных храмов от пожаров; выявления и тушения очагов пожара; обеспечения безопасности посетителей храма при пожаре в условиях ограниченных ресурсов. Типовые вопросы обеспечения пожарной безопасности деревянных памятников культуры рассмотрены на примере уникального памятника деревянного зодчества России - Успенского собора в городе Кемь, Республика Карелия, приходского храма, доступного для посещения туристов.
Методы. Поставленные задачи были решены на основе комплексного обследования храма экспертами и анализа состояния пожарной безопасности объекта специалистами по профилактике и тушению пожаров. Критерием обеспечения пожарной безопасности является выполнение требования по обеспечению нормативного значения индивидуального пожарного риска. Были предложены мероприятия по противопожарной защите храма с учётом опыта отечественных и зарубежных разработок в области обеспечения пожарной безопасности на объектах культурного наследия.
Результаты. Установлены причины повышенной пожарной опасности деревянного собора в г. Кемь и сформулированы предложения по обеспечению пожарной безопасности храма.
Сформулированы предложения по обеспечению пожарной безопасности Успенского собора. Для минимизации затрат на приспособление объекта к современному использованию приведены варианты противопожарной защиты храма. Сопоставляются варианты строительной и пожарной профилактики с инженерными средствами пожаротушения с учётом специфики исторических деревянных зданий.
Область применения результатов. Комплекс противопожарных мероприятий даёт возможность на основе вариантного проектирования и при учёте определённых критериев установить рациональную систему противопожарной защиты объекта. Предложения можно рассматривать как типовые, обеспечивающие требуемый уровень пожарной безопасности культовых объектов деревянного зодчества.
Выводы. Сформулированы предложения по системе противопожарных мероприятий по защите объекта культурного наследия народов России федерального значения.
Ключевые слова: деревянный собор, пожарная безопасность, критерий безопасности, роботизированная установка пожаротушения, огнезащита древесины, индивидуальный пожарный риск
Благодарность: Выражаем благодарность за оказанную помощь в подготовке материалов к статье А. В. Капустину, А. С. Новикову, Отцу Симеону, А. И. Романову, А. В. Сокуру, А. В. Талиманчуку. Особая признательность Главе Республики Карелия А. О. Парфенчикову за внимание к вопросам обеспечения пожарной безопасности деревянных церквей Карелии.
® A.A. ABASHKIN1, S.S. MUSLAKOVA1, V.I. PRISADKOV1, S.V. ULICHEV2, V.E. FADEEV3, A.V. KHODOS4
1 All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation
2 Main Directorate of the EMERCOM of Russia in the Republic of Karelia, Petrozavodsk, Russian Federation
3 Department of Supervisory Activities and Preventive Work of the EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
4 Fund for the conservation and development of the Solovetsky Archipelago
Issues of improving fire safety of wooden churches
ABSTRACT
Purpose. Based on the generalization of the results of long-term studies, the possibilities of protecting wooden churches from fires; detecting and extinguishing fire sources; ensuring safety of churchgoers in case of fire in conditions of limited resources are shown. Typical issues of ensuring fire safety of wooden cultural monuments are considered on the example of a unique monument of wooden architecture in Russia - the Assumption Cathedral in the town of Kem, Republic of Karelia, a parish church available to visitors.
Methods. The tasks have been solved on the basis of the comprehensive examination of the church by experts and the analysis of fire safety state of the facility by fire prevention and extinguishment specialists. The criterion for ensuring fire safety is the fulfillment of the requirement on ensuring the normative value of the individual fire risk. Measures on fire protection of the church have been proposed, taking into account the experience of national and foreign developments in the field of fire safety at cultural heritage sites.
Findings. The causes of the increased fire hazard of the wooden church in the town of Kem have been estabIished and recommendations have been made for ensuring fire safety of the church. The recommendations for ensuring fire safety of the Assumption CathedraI have been made. To minimize the cost of adapting the faciIity to the modern use, options for fire protection of the church are given. Options for buiIding construction and fire prevention are compared with engineering means of fire extinguishment, taking into account the features of historicaI wooden buiIdings.
Research application field. A set of fire prevention measures makes it possibIe to estabIish a rationaI fire protection system of
the faciIity based on the variant design and taking into account certain criteria. Recommendations can be considered as typicaI providing the required IeveI of fire safety of reIigious faciIities of wooden architecture.
Conclusions. Recommendations have been made on a system of firefighting measures for protecting cuIturaI heritage faciIities of federaI significance of the Russian peopIes.
Key words: wooden cathedraI, fire safety, safety criterion, robotic fire extinguishing system, fire protection of wood, individuaI fire risk
Gratitude: We express our gratitude to A. V. Kapustin, A. S. Novikov, Priest Simeon, A. I. Romanov, A. V. Sokur, A. V. Talimanchuk for the assistance provided in preparing the materials for the article. Special gratitude is granted to Head of the Republic of Karelia A. O. Parfenchikov for attention to the issues of ensuring fire safety of the wooden churches in Karelia.
В
ВВЕДЕНИЕ
опросы защиты от пожаров деревянных храмов, церквей, колоколен - объектов культурного наследия народов России религиозного назначения (далее ОКН) актуальны для нашей страны. Сохранение подобных объектов, построенных в 18-20 вв., является важной задачей по ряду очевидных причин. Об этом напоминают статистика пожаров в деревянных памятниках истории и культуры, резонансные пожары уникальных зданий, имевших место в России. Остановимся подробнее на двух из них [1, 2].
Пожар в церкви Спаса Преображения Спас-Вежи Свято-Троицкого Ипатьевского мужского монастыря на территории Нового города в Костроме произошел в период передачи Нового города монастырю 4 сентября 2002 года.
Церковь была построена в 1713 г. и первоначально стояла в низине у села Спас-Вежи, в месте, куда могли доходить воды реки Волги при разливе. Поэтому строители поставили церковь на сваи, «столбы» (рис. 1). В связи со строительством Горь-ковского водохранилища в 1956 г., церковь была разобрана и перевезена на территорию Свято-Троицкого Ипатьевского монастыря.
Из церкви был предусмотрен единственный выход, соединяющий галерею храма (гульбище) с отметкой земли. Под церковью была устроена отсыпка из песка. Высота балок пола церкви относительно уровня земли составляла 1,5-2 м.
Пожарным удалось предотвратить распространение пожара церкви на монастырь и здания музея деревянного зодчества. Пожар, предположительно, возник от непотушенной сигареты. Сгоревшая церковь была уникальным памятником архитектуры. Церковь в настоящее время не восстановлена.
Пожар в деревянной церкви Успения Пресвятой Богородицы в г. Кондопоге произошел 10 августа 2018 г. и возник по причине поджога. Церковь была построена в 1774 г. и устроена на высоком подклете. Здание было одним из самых высоких среди деревянных церквей России - 42 м (рис. 2).
В церкви отсутствовали электроприборы и электропроводка. Здание церкви относилось к местному музею. Объект был оборудован пожарной сигнализацией, обеспечивалось прибытие пожарных подразделений в течение 10 минут.
В настоящее время четверик церкви находится в защитном саркофаге и проводятся подготовительные работы по её восстановлению. Церковь являлась памятником культурного наследия России. Утраченная церковь - единственный храм, где
Рисунок 1. Церковь Спаса Преображения Спас-Вежи Свято-Троицкого Ипатьевского мужского монастыря до пожара
Figure 1. Church of the Transfiguration of the Savior from Spas-Vezhi of the Holy Trinity Ipatiev Monastery before the fire
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 2. Церковь Успения Пресвятой Богородицы
в г. Кондопога до пожара Figure 2. The Dormition Church in Kondopoga before the fire
сохранялось уникальное «небо» с изображением Христоса-архиерея и двенадцати апостолов.
Вышеприведенные примеры потерь уникальных церквей указывают на необходимость строжайшего соблюдения противопожарного режима, комплексного решения проблем пожарной безопасности ОКН [3, 4], что подтверждает история пожаров в России [5, 6].
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Критерии достаточности систем противопожарной защиты храмов. Рассматриваются вопросы обеспечения безопасности людей и сохранности материальных ценностей в условиях риска возникновения пожаров в деревянных церквях, храмах, используемых для проведения религиозных обрядов и (или) в музейных целях, отнесённых к классу функциональной пожарной опасности Ф 3.7 согласно п. 3 ч. 1 ст. 32 Федерального закона РФ от 22.07.2008 № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (далее ФЗ-123). При этом объекты являются памятниками истории и культуры народов России, имеющих охранный паспорт на части (детали) здания, относящиеся к предметам охраны. При реконструкции, реставрации или проведении работ по приспособлению объекта для современного использования, без изменения предмета охраны, должны учитываться положения ч. 5 ст. 1 ФЗ-123 в части, не противоречащей положениям Федерального закона РФ от 25.06.2002 №73-ФЗ «Об объектах культурного наследия (памятниках истории и культуры) народов Российской Федерации» (далее ФЗ-73).
При приспособлении объекта для современного использования необходимо иметь количественную оценку, подтверждающую возможность
безопасной эвакуации людей из исторического здания [7]. Такой характеристикой является величина запаса времени для безопасной эвакуации [8-12]:
At = t6 - t ,
бл 4R '
(1)
где ^ - время от момента возникновения пожара до момента блокирования опасными факторами пожара путей эвакуации, мин; - время эвакуации людей, отсчитываемое от момента возникновения пожара до завершения процесса эвакуации людей из здания.
Ценность величины запаса времени At заключается в её физическом смысле, показывающем, какое безопасное время есть у человека в конкретной точке пути эвакуации. Система противопожарной защиты (СПЗ) и пути эвакуации объекта должны обеспечивать для всех посетителей и служителей объекта неотрицательное значение критерия At при эвакуации из здания [13, 14]:
At > 0.
(2)
Величина At имеет смысл критерия. Если на объекте обеспечено для всех людей At > 0, то можно считать, что выполнено необходимое и достаточное условие обеспечения безопасной эвакуации людей из здания при пожаре (ч. 3 ст. 53 ФЗ-123).
К сожалению, СП 388.1311500.2018 «Объекты культурного наследия религиозного назначения. Требования пожарной безопасности» не в полной мере учитывает особенности защиты деревянных соборов и храмов, не содержит специфических нормативных требований по пожарной безопасности к зданиям V степени огнестойкости.
При приспособлении объекта религиозного назначения к современному использованию с учётом ч. 5 ст. 1, а также ч. 2 ст. 78 ФЗ-123 требования к объекту могут быть установлены соответствующими нормативными документами по пожарной безопасности, а при их отсутствии - для конкретного объекта защиты - специальными техническими условиями по обеспечению пожарной безопасности (далее СТУ).
При этом на основе оценок индивидуального пожарного риска возможно оценить достаточность (эффективность) предлагаемых противопожарных мероприятий для объекта.
В рамках приспособления ОКН для современного использования требуется всесторонний анализ и обоснование СПЗ объекта, подтверждённый количественно выполнением критерия (2) безопасности эвакуации или результатами расчёта индивидуального пожарного риска согласно
Ф3-123, также являющимся критерием обоснования достаточности разработанной СПЗ объекта [6, 13, 14]. При этом необходимо учитывать ограничения, установленные положениями ФЗ-73.
Описание устройства Успенского собора в г. Кемь. Возможное решение выше поставленной задачи рассмотрим на примере уникального храма «Успенский собор (деревянный) 1714 год» в г. Кемь (рис. 3).
Успенский собор Принят на охрану (Постановление Совета министров РСФСР от 30.08.1960 № 1327) и является памятником федерального зна -чения. Храм действующий, передан в управление Русской Православной Церкви, приписан к подворью Спасо-Преображенского Соловецкого ставро-пигиального мужского монастыря.
Успенский собор возведён на Леп-острове, омываемом двумя рукавами реки Кемь.
Городской водопровод отсутствует. Предусмотрено два пирса для забора воды пожарной техникой на тушение пожара на объекте, которые в настоящее время находятся в неисправном состоянии. В зимний период работа пожарных пирсов невозможна из-за ледяных торосов на реке Кемь.
В состав объекта входят следующие помещения: Успенский придел с алтарём; Зосимо-Савватиевский придел с алтарём; Никольский при-
Рисунок 3. Успенский собор г. Кемь Figure 3. The Assumption Cathedral in town of Kem
дел с алтарём; трапезная; сени со свечной лавкой. Степень огнестойкости здания собора - V, класс конструктивной пожарной опасности - С3. Площадь пожарного отсека - до 470 м2, объём здания -не более 7 500 м3; высота здания от отметки земли до уровня установки креста над Успенским приделом 37 м (рис. 4). В праздничные дни в соборе могут находиться одновременно не более 200 человек.
Собор работает круглый год. Зимой отапливаемыми помещениями являются сени со свечной лавкой, трапезная, Никольский придел с алтарём,
СОБОРЪ
УСПЕНН ПРЕСВЯТОЙ БОГОРОДИЦЫ въгКглш Архангельской гувернш, пост р.
ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗРГЬЗЪ
а.агЬыльца и&гаае-рел не сохранились, J,d'гокяа и д-сводъ. •устроены вновь]
n'existentplus, dd-ferretres el c-voiik. flWW ocrdrvifes, e.fenefre ¿лаелпе
cathedrale
DE LASSUMPTION DE LA S* VIERGE a Keme. vi!!e du ^ouv. d'ArcharvJs!. consir. en 17Й
ct БОРЪ ВЬ СУЩЕСТВУ-ЮЦ ШЪ вкД!Ъ
: : : ■; : .: : ■ натуры
В Сус псвъ
шт
D'apres nature par WSouslow.
Рисунок 4. План Успенского собора, чертежи В. В. Суслова (1880-90 гг.) Figure 4. The plan of the Assumption Cathedral, drawings by V.V. Suslov (1880-90)
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Зосимо-Савватиевский придел с алтарём. Отопление помещений проводится от электронагревателей, включённых в общую электросеть собора. В зимний период электронагреватели постоянно включены в электросеть.
Под свечной лавкой в подклетном пространстве собора расположено подполье. В восьмерике храма установлены пристенные сжимы, обеспечивающие стабильность наружных стен храма. Собор установлен на фундамент из валунов с прокладками из бересты между валунами и нижними венцами стен. Вход в храм по западному фасаду здания предусмотрен через двухвсходное рубленное крыльцо с двускатной крышей на столбах.
В результате проведённого обследования собора сотрудниками МЧС России совместно с сотрудниками фонда по сохранению и развитию Соловецкого архипелага, министерства культуры Республики Карелия установлено следующее:
1) наличие порогов высотой не менее 5 см, но не более 30 см в нескольких дверных проёмах между помещениями собора;
2) наличие в соборе ряда дверных проёмов между помещениями с высотой проёма менее 1,6 м;
3) заужение ширины дверных проёмов между помещениями и при выходе наружу менее 1,2 м (при количестве людей в соборе более 50 чел.);
4) отсутствие второго эвакуационного выхода из здания собора;
5) наличие разновысоких ступеней у крыльца собора;
6) уменьшение расстояния между деревянным глухим забором и крыльцом собора до 2 м;
7) уменьшение противопожарного расстояния до 6,5 м между зданием собора и Троицкой часовней;
8) устройство лестницы на хоры в Спасском приделе с уклоном 3:1;
9) наличие распределительного электрощита в шкафу, установленном на северном фасаде здания;
10) в соборе отсутствует противопожарное водоснабжение;
11) чердачные помещения, расположенные над трапезной внутри шатров под главками, и под-клет не защищены пожарной сигнализацией;
12) ряд дверей на путях эвакуации открывается не по направлению эвакуации.
Также выявлены нарушения противопожарного режима.
Экспериментальное определение исходных данных для оценки времени эвакуации из храма. Как указывалось выше, эффективность СПЗ собора должна быть подтверждена количественно, например,
результатами расчётов индивидуального пожарного риска [13]. Однако для ряда ОКН исходные данные в полном объёме отсутствуют, что требует дополнительных изысканий [15]. Для рассматриваемого объекта указанные данные отсутствуют при наличии следующих отступлений от требований нормативных документов по пожарной безопасности:
1) высота ряда эвакуационных выходов в соборе предусмотрена менее 1,9 м, но не менее 1,4 м (п. 4.2.18 СП 1.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы» (далее СП 1.13130.2020));
2) двери эвакуационных выходов наружу открываются не по направлению эвакуации из здания при числе людей в помещениях более 15 человек (п. 4.2.22 СП 1.13130.2020);
3) на путях эвакуации в соборе устроены пороги высотой более 5 см, но не более 30 см (п. 4.3.5 СП 1.13130.2020);
4) уклон открытой лестницы в Успенском приделе, ведущей на хоры, увеличен до 3:1 (п. 4.4.3 СП 1.13130.2020).
Исходя из этого, необходимо провести соответствующее обоснование (исследование) на основе специальных экспериментов по локальной эвакуации людей из собора (по времени прохода через соответствующие участки пути) [13, 16], позволяющих установить отсутствующие параметры путей эвакуации. Полученные результаты могут быть использованы как дополнительные исходные данные при расчёте по Методике определения расчётных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и пожарных отсеках различных классов функциональной пожарной опасности, утверждённой приказом МЧС России от 14.11.2022 № 1140.
Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности Успенского собора. На основе отечественных и зарубежных исследований по обеспечению пожарной безопасности зданий V степени огнестойкости [10, 14, 17, 18], результатов обследования Успенского собора, мнения экспертов разработаны предложения по обеспечению пожарной безопасности собора:
- выполнить и эксплуатировать молниеза-щиту собора в полном соответствии с нормативными документами и инструкциями;
- исключить использование электронагревателей в помещениях собора за счёт установки модульных теплогенераторов, работающих на электричестве или отходах древесины, расположенных на требуемом расстоянии от собора;
- конструкции забора из древесины в пределах 15 м от собора подвергнуть огнезащитной обработке до второй группы огнезащитной эффективности;
- наружные строительные конструкции собора и Троицкой часовни обработать огнезащитными составами по первой группе огнезащитной эффективности;
- выполнить каменную отмостку вокруг Троицкой часовни и собора на ширину не менее 1,4 м;
- на деревянном полу под подсвечниками в соборе установить покрытие из негорючих материалов диаметром 1,5 м для предотвращения попадания горящих свечей и масла на пол;
- систему электроснабжения храма и Троицкой часовни привести в соответствие с действующими требованиями нормативных документов по пожарной безопасности (СП 6.13130.2021 «Системы противопожарной защиты. Электроустановки низковольтные. Требования пожарной безопасности» (далее СП 6.13130.2021)), а также «Правил устройства электроустановок»;
- обеспечить условия подъезда пожарных автомобилей и специальной техники к зданию собора не менее, чем с трёх сторон через двое ворот в ограде собора в соответствии с требованиями СП 4.13130.2013 «Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объёмно-планировочным и конструктивным решениям» и ФЗ-123;
- места уменьшения высоты эвакуационных выходов из помещения до не менее 1,4 м и наличия порогов высотой до 30 см обозначить фотолюминесцентными знаками безопасности в соответствии с ГОСТ 34428 «Системы эвакуационные фотолюминесцентные. Общие технические условия» [17-19];
- не предусматривать на территории собора здания и сооружения, не связанные непосредственно с работой собора;
- обеспечить круглосуточное дежурство для приёма и вывода сигнала о пожаре на пульт централизованного наблюдения отдела вневедомственной охраны г. Кеми, а также контроля за территорией собора;
- допускается, при условии расчётного обоснования, уменьшение ширины эвакуационных выходов из помещений до 1 м;
- восстановить второй эвакуационный выход непосредственно наружу из Зосимо-Савва-тиевского придела;
- допускается использование лестницы с имеющимся уклоном для выхода певчих с хоров в Успенский придел при условии ограничения количества певчих до 5 человек;
- подтвердить безопасность людей при пожаре в Успенском соборе согласно требованиям ФЗ-123 с учётом специфики собора.
Инженерные сети.
1. В соборе предусмотреть:
- систему наружного автоматического пожаротушения с использованием стационарных роботизированных установок пожаротушения (РУП) с возможностью дистанционного и ручного управления при условии подтверждения обеспечения требуемых параметров и сохранности конструкций собора при воздействии струй;
- систему автоматического водяного пожаротушения тонкораспыленной водой (далее АУП ТРВ) в отапливаемых помещениях собора в соответствии с требованиями СП 485.1311500.2020 «Системы противопожарной защиты. Установки пожаротушения автоматические. Нормы и правила проектирования» (далее СП 485.1311500.2020);
- систему пожарной сигнализации на дымовых пожарных извещателях в помещениях с пребыванием людей и на тепловых пожарных извеща-телях в техническом подполье, чердаке и в пазухах чердака;
- систему оповещения при пожаре СОУЭ 3 типа.
2. В качестве огнетушащего вещества, используемого в АУП, рекомендуется предусмотреть пену низкой кратности или воду со смачивателем.
3. Допускается взамен традиционных АУП применение АУП ТРВ. В этом случае параметры АУП ТРВ следует определять с учётом требований разд. 6.4 СП 485.1311500.2020.
4. Для уменьшения нагрузки на конструкции собора трубопроводы АУП предусмотреть из неметаллических материалов согласно разд. 6.7 СП 485.1311500.2020, прошедших испытания по ГОСТ Р 58832-2020 «Установки водяного и пенного пожаротушения автоматические. Внутренний противопожарный водопровод. Трубы и фитинги из неметаллических материалов. Методы испытаний на пожаростойкость».
5. Допускается вместо использования РУП для наружного пожаротушения и применения АУПТ в помещении Успенского придела проведение огнезащитной обработки поверхностей строительных конструкций материалами по I группе огнезащитной эффективности согласно ГОСТ Р 53292-2009 «Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний».
6. В качестве источника водоснабжения РУП и АУПТ следует предусмотреть устройство на объекте пожарного резервуара (с насосной станцией) с учётом климатических условий (заглубление, утепление от промерзания и т. п.) в соответствии с требованиями СП 8.13130.2020 «Системы
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
противопожарной защиты. Наружное противопожарное водоснабжение. Требования пожарной безопасности» (далее СП 8.13130.2020).
7. Рассмотреть возможность заполнения пожарного резервуара водой от сети городского водоснабжения, либо от устройства специального водозабора в реке Кемь.
8. Предусмотреть тушение пожара не менее чем от двух пожарных роботов с расходом и параметрами, обеспечивающими тушение пожара в любом месте снаружи здания, в том числе, на максимальной необходимой высоте.
9. Расстановка пожарных роботов на водопроводной сети должна соответствовать требованиям ВНПБ 39-20 «Роботизированные установки пожаротушения. Нормы и правила проектирования» и обеспечивать пожаротушение здания объекта.
10. Электроснабжение систем противопожарной защиты объекта следует предусмотреть по I категории надёжности электроснабжения в соответствии с требованиями СП 6.13130.2021.
11. Проводить испытания системы молние-защиты собора на подтверждение специализированной организацией характеристик, предусмотренных проектом молниезащиты.
12. Привести в работоспособное состояние системы противопожарной защиты (АПС, СОУЭ, дублирование сигнала о возникновении пожара в подразделение пожарной охраны).
Наружное противопожарное водоснабжение.
1. Наружное противопожарное водоснабжение предусмотреть в соответствии с требованиями СП 8.13130.2020. В качестве источника наружного противопожарного водоснабжения рекомендуется предусмотреть пожарные гидранты, установленные на городской водопроводной сети.
2. На период отсутствия наружного противопожарного водоснабжения следует предусмотреть использование стационарных или переносных насосных станций с погружными насосами, способными осуществлять забор воды с отметки не менее минус 30 м, с учётом выполнения следующего комплекса мероприятий:
- для установки насосных станций оборудовать пожарный пирс на реке Кемь для забора воды погружными насосами и организацией гидротехнического сооружения для создания достаточной глубины с гидрологическим учётом изменения наполнения русла реки водой;
- запуск насосных станций предусмотреть в ручном и дистанционном режиме;
- производительность насосных станций предусмотреть не менее 80 л/с.
3. При невозможности выполнения меропри-
ятий из предыдущего пункта следует рассмотреть возможность постановки на вооружение пожарной части г. Кеми пожарного насосного рукавного комплекса с погружными насосами и механизированной прокладкой рукавной линии (ПАНРК или аналог).
Вариантное проектирование системы противопожарной защиты памятника деревянного зодчества на примере Успенского собора. С целью уменьшения затрат на приспособление собора в г. Кемь к современному использованию и уменьшения сроков реконструкции предлагается рассмотреть следующие варианты противопожарных мероприятий и молниезащиты [7, 10, 20-22].
1. Огнезащитная обработка строительных конструкций фасадов, крыльца здания собора, устройство двух пожарных гидрантов рядом со зданием либо устройство роботизированной системы наружного пожаротушения.
2. АУП ТРВ в трапезной, сенях, Никольском приделе и Зосимо-Савватиевском приделе либо огнезащитная обработка стен, пола и потолка указанных помещений.
3. Установка роботизированной системы пожаротушения в Успенском приделе либо огнезащитная обработка внутренних конструкций придела огнезащитными составами.
Вариантное проектирование позволяет уменьшить финансовые затраты на устройство СПЗ собора. При этом кроме учёта единовременных капитальных и эксплуатационных затрат следует учитывать нижеследующее:
- гарантированный срок эксплуатации огнезащитного покрытия и необходимость восстановления огнезащитного покрытия по истечении срока эксплуатации либо при наличии его повреждений;
- необходимость использования огнезащитных материалов с высокой эффективностью, не изменяющих текстуру исторических строительных конструкций здания;
- получение данных, подтверждающих возможность использования роботов для тушения бревенчатых стен здания Успенского собора на различных высотах без нанесения дополнительных механических повреждений срубам и разработка алгоритмов управления роботизированными установками для наружного пожаротушения здания собора;
- возможность использования АУП ТРВ для тушения пожаров в помещениях здания V степени огнестойкости, подтверждённых опытными данными;
- при анализе стоимостных оценок вариантов системы противопожарной защиты также необходимо учитывать стоимость системы водообе-спечения на цели пожаротушения.
ВЫВОДЫ
Авторами рассмотрены типовые вопросы обеспечения пожарной безопасности деревянных церквей, относящихся к объектам культурного наследия народов России: от предотвращения возгорания до ликвидации пожара.
Выяснено, что на объектах древнерусской архитектуры имеют место особенности, требующие получения дополнительных данных для проведения количественной оценки эффективности СПЗ здания на основе критерия индивидуального пожарного риска. В связи с этим возникает необходимость получения актуальных данных в рамках проведения локальных учебных эвакуаций людей при пожарах.
Предложен перечень дополнительных противопожарных мероприятий для Успенского собора г. Кеми: от мероприятий по строительной противопожарной профилактике до использования современных инженерных средств тушения пожара.
Установлено, что для деревянного собора существенным фактором уменьшения вероятности возникновения пожара является устройство автономной отдельно стоящей котельной с соблюдением нормативных противопожарных расстояний.
Исходя из условия экономической целесообразности предложено использовать вариантное проектирование для систем противопожарной защиты памятников деревянного зодчества.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Сабова А. Цена забвения // Огонек. 2018. № 31. С. 32.
2. Михайлов К. Сгоревшая Россия // Огонек. 2018. № 31. С. 32.
3. Хасанов И. Р. Особенности пожарной опасности объектов культурного наследия религиозного назначения // Пожарная безопасность. 2018. № 2. С. 100-108.
4. Анохин Д. На линии огня // Журнал московской патриархии. 2012. № 6. С. 70-75.
5. Зимин И. В. Зимний дворец: люди и стены, история императорской резиденции. 1762-1917. - М.: Центрполиграф; СПб: Русская тройка, 2012. 478 с.
6. Богданов А, Сушкова О. Насущные проблемы обеспечения пожарной безопасности объектов культурного наследия // Алгоритм безопасности. 2014. № 5. С. 8-11.
7. Бондырев А. А, Гилетич А. Н, Присадков В. И., Барановский А. С., Соболев А. Н. Критерии выбора рациональных вариантов систем противопожарной защиты храмовых комплексов // Пожарная безопасность. 2014. № 3. С. 112-115.
8. Cooper L. Y. A concept for estimating available safe egress time in fires // Fire Safety Journal. 1983. Vol. 5 (2). Pp. 135-144. D0I:10.1016/0379-7112(83)90006-1
9. Lovreglio R, Kuligowski E., Gwynne S, Boyce K. A pre-evacuation database for use in egress simulations // Fire Safety Journal. 2019. Vol. 105. Pp. 107-128. D0I:10.1016/j.firesaf.2018.12.009
10. Еремина Т. Ю, Сушкова О. В. Обеспечения противопожарной защиты объектов культурного наследия // Сборник докладов всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы комплексной безопасности в строительстве, тенденции развития в современных условиях». М.: МИСИ-МГСУ, 2023.
11. Schröder B., Arnold L., Seyfried A. A map representation of the ASET-RSET concept // Fire Safety Journal. 2020. Vol. 115. P. 103154. D0I:10.1016/j.firesaf.2020.103154
12. Poon S. L. A dynamic approach to aset/rset assessment in performance based design // Procedia Engineering. 2014. Vol. 71. Pp. 173-181. D0I:10.1016/j.proeng.2014.04.025
13. Холщевников В. В. Гносеология людских потоков: монография. М.: Академия ГПС МЧС России, 2019. 592 с.
14. Arias S., Mossberg A., Nilsson D., WahlqvistJ. A study on evacuation behavior in physical and virtual reality experiments // Fire Technology. 2022. Vol. 58(4). Pp. 817-849. DOI:10.1007/s10694-021-01172-4
15. Sano T., Ronchi E., Minegishi Y., Nilsson D. A pedestrian merging flow model for stair evacuation // Fire Safety Journal. 2017. Vol. 89. Pp 77-89. D0I:10.1016/j.firesaf.2017.02.008
16. Kodur V., Kumar P., Rafi M. M. Fire hazard in buildings: review, assessment and strategies for improving fire safety // PSU Research Review. 2020. Vol. 4(1). Pp. 1-23. D0I:10.1108/PRR-12-2018-0033
17. Присадков В. И., Еремина Т. Ю., Сушкова О. В. Требуемый уровень пожарной безопасности музеев - объектов культурного наследия // Пожаровзрывобезопасность. 2018. Т. 27, № 4. С. 42-49. D0I:10.18322/PVB.2018.27.04.42-49
18. Бородкин А. Н., Муслакова С. В., Присадков В. И. Защита памятников истории и культуры России от пожаров // Материалы XVI научно-практической конференции «Крупные пожары: предупреждение и тушение». М.: ВНИИПО МЧС России, 2001. С. 148.
19. Муслакова С. В. Совершенствование противопожарной защиты музейных объектов : дис. ... канд. техн. наук. М.: ВНИИПО МЧС России, 2002. 212 с.
20. An Zh., Liu B. Chinese historic buildings fire safety and countermeasure // Procedia Engineering. 2013. Vol. 52. Pp. 23-26. D0I:10.1016/j.proeng.2013.02.099
21. Bernardini G. Conclusions and prospects // Fire safety of historical buildings. - Springer's advantages in applied sciences and technologies. 2017. Pp. 105-109. D0I:10.1007/978-3-319-55744-1_5
22. Huang D., Li L., Zhang H., Shi L. Recent progresses in research of fire protection on historic buildings // Journal of Applied Fire Science. 2009. Vol. 19(1). Pp. 63-81. D0I:10.2190/AF.19.1.d
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
REFERENCES
1. Sabova A. The price of oblivion. Ogonek - The light. 2018, no. 31, p. 32 (in Russ.).
2. Mikhailov K. Burnt Russia. Ogonek - The light. 2018, no. 31, p. 32 (in Russ.).
3. Khasanov I.R. Fire danger features of cultural heritage objects of religious appointment. Pozharnaya bezopasnost - Fire Safety (in Russ.)
4. Anokhin D. On the firing line. Zhurnal moskovskoi patriarkhii - Journal of the Moscow Patriarchate. 2012, no. 6, pp. 70-75 (in Russ.)
6. Bogdanov A., Sushkova O. Urgent problems of ensuring fire safety of cultural heritage sites. Algoritm bezopasnosti - Safety algorithm. 2014, no. 5, pp. 8-11 (in Russ.).
7. Bondarev A.A., Giletich A.N., Prisadkov V.I., BaranovskyA.S., Sobolev A.N. The choice criteria of rational options of fire protection systems for temple complexes. Pozharnaya bezopasnost' - Fire Safety. 2014, no. 3, pp. 112-115 (in Russ.).
8. Cooper L.Y. A concept for estimating available safe egress time in fires. Fire Safety Journal. 1983, vol. 5 (2), pp. 135-144 (in Eng.). D0I:10.1016/0379-7112(83)90006-1
9. Lovreglio R., Kuligowski E., Gwynne S., Boyce K. A pre-evacuation database for use in egress simulations. Fire Safety Journal. 2019, vol. 105, pp. 107-128 (in Eng.). D0I:10.1016/j.firesaf.2018.12.009
10. Eremina T.Yu., Sushkova O.V. Ensuring fire protection of cultural heritage objects. In: Sbornik dokladov vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii "Aktualnye problemy kompleksnoi bezopasnosti v stroitel'stve, tendentsii razvitiya v sovremennykh usloviyakh" [Collection of reports of the All-Russian scientific and practical conference "Actual problems of integrated safety in construction, development trends in modern conditions"]. Moscow, National Research Moscow State University Of Civil Engineering Publ., 2023 (in Russ.).
11. Schroder B., Arnold L., Seyfried A. A map representation of the ASET-RSET concept. Fire Safety Journal. 2020. Vol. 115. P. 103154 (in Eng.). DOI:10.1016/j.firesaf.2020.103154
12. Poon S.L. A dynamic approach to aset/rset assessment in performance based design. Procedia Engineering. 2014. Vol. 71. Pp. 173-181 (in Eng.). DOI:10.1016/j.proeng.2014.04.025
13. Kholshchevnikov V.V. Gnoseologiya lyudskikh potokov
[Epistemology of human flows]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2019. 592 p. (in Russ.).
14. Arias S., Mossberg A., Nilsson D., Wahlqvist J. A study on evacuation behavior in physical and virtual reality experiments. Fire Technology. 2022, vol. 58(4), pp. 817-849 (in Eng.). DOI:10.1007/s10694-021-01172-4
15. Sano T., Ronchi E., Minegishi Y., Nilsson D. A pedestrian merging flow model for stair evacuation. Fire Safety Journal. 2017, vol. 89, pp. 77-89 (in Eng.). DOI:10.1016/j.firesaf.2017.02.008
16. Kodur V., Kumar P., Rafi M. M. Fire hazard in buildings: review, assessment and strategies for improving fire safety. PSU Research Review. 2020, vol. 4(1), pp. 1-23 (in Eng.). DOI:10.1108/PRR-12-2018-0033
17. Prisadkov V.I., Eremina T.Yu., Bogdanov A.V., Sushkova O.V., Tikhonova N.V. Required fire safety level for museums - cultural heritage objects. Pozharovzryvobezopasnost' -Fire and Explosion Safety. 2018, vol. 27(4), pp. 42-49 (in Russ.). DOI:10.18322/PVB.2018.27.04.42-49
18. Borodkin A.N., Muslakova S.V., Prisadkov V.I. Protection of historical and cultural monuments of Russia from fires. In: Materialy XVI nauchno-prakticheskoi konferentsii "Krupnye pozhary: preduprezhdenie i tushenie" [Proceedings of the XVI scientific and practical conference "Large fires: prevention and extinguishing"]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2001, p. 148 (in Russ.).
19. Muslakova S.V. Sovershenstvovanie protivopozharnoi zashchity muzeinykh ob"ektov [Improvement of fire protection of museum objects. PhD in Engin. Sci. diss.]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia Publ., 2002. 212 p. (in Russ.).
20. An Zh., Liu B. Chinese historic buildings fire safety and countermeasure. Procedia Engineering. 2013, vol. 52, pp. 23-26 (in Eng.). DOI:10.1016/jj.proeng.2013.02.099
21. Bernardini G. Conclusions and prospects. In: Fire safety of historical buildings. Springer's advantages in applied sciences and technologies. 2017, pp. 105-109 (in Eng.). DOI:10.1007/978-3-319-55744-1_5
22. Huang D., Li L., Zhang H., Shi L. Recent progresses in research of fire protection on historic buildings. Journal of Applied Fire Science. 2009, vol. 19(1), pp. 63-81 (in Eng.). DOI:10.2190/AF.19.1.d
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Александр Анатольевич АБАШКИН
Начальник отдела моделирования пожаров и нестандартного проектирования, ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 1269-3115
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6347-3257 Н [email protected]
Светлана Витальевна МУСЛАКОВА Н
Кандидат технических наук Ведущий научный сотрудник,
ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6146-8059 Н [email protected]
Владимир Иванович ПРИСАДКОВ
Доктор технических наук, профессор Главный научный сотрудник,
ВНИИПО МЧС России, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 7905-7826
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2161-0794 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Aleksander A. ABASHKIN
Head of Department of Fire Modeling and Non-Standard Design All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation SPIN-cod: 1269-3115
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6347-3257 H [email protected]
Svetlana V. MUSLAKOVA H
PhD in Engineering
Leading Researcher, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6146-8059 H [email protected]
Vladimir I. PRISADKOV
Grand Doctor in Engineering, Professor
Chief Researcher, All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 7905-7826
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2161-0794 H [email protected]
Сергей Владимирович УЛИЧЕВ
Заместитель начальника управления надзорной деятельности и профилактической работы, Главное управление МЧС России по Республике Карелия, Петрозаводск, Российская Федерация ORCID: https://orcid.org/0009-0001-6354-0069 Н [email protected]
Виктор Евгеньевич ФАДЕЕВ
Кандидат технических наук
Старший инспектор отдела, Департамент надзорной деятельности и профилактической работы МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5742-9050
ORCID: https://orcid.org/0009-0006-1059-0907 Н [email protected]
Александр Васильевич ХОДОС
Кандидат технических наук Генеральный директор, Фонд по сохранению и развитию Соловецкого архипелага, Москва, Российская Федерация Н [email protected]
Sergey V. ULICHEV
Deputy Head of the Supervision and Preventive Work Department, Main Directorate of the EMERCOM of Russia in the Republic of Karelia, Petrozavodsk, Russian Federation ORCID: https://orcid.org/0009-0001-6354-0069 H [email protected]
Victor E. FADEEV
PhD in Engineering
Chief inspector of the Department, Department of Supervisory Activities and Preventive Work of the EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 5742-9050
ORCID: https://orcid.org/0009-0006-1059-0907 H [email protected]
Aleksander V. KHODOS
PhD in Engineering
Director General, Fund for the conservation and development of the Solovetsky archipelago, Russian Federation H [email protected]
Поступила в редакцию 07.06.2024 Принята к публикации 09.07.2024
Received 07.06.2024 Accepted 09.07.2024
Для цитирования:
Абашкин А. А, Муслакова С. С., Присадков В. И, Уличев С. В., Фадеев В. Е, ХодосА. В. Вопросы повышения пожарной безопасности деревянных храмов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 110-119. 001:10.25257/БЕ.2024.4.110-119
For citation:
Abashkin A.A., MusIakova S.S., Prisadkov V.I., UIichev S.V., Fadeev V.E., Khodos A.V. Issues of improving fire safety of wooden churches. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, eIimination. 2024, no. 4, pp. 110-119 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2024.4.110-119
УПРАВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
MANAGEMENT IN ORGANIZATIONAL SYSTEMS
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.842.8 (047.3)
DOI 10.25257/FE.2024.4.120-132
О. С. МАЛЮТИН1, В. В. МОРОЗОВ1, Р. В. МИРОНЕНКО2
1 Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Железногорск, Россия
2 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Анализ параметров функционирования пожарно-спасательных подразделений в крупных городах России
АННОТАЦИЯ
Тема. Статья посвящена анализу параметров функционирования подразделений пожарной охраны в крупных городах России. Целью авторов является выявление взаимных связей основных параметров функционирования пожарных подразделений в условиях российской действительности. К задачам авторов относится сбор исходных данных о реагировании пожарных подразделений на территории городов - региональных центров субъектов Российской Федерации, применение методов пространственного и сетевого анализа для определения площадей застройки и коэффициента непрямолинейности, проведение корреляционного анализа параметров функционирования пожарных подразделений и анализ полученных результатов.
Методы. В работе использованы методы статистического анализа функционирования пожарных подразделений, а также методы из области пространственного, сетевого и корреляционного анализа.
Результаты. Проведенная работа выявила ряд закономерностей функционирования пожарных подразделений в организационных условиях Российской Федерации. Ключевым фактором, определяющим численность и оснащённость пожарных подразделений, среди рассмотренных параметров,
является площадь застроенной территории городов и количество жителей, но особенно значительное влияние оказывает численность населения городов.
Область применения результатов. Полученные результаты могут быть применены при решении организационно-планиру-ющих мероприятий в области развития пожарно-спасательных гарнизонов.
Выводы. Существует заметная связь всех абсолютных параметров функционирования пожарных подразделений с численностью населения и площадью обслуживаемой территории. На скорости следования пожарных автомобилей негативно влияют увеличение плотности населения и количества пожаров, приходящихся на квадратный километр площади города. Впервые отмечено увеличение времени прибытия первого пожарного подразделения при увеличении количества пожаров, приходящегося на единицу обслуживаемой площади.
Ключевые слова: крупные города, пожарная статистика, корреляционный анализ, сетевой анализ, пространственный анализ
Статья публикуется в рамках научно-исследовательской работы «Разработка подходов, методов и компьютерной модели для исследования деятельности, экспертизы возможностей и проектирования территориальных подразделений пожарной охраны», выполняемой в соответствии с п. 3.3, раздела II Плана научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области гражданской обороны, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, обеспечения пожарной безопасности, преодоления последствий радиационных аварий и катастроф на 2024 год и на плановый период 2025 и 2026 годов, утвержденного приказом МЧС России от 13.09.2023 № 939
©
© O.S. MALYUTIN1, V.V. MOROZOV1, R.V. MIRONENKO2
1 Siberian Fire and Rescue Academy of State Fire Service of EMERCOM of Russia, Zheleznogorsk, Russia
2 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Analysis of fire and rescue units functioning parameters in large cities of Russia
ABSTRACT
Purpose. The article is devoted to the analysis of fire units functioning parameters in large cities of Russia. The authors' goal is to identify mutual connections of the main parameters of fire units functioning in the conditions of Russian reality. The authors' tasks include collecting initial data on the response of fire units on the
territory of cities - regional centers of the constituent entities of the Russian Federation, applying methods of spatial and network analysis to determine the development areas and the coefficient of non-linearity, conducting a correlation analysis of fire units functioning parameters and analyzing the obtained results.
Methods. The work has used methods of statisticaI anaIysis of fire units functioning, as weII as methods from the fieId of spatiaI, network and correIation anaIysis.
Findings. The work carried out has reveaIed a number of reguIarities of fire units functioning in organizationaI conditions of the Russian Federation. The key factor determining the number and equipment of fire units, among the parameters considered, is the area of the cities buiIt-up territory and the number of residents, but the popuIation of cities has a particuIarIy significant impact.
Research application field. The obtained resuIts can be appIied in soIving organizationaI and pIanning measures in the fieId of fire and rescue garrisons deveIopment.
Conclusions. There is a noticeabIe connection between aII absoIute parameters of fire units functioning with the popuIation size and the area of the serviced territory. The speed of fire trucks is negativeIy affected by the increase in popuIation density and the number of fires per square kiIometer of the city area. For the first time, an increase in the arrivaI time of the first fire unit has been noted with an increase in the number of fires per unit of serviced area.
Key words: Iarge cities, fire statistics, correIation anaIysis, network anaIysis, spatiaI anaIysis
The articIe is pubIished as part of the research work "Development of approaches, methods and a computer modeI for studying the activities, capabiIities examination and design of territoriaI fire service units", carried out in accordance with paragraph 3.3, section II of research and deveIopment work pIan in the fieId of civiI defense, prevention and eIimination of emergency situations, ensuring fire safety, overcoming consequences of radiation accidents and disasters for 2024 and for the pIanning period of 2025 and 2026, approved by order of EMERCOM of Russia dated September 13, 2023 No. 939
ВВЕДЕНИЕ
Развитие системы реагирования пожар-но-спасательных служб (ПСС) ставит перед органами управления МЧС России сложную задачу, заключающуюся в поиске ответа на вопрос «Сколько требуется создать на территории населённых пунктов пожарных подразделений для обеспечения их максимальной защищённости при минимальных затратах?». Значительный вклад в поисках ответа на данный вопрос принадлежит Н. Н. Брушлинскому и С. В. Соколову, результаты их работ изложены в таких трудах, как [1, 2].
В работе [3] проводится анализ статистических закономерностей организации и функционирования пожарно-спасательных служб в крупных городах мира. При этом авторы делают ряд замечаний:
1) в разных странах подходы к сбору пожарной статистики различаются, поэтому использование единой методики оценки в данном случае может давать искажённые результаты;
2) в ряде случаев общая площадь городов во много раз превосходит их застроенную территорию, где и происходит большинство пожаров, которые ликвидируют пожарные подразделения, что также может негативно сказываться на корректности результатов.
В настоящее время благодаря деятельности МЧС России по сбору статистических сведений о пожарах накоплен значительный объём сведений о деятельности пожарных подразделений. Открытые же географические данные позволяют оценивать площади не только населённых пунктов, но и их застройки.
Всё это наталкивает на мысль, что для актуализации описанных методов применительно к российской действительности следует провести исследование, подобное изложенному в [3], основанное
на данных отечественной пожарной статистики, дополненное методами из области пространственного анализа с использованием современных программных инструментов языка программирования Python.
В работе [4] был предложен подход к исследованию пожаров в крупных городах России, основанный на методе корреляционного анализа. Однако в названой работе внимание уделялось только российским городам-миллионникам.
Целью описываемого далее исследования явилось уточнение закономерностей в организации и деятельности пожарной охраны в крупных городах Российской Федерации с использованием статистических и пространственных методов анализа на основе пожарной статистики и открытых картографических данных, предложенных в [4].
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
В качестве источника данных о пожарах на территории РФ использован набор данных за период с января 2010 по октябрь 2020 г., сформированный на основе сведений из карточек учёта пожаров, собранных в соответствии с приказами МЧС России № 625 от 24.12.2018 «О формировании электронных баз данных учёта пожаров и их последствий» и № 727 от 26.12.2014 «О совершенствовании деятельности по формированию электронных баз данных учёта пожаров (загораний) и их последствий».
Набор данных обогащён сведениями о расчётной скорости следования пожарных подразделений Услед (км/ч), полученной как результат деления расстояния до ближайшего пожарного подразделения (км), на время следования первого прибывшего подразделения (ч).
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
В итоговом наборе данных были использованы только записи о пожарах, произошедших в городах, для которых 10 км/ч < V < 100 км/ч.
Сведения о пожарных подразделениях на территории РФ были предоставлены Главным управлением пожарной охраны МЧС России.
Для проведения исследования были отобраны города, являющиеся административными центрами субъектов Российской Федерации. Сведения о пространственных характеристиках городов и территорий, а также граф улично-дорожной сети, получены от открытого картографического сервиса Open street map (далее OSM). В качестве инструмента получения данных использована библиотека osmnx [5, 6].
Критерием отбора городов послужил статус регионального центра. Отобранные города представляют широкий географический охват и административное разнообразие, что обеспечивает репрезентативность для проводимого исследования. При этом, в отличие от [4], города федерального значения - Москва и Санкт-Петербург - в исследование включены не были в связи с их яркой спецификой, выражающейся в разбиении территории городов на отдельные крупные административные формирования, которые зачастую могут включать прочие населённые пункты.
Сведения о численности населения в городах получены из открытого набора данных «Населённые
Рисунок 1. Территория города Нижний Новгород: ■ - территория города, ■ - территории, не учитываемые в расчёте
Figure 1. The territory of the city of Nizhny Novgorod: ■ - the territory of the city, ■ - territories not taken into account in the calculation
пункты России: численность населения и географические координаты» [7].
Набор данных был обогащён сведениями о площади застроенных территорий и коэффициенте непрямолинейности улично-дорожной сети, а также относительными показателями функционирования пожарных подразделений, полученными в результате статистического анализа наборов данных о пожарах и пожарных подразделениях.
Для вычисления площади застроенных территорий городов применялись методы пространственного анализа. Из общей площади полигона города, полученной средствами обшпх из ОБМ [5], были вычтены территории, не относящиеся к застроенным зонам (см. рис. 1). К таким территориям относятся озёра, реки и прибрежные зоны, болота, сельскохозяйственные поля и угодья, луга, леса, городские рощи и лесопарковые зоны, пустыри и другие.
Далее по тексту под площадью территории города будет пониматься именно застроенная площадь.
Коэффициент непрямолинейности улично-дорожной сети Кнепр каждого города вычислялся путём определения среднего значения коэффициента непрямолинейности для 500 маршрутов, проходящих через случайно выбранные пары точек на территории города:
1 « U
ж* _ 1 щт
непр ~~2-l~Ti : " /=1 пр
(1)
где п - количество маршрутов в расчёте; -длина пути, пройденного пожарными автомобилями по у'-му маршруту, м; - длина по воздушной линии между начальной и конечной точками У-го маршрута, м.
П
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ри оценке корреляции параметров реагирования был использован коэффициент корреляции Пирсона, реализованный в библиотеке Python Pandas. Степень этой статистической связи может быть визуально представлена в виде корреляционной матрицы [4]. Согласно стандартам, установленным в ГОСТ Р 50779.10-2000 «Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения», степень взаимосвязи между двумя случайными величинами X и Y с их математическими ожиданиями цх и а также стандартными отклонениями oX и aY, может быть измерена с использованием коэффициента корреляции pXY. Этот коэффициент корреляции
позволяет оценить силу и направление линейной связи между переменными X и У, и он равен:
Р XY —
ОуО„
(2)
где M[(X - H-X)(Y- цу)] - совместный центральный момент порядков 1 и 1.
При использовании количественной оценки связи pXY можно оценить качественную степень связи между переменными X и Y с использованием шкалы Чэддока [4]. Шкала позволяет классифицировать силу связи как умеренную, заметную, сильную или весьма сильную, в зависимости от диапазона изменения значения pXY.
Визуализация результатов осуществлялась с использованием средств библиотеки Python Seaborn.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ абсолютных параметров функционирования пожарных подразделений
В таблице 1 приведены абсолютные значения параметров реагирования подразделений пожарной охраны в 71 городе России.
Из рассмотренных городов наибольшая численность населения в Новосибирске - 1 618 тысяч человек, наибольшая расчётная площадь у Волгограда - 757,6 квадратных километров, наибольшее количество пожарных депо, пожарной техники и личного состава в боевом расчёте в Нижнем Новгороде - 26, наибольшее количество пожаров в год в Волгограде - 3 772,9, наконец, наибольшее количество погибших при пожарах отмечается в Омске -52,1 чел/год.
Дополнив подготовленные данные сведениями о плотности населения Р среднем времени Т0 и скорости У0 прибытия пожарных подразделений, был проведён корреляционный анализ абсолютных параметров функционирования пожарных подразделений (рис. 2).
Не рассматривая очевидные связи, такие как зависимость числа пожарных от количества пожарной техники в боевом расчёте, можно сделать ряд следующих выводов.
1. Такие параметры, как площадь застройки территории и численность населения, являются определяющими для показателей сложности обстановки с пожарами в городе и функционирования пожарно-спасательной службы. Важно отметить, что уровень застройки территории гораз-
до сильнее влияет на эти показатели в сравнении с численностью населения.
2. Количество пожаров ожидаемо коррелирует с численностью населения и площадью города (0,71 и 0,69 соответственно).
3. Можно отметить, что существует заметная связь между количеством пожаров и числом погибших людей с показателями количества пожарных депо и уровнем их оснащённости (корреляционные коэффициенты составляют от 0,56 до 0,79). Эта связь, очевидно, отражает объёмы мер, предпринимаемых органами власти в области борьбы с пожарами.
4. Время прибытия пожарных подразделений также подвержено влиянию большинства прочих факторов. Особый интерес в данном случае представляет связь времени прибытия с количеством пожаров и погибших на них людей (коэффициент корреляции 0,58 и 0,52, соответственно). Если связь между увеличением количества погибших по мере роста времени прибытия довольно очевидна, то связь количества пожаров и среднего времени прибытия оказалась неожиданностью. Объяснить её можно увеличением количества случаев, занятости пожарных подразделений в районе выезда которых произошёл пожар по мере увеличения числа пожаров.
6. Коэффициент непрямолинейности улич-нодорожной сети, согласно проведённому анализу, не оказывает заметного влияния на прочие факторы.
Как было отмечено в работе [3], абсолютные показатели деятельности пожарной охраны дают нам достаточно мало информации, не позволяют объективно сравнивать между собой обстановку в населённых пунктах и делать выводы о закономерностях деятельности пожарной охраны. Рассмотрим относительные показатели деятельности пожарных подразделений.
Анализ относительных параметров функционирования пожарных подразделений
Для дальнейшего анализа были использованы следующие параметры функционирования пожарных подразделений:
- численность населения, приходящаяся на одно пожарное депо, 00 (103 чел/депо);
- площадь застроенной территории города, приходящаяся на одно депо, 50 (км2/депо);
- число пожаров, приходящихся в единицу времени на одно пожарное депо, Л1 (пожар/депо-год);
- число пожарных автомобилей (ПА) в боевом расчёте, приходящихся на одно пожарное депо, С0 (ПА/депо);
- число пожарных в боевом расчёте, приходящихся на одно пожарное депо, С2 (пожарные/депо);
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Таблица 1 (Table 1)
Абсолютные значения параметров городов и их пожарных подразделений Absolute values of cities and their fire units parameters
Город Население, тыс. чел. Площадь, км2 кнепр Депо, ед. Техника на дежурстве, ед. Личный состав на дежурстве, чел. Пожары, ед/год Погибшие, чел/год
Новосибирск 1 618 348,2 1,51 16 42 185 3 228,1 44,7
Екатеринбург 1 516 491,9 1,39 15 46 186 1 613,4 31,6
Нижний Новгород 1 277 285,3 1,48 26 67 290 764 40,9
Казань 1 206 467,5 1,54 14 42 204 2 132,2 34
Омск 1 178 522,9 1,48 18 43 214 2 581,2 52,1
Челябинск 1 135 363,6 1,38 13 36 130 3 332,9 35,2
Ростов-на-Дону 1 125 416,1 1,43 14 44 186 2 087,3 26,8
Уфа 1097 492 1,49 20 72 209 1421 31,5
Красноярск 1067 279,3 1,48 12 31 160 3 359,6 29,4
Воронеж 1054 434,1 1,42 14 48 213 1 316,8 25,1
Пермь 1048 364,9 1,46 13 34 173 1 855,6 35,6
Волгоград 1030 757,6 1,35 14 46 194 3 772,9 36,8
Саратов 841 264,5 1,52 8 17 84 1 034,2 16,6
Тюмень 745 344,7 1,49 9 30 116 2 223,8 29,5
Владивосток 633 146,1 1,55 13 25 121 424,4 3,8
Барнаул 633 142,8 1,44 9 26 99 1 839,8 17,5
Ульяновск 628 176,6 1,42 10 25 101 1 065,3 11,5
Иркутск 623 180,6 1,46 8 23 97 1944 20,2
Хабаровск 617 331,7 1,39 7 18 68 3 110,1 32,1
Ярославль 604 206,2 1,5 14 39 162 570,3 14,6
Махачкала 597 197 1,44 5 16 56 455,4 4,7
Томск 575 116,5 1,51 7 22 84 546,7 5,1
Оренбург 562 277,4 1,42 7 21 64 997,1 14,1
Кемерово 559 263,8 1,52 8 19 70 2 380,6 28,7
Тула 547 181,5 1,44 10 22 92 1 570,7 15,5
Рязань 538 199,8 1,45 8 33 47 995,9 11,3
Астрахань 533 241,9 1,52 11 33 90 952,1 6,3
Пенза 522 235 1,52 8 26 110 615,6 17,4
Липецк 509 254,8 1,52 6 18 75 940,8 12,8
Калининград 467 225,4 1,46 5 18 52 1 246,2 11,9
Улан-Удэ 430 205,2 1,54 7 16 74 426,2 9,1
Ставрополь 426 154,1 1,46 6 17 61 724,8 8,3
Тверь 421 140,6 1,5 7 13 58 835,5 14,2
Брянск 405 178,8 1,52 9 20 71 1090 15,8
Иваново 405 121 1,43 7 17 51 984,9 19,1
Окончание табл. 1 [Table 1)
Город Население, тыс. чел. Площадь, км2 кнепр Депо, ед. Техники на дежурстве, ед. Личный состав на дежурстве, чел. Пожаров, ед/год Погибших, чел/год
Иваново 405 121 1,43 7 17 51 984,9 19,1
Севастополь 386 230,4 1,59 4 11 38 760,3 5,7
Белгород 378 173 1,51 3 11 36 400,4 7,8
Владимир 356 116 1,42 4 11 36 564,2 10,3
Симферополь 353 133,9 1,48 6 17 51 362,7 4,2
Архангельск 348 129,4 1,41 10 22 54 809,1 26,6
Калуга 335 158,4 1,54 8 19 66 699,7 11,2
Смоленск 330 164,8 1,55 5 15 44 593,1 11,1
Владикавказ 321 92,5 1,45 5 25 51 175,9 1,1
Якутск 319 151,3 1,33 8 20 113 1267,8 17,2
Саранск 319 97,3 1,49 5 17 74 294 8,2
Орел 312 131 1,53 5 17 66 947,3 9,4
Вологда 311 122,3 1,52 9 22 89 1329 21,9
Грозный 301 422,9 1,36 6 17 84 244,2 1,4
Мурманск 298 74,6 1,5 7 17 66 645,6 6,9
Тамбов 292 150,7 1,45 6 17 64 471,3 8,1
Петрозаводск 277 77,3 1,46 7 15 50 826,9 9,2
Йошкар-Ола 268 73 1,38 4 12 50 302,2 10,3
Сыктывкар 249 67,3 1,41 6 15 55 232,6 9,4
Нальчик 239 88,4 1,42 4 14 60 265,8 1,2
Благовещенск 226 133,1 1,4 4 12 49 901,8 12,7
Великий Новгород 223 82,4 1,52 5 11 41 383,4 7,2
Псков 208 65,7 1,47 5 15 46 619,9 8
Южно-Сахалинск 201 145,5 1,41 5 8 61 681,2 10,5
Абакан 185 95,8 1,51 4 10 43 955,6 12,7
Петропавловск-Камчатский 181 174,6 1,54 4 14 44 704,4 8,3
Майкоп 142 67 1,47 4 6 30 275,7 3,7
Черкесск 122 68,1 1,49 2 4 18 106,9 0,9
Кызыл 117 219,7 1,34 3 8 27 804,2 5,3
Элиста 103 92,3 1,44 3 15 28 623,2 1,5
Ханты-Мансийск 99 239,8 1,55 3 7 25 98,1 2,4
Магадан 92 164,3 1,37 6 14 58 512,6 5,5
Биробиджан 75 131,3 1,57 2 5 23 484,9 6,5
Горно-Алтайск 64 58,2 1,6 2 7 21 112 3
Салехард 50 60,9 1,35 2 8 18 80 1,9
Нарьян-Мар 25 32,4 1,45 1 3 10 21,3 1,1
Анадырь 15 8,7 1,53 1 3 10 18,4 0,3
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Население, тыс. чел.
Площадь, кв. км. 0,79
K непр -0,062 -0,18
Депо, ед. 0,88 0,7 -0,055
nV ед. 0,87 0,75 -0,093 0,95
ПожарныхБР, ед. 0,9 0,77 -0,092 0,95 0,93
Пожаров, ед. 0,71 0,69 -0,18 0,56 0,53 0,57
Жертв, ед. 0,83 0,71 -0,11 0,79 0,73 0,77 0,84
T0, мин. 0,54 0,5 -0,15 0,46 0,44 0,45 0,58 0,52
V0, км/ч -0,1 0,0039 0,016 -0,18 -0,14 -0,16 -0,073 -0,079
-0,34
0,8
0,6
0,4
0,2
- 0,0
0,2
д
а щ
о
е
<
П
вв
а
S
о П
X
о П
е
£
Рисунок 2. Корреляция между абсолютными параметрами функционирования пожарных подразделений Figure 2. Correlation between the absolute parameters of fire units functioning
- число пожаров, приходящихся в единицу времени на единицу населения, Я1 (пожаров/103 чел-год);
- число жертв, приходящихся на один пожар, Я2 (жертвы/100 пожаров);
- число жертв пожаров, приходящихся в единицу времени на человека, Я3 [жертвы/ 105 чел-год];
- плотность населения на 1 км2 застроенной площади, Р0 (103 чел/км2);
- плотность пожаров на 1 км2 застроенной площади, Р1 (пожаров/км2);
- среднее время прибытия пожарных подразделений на территории города, Т0 (мин);
- средняя скорость следования пожарных автомобилей, У0 (км/ч) (как среднее внутригруп-повое значение скоростей следования пожарных автомобилей Услед по населённому пункту).
Результаты расчёта относительных параметров функционирования пожарных подразделений в городах России представлены в таблице 2.
Из таблицы видно, что в рассмотренных городах в среднем на каждую тысячу человек приходится 2,3 пожаров в год. Максимальное значение в городах Кызыл (6,87), Биробиджан (6,48) и Элиста (6,07), минимальные - во Владивостоке (0,67), Нижнем Новгороде (0,6) и Владикавказе (0,55).
Одно пожарное депо обслуживает в среднем 61,1 тысячу человек (максимальное значение -в Белгороде - 126,1 тыс. чел.; минимальное - 14,7 -в Анадыре). При этом средняя расчётная площадь района обслуживания одного депо составляет 28,9 км2 (максимальное значение - 79,9 км2 Ханты-Мансийск; минимальное - 8,7 км2 Анадырь).
Среднее количество пожаров, потушенных одним пожарным подразделением, составляет 131,6. Наиболее загруженными в плане тушения пожаров являются подразделения Хабаровска (444 пожара/депо-год), наименее загруженными -подразделения Анадыря (18 пожаров/депо-год).
Боевой расчёт пожарных подразделений в среднем состоит из 2,8 единиц пожарной техники.
Таблица 2 (Table 2)
Относительные параметры организации пожарных подразделений в городах России Relative parameters of fire departments organization in Russian cities
Город P0 P1 R1 Q0 S0 N1 C0 c2 R2 R3
Абакан 1,93 10 5,16 46,3 24 239 2,5 10,8 1,33 6,86
Анадырь 1,68 2,1 1,26 14,7 8,7 18 3 10 1,63 2,05
Архангельск 2,69 6,3 2,32 34,8 12,9 81 2,2 5,4 3,29 7,64
Астрахань 2,2 3,9 1,79 48,4 22 87 3 8,2 0,66 1,18
Барнаул 4,44 12,9 2,9 70,4 15,9 204 2,9 11 0,95 2,76
Белгород 2,19 2,3 1,06 126,1 57,7 133 3,7 12 1,95 2,06
Биробиджан 0,57 3,7 6,48 37,4 65,6 242 2,5 11,5 1,34 8,69
Благовещенск 1,7 6,8 3,99 56,5 33,3 225 3 12,2 1,41 5,62
Брянск 2,26 6,1 2,69 45 19,9 121 2,2 7,9 1,45 3,9
Великий Новгород 2,7 4,7 1,72 44,5 16,5 77 2,2 8,2 1,88 3,23
Владивосток 4,33 2,9 0,67 48,7 11,2 33 1,9 9,3 0,9 0,6
Владикавказ 3,47 1,9 0,55 64,3 18,5 35 5 10,2 0,63 0,34
Владимир 3,07 4,9 1,58 89 29 141 2,8 9 1,83 2,89
Волгоград 1,36 5 3,66 73,6 54,1 269 3,3 13,9 0,98 3,57
Вологда 2,54 10,9 4,27 34,6 13,6 148 2,4 9,9 1,65 7,04
Воронеж 2,43 3 1,25 75,3 31 94 3,4 15,2 1,91 2,38
Горно-Алтайск 1,1 1,9 1,75 31,9 29,1 56 3,5 10,5 2,68 4,7
Грозный 0,71 0,6 0,81 50,2 70,5 41 2,8 14 0,57 0,46
Екатеринбург 3,08 3,3 1,06 101,1 32,8 108 3,1 12,4 1,96 2,08
Иваново 3,35 8,1 2,43 57,9 17,3 141 2,4 7,3 1,94 4,72
Иркутск 3,45 10,8 3,12 77,9 22,6 243 2,9 12,1 1,04 3,24
Йошкар-Ола 3,68 4,1 1,13 67,1 18,2 76 3 12,5 3,41 3,84
Казань 2,58 4,6 1,77 86,1 33,4 152 3 14,6 1,59 2,82
Калининград 2,07 5,5 2,67 93,5 45,1 249 3,6 10,4 0,95 2,55
Калуга 2,12 4,4 2,09 41,9 19,8 87 2,4 8,2 1,6 3,34
Кемерово 2,12 9 4,26 69,9 33 298 2,4 8,8 1,21 5,13
Красноярск 3,82 12 3,15 88,9 23,3 280 2,6 13,3 0,88 2,76
Кызыл 0,53 3,7 6,87 39 73,2 268 2,7 9 0,66 4,53
Липецк 2 3,7 1,85 84,9 42,5 157 3 12,5 1,36 2,51
Магадан 0,56 3,1 5,59 15,3 27,4 85 2,3 9,7 1,07 5,99
Майкоп 2,12 4,1 1,94 35,5 16,8 69 1,5 7,5 1,34 2,61
Махачкала 3,03 2,3 0,76 119,5 39,4 91 3,2 11,2 1,03 0,79
Мурманск 4 8,7 2,17 42,6 10,7 92 2,4 9,4 1,07 2,31
Нальчик 2,71 3 1,11 59,8 22,1 66 3,5 15 0,45 0,5
Нарьян-Мар 0,77 0,7 0,85 24,9 32,4 21 3 10 5,16 4,41
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2024. № 4
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Окончание табл. 2 (Table 2)
Город P0 P1 R1 Q0 Sc N1 с» С2 R2 R3
Нижний Новгород 4,47 2,7 0,6 49,1 11 29 2,6 11,2 5,35 3,2
Новосибирск 4,65 9,3 2 101,1 21,8 202 2,6 11,6 1,38 2,76
Омск 2,25 4,9 2,19 65,5 29 143 2,4 11,9 2,02 4,42
Орел 2,38 7,2 3,04 62,3 26,2 189 3,4 13,2 0,99 3,02
Оренбург 2,02 3,6 1,78 80,2 39,6 142 3 9,1 1,41 2,51
Пенза 2,22 2,6 1,18 65,3 29,4 77 3,2 13,8 2,83 3,33
Пермь 2,87 5,1 1,77 80,6 28,1 143 2,6 13,3 1,92 3,4
Петрозаводск 3,58 10,7 2,98 39,6 11 118 2,1 7,1 1,11 3,32
Петропавловск-Камчатский 1,04 4 3,89 45,3 43,6 176 3,5 11 1,18 4,58
Псков 3,16 9,4 2,99 41,5 13,1 124 3 9,2 1,29 3,85
Ростов-на-Дону 2,7 5 1,85 80,4 29,7 149 3,1 13,3 1,28 2,38
Рязань 2,69 5 1,85 67,2 25 124 4,1 5,9 1,13 2,1
Салехард 0,82 1,3 1,6 25 30,4 40 4 9 2,37 3,8
Саранск 3,27 3 0,92 63,7 19,5 59 3,4 14,8 2,79 2,57
Саратов 3,18 3,9 1,23 105,1 33,1 129 2,1 10,5 1,61 1,97
Севастополь 1,67 3,3 1,97 96,4 57,6 190 2,8 9,5 0,75 1,48
Симферополь 2,63 2,7 1,03 58,8 22,3 60 2,8 8,5 1,16 1,19
Смоленск 2 3,6 1,8 66 33 119 3 8,8 1,87 3,37
Ставрополь 2,76 4,7 1,7 71 25,7 121 2,8 10,2 1,15 1,95
Сыктывкар 3,7 3,5 0,93 41,5 11,2 39 2,5 9,2 4,04 3,78
Тамбов 1,94 3,1 1,62 48,6 25,1 79 2,8 10,7 1,72 2,78
Тверь 2,99 5,9 1,99 60,1 20,1 119 1,9 8,3 1,7 3,37
Томск 4,94 4,7 0,95 82,2 16,6 78 3,1 12 0,93 0,89
Тула 3,01 8,7 2,87 54,7 18,2 157 2,2 9,2 0,99 2,83
Тюмень 2,16 6,5 2,99 82,7 38,3 247 3,3 12,9 1,33 3,96
Улан-Удэ 2,1 2,1 0,99 61,5 29,3 61 2,3 10,6 2,14 2,12
Ульяновск 3,56 6 1,7 62,8 17,7 107 2,5 10,1 1,08 1,83
Уфа 2,23 2,9 1,3 54,8 24,6 71 3,6 10,4 2,22 2,87
Хабаровск 1,86 9,4 5,04 88,2 47,4 444 2,6 9,7 1,03 5,2
Ханты-Мансийск 0,41 0,4 0,99 33,1 79,9 33 2,3 8,3 2,45 2,41
Челябинск 3,12 9,2 2,94 87,3 28 256 2,8 10 1,06 3,1
Черкесск 1,8 1,6 0,87 61,2 34 53 2 9 0,84 0,73
Элиста 1,11 6,8 6,07 34,2 30,8 208 5 9,3 0,24 1,46
Южно-Сахалинск 1,38 4,7 3,39 40,2 29,1 136 1,6 12,2 1,54 5,23
Якутск 2,11 8,4 3,98 39,8 18,9 158 2,5 14,1 1,36 5,4
Ярославль 2,93 2,8 0,94 43,1 14,7 41 2,8 11,6 2,56 2,42
Среднее 2,47 5,07 2,29 61,09 28,96 131,66 2,84 10,60 1,61 3,18
Наибольшее количество пожарных автомобилей в боевом расчёте отмечается в Элисте и Владикавказе (5 ПА на 1 депо). Наименьшее - в Майкопе (1,5 ПА на 1 депо).
На каждых 100 пожарах в среднем погибает 1,61 человека. При этом на каждые 100 тысяч человек в год приходится 3,17 погибших на пожарах. Наибольшее число погибших на 100 пожаров отмечается в Нижнем Новгороде, наименьшее - в Элисте. Наибольшее число погибающих от пожаров на 100 тысяч человек отмечается в Биробиджане, наименьшее - во Владикавказе.
Для анализа связей между относительными параметрами функционирования пожарных подразделений проведён корреляционный анализ.
Прежде всего следует заметить, что объективная оценка относительных параметров,
имеющих общий фактор, невозможна. Например, в случае с показателями количества пожаров на тысячу человек в год (Я1) и численности населения приходящегося на единицу площади (Р0) имеется заметная негативная связь с коэффициентом корреляции -0,65, однако сложно сказать, явилась ли её причиной реальная связь между количеством пожаров и площадью территории или влияние общего значения численности населения. Такие факторы в анализе не рассмотрены.
Анализируя рисунок 3 можно сделать ряд выводов:
1) с увеличением плотности населения время прибытия пожарных подразделений увеличивается (коэффициент корреляции 0,25). Это может быть связано с усложнением условий движения и более заполненными дорогами. Одновременно скорость
P0, тыс. чел/км2
Р1, пожаров/км2 G,41
R1, пожаров/тыс. чел. год -G,39 G,53
Q0, тыс. чел/депо G,38 G,1 -G,25
Э0, км2/депо -G,66 -G,33 G,24 G,24
пожаров/депо год -G,G9 G,65 G,73 G,37 G,33
С0, ПАБР/депо -G,11 -G,21 G,G69 G,18 G,14 G,GG26
С2, пожарныхБР/депо G,G35 -G,1 -G,11 G,35 G,17 G,G85 G,27
R2, жертв/100 пожаров G,G6 -G,32 -G,38 -G,22 -G,19 -G,43 -G,G96 -G,G13
R3, жертв/100 тыс. чел. год -G,32 G,36 G,66 -G,38 G,G33 G,39 -G,3 -G,14 G,27
кнепр G,G49 -G,G91 -G,18 G,G18 -G,G38 -G,14 -G,1 G,12 G,G37 -G,G72
V0, км/ч -G,25 -G,18 G,G25 G,G6 G,28 G,G58 -G,G32 -G,G45 G,12 G,11
Т, мин. G,25 G,33 G,11 G,4 G,G42 G,4 -G,G75 G,11 -G,15 G,GG8
- G,6
- G,4
G,2
G,G
- -G,2
Y -G,4
-G,6
А П
ï
R2
ï
R3
Рисунок 3. Корреляция между относительными параметрами функционирования пожарных подразделений Figure 3. Correlation between the relative parameters of fire units functioning
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
следования пожарных автомобилей снижается при росте плотности населения, что отражается отрицательным коэффициентом корреляции - 0,25. Это может быть обусловлено созданием препятствий для пожарных подразделений, таких как повышенная плотность городского трафика, узкие улицы и более сложные условия для маневрирования в плотно населённых районах;
2) коэффициент непрямолинейности улично-дорожной сети Кнепр с относительными параметрами организации пожарных подразделений имеет слабую корреляцию;
3) увеличение плотности пожаров на один квадратный километр застроенной площади может привести к увеличению числа жертв пожаров на 100 тысяч человек (коэффициент корреляции 0,36). Это может быть обусловлено ограниченными ресурсами для тушения пожаров, сложностью эвакуации людей из зон возгорания, особенно в крупных городах, и более сложными условиями для эффективной борьбы с пожарами, такими как усложнённый доступ к местам возгорания, возможность быстрого распространения огня и проблемы с обеспечением водой для тушения;
4) корреляция между количеством жертв на пожарах, плотностью населения и количеством пожарных в боевом расчёте является минимальной или отсутствует;
5) влияние рассмотренных относительных параметров на скорость движения пожарных автомобилей незначительно. Однако в городах, где выше плотность населения и пожаров (коэффициенты корреляции - 0,25 и - 0,18), наблюдается её уменьшение;
6) увеличение площади, обслуживаемой одним пожарным депо, влечёт, с одной стороны, увеличение времени прибытия пожарных подразделений (что ожидаемо), с другой стороны - скорости следования пожарных автомобилей. При этом важно заметить, что влияние данного фактора должно быть достаточно сильно, так как при увеличении скорости следования ПА время прибытия подразделений всё равно продолжает увеличиваться по мере увеличения площади обслуживания;
7) заметна позитивная связь между количеством жертв, приходящихся на 100 тысяч населения, и показателями площади территории города и количества пожаров, приходящихся на одно депо. Однако истоки данной связи неочевидны и требуют дополнительного исследования.
В заключение следует отметить, что связь некоторых параметров, несмотря на наличие корреляции их значений, представляется случайным совпадением.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
По результатам проведённого анализа можно сделать следующие выводы:
1) ключевым фактором, определяющим численность и оснащённость пожарных подразделений, среди рассмотренных параметров, является площадь застроенной территории городов и количество жителей. Однако особенно значительное влияние оказывает численность населения городов;
2) на скорости следования пожарных автомобилей негативно влияют увеличение плотности населения и количества пожаров, приходящихся на квадратный километр площади города. При этом увеличение площади зоны обслуживания пожарных депо способствует увеличению скорости следования, что подтверждает сведения, приведённые в работах [8-10], сообщающие, что скорость следования ПА зависит от длины маршрута следования;
3) полученные в анализе коэффициенты корреляции говорят о том, что параметры функционирования пожарных подразделений не зависят от коэффициента К ;
непр
4) время прибытия первого пожарного подразделения, как правило, тем больше, чем больше площадь обслуживания одного пожарного подразделения и количество приходящихся на него пожаров. Первая связь ожидаемо вытекает из закономерного увеличения длины маршрутов следования при увеличении зоны обслуживания пожарных подразделений. Вторая, возможно, связана с увеличением числа случаев занятости пожарных подразделений при увеличении количества пожаров в районе выезда.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работа позволила оценить некоторые факторы функционирования пожарных подразделений в крупных городах России и их взаимное влияние. Проведённое исследование в целом подтверждает результаты [3] и уточняет результаты, полученные в [4]. Полученные в работе показатели близки к показателям в названных работах и могут быть использованы при оценке параметров функционирования пожарных подразделений в городах России.
Направлениями дальнейших исследований являются:
- уточнение методики расчётного определения коэффициента непрямолинейности улично-дорожной сети;
- уточнение расчётных методов определения численности пожарных подразделений,
предложенных в работе [3], с использованием методов, описанных в данной работе и [4];
- анализ влияния пространственного распределения плотности населения и застройки на частоту возникновения и характер пожаров;
- использование данных о характере влияния факторов функционирования пожарных подразделений на результаты тушения пожаров при построении моделей и методов пространственной оптимизации мест размещения подразделений.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Брушлинский Н. Н, Соколов С. В. Математические методы и модели управления в Государственной противопожарной службе. М: Академия ГПС МЧС России, 2020. 194 с.
2. Брушлинский Н. Н, Соколов С. В. Оргпроектирование противопожарной службы России // Проблемы управления безопасностью сложных систем: труды XXI международной конференции. М.: Российский государственный гуманитарный университет, 2013. С. 34-36.
3. Брушлинский Н. Н, Соколов С. В., Григорьева М. П. Организация пожарно-спасательных служб в городах мира // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2017. №. 1. С. 49-55. DOI:10.25257/FE.2017.1.49-55
4. Малютин О. С., Хабибулин Р. Ш. Корреляционный анализ параметров функционирования пожарно-спасательных подразделений // Инженерный вестник Дона. 2024. № 3(111). С. 118-138.
5. Boeing G. OSMnx: New methods for acquiring, constructing, analyzing, and visualizing complex street networks // Computers, Environment and Urban Systems. 2017. No. 65. Pp. 126-139. D0I:10.1016/j.compenvurbsys.2017.05.004
6. Boeing G., Ha J. Resilient by design: Simulating street network disruptions across every urban area in the world //
Transportation Research Part A: Policy and Practice. 2024. No. 187. Pp. 182. D0I:10.1016/j.tra.2024.104016
7. Населенные пункты России: численность населения и географические координаты [Электронный ресурс] // Российский центр научной информации: сайт. Режим доступа: http:// data.rcsi.science/data-cataIog/datasets/160/ (дата обращения 14.11.2024).
8. Соколов С. В., Сибиряков М. В. Определение преимущества движения пожарно-спасательных подразделений в транспортном потоке // Технологии техносферной безопасности. 2017. Вып. 1(71). С. 244-254.
9. Мироненко Р. В., Сибиряков М. В., Соковнин А. И. Использование машинного обучения в вопросе прогнозирования времени прибытия пожарно-спасательных подразделений // Современные проблемы гражданской защиты. 2023. № 49(4). С. 76-83.
10. Малютин О. С., Хабибулин Р. Ш. Анализ скорости движения пожарных автомобилей в зависимости от назначения дорог с использованием машинного обучения // Системы безопасности: Сборник материалов ежегодной международной научно-технической конференции. М.: Академия ГПС МЧС России, 2023. № 32. С. 44-50.
REFERENCES
1. Brushlinsky N.N., Sokolov S.V. Matematicheskie metody i modeli upravleniia v Gosudarstvennoi protivopozharnoi sluzhbe [Mathematical methods and management models in the State Fire Service]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2020. 194 p. (in Russ.).
2. Brushlinsky N.N., Sokolov S.V. Organizational design of the fire service of Russia. In: Problemy upravleniya bezopasnost'yu slozhnykh sistem: trudy XXI mezhdunarodnoi konferentsii [Proceedings of the XXIth International Conference "Problems of security management of complex systems"]. Moscow, Russia State Humanitarian University Publ., 2013, pp. 34-36 (in Russ.).
3. Brushlinsky N., Sokolov S., Grigorieva M. Organization of fire and rescue services in cities around the world. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2017, no. 1, pp. 49-55 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2017.1.49-55
4. Maljutin O.S., Habibulin R.Sh. Correlation analysis of the fire and rescue units functioning parameters. Inzhenernyi vestnik Dona - Engineering Bulletin of the Don. 2024, no. 3(111), pp. 118138 (in Russ).
5. Boeing G. OSMnx: New methods for acquiring, constructing, analyzing, and visualizing complex street networks. Computers, Environment and Urban Systems. 2017, no. 65, pp. 126-139 (in Eng.). DOI:10.1016/j.compenvurbsys.2017.05.004
6. Boeing G., Ha J. Resilient by design: Simulating street network disruptions across every urban area in the world. Transportation Research Part A: Policy and Practice. 2024, no. 187, p. 182 (in Eng.). D01:10.1016/j.tra.2024.104016
7. Settlements of Russia: population and geographical coordinates. Russian Center for Scientific Information: website. Available at: http://data.rcsi.science/data-cataIog/datasets/160/ (accessed November 14, 2024).
8. Sokolov S.V., Sibiryakov M.V. Determining advantages of movement of fire brigade in the traffic flow. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti - Technosphere safety technologies. 2017, iss. 1(71), pp. 244-254 (in Russ.).
9. Mironenko R.V., Sibiryakov M.V., Sokovnin A.V. The use of machine Iearning in predicting the arrivaI time of fire and rescue units. Sovremennye problemy grazhdanskoi zashchity -Modern Problems of Civil Protection. 2023, no. 49(4), pp. 76-83 (in Russ.).
10. Malyutin O.S., Khabibulin R.Sh. Analysis of fire truck speeds depending on the purpose of roads using machine learning. In: Sistemy bezopasnosti: sbornik materialov ezhegodnoi mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Proceedings of the annuaI internationaI scientific and technicaI conference "Safety Systems"]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2023, no. 32, pp. 44-50 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Олег Сергеевич МАЛЮТИН Н
Начальник отдела информационных технологий и компьютерного моделирования научно-технического центра, Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Железногорск, Российская Федерация SPIN-код: 1702-3927
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5543-1324 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Oleg S. MALYUTIN H
Head of Information Technology Department and Computer Modeling of the Scientific and Technical Center, Siberian Fire and Rescue Academy of State Fire Service of EMERCOM of Russia, Zheleznogorsk, Russian Federation SPIN-cod: 1702-3927
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5543-1324 H [email protected]
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Вениамин Владимирович МОРОЗОВ
Курсант факультета инженеров пожарной безопасности, Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Железногорск, Российская Федерация SPIN-код: 5232-3522
ORCID: https://orcid.org/0009-0001-5648-3780 Н [email protected]
Роман Владимирович МИРОНЕНКО
Кандидат технических наук
Начальник научно-исследовательского отделения
проблем управления системами обеспечения пожарной безопасности,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 8052-8762
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2813-7511 Н [email protected]
Поступила в редакцию 20.06.2024 Принята к публикации 01.10.2024
Для цитирования:
Малютин О. С., Морозов В. В., Мироненко Р. В. Анализ параметров функционирования пожарно-спасательных подразделений в крупных городах России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 120-132. 00!:10.25257/РЕ.2024.4.120-132
Veniamin V. MOROZOV
Cadet faculty of fire protection engineers, Siberian Fire and Rescue Academy of State Fire Service of EMERCOM of Russia, Zheleznogorsk, Russian Federation SPIN-cod: 5232-3522
ORCID: https://orcid.org/0009-0001-5648-3780 H [email protected]
Roman V. MIRONENKO
PhD in Engineering
Head of the Research Department
of Fire Safety Systems Management Problems,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 8052-8762
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2813-7511 H [email protected]
Received 20.06.2024 Accepted 01.10.2024
For citation:
Malyutln O.S., Morozov V.V., Mlronenko R.V. Analysis of fire and rescue units functioning parameters in large cities of Russia. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 120-132 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2024.4.120-132
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 614.849
DOI 10.25257/FE.2024.4.133-144
® В. А. АРИСТАРХОВ1, Е. Ю. СПОРЯГИН2, Н. Н. ЛЕВОВ1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
2 Главное управление МЧС России по Рязанской области, Рязань, Российская Федерация
Модель организации оперативной проверки пожарно-спасательных подразделений
АННОТАЦИЯ
Тема. Статья посвящена вопросу проведения оперативных проверок пожарно-спасательных подразделений должностными лицами пожарно-спасательных гарнизонов. Описана существующая и предложена новая модель организации оперативной проверки пожарно-спасательных подразделений, входящих в состав Рязанского пожарно-спасательного гарнизона. Для обеспечения возможности автоматизации обработки информации проведена формализация и обобщение результатов проверок подразделений Рязанского пожарно-спасательного гарнизона в 2022-2023 гг. Приведено описание полей и примеры использования созданной базы данных результатов проверок. Предложена новая градация оценки боевой готовности пожар-но-спасательных подразделений по результатам оперативных проверок. Определены показатели, влияющие на боевую готовность пожарно-спасательных подразделений, произведена их весовая оценка по степени влияния. Сформулировано условие готовности пожарно-спасательного подразделения. Представлено описание разработанной в ходе исследования базы данных результатов проверок пожарно-спасательных подразделений.
Методы. В рамках исследования для построения моделей использовался метод моделирования бизнес-процессов с помощью нотации ВРММ. Для обработки данных использовались методы формализации и анализа данных.
Результаты. Предложена новая модель организации оперативной проверки пожарно-спасательных подразделений, основанная на применении информационных технологий. Разработана база данных результатов оперативных проверок по-жарно-спасательных подразделений.
Область применения результатов. Полученные результаты могут быть использованы в практической деятельности органов управления пожарно-спасательных гарнизонов при подготовке управленческих решений по обеспечению боевой готовности пожарно-спасательных подразделений, а также могут выступать основой для построения различных моделей прогнозирования эффективности реагирования пожарно-спасательных подразделений.
Выводы. Применение информационных технологий при управлении деятельностью пожарно-спасательных гарнизонов позволяет повысить оперативность и качество решения задач по обеспечению боевой готовности пожарно-спасательных подразделений, а также сократить нагрузку на должностных лиц при подготовке соответствующих управленческих решений.
Ключевые слова: боевая готовность пожарно-спасатель-ных подразделений, пожарно-спасательный гарнизон, оперативная проверка пожарно-спасательного подразделения, пожарная охрана
© V.A. ARISTARKHOV1, E.Yu. SPORYAGIN2, N.N. LEVOV1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
2 The Main Directorate of EMERCOM of Russia for the Ryazan Region, Ryazan, Russian Federation
Model of conducting operational inspection of fire and rescue units
ABSTRACT
Purpose. The article is devoted to conducting operational inspections of fire and rescue units by officials of fire and rescue garrisons. The existing model of conducting operational inspection of fire and rescue units that are part of the Ryazan fire and rescue garrison is described and a new one is proposed. In order to ensure possibility of data processing automation, the results of inspecting units of Ryazan fire and rescue garrison in 2022-2023 were formalized and summarized. Fields description and examples of using the created database of inspection results are provided. A new gradation of assessing combat readiness of fire and rescue units based on the results of operational inspections is proposed. The indicators influencing combat readiness of fire and rescue units are determined, their weighted assessment is made
according to the degree of influence. The condition of a fire and rescue unit is readiness formulated. A description of the database of inspection results of fire and rescue units developed during the study is presented.
Methods. To build models the study used business processes modeling method with BPMN notation. For data processing formalization and data analysis methods were used.
Findings. A new model for conducting operational inspections of fire and rescue units based on using information technologies is proposed. The database of the results of operational inspections of fire and rescue units is developed.
Research application field. The obtained results can be used in practical activities of management bodies of fire and rescue
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
garrisons when drafting managerial decisions on ensuring fire and rescue units combat readiness, and can also serve as a basis for constructing various models for predicting fire and rescue units response effectiveness.
Conclusions. Information technologies use in managing activities of fire and rescue garrisons allows increasing efficiency and quality of solving problems related to ensuring
fire and rescue units combat readiness, as well as reducing officials workload when drafting relevant managerial decisions.
Key words: combat readiness of fire and rescue units, fire and rescue garrison, operational inspection of fire and rescue unit, fire service
ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение пожарной безопасности на территории субъекта Российской Федерации зависит от боевой готовности пожарно-спа-сательных подразделений (ПСП), входящих в состав пожарно-спасательного гарнизона. В данном случае под боевой готовностью ПСП понимается способность ПСП приступить к выполнению боевой задачи в соответствии с его предназначением в установленные сроки. Боевая готовность ПСП зависит от большого количества показателей, к которым можно отнести наличие и уровень подготовки личного состава, количественный и качественный состав технических средств, состояние материально-технической базы, наличие необходимой документации и т. д.
Управление боевой готовностью пожарно-спасательных подразделений осуществляется должностными лицами пожарно-спасательных гарнизонов. Следует рассматривать данную деятельность как управленческий цикл СПРУКАР [1], который включает в себя:
- сбор информации о ПСП, оперативной обстановке, показателях района выезда и т. д.;
- планирование деятельности ПСП (разработка соответствующих планов действий);
- реализацию, под которой подразумевается исполнение разработанных планов, регламентов, а также мотивация должностных лиц ПСП;
- учёт результатов деятельности ПСП;
- контроль (сверка полученных результатов с запланированными);
- анализ, в ходе которого выявляются и изучаются причины, повлиявшие на отклонения от запланированных показателей;
- регулирование - в случае выявления необходимости коррекции ранее утверждённых планов, регламентов, решений.
Цикл управления выстраивается последовательно, при этом каждая функция должна быть регламентирована и обеспечивать переход к следующей.
Функциями управления боевой готовностью пожарно-спасательных подразделений занимались такие учёные, как Топольский Н. Г. [2], Сукманов С. В. [3], Панов С. А. [4], Вилисов В. Я. [5], Роенко В. В., Тараканов Д. В., Шкунов С. А. [6, 7],
Сатин А. П. [8, 9], Харин В. В. [10] и др. Стоит отметить, что в практической деятельности рекомендации, предложенные указанными исследователями, в силу различных причин, применяются не в полном объёме. Одной из таких причин, по мнению авторов, является сложность предлагаемых процессов контроля и последующего анализа боевой готовности, а также отсутствие необходимых для этого инструментов.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
В настоящее время функции сбора информации, планирования, реализации и учёта деятельности ПСП достаточно подробно регламентированы нормативными правовыми актами МЧС России. Так, приказом МЧС России от 22.12.2022 № 1292 «Об утверждении Инструкции об организации и о проведении инспекторских и тематических проверок деятельности территориальных органов МЧС России» и рядом распоряжений МЧС России регламентируются вопросы осуществления инспекторских и тематических проверок соответствующими комиссиями структурных подразделений центрального аппарата или территориального органа МЧС России. Анализ содержания данных документов показывает, что осуществление проверок в соответствии с изложенными в указанных документах требованиями требует значительных временных затрат, что не позволяет использовать данные руководящие документы непосредственно для проведения проверок пожарно-спасательных подразделений в ходе несения караульной службы.
В соответствии с требованиями руководящего документа, регламентирующего вопросы организации гарнизонной службы в пожарно-спа-сательных гарнизонах (Приказ МЧС России от 25.10.2017 № 467 (ред. от 28.02.2020) «Об утверждении Положения о пожарно-спасательных гарнизонах»), в задачи гарнизонной службы входит «контроль готовности подразделений гарнизона к тушению пожаров и проведению АСР, проведение проверок организации караульной службы в подразделениях гарнизона». При этом проверка «несения караульной службы и контроль предоставляемой информации» на основании положений приказа МЧС России от 08.02.2021 № 60 «Об утверждении Положения о порядке
координации деятельности пожарной охраны» осуществляется уполномоченными должностными лицами структурных подразделений центрального аппарата МЧС России или территориального органа МЧС России (должностными лицами пожарно-спасательного гарнизона).
На официальном сайте МЧС России размещены Рекомендации по оперативной проверке пожарно-спасательных подразделений [11], содержащие 12 пунктов, по которым должна осуществляться оперативная проверка, начиная от состояния территории и заканчивая организацией индивидуально-воспитательной работы. Всего приведено свыше 70 контрольных позиций, для проверки которых, принимая среднее время, затрачиваемое на проверку одной позиции порядка 5 минут, нетрудно посчитать, необходимо порядка 350 минут или до 6 часов, что является избыточным при осуществлении должностными лицами территориального органа МЧС России (лицами пожарно-спасательного гарнизона) оперативных проверок организации караульной службы.
На основании вышеизложенного, принимая во внимание отсутствие единого подхода к проверке организации караульной службы, можно сделать вывод, что результаты проверки будут субъективными - полностью зависящими от уровня компетенции проверяющего.
В настоящее время для повышения объективности результатов проверок территориальными органами применяются различные подходы [10], с учётом местных условий разрабатываются алгоритмы проверки организации караульной службы: готовности личного состава, пожарной техники, средств связи и огнетушащих веществ подразделений к действиям по тушению пожаров и проведению аварийно-спасательных работ, а также состояния профессиональной подготовки личного состава подразделений [12-14].
Так, в Главном управлении МЧС России по Рязанской области в ходе проверок несения караульной службы должностными лицами дежурных смен служб пожаротушения [15] после ознакомления с результатами предыдущих проверок выполняется проверка:
- организации службы;
- состояния пожарной техники;
- организации учебного процесса, ведения служебной документации;
- состояния охраны труда и организации ГДЗС;
- организации работы пункта связи части;
- организации состояния бытовых условий и прилегающей территории;
- выполнения нормативов и вводных.
Необходимо отметить, что обоснованный вывод о полной неготовности подразделения к действиям по предназначению можно сделать только в случае полного отсутствия личного состава или полного отсутствия или неработоспособного состояния всех мобильных средств пожаротушения пожарно-спасательного подразделения.
Как показывает практический опыт, проверка несения караульной службы должностными лицами дежурных смен служб пожаротушения занимает до двух часов в зависимости от организационно-штатной структуры ПСП.
На рисунке 1 представлена модель организации оперативной проверки ПСП, для наглядности разработанная с использованием нотации БРММ [16].
В качестве недостатка применяемой модели стоит отметить, что фиксация результатов проверки осуществляется исключительно в книге службы, рапорте за дежурные сутки, а также, при наличии недостатков, в докладе об устранении недостатков. Таким образом, накопление и анализ информации о результатах проверок за какой-либо период для подготовки управленческих решений производится в ручном режиме, что требует дополнительного времени для обработки документов.
Целесообразно работу по накоплению и анализу информации о результатах оперативных проверок автоматизировать путём создания соответствующей базы данных. Предлагаемая модель организации оперативной проверки пожарно-спасательного подразделения представлена на рисунке 2.
Отличие предлагаемой модели состоит в том, что после формирования рапорта о результатах проверок проверяющий вносит информацию в соответствующую базу данных (БД ПРОВЕРКА_ПСЧ).
Для использования БД ПРОВЕРКА_ПСЧ необходимо формализовать полученные результаты. С данной целью проведено исследование информации о результатах проверок ПСП территориального пожарно-спасательного гарнизона за 2022-2023 гг.
В табличном редакторе была создана таблица для учёта результатов проверок. Фактически таблица представляет собой базу данных, содержащую поля, представленные на рисунке 3.
Заполнение таблицы осуществлялось по следующему алгоритму.
Шаг 1. Выбор рапорта для внесения в базу данных.
Шаг 2. Заполнение полей «№ п/п», «Дата проверки», «№ караула», «Принадлежность подразделения», «ПСП», «Наименование подразделения».
Пример заполнения приведен в таблице 1.
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2024. № 4
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Рисунок 1. Применяющаяся модель организации оперативной проверки пожарно-спасательного подразделения Figure 1. The applied model of conducting operational inspection of a fire and rescue unit
Рисунок 2. Предлагаемая модель организации оперативной проверки пожарно-спасательного подразделения Figure 2. The proposed model of conducting operational inspection of a fire and rescue unit
Таблица 1 (Table 1)
Пример заполнения таблицы с результатами проверки Example of completing a table with inspection results
№ п/п Дата проверки № караула Принадлежность подразделения ПОТ Наименование подразделения
1 01.01.2022 2 ГУ МЧС по Рязанской области П:Ч-7 П:Ч-7
2 12.01.2022 1 РОПСС П:Ч-21 п:Ч-21
НЕДОСТАТКИ
№ п/п целое
Дата проверки дата
№ караула целое
Принадлежность подразделения текстовое
ПСЧ текстовое
Наименование подразделения текстовое
Устранение недостатков целое
Проверка руководством в ночное время целое
Организация караульной службы целое
Мобильные средства пожаротушения целое
ПТВ, ПТО, рукавное хозяйство целое
Учебный процесс целое
Охрана труда целое
Состояние ГДЗС целое
Пункт связи части целое
Бытовые условия. Прилегающая территория целое
Выполнение нормативов и вводных (оценка) целое
Прочие недостатки целое
Итого целое
Рисунок 3. Поля базы данных результатов проверки Figure 3. Database fields of inspection results
Шаг 3. Заполнение поля «Устранение недостатков». В случае, если недостатки, выявленные в ходе предыдущих проверок, не устранены, в поле ставится значение 1, в противном случае ставится значение 0.
Шаг 4. Заполнение поля «Проверка руководством в ночное время». В случае, если в книге службы отсутствуют сведения о проверке ПСП руководством в ночное время, в поле ставится значение 1, в противном случае - значение 0.
Шаг 5. Заполнение полей «Организация караульной службы», «Мобильные средства пожаротушения», «ПТВ, ПТО, рукавное хозяйство», «Учебный процесс», «Охрана труда», «Состояние ГДЗС», «Пункт связи части», «Бытовые условия. Прилегающая территория». В полях ставится количество выявленных недостатков, которые могут быть отнесены к соответствующему разделу. При этом, если недостаток относится к одному и тому же объекту, количество не суммируется. Например, на пожарной автоцистерне отсутствует обозначение номера
подразделения и имеется трещина на смотровом окне насосного отсека - в данном случае недостаток считается за один.
Шаг 6. Заполнение поля «Выполнение нормативов и вводных (оценка)». В данном поле указывается оценка за выполнение норматива или вводной (рис. 4). При выполнении нескольких нормативов ставится средняя оценка.
Шаг 7. В поле «Прочие недостатки» указывается количество недостатков, которые не могут быть отнесены к вышеуказанным полям.
Шаг 8. Автоматическое заполнение поля «Итого», которое представляет собой сумму количества недостатков, без учёта значения поля «Выполнение нормативов и вводных (оценка)».
Шаг 9. Завершение работы.
Собранная база данных позволяет производить анализ как количества недостатков, так и состояния работы по их предупреждению.
На рисунках 5-7 представлены примеры диаграмм, полученных с использованием собранной базы данных.
Как видно из приведённой на рисунке 5 диаграммы, наибольшее количество недостатков, выявленных в 2022-2023 гг., связано с состоянием пожарно-технического вооружения, рукавного хозяйства и мобильных средств пожаротушения.
Рисунок 4. Выполнение вводной личным составом караула Figure 4. Performing exercise setting by guard personnel
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ПТВ, ПТО, рукавное хозяйство Мобильные средства пожаротушения Учебный процесс Состояние ГДЗС Бытовые условия. Территория Пункт связи части Охрана труда Организация караульной службы Устранение ранее выявленных недостатков Проверка руководством в ночное время Прочие недостатки
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Количество недостатков
Рисунок 5. Количество выявленных в 2022-2023 гг. недостатков по группам Figure 5. Number of deficiencies identified in 2022-2023 by groups
о ч
<D
18
16
14
12
-D ^
5 *
® &
10
3 о
E £
-0 5.
m
g il 8
ш о
ч
(В Œ О
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Номер подразделения
Рисунок 6. Среднее количество недостатков, выявляемых за одну проверку по подразделениям по итогам 2022-2023 гг. Figure 6. Average number of deficiencies identified during one inspection by units based on the results of 2022-2023
6
4
2
Диаграмма среднего количества недостатков, выявляемых за одну проверку, приведённая на рисунке 6, позволяет определить подразделения, имеющие их наибольшее количество - это, соответственно, подразделения № 23, 26 и 6.
Собранные данные позволяют провести детальный анализ динамики изменения количества выявляемых недостатков. Как видно из приведённого на рисунке 7 графика, в подразделении № 4 наблюдается определённая цикличность количества выявляемых недостатков. В дальнейшем должное лицо пожарно-спасательного гарнизона может перейти к детальному анализу с целью выявления и устранения причин, влияющих на возникновение недостатков в ПСП. Рассмотренные диаграммы представляют лишь малую часть возможностей, появляющихся при переходе к формализованному учёту результатов проверок.
В рамках проведённой работы предложено оценивать боевую готовность ПСП путём градации состояния боевой готовности со следующими выводами:
- «ПСП готово выполнять задачи по предназначению»;
- «ПСП ограниченно готово выполнять задачи по предназначению»;
- «ПСП имеет недостатки, существенно влияющие на выполнение задач по предназначению».
Состояние, когда ПСП полностью не готово к выполнению возложенных задач, не предусматривается, так как это является исключительным случаем и требует незамедлительного принятия мер по восстановлению боевой готовности подразделения.
Для формализации результатов контроля произведён анализ бланка проверки, выбраны показатели, а также проведена их весовая оценка по степени влияния на готовность ПСП. Результаты представлены в таблице 2.
По итогам опроса должностных лиц службы пожаротушения, а также по результатам исследований [17, 18] установлен вес показателей, влияющих на боевую готовность ПСП:
1 - влияние незначительное;
2 - влияние среднее;
3 - существенное влияние.
В результате проведённой работы, составлена матрица состояний, приведенная в таблице 3.
В матрице, представленной в таблице 3, ячейки, не имеющие значений, при оценке не используются. Так, например, для подраздела 2.1 «Сведения о наличии личного состава», предусматривается отнесение выявленных недостатков к категориям: «влияние незначительное» или «существенное влияние». При этом отнесение к категории «влияние среднее» не предусматривается.
Очевидно, что вывод об оценке ПСП можно сделать в зависимости от состояния итогового
о ч е
18
1б
14
12
1o
Янв. Фев. Март Апр. Май Июнь Июль Авг.
Месяц проверки
Сент. Окт. Нояб. Дек.
Рисунок 7. Динамика изменения количества выявляемых недостатков в подразделении № 4 в 2022 г. Figure 7. Dynamics of changes in the number of deficiencies identified in Unit №4 in 2022
8
б
4
2
o
ПОЖАРЫ И ЧРЕЗВЫЧАЙНЫЕ СИТУАЦИИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ, ЛИКВИДАЦИЯ. 2024. № 4
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Показатели контроля готовности Readiness control indicators
№ п/п Наименование раздела рапорта № подраздела Содержание раздела Вес
1 Проверка руководством 1.1 Сведения о предыдущей проверке. Информация об устранении замечаний 1
1.2 Сведения о проверке подразделения руководством в ночное время 1
2 Организация службы 2.1 Сведения о наличии личного состава 3
2.2 Информация по результатам строевого смотра личного состава дежурного караула (состояние формы одежды) 2
2.3 Сведения о наличии и состоянии служебной документации в папке начальника караула 2
3 Мобильные средства пожаротушения, пожарно-техническое вооружение и аварийно-спасательное оборудование, рукавное хозяйство 3.1 Сведения о наличии мобильных средств пожаротушения. Сведения о наличии резерва 3
3.2 Сведения о качественном состоянии, укомплектованности мобильных средств пожаротушения, качественном состоянии вывозимого пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования 3
3.3 Сведения о состоянии рукавного хозяйства 3
3.4 Сведения о наличии и состоянии служебной документации, регламентирующей вопросы эксплуатации мобильных средств пожаротушения, пожарно-технического вооружения и аварийно-спасательного оборудования, рукавного хозяйства 2
4 Учебный процесс 4.1 Сведения об организации учебного процесса, наличии расписания занятий, учебных журналов, учебных материалов, оценке знаний личного состава по предметам 2
5 Состояние ГДЗС 5.1 Сведения о состоянии поста ГДЗС, средств индивидуальной защиты органов дыхания и зрения 3
5.2 Сведения о наличии и состоянии служебной документации ГДЗС 3
6 Состояние охраны труда 6.1 Сведения о соблюдении личным составом правил охраны труда (наличие и использование специальной защитной одежды пожарного, средств индивидуальной защиты рук, ног и головы пожарного и т. д.) 3
6.2 Сведения о наличии и состоянии служебной документации по охране труда (наличие инструкций, журналов) 3
7 Пункт связи части 7.1 Сведения о наличии и состоянии средств связи 3
7.2 Сведения о знании обязанностей должностными лицами 2
7.3 Сведения о наличии и состоянии служебной документации в пункте связи части 3
8 Бытовые условия. Прилегающая территория 8.1 Сведения о соблюдении температурного режима. 3
8.2 Сведения о состоянии помещений пожарной части (оборудование помещений, наличие опознавательных знаков, освещение, описей, наличие информационных стендов и т. д.) 2
8.3 Сведения о состоянии территории пожарной части 2
9 Выполнение нормативов и вводных 9.1 Сведения об отработке вводных и упражнений по пожарно-строевой подготовке. Оценка по результатам отработки вводных и упражнений 2
Матрица оценки в зависимости от веса показателя Assessment matrix depending on the indicator weight
№ п/п № подраздела Вес (x)
i г 3
i i.i о или i - -
г i.2 о или i - -
3 2.i о, i, г, ... - о, i, г, ...
4 2.2 о, i, г, ... о, i, г, ... -
Б 2.3 о, i, г, ... о, i, г, ... -
б 3.i о, i, г, ... - о, i, г, ...
7 3.2 о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
B 3.3 о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
9 3.4 о, i, г, ... о, i, г, ... -
Ю 4.i о, i, г, ... о, i, г, ... -
ii 5.i о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
I2 Б.2 о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
i3 6.I о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
i4 б.г о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
i5 7.i о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
i6 7.2 о, i, г, ... о, i, г, ... -
i7 7.3 о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
iB B.i о, i, г, ... о, i, г, ... о, i, г, ...
i9 B.2 о, i, г, ... о, i, г, ... -
го B.3 о, i, г, ... о, i, г, ... -
2i 9.i о, i, г, ... о, i, г, ... -
результата по каждому столбцу соответствующего веса Бр Б2, Б3. Так, для столбца с весом 1 можно записать формулу:
/=1 21
Аналогичным образом рассчитываются значения Б2 и Б3.
Боевую готовность ПСП можно записать в виде функции ГОТПСП (Бр' Б2; Б3), тогда условие оценки будет выглядеть следующим образом:
готпсп=
имеет существенные недостатки, если 53 > О ограниченно готово, если 53 = 0 и Б2>0 готово, если Б2 = О и = О
Проведённые мероприятия по формализации оценки контроля боевой готовности ПСП, а также предложенная математическая модель позволили разработать базу данных ПРОВЕРКА_ПСЧ (рис. 8 и 9).
Рисунок8. Внешний вид интерфейса БД ПРОВЕРКА_ПСЧ
Figure 8. Interface Design of the DB CHECK_PSCH
Рисунок9. Главная форма БД ПРОВЕРКА_ПСЧ
Figure 9. Main form of DB CHECK_PSCH
БД ПРОВЕРКА_ПСЧ предназначена для ведения учёта результатов оперативных проверок ПСП.
БД ПРОВЕРКА_ПСЧ позволяет:
- вносить, хранить, редактировать и удалять записи по результатам оперативных проверок ПСП;
- в автоматизированном режиме производить оценку готовности ПСП к действиям по предназначению;
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
- производить анализ недостатков по различным параметрам для подготовки соответствующих решений по их устранению;
- формировать отчёты «Журнал проверок» и «Результаты проверок» с последующим экспортом в табличные редакторы.
БД ПРОВЕРКА_ПСЧ создана и работает в среде бесплатного российского программного продукта DataExpress.
ВЫВОДЫ
Авторам в ходе исследования удалось прийти к следующим результатам:
- разработать модель организации оперативной проверки пожарно-спасательного подразделения, применяющуюся в настоящее время; выявить её недостатки и предложить новую модель
организации оперативной проверки пожарно-спа-сательного подразделения на основе автоматизации процесса учёта результатов;
- провести анализ результатов проверок ПСП за 2022-2023 гг., позволивший формализовать полученные результаты для создания базы данных;
- разработать базу данных результатов оперативной проверки ПСП, провести её регистрацию.
Полученные результаты могут использоваться в практической деятельности органов управления пожарно-спасательных гарнизонов при подготовке управленческих решений по обеспечению боевой готовности ПСП, совершенствованию управления силами и средствами ПСГ [19], а также могут выступать основой для построения различных моделей прогнозирования эффективности реагирования подразделений [20, 21].
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Механизмы управления: учебное пособие / Под ред. Д. А. Новикова. М.: ШЭЭ, 2011. 215 с.
2. Топольский Н. Г., Вилисов В. Я. Оценка потенциала повышения эффективности реагирования пожарных подразделений за счет контроля их готовности // Инженерный вестник Дона. 2021. № 3(75). С. 215-224.
3. Сукманов С. В. Методика обеспечения боевой готовности подразделений государственной противопожарной службы МЧС России: дис. ... канд. техн. наук. СПб: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2005. 178 с.
4. Панов С. А. Комплексная оценка эффективности деятельности оперативных пожарных подразделений Федеральной противопожарной службы: автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2007. 23 с.
5. Степанов Е. В., Топольский Н. Г., Вилисов В. Я. Об оценке эффективности проверки готовности пожарных подразделений // Проблемы техносферной безопасности: материалы международной научно-практической конференции молодых учёных и специалистов. 2021. № 10. С. 144-151.
6. Тараканов Д. В., Шкунов С. А, Роенко В. В., Соколов С. В., Арутюнян Д. А. Ранжирование вариантов переоснащения парка основных пожарных автомобилей на основе критерия оперативной готовности // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2018. № 2. С. 49-54. DOI:10.25257/FE.2018.2.49-54
7. Зайченко Ю. С., Тараканов Д. В., Шкунов С. А. Модификация модели поддержки принятия решений при распределении пожарных автомобилей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 63-68. DOI:10.25257/FE.2024.1.63-68
8. Сатин А. П., Аристархов В. А, Дайнес В. А. Некоторые особенности обеспечения готовности пожарных автомобилей при долгосрочном планировании деятельности подразделений // Технологии техносферной безопасности. 2022. Вып. 1(95). С. 89-101. DOI:10.25257/TTS.2022.1.95.89-101
9. Рогинский А. Н, Сатин А. П. Оценка готовности подразделений пожарной охраны к обеспечению безопасности // Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций: сборник материалов всероссийской научно-практической конференции. Железно-горск: Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2019. С. 405-409.
10. Харин В. В., КондашовА. А, Удавцова Е. Ю, Бобринев Е. В. Применение факторного анализа для оценки готовности подразделений пожарной охраны // Пожарная и техносферная безопасность: проблемы и пути совершенствования. 2020. № 2(6). С. 443-448.
11. Рекомендации по оперативной проверке пожар-но-спасательных подразделений [Электронный ресурс] // МЧС России: сайт. Режим доступа: https://mchs.gov.ru/dokumenty/ metodicheskie-materialy/metodicheskie-rekomendacii/prochee/ rekomendacii-po-operativnoy-proverke-pozharno-spasatelnyh-podrazdeleniy?ysclid=lmajc7dw8g7131036l3 (дата обращения 05.11.2024).
12. Чугунов В. И. Системный подход к оценке уровня готовности подразделений пожарной охраны // Природные и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). 2021. № 1(37). С. 9-18.
13. Сорокоумов В. П. Оценка технической готовности мобильных средств пожаротушения к применению по предназначению // Технологии техносферной безопасности. 2022. № 2(96). С. 53-68. DOI:10.25257/TTS.2022.2.96.53-68
14. Сатин А. П., Загидуллин А. Х., Дайнес В. А. Некоторые особенности оценки готовности пожарных автомобилей // Системы безопасности: материалы международной научно-технической конференции. 2020. № 29. С. 139-144.
15. Спорягин Е. Ю., Аристархов В. А. Опыт проведения проверки организации несения службы в территориальном пожарно-спасательном гарнизоне Рязанской области // Академия Государственной противопожарной службы МЧС России: Теория. Инновации. Практика: материалы научно-практической конференции с международным участием, посвященной 90-летию со дня образования Академии ГПС МЧС России: в 5 ч. Ч. III. М.: Академия ГПС МЧС России, 2023. 313 с. С. 210-213.
16. Рочев К. В. Классификация средств графического моделирования для разработки информационных систем // Информационные технологии в управлении и экономике. 2024. № 1(34). С. 53-61.
17. Симонова Е. А. Факторы и показатели, влияющие на боевую готовность оперативных пожарных подразделений по Ямало-Ненецкому автономному округу (ЯНАО) // Охрана труда и техносферная безопасность на объектах промышленности, транспорта и социальных инфраструктур: сборник статей II всероссийской научно-практической конференции. Пенза: Пензенский государственный аграрный университет, 2023. С. 523-527.
18. Егоров А. В., Седых Н. И. Оценка готовности пожар-но-спасательного гарнизона к тушению пожаров и проведению аварийно-спасательных работ // Гражданская оборона на страже мира и безопасности: материалы IV международной научно-практической конференции, посвященной Всемирному дню гражданской обороны: в 3 ч. Ч. II. М.: Академия ГПС МЧС Росси, 2020. С. 482-485.
19. Мордовцев Р. В., Ищенко А. Д., Шурыгин М. А. Совершенствование организации и управления силами и средствами пожарно-спасательного гарнизона // Технологии техносферной безопасности. 2018. № 1(77). С. 22-31. DOI:10.25257/TTS.2018.1.77.22-3
20. Топольский Н. Г., Бутузов С. Ю., Вилисов В. Я., Семиков В. Л. Модель эффективности реагирования в иерархи-
ческой системе управления по оценкам готовности пожарных подразделений // Пожаровзрывобезопасность. 2021. Т. 30, № 5. С. 42-57. DOI:10.22227/0869-7493.2021.30.05.42-57
21. Maximov A. V., Matveev А., Zavodskov G. N. Mathematical Emergency Response Model of Rescue Services // Journal of Physics Conference Series. 2021. 2096(1 ):012124. D0I:10.1088/1742-6596/2096/1/012124
REFERENCES
1. Mekhanizmy upravleniya: uchebnoeposobie [Management mechanisms: a textbook / Ed. by D.A. Novikov]. Moscow, URSS Publ., 2011. 215 p. (in Russ.).
2. Topolsky N.G., Vilisov V.Ya. Assessment of the potential to improve the response efficiency of fire departments by monitoring their readiness. Inzhenernyi vestnik Dona - Engineering Bulletin of the Don. 2021, no. 3(75), pp. 215-224 (in Russ.).
3. Sukmanov S.V. Metodika obespecheniya boevoi gotovnosti podrazdelenii gosudarstvennoi protivopozharnoi sluzhby MCHS Rossii [Methods of ensuring combat readiness of units of the state fire service of EMERCOM of Russia. PhD in Engin. Sci. diss.]. Saint Petersburg, Saint Petersburg Institute of EMERCOM of Russia Publ., 2005. 178 p. (in Russ.).
4. Panov S.A. Kompleksnayaotsenkaehffektivnostideyatelnosti operativnykh pozharnykh podrazdelenii Federalnoi protivopozharnoi sluzhby [Comprehensive assessment of the effectiveness of the operational fire departments of the Federal Fire Service. PhD in Engineering thesis]. Saint Petersburg, Saint Petersburg University of EMERCOM of Russia Publ., 2007. 23 p. (in Russ.).
5. Stepanov Ye.V., Topolsky N.G., Vilisov V.Ya. On evaluating the effectiveness of checking the readiness of fire departments. In: Problemy tekhnosfernoi bezopasnosti: materialy mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii molodykh uchenykh i spetsialistov [Problems of technosphere safety: materials of the international scientific and practical conference of young scientists and specialists]. 2021, no. 10, pp. 144-151 (in Russ.).
6. Tarakanov D., Shkunov S., Roenko V., Sokolov S., Arutyunyan D. Ranking of options for major fire truck fleet replacement based on the operational readiness criterion. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii:predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and Emergencies: Prevention, Elimination. 2018, no. 2, pp. 49-54 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2018.2.49-54 (in Russ.).
7. Zaichenko Yu.S., Tarakanov D.V., Shkunov S.A. Modification of decision making support model for fire trucks distribution. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 1, pp. 63-68 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2024.1.63-68
8. Satin A.P., Aristarkhov V.A., Daines V.A. Some features of ensuring the readiness of fire trucks in the long-term planning of the activities of units. Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti -Technologies of technosphere safety. 2022, iss. 1(95), pp. 89-101 (in Russ.). DOI:10.25257/TTS.2022.1.95.89-101
9. Roginsky A.N., Satin A.P. Assessment of the readiness of fire protection units to ensure safety. In: Monitoring, modelirovanie i prognozirovanie opasnykh prirodnykh yavlenii i chrezvychainykh situatsii: sbornik materialov vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Monitoring, modeling and forecasting of dangerous natural phenomena and emergency situations: collection of materials of the All-Russian scientific and practical conference]. Zheleznogorsk, Siberian Fire and Rescue Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2019. Pp. 405-409 (in Russ.).
10. Kharin V., Kondashov A., Udavtsova E., Bobrinev E. The use of factor analysis to assess the readiness of fire department. Pozharnaya i tekhnosfernaya bezopasnost': problemy i puti sovershenstvovaniya - Fire and technosphere safety: problems and ways of improvement. 2020, no. 2(6), pp. 443-448 (in Russ.).
11. Recommendations on operational inspection of fire and rescue units. EMERCOM of Russia: website. Available at: https:// mchs.gov.ru/dokumenty/metodicheskie-materialy/metodicheskie-rekomendacii/prochee/rekomendacii-po-operativnoy-proverke-pozharno-spasatelnyh-podrazdeleniy?ysclid=lmajc7dw8g713103613 (accessed November 5, 2024).
12. Chugunov V.I. A systematic approach to assessing the level of readiness of fire departments. Prirodnye i tekhnogennye
riski (fiziko-matematicheskie i prikladnye aspekty) - Natural and man-made risks (physico-mathematical and applied aspects). 2021, no. 1(37), pp. 9-18 (in Russ.).
13. Sorokoumov V.P. Assessment of the technical readiness of mobile fire extinguishing equipment for use as intended. Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti - Technologies of technosphere safety. 2022, iss. 2(96), pp. 53-68 (in Russ.). DOI:10.25257/TTS.2022.2.96.53-68
14. Satin A.P., Zagidullin A.Kh., Daines V.A. Some features of assessing the readiness of fire trucks. In: Sistemy bezopasnosti: materialy mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii [Security systems: proceedings of the international scientific and technical conference] 2020, no. 29, pp. 139-144 (in Russ.).
15. Sporyagin E.Yu., Aristarkhov V.A. The experience of checking the organization of service in the territorial fire and rescue garrison of the Ryazan region. In: Akademiya Gosudarstvennoi protivopozharnoi sluzhby MCHS Rossii: Teoriya. Innovatsii. Praktika: materialy nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem, posvyashchennoi 90-letiyu so dnya obrazovaniya Akademii GPS MCHS Rossii: v 5 ch. Ch. III [State Fire Academy of EMERCOM of Russia: Theory. Innovation. Practice: materials of a scientific and practical conference with international participation dedicated to the 90th anniversary of the formation of State Fire Academy of EMERCOM of Russia: in 5 parts. P. III]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2023. Pp. 210-213 (in Russ.).
16. Rochev K.V. Classification of graphical modeling tools for information systems development. Informatsionnye tekhnologii v upravlenii i ehkonomike - Information technologies in management and economics. 2024, no. 1(34), pp. 53-61 (in Russ.).
17. Simonova E.A. Modeling of the operational activities of the units of the ministry of emergency situations of Russia in the Yamalo-Nenets Autonomous Okrug (YANAO). In: Okhrana truda i tekhnosfernaya bezopasnost' na ob"ektakh promyshlennosti, transporta i sotsialnykh infrastruktur: sbornik statei II vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Occupational safety and technosphere safety at industrial, transport and social infrastructure facilities: collection of articles of the II All-Russian Scientific and Practical Conference]. Penza: Penza State Agrarian University Publ., 2023. Pp. 523-527 (in Russ.).
18. Egorov A.V., Sedykh N. I. Assessment of the readiness of the fire and rescue garrison to extinguish fires and conduct emergency rescue operations. In: Grazhdanskaya oborona na strazhe mira i bezopasnosti: materialy IV mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi Vsemirnomu dnyu grazhdanskoi oborony: v 3 ch. CH. II [Civil defense on guard of peace and security: materials of the IV international scientific and practical conference dedicated to the World Civil Defense Day: in 3 parts. Part II]. Moscow, State Fire Academy of EMERCOM of Russia Publ., 2020. Pp. 482-485 (in Russ.).
19. Mordovcev R.V., Ishchenko A.D., Shurygin M.A. Improving the organization and management of forces and means of fire and rescue garrison. Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti -Technologies of technosphere safety. 2018, iss. 1(77), pp. 22-31 (in Russ.). DOI:10.25257/TTS.2018.1.77.22-31
20. Topolsky N.G., Butuzov S.Yu., Vilisov V.Ya., Semikov V.L. A model of response efficiency in the hierarchical control system based on the assessment of readiness of fire departments. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2021, no. 30(5), pp. 42-57 (in Russ.). DOI:10.22227/08697493.2021.30.05.42-57
21. Maximov A. V., Matveev A., Zavodskov G. N. Mathematical Emergency Response Model of Rescue Services. Journal of Physics Conference Series. 2021. 2096(1 ):012124 (in Eng.). DOI:10.1088/1742-6596/2096/1/012124
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Владимир Анатольевич АРИСТАРХОВ
Кандидат технических наук Доцент кафедры пожарной техники,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 8003-4053
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8523-4396 Н [email protected]
Евгений Юрьевич СПОРЯГИН Н
Заместитель начальника службы - начальник дежурной смены службы пожаротушения, Главное управление МЧС России по Рязанской области, Рязань, Российская Федерация SPIN-код: 3394-0065 Н [email protected]
Николай Николаевич ЛЕВОВ
Кандидат технических наук
Старший преподаватель кафедры пожарной техники, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 5934-2410 Н [email protected]
Поступила в редакцию 15.08.2024 Принята к публикации 09.09.2024
Для цитирования:
Аристархов В. А, Спорягин Е. Ю, Левов Н. Н. Модель организации оперативной проверки пожарно-спасательных подразделений // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 133-144. 001:10.25257/РБ.2024.4.133-144
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Vladimir A. ARISTARKHOV
PhD in Engineering
Associate Professor of Department of Fire Appliances,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 8003-4053
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8523-4396 H [email protected]
Evgeny Yu. SPORYAGIN H
Deputy Head of the service - Head of the duty shift of the Fire Extinguishing Service of the Main Directorate, The Main Directorate of EMERCOM of Russia in the Ryazan region, Ryazan, Russian Federation SPIN-cod: 3394-0065 H [email protected]
Nikolai N. LEVOV
PhD in Engineering
Senior Lecturer of Department of Fire Appliances,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-cod: 5934-2410
Received 15.08.2024 Accepted 09.09.2024
For citation:
Arlstarkhov V.A., Sporyagln E.Yu., Levov N.N. Model of conducting operational inspection of fire and rescue units. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 133-144 (in Russ.). D01:10.25257/FE.2024.4.133-144
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 331.225.3
DOI 10.25257/FE.2024.4.145-156
® М. П. ГРИГОРЬЕВА1, О. В. КРУЖКОВА1, Е. С. КУЗНЕЦОВА1
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Модель управления ресурсами в организационной системе на основе оценки эффективности стимулирования персонала
АННОТАЦИЯ
Тема. Статья посвящена исследованию возможности применения показателей оценки эффективности стимулирования результатов профессиональной деятельности как основы системы мотивации, обеспечивающей материальную заинтересованность сотрудников ФПС ГПС МЧС России при решении служебных задач. Предложен алгоритм распределения ресурсов стимулирования личного состава на основе обозначенных показателей. Представлена многофакторная модель оценки эффективности стимулирования деятельности персонала.
Основные задачи исследования: анализ основных направлений деятельности ФПС ГПС МЧС России, выбор показателей эффективности стимулирования сотрудников ФПС ГПС МЧС России и определение их количественных значений, построение модели оценки эффективности стимулирования деятельности персонала.
Методы. В исследовании применялись методы математической статистики, методы планирования эксперимента.
Результаты. В статье представлены результаты исследования, проведённого с целью разработки методики оценки деятельности сотрудников ФПС ГПС МЧС России и модернизации системы стимулирования территориальных органов в условиях ограниченности ресурсов. Обобщены основные направления деятельности ФПС ГПС МЧС России и определены показатели, составившие систему рейтинговой оценки сотрудников. Разработана многофакторная математическая модель оценки деятельности персонала, выявлены значимые факторы (показатели рейтинговой системы) и удовлетворительный уровень эффективности (52 балла). Предложена шкала оценки уровня эффективности на основе исследования функции желательности. Также представлен алгоритм распределения
ресурсов стимулирования сотрудников для территориальных органов МЧС России.
Область применения результатов. Результаты исследования могут быть применены специалистами ФПС ГПС МЧС России всех субъектов Российской Федерации.
Выводы. Авторами предложен комплекс показателей, характеризующих основные направления деятельности сотрудников ФПС ГПС МЧС России, составивших базу для рейтинговой (балльной) оценки. В систему оценки входит 11 показателей, которые можно разделить на базовые и дополнительные. Базовые показатели рассмотрены в качестве факторов влияния на систему при создании множественной регрессионной модели с помощью методов многофакторного планирования эксперимента. Исследование разработанной модели позволило оценить качество внедрения предложенной системы показателей, вариацию их количественных значений за несколько периодов и предложить количественные интервалы для уровней эффективности (низкий, средний и высокий).
Итогом исследования стала разработка алгоритма реализации задачи перераспределения финансов в условиях ограниченности ресурсов для территориальных органов МЧС России. Алгоритм отражает процесс формирования фонда экономии на стимулирование сотрудников с учётом предложенной методики оценки деятельности каждого сотрудника на основе использования ключевых показателей деятельности.
Ключевые слова: показатели оценки деятельности, система денежного вознаграждения, стимулирование, материальная заинтересованность
© M.P. GRIGORIEVA1, O.V. KRUZHKOVA1, E.S. KUZNETSOVA1
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Resource management model in the organizational system based on staff incentive efficiency assessment
ABSTRACT
Purpose. The article is devoted to studying the possibility of applying indicators for assessing the efficiency of incentivising professional activities results as the basis for the motivation system that ensures the material interest of the FFS SFS of EMERCOM of Russia staff at solving official tasks. The algorithm for allocating staff incentive resources based on the set indicators has been offered. The multifactor model for assessing the efficiency of incentivising staff activities is presented.
The main objectives of the study are main activities analysis of the FFS SFS of EMERCOM of Russia, choice of performance indicators for incentivising staff of the FFS SFS of EMERCOM of Russia and determining their quantitative values, model design for assessing the efficiency of incentivising staff activities.
Methods. The methods of mathematical statistics and fractional factorial experiment have been used in the study.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Findings. The article presents the results of the study conducted to develop a methodology for assessing the activities of the FFS SFS of EMERCOM of Russia staff and updating the system of incentivising territorial bodies in conditions of limited resources. The main activities of the FFS SFS of EMERCOM of Russia have been summarized and the indicators that made up the staff rating system have been determined. The multifactorial mathematical model for assessing staff activities has been developed, significant factors (indicators of the rating system) and the satisfactory level of efficiency (52 points) have been designed. The scale for assessing the level of efficiency based on the study of the desirability function has been proposed. The algorithm for the distribution of the staff incentive resources for the territorial bodies of EMERCOM of Russia has also been presented.
Research application field. The study results can be applied by the FFS SFS of EMERCOM of Russia specialists of all federal subjects of the Russian Federation.
Conclusions. The authors offered a set of indicators characterizing the main activities of the FFS SFS of EMERCOM of Russia staff complying the basis for the rating (point) assessment.
The evaluation system includes 11 indicators, that can be divided into basic and additional ones. Basic parameters are considered as factors influencing the system when creating a multiple regression model using multivariate experimental planning methods. The study of the developed model made it possible to assess the implementation quality of the offered indicators system, the variation of their quantitative values over several periods and offer quantitative intervals for the efficiency levels (low, medium and high).
The result of the study was the development of the algorithm for implementing the task of redistributing finances in conditions of limited resources for the territorial bodies of EMERCOM of Russia. The algorithm reflects the process of creating the savings fund for staff incentives, taking into account methodology offered for assessing the activities of each employee based on key performance indicators application.
Key words: performance evaluation indicators, financial incentives, incentives, material interest
ВВЕДЕНИЕ
Вопрос материального стимулирования сотрудников играет важную роль в управлении персоналом [1]. От того, как распределены премиальные фонды, зависит мотивация сотрудников, их результативность и уровень удовлетворённости от работы. В последние годы все больше организаций обращают внимание на разработку эффективных подходов к поощрению персонала, чтобы стимулировать его к достижению лучших результатов. Данной теме посвящены многие работы [2-6]. Большинство из них опираются на исследования, проведённые на базе коммерческих организаций. Вместе с тем, есть ряд работ, которые рассматривают подходы к материальному стимулированию представителей силовых ведомств [7-10], в том числе МЧС России [11-13]. Эти работы объединяет подход к материальному стимулированию на основе распределения фонда экономии денежных средств, но всегда возникает вопрос о правильности этого распределения, с целью получения наилучших результатов. Именно разработке подхода по распределению премиального фонда денежных средств, образованных в результате экономии, посвящена данная статья, так как важно не только собрать средства, но и правильно распределить их среди сотрудников, чтобы максимально мотивировать их к дальнейшим успехам. Одним из способов поощрения может быть выделение дополнительных денежных средств за достижение определённых результатов или выполнение сложных задач. Такие стимулы помогают удержать лучших сотрудников и повысить общий уровень профессионализма.
Премирование за высокие показатели деятельности и профессионализм помогает поддержать мотивацию и повысить эффективность работы сотрудников МЧС. Показатели и критерии эффективности для распределения премиального фонда важны для создания справедливой системы поощрения. Они помогают определить лучших сотрудников, учесть их вклад в достижение целей организации и адаптировать систему вознаграждения к текущей ситуации.
Таким образом, цель исследования заключалась в разработке и оценке эффективности системы стимулирования деятельности персонала с учётом ключевых показателей.
Авторами были поставлены и решены следующие задачи в рамках представленного исследования:
1) определение количественных показателей профессиональной деятельности сотрудников территориальных органов МЧС России;
2) разработка математической модели оценки эффективности стимулирования деятельности персонала на основе методов многофакторного планирования эксперимента;
3) разработка алгоритма распределения финансовых ресурсов для целей премирования персонала в условиях дефицита ресурсов.
ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СОТРУДНИКОВ ФПС ГПС МЧС РОССИИ
Эффективность деятельности учреждения, готовность к выполнению боевых задач, в целом, зависит не только от рациональности использования имеющихся ресурсов, наличия
подготовленного личного состава, но и от заинтересованности и вовлечённости личного состава в результаты деятельности. Если сотрудник понимает, как достижение показателей службы влияет на уровень его дохода, он будет стремиться к достижению установленных показателей.
Многие исследователи приходят к выводу, что балльная система является наиболее приемлемой концепцией при расчёте стимулирующих выплат, позволяет дифференцированно подойти к вопросу стимулирования, повышает мотивацию сотрудников к росту ответственности и самостоятельности при решении служебных и трудовых задач [14-16].
При разработке критериев оценки деятельности для распределения премий необходимо учитывать мнение и интересы всех сторон - как руководства, так и сотрудников. Только с учётом всех мнений и точек зрения можно создать справедливую и эффективную систему вознаграждения.
С привлечением экспертов из числа сотрудников территориальных органов МЧС России по субъектам Российской Федерации были выделены 11 направлений, в рамках которых сформирована система стимулирования личного состава в зависимости от результатов деятельности (рис. 1).
Использовался метод балльной оценки: каждый сотрудник получает баллы за выполненную работу. Часть показателей учитывается в баллах ежемесячно, некоторые раз в квартал, либо за каждое проведённое мероприятие (табл. 1).
В конце отчётного периода (месяц, квартал, год) баллы за разноплановые действия сотрудника складываются между собой в оценочных ведомостях, утверждаются руководителем подразделения ФПС и направляются в Главное управление для дальнейшего анализа показателей соответствующими службами.
Балльная система может широко применяться для стимулирования личного состава в зависимости от результатов деятельности. На основании итоговых баллов за оценочный период сотруднику может начисляться денежный эквивалент баллов, что позволит дифференцировано подходить к стимулированию сотрудников.
При наличии денежных средств на стимулирующие выплаты, с учётом выставленных баллов за определённый период, определяется стоимость балла.
Величина одного балла рассчитывается путём деления выделенных денежных средств для списочной численности подразделения на суммарное количество баллов.
Рисунок 1. Направления для определения показателей деятельности сотрудников Figure 1. Directions for determining staff performance indicators
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Показатели оценки деятельности для распределения премий Performance evaluation indicators for the allocation of bonuses
Вид деятельности Оценочный балл Примечание
1. Выполнение служебной деятельности
1.1. Соблюдение сроков и порядка представления отчетных документов (материалов) личным составом 10 (удовлетворительно) -10(неудовлетворительно) За отчётный период
1.2. Не качественное ведение служебной документации -5 За каждое нарушение в отчётном периоде
2. Служебная дисциплина
2.1. Соблюдение служебной (трудовой) дисциплины без нарушений 10 За отчётный период
2.2. Устная благодарность от руководства 5
2.3. Поощрение Главного управления 10
2.4. Дисциплинарное взыскание -10
2.5. Устное замечание руководства -5
2.6. Нарушение ношения формы одежды -5
3. Своевременное и качественное проведение ТО, ремонта техники, ПТВ, рукавов, помещения и сопутствующих хозяйственных работ 10 За каждое выполненное мероприятие в отчётном периоде
4. За работу наставника 20 - за одного стажера 30 - за двух (и более) стажеров За отчётный период
5. Нарушение требований норм охраны труда (согласно утвержденных инструкций) -10 За каждое нарушение в отчётном периоде
6. Организация и (или) участие в мероприятиях по обеспечению профилактики безопасности по сезонным рискам. 5 За каждое выполненное мероприятие в отчётном периоде
7. Оказание помощи населению вне рабочего времени (проведение поисково-спасательных работ, иная деятельность по обращению граждан) 10
8. Организация и (или) участие в культурно-досуговых мероприятиях, обучение населения мерам по безопасности, работа с кадетскими классами 10
9. Участие в спортивных мероприятиях 10
10. Занятия по физической и пожарно-строевой подготовке - 20 (неудовлетворительно) 15 (хорошо), 30 (отлично) За отчётный период
11. Занятия по профессиональной подготовке - 20 (неудовлетворительно) 15 (хорошо), 30 (отлично)
МНОГОФАКТОРНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СТИМУЛИРОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПЕРСОНАЛА
Разработка модели оценки эффективности стимулирования деятельности персонала территориальных органов МЧС России проводилась на основе методов построения многофакторного эксперимента [17-20].
Объект исследования в данном случае рассматривается как носитель неизвестных или подлежащих изучению свойств, то есть как «чёрный ящик», имеющий входы х1,х2, ...,хп (управляемые независимые параметры) и выход у. Пусть интересующее свойство у объекта зависит от п независимых переменных х1,х2,...,хп. Для определения характера зависимости у = ^х) необходимо провести серию экспериментов (реплик) по предварительно выбранному плану. Величина у называется откликом системы, сама зависимость у = ^х) -функцией отклика, а её геометрическое представление - поверхностью отклика.
Диапазоны изменения факторов задают область определения отклика. Для каждого из факторов указывают граничные значения
Х?п<Х1<Х™*,1 = \,2,...,п. (1)
По результатам факторного эксперимента проводится регрессионный анализ функции отклика системы с целью получения модели, описываемой уравнением регрессии вида
у=/(х1,х2,... .х^р,,^,... (2)
где Р1, Р2, ..., Рп - коэффициенты регрессии; £ - погрешность.
Для построения матриц планирования и последующего статистического анализа данных была использована прикладная программа Statistica (Statsoft), позволяющая реализовать различные многофакторные планы экспериментов с построением поверхностей отклика. В исследовании, проведённом авторами, использованы планы дробного факторного эксперимента (рис. 2).
Основной целью применения методов многофакторного планирования являлось построение математической модели эффективности стимулирования, подтверждение её адекватности и определение значимых факторов.
В рамках исследования был выбран план дробного факторного эксперимента N = 25-2. Для его построения были выбраны 5 факторов (основные показатели), влияющих на оценку деятельности персонала, и 8 экспериментальных точек.
Оценка эффективности сотрудников, выраженная в баллах, была выбрана в качестве отклика.
Для построения плана эксперимента были отобраны данные показателей деятельности сотрудников территориального органа МЧС России в соответствии со шкалой оценивания, представленной в таблице 1.
Переход к нормируемым значениям факторов проводился с учётом уже имеющихся данных. За основу были взяты средние значения показателей деятельности за исследуемый период (1 месяц). Кодирование переменных представлено в таблице 2.
Результаты расчёта и матрица плана реплики представлены в таблицах 3 и 4.
Проверка значимости коэффициентов модели по критерию Стьюдента: = ^95;5 = 2,57. Из таблицы 4 видим, что значимыми коэффициентами являются х, (выполнение служебной деятельности), х2 (служебная дисциплина), х5 (профессиональная подготовка).
Дробный факторный эксперимент, 2n-1
Полный факторный эксперимент, 2n
Дробный факторный эксперимент, 2n-1
Дробный факторный эксперимент, 2n-1
Рисунок 2. Графическое изображение планов полного факторного эксперимента ПФЭ 2" и дробного факторного эксперимента ДФЭ 2"-1
Figure 2. Plans graphical representation for full factor experiment FFE 2" and fractional factor experiment FFE 2n-1
Таблица 2 (Table 2)
Нормирование факторных признаков для построения дробного факторного эксперимента N = 25-2 Factor features rationing for conducting fractional factor experiment N = 25-2
Факторный признак Кодированные переменные
+ 1 -1
1. Выполнение служебной деятельности x1 Более 10 Менее 5
2. Служебная дисциплина Х2 Более 1S Менее 10
3. Организация и (или) участие в мероприятиях по обеспечению профилактики безопасности по сезонным рискам Да Нет
4. Занятия по физической и пожарно-строевой подготовке X4 Да Нет
5. Занятия по профессиональной подготовке X5 Да Нет
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Таблица 3 (Table 3)
Матрица плана ДФЭ N = 25-2 Matrix of fractional factorial design of experiment N = 25-2
Номер точки Номер опыта Х0 Х1 Х2 Х3 Х4 X1 Х2 Х5 X1 X2 X3 y.
1 3 -1 1 -1 -1 1 50 52,5
2 1 -1 -1 -1 1 1 40 38,7
3 5 -1 -1 1 1 -1 35 32,5
4 7 -1 1 1 -1 -1 45 46,2
5 6 1 -1 1 -1 1 55 57,5
6 4 1 1 -1 1 -1 65 65,0
7 2 1 -1 -1 -1 -1 50 51,3
8 8 1 1 1 1 1 75 71,2
Таблица 4 (Table 4)
Оценка значимости коэффициентов, проверка адекватности модели ДФЭ N = 25-2 Assessment of significance of the coefficients, checking the adequacy of the model fractional factorial design of experiment N = 25-2
Оценки коэффициентов bo bi Ь3 Ь4 Ь5 Факторная дисперсия
b, 51,87 9,37 0,62 1,87 3,12
Критерий Стьюдента ^кр = ^0,95;5 = р= 2,57 83 15 1 3 5 7,5
Уровень значимости ркр = 0,05 Р, 0,0001 0,004 0,423 0,095 0,038 Критерий Фишера
Значимость Ь Значим Значим Не значим Не значим Значим Расч. Крит.
Линейная модель y = 51,87+ 9,37x1 + 6,87x2 +3,12x5 61,83 4,76
Проверка адекватности линейной модели проводилась с помощью критерия Фишера. Для подобранной модели общая сумма квадратов принимает вид суммы сумм квадратов регрессии и ошибки
(3)
S = s + s .
yy рег ош
Следовательно, для проверки гипотезы HQ: р. = 0 вычисляется:
per
п-к-\
(4)
и Н0 отклоняется, если выполняется неравенство Р < Р
а.;к;п-к-1 0
Результаты оценки расчётного и критического значения критерия Фишера представлены в таблице 5. Неравенство выполняется 4,76 < 61,83.
Таким образом, линейная модель может считаться адекватной и имеет вид
у = 51,87 + 9,37х1 + 6,87х2 + 3,12х5. (5)
На рисунках 3, 4 в качестве примера представлены графические представления поверхностей
Таблица 5 (Table 5)
Расчётные значения регрессионной суммы квадратов и суммы квадратов ошибки Estimated values of regression sum of squares and sum of error squares
Номер точки У! ( У- Уi)2 ( y - УУ
1 50 52,48 0,3721 6,1504
2 40 38,74 172,3969 1,5876
3 35 32,5 375,1969 6,25
4 45 46,24 31,6969 1,5376
5 55 57,5 31,6969 6,25
6 65 65 172,3969 0
7 50 51,26 0,3721 1,5876
8 75 71,24 375,1969 14,1376
Сумма Spsr = 1 159,3256 Süm = 37,5008
a(a)
б(Ь)
Рисунок 3. Поверхности отклика системы при фиксации факторов х5 (а) и Х2 (б)
1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 Выполнение служебной деятельности
■ >75
■ <72
■ <б7 I I <62 О <57 О <52
■ <47
■ <42
■ <37
Служебная дисциплина
a(a)
б(Ь)
Рисунок 4. Сечения поверхности отклика системы при фиксации факторов х5 (а) и х2 (б)
Figure 3. System response surfaces at fixing factors x5 (a) and x2 (b)
>75 <72
Figure 4. Sections of the system response surface at fixing factors x5 (a) and x2 (b)
отклика системы при фиксации факторов х5 (профессиональная подготовка) и х2 (служебная дисциплина) в факторном пространстве. Наблюдается очевидная прямая зависимость: при увеличении каждого фактора увеличивается функция отклика.
На рисунке 4 также представлены двумерные сечения поверхностей отклика системы, изображенной на рисунке 3, при фиксации факторов х5 (профессиональная подготовка) и х2 (служебная дисциплина). Равномерное цветовое распределение областей позволяет также сделать вывод о прямой зависимости влияющих факторов и зависимой переменной. Вершины правого верхнего края соответствуют наибольшим значениям функции отклика (показателя деятельности персонала), левого нижнего края - наименьшим.
При этом мы можем наблюдать незначительное, но всё же преобладающее влияние факто-
ра выполнения служебной деятельности на отклик. В двумерных сечениях видно, что при значении фактора выполнения служебной деятельности, к примеру, 0,2, происходит переход из красной цветовой зоны в желтую, и значения фактора служебной дисциплины при этом равны 0.
Для создания рейтинговой системы может быть интересным решение задачи определения количества баллов, которое возможно было принять как оптимальное. В рамках исследования также была определена функция желательности, позволяющая оценить влияние каждого фактора на заданные оптимальные показатели модели.
На рисунке 5 изображены профили желательности и функция желательности. Справа вверху на рисунке отображена функция желательности, которая была принята исходя из наибольшего и наименьшего значений суммы баллов
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Выполнение служебной деятельности
Служебная Профилактические Физическая Профессиональная Desirabilitv
дисциплина мероприятия подготовка пепреподготовка
4
*
4:
о о ООО
оо
4
0о
i
0,5
0
□ а
а □
в
□ П
нет 0,5 да нет 0,5 да нет 0,5 да нет 0,5 да нет 0,5 да
Рисунок 5. Профили желательности для модели оценки эффективности стимулирования деятельности персонала Figure 5. Desirability profiles for staff incentive performance model
из всей выборки (35 и 75 баллов). Среднее значение определено как полусумма минимального и максимального значений эффективности. Графики верхнего ряда являют собой срезы функции, зависимой от определённого фактора при фиксации остальных факторов. Оптимальные уровни (в кодированных значениях) независимых переменных находятся в нижней части графика. В данном случае наблюдается очевидная линейная зависимость.
Так, в результате анализа оптимального профиля определён количественный показатель оценки эффективности (51,88 баллов), который можно считать удовлетворительным для сотрудников ФПС ГПС МЧС России. При этом параметр желательности составил 0,42, что может быть вызвано достаточно редким набором максимального количества баллов среди служащих.
Создание рейтинговой системы требует дополнительных исследований и построения более сложных планов эксперимента с возможностью определения глобальных и локальных экстремумов. Экстремальные значения поверхности отклика системы могут выступать в качестве ориентиров при определении уровня эффективности.
Результаты исследования системы стимулирования персонала позволили выделить три
уровня эффективности с соответствующими количественными значениями баллов, представленные в таблице 6.
Таблица 6 (Table 6)
Уровни эффективности для оценки деятельности персонала Performance levels for staff performance evaluation
Уровень эффективности Количество набранных баллов
Низкий Ниже 25
Средний От 25 до 52
Высокий От 52 и выше
АЛГОРИТМ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПРЕМИРОВАНИЯ ПЕРСОНАЛА
В рамках исследования авторами был предложен алгоритм распределения ресурсов на стимулирование личного состава на основе показателей результатов профессиональной деятельности (рис. 6).
Рисунок 6. Алгоритм распределения ресурсов стимулирования сотрудников реагирующих подразделений ФПС ГПС МЧС России Figure 6. The algorithm for allocation resources to stimulate employees of responding departments of Federal fire service of EMERCOM of Russia
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Представленный алгоритм содержит в себе идею рассмотрения процесса стимулирования как механизма перераспределения ресурсов организации в условиях их дефицита. При ограниченном количестве ресурсов ключевым моментом становится формирование фонда экономии, используемого на следующих этапах для целей премирования сотрудников.
Внедрение данного алгоритма распределения экономии фонда заработной платы сотрудников ФПС позволяет повысить открытость и прозрачность оценки деятельности личного состава, повысить заинтересованность в качественном и профессиональном исполнении должностных обязанностей, а также развить личную инициативу, что, в свою очередь. повышает эффективность и качество выполняемых задач по предназначению.
ВЫВОДЫ
На основе проведённого исследования можно сделать вывод о том, что предложенные показатели оценки профессиональной деятельности и построенный на их основе алгоритм обладают критериями «открытости» и «прозрачно-
сти», имеют потенциал для распространения на все подразделения и могут стать эффективным инструментом при принятии решений о стимулировании личного состава реагирующих подразделений.
Данные механизмы благоприятно влияют на показатели «социальной эффективности», которые выражаются в снижении текучести кадров, способствуют обеспечению стабильности, развитию организационной культуры и улучшению социально-психологического климата.
Многофакторная модель оценки эффективности стимулирования деятельности сотрудников территориальных органов МЧС России позволила выделить статистически значимые факторы и оценить их влияние на итоговый показатель. Так, на основе эмпирических данных выявлено влияние трёх основных направлений деятельности: выполнение служебной деятельности, соблюдение служебной дисциплины и прохождение профессиональной подготовки. Использование функции желательности позволило выявить удовлетворительный уровень эффективности сотрудников (52 балла), ниже которого уровень эффективности может быть сочтён низким, выше - высоким, при выполнении базовых показателей.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Фурсова П. В. Материальное и нематериальное стимулирование персонала в современных организациях // Тенденции развития науки и образования. 2022. № 91-5. С. 119-122. DOI:10.18411/trnio-11-2022-251
2. Краснова А. А. Модель эффективного управления персоналом путем материального стимулирования сотрудников организации // Вестник науки. 2023. Т. 2. № 12(69). С. 115-122.
3. Кауфман Н. Ю. Эффективность материального стимулирования персонала в период инновационного развития организации // Экономика и управление: проблемы, решения. 2019. Т. 5. № 1. С. 59-63.
4. Куликовская И. А, Липко И. В. Современный российский опыт материального стимулирования персонала // Инновации и инвестиции. 2019. № 11. С. 139-142.
5. Сухорукова Г. Н. Факторы, влияющие на уровень материального стимулирования персонала // Социальная политика и социальное партнерство. 2019. № 3. С. 23-32.
6. Клецова Т. В. Материальное стимулирование как инструмент эффективного управления персоналом // Инновационные научные исследования. 2020. № 12-2(2). С. 198-205. DOI:10.5281/zenodo.4442598
7. Яковец Е. Н. Как упорядочить боевые выплаты участникам специальной военной операции? // Военное право. 2024. № 1(83). С. 63-70.
8. Довиденко Д. Р., Носырева И. Г. Мотивационные аспекты адаптации сотрудников органов МВД // Global and Regional Research. 2023. Т. 5. № 1. С. 154-163.
9. Жданов И. В. Материальное стимулирование сотрудников уголовно-исполнительной системы Российской Федерации // Вестник общественной научно-исследовательской лаборатории «Взаимодействие уголовно-исполнительной системы с институтами гражданского общества: историко-правовые и теоретико-методологические аспекты». 2021. № 24. С. 99-104.
10. Бутаева Е. М. Премиальные выплаты: единые нормы, разный подход (по материалам выплаты премиального вознаграждения в Министерстве обороны РФ) // Гражданин и право. 2017. № 2. С. 60-76.
11. Калашников Д. В., Горячев И. В. Совершенствование системы материального стимулирования сотрудников федеральной противопожарной службы на примере судебно-экспертного учреждения по Ивановской области // Современные пожаробезопасные материалы и технологии: сборник материалов Международной научно-практической конференции, посвященной 370-й годовщине образования пожарной охраны России. Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2019. С. 592-597.
12. Петров Д. С., Чумаков М. В. О мотивации и стимулирования труда государственных служащих // Актуальные вопросы организации управления в РСЧС: сборник научных трудов. Вып. 8. Иваново: Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2023. С. 99-109.
13. Положение о материальном стимулировании сотрудников центрального аппарата МЧС России // Кадровик. 2007. № 2-1. С. 22-24.
14. Жуков А. Л. Современные методы регулирования заработной платы: Монография. М: Директ-Медиа, 2019. 413 с.
15. Бутина В. В., Зубенко Е. Н., Мизиковский Е. А. Бал-льно-рейтинговая система стимулирования оплаты труда в бюджетных учреждениях // Учетно-аналитические инструменты развития цифровой экономики: материалы и доклады X национальной научно-практической конференции. Княгинино: Нижегородский государственный инженерно-экономический институт, 2018. Том 1. С. 33-35.
16. Выгодчикова И. Ю. Метод премирования персонала с учетом уровня квалификации и балльно-рейтинговых оценок // Спорт: экономика, право, управление. 2020. № 1. С. 18-21.
17. Вознесенский В. А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Статистика, 1974. 192 с.
18. Боровиков В. П. Популярное введение в современный анализ данных и машинное обучение на ЭТАТ1ЭТ1СА. М.: Горячая линия-Телеком, 2024. 354 с.
19. StatSoft: электронный учебник по статистике [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://smartia.me/knol/ statsoft-online-book/ (дата обращения: 16.07.2024)
20. Сидняев Н. И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных: учебник и практикум для вузов. М: Издательство Юрайт, 2024. 495 с.
REFERENCES
1. Fursova P.V. Material And Non-Material Incentives For Personnel In Modern Organizations. Tendentsii razvitiya nauki i obrazovaniya - Trends in the development of science and education. 2022, no. 91-5, pp. 119-122 (in Russ.). D0l:10.18411/trnio-11-2022-251
2. Krasnova A.A. Financial Incentives For Employs Of Organization. Vestnik nauki - Bulletin of Science. 2023, vol. 2, no 12(69), pp. 115-122 (in Russ.).
3. Kaufman N.Yu. The Efficiency Of Material Stimulation Of The Personnel In Innovative Development Of The Organization. Ehkonomika i upravlenie: problemy, resheniya - Economics and management: problems, solutions. 2019, vol. 5, no. 1, pp. 59-63 (in Russ.).
4. Kulikovskaya I.A., Lipko I.V. Modern Russian experience of personnel motivation and stimulation. Innovatsii i investitsii Innovation and investment. 2019, no. 11, pp. 139-142 (in Russ.).
5. Sukhorukova G.N. Factors affecting the level of financial incentives for staff. Sotsial'naya politika i sotsial'noe partnerstvo Social Partnership and Sozial Policy. 2019, no 3, pp. 23-32 (in Russ.).
6. Kletsova T.V. Material Incentives As A Tool For Effective Personnel Management. Innovatsionnye nauchnye issledovaniya Innovative Scientific Research. 2020, no. 12-2(2), pp. 198-205 (in Russ.). DOI:10.5281/zenodo.4442598
7. Yakovets E.N. How To Organize "Combat" Payments To Participants A Special Military Operation? Voennoepravo - Military Law. 2024, no. 1(83), pp. 63-70 (in Russ.).
8. Dovidenko D.R., Nosyreva I.G. Motivational Aspects Of Adaptation Of Employees Of The Ministry Of Internal Affairs. Global and Regional Research. 2023, vol. 5, no. 1, pp. 154-163 (in Russ.).
9. Zhdanov I.V. Material Incentives For Employees Penal Service Of The Russian Federation. Vestnik obshchestvennoi nauchno-issledovatel'skoi laboratorii «Vzaimodeistvie ugolovno-ispolnitel'noi sistemy s institutami grazhdanskogo obshchestva: istoriko-pravovye i teoretiko-metodologicheskie aspekty» - Bulletin Of The Public Research Laboratory "Interaction Of The Penal And Correctional System With Civil Society Institutions: Historical-Legal And Theoretical-Methodological Aspects". 2021, no. 24, pp. 99-104 (in Russ.).
10. Butaeva E.M. Bonus payments: uniform norms, different approach (based on the materials of bonus payment in the Ministry of Defense of the Russian Federation). Grazhdanin iparvo - Citizen and law. 2017, no. 2, pp. 60-76 (in Russ.).
11. Kalashnikov D.V., Goryachev I.V. Improvement Of The System Of Material Stimulation Of Employees Of The Federal Fire Fighting Service On The Example Of Judicial Institution In The Ivanovo Region. In: Sovremennye pozharobezopasnye materialy i tekhnologii: sbornik materialov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi 370-i godovshchine
obrazovaniya pozharnoi okhrany Rossii [Modern Fireproof Materials And Technologies: collection of materials of the International Scientific and Practical Conference dedicated to the 370th anniversary of the Russian Fire Protection Service]. Ivanovo: Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of EMERCOM of Russia Publ., 2019, pp. 592-597 (in Russ.).
12. Petrov D.S., Chumakov M.V. On The Motivation And Stimulation Of The Work Of Civil Servants. In: Aktual'nye voprosy organizatsii upravleniya v RSCHS: sbornik nauchnykh trudov. Vyp. 8 [Actual issues of management organization in RSChS: collection of scientific papers. Vol. 8]. Ivanovo: Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of EMERCOM of Russia Publ., 2023, pp. 99-109 (in Russ.).
13. Regulations on Material Incentives for Employees of the Central Apparatus of the Ministry of Emergency Situations of Russia. Kadrovik - Personnel Officer. 2007, no. 2-1, pp. 22-24 (in Russ.).
14. Zhukov A.L. Sovremennye metody regulirovaniya zarabotnoi platy [Modern methods of wage regulation]. Moscow, Direct Media Publ., 2019. 413 p. (in Russ.).
15. Butina V.V., Zubenko E.N., Mizikovskii E.A. Score-rating system of labor remuneration incentives in budget-funded institutions. In: Uchetno-analiticheskie instrumenty razvitiya tsifrovoi ehkonomiki: materialy i doklady X natsional'noi nauchno-prakticheskoi konferentsii [Accounting and analytical tools for the development of digital economy: materials and reports of the X national scientific and practical conference]. Knyaginino: Nizhny Novgorod State Institute of Engineering and Economics. 2018, vol 1, pp. 33-35 (in Russ.).
16. Vygodchikova I.Yu. The Method Of Bonus Payment To Personnel Considering The Qualification Level And Grade Rates. Sport: ehkonomika, pravo, upravlenie - Sport: Economics, Law, Management. 2020, no. 1, pp. 18-21 (in Russ.).
17. Voznesenskii V.A. Statisticheskie metody planirovaniya ehksperimenta v tekhniko-ehkonomicheskikh issledovaniyakh [Statistical methods of experiment planning in technical and economic research]. Moscow, Statistics, 1974. 192 p.
18. Borovikov V.P. A popular introduction to modern data analysis and machine learning on STATISTICA. Moscow, HotlineTelecom, 2024. 354 p. (in Russ.).
19. StatSoft: elektronnyi uchebnik po statistike [StatSoft: an electronic textbook on statistics]. Available at: https://smartia.me/ knol/statsoft-online-book/ (accessed July 16, 2024) (in Russ.)
20. Sidnyaev N.I. Teoriya planirovaniya ehksperimenta i analiz statisticheskikh dannykh: uchebnik i praktikum dlya vuzov [Theory of experiment planning and statistical data analysis: textbook and practice for universities]. Moscow, Yurait Publishers Publ., 2024. 495 p. (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Маргарита Петровна ГРИГОРЬЕВА Н
Кандидат технических наук
Старший преподаватель кафедры
организации деятельности пожарной охраны,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 4022-3093
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3634-7842 Н [email protected]
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Margarita P. GRIGORIEVA H
PhD in Engineering
Senior Lecturer of the Department
of Organization of Fire Service Activities,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 4022-3093
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3634-7842 H [email protected]
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Ольга Владимировна КРУЖКОВА
Кандидат экономических наук, доцент
Доцент кафедры организации деятельности пожарной охраны, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код 4022-3093
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3634-7842 Н [email protected]
Екатерина Сергеевна КУЗНЕЦОВА
Кандидат технических наук, доцент
Доцент кафедры организации деятельности пожарной охраны, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код 5216-8738
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6928-3502 Н [email protected]
Поступила в редакцию 22.07.2024 Принята к публикации 26.08.2024
Для цитирования:
Григорьева М. П., Кружкова О. В., Кузнецова Е. С. Модель управления ресурсами в организационной системе на основе оценки эффективности стимулирования персонала // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 145-156. 001:10.25257/РБ.2024.4.145-156
Olga V. KRUZHKOVA
PhD in Economics, Associate Professor
Associate Professor of the Department of Fire Service Organization, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 4022-3093
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3634-7842 H [email protected]
Ekaterina S. KUZNETSOVA
PhD in Engineering, Associate Professor
Associate Professor of the Department of Fire Service Organization, State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 5216-8738
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6928-3502 H [email protected]
Received 22.07.2024 Accepted 26.08.2024
For citation:
Grlgorleva M.P., Kruzhkova O.V., Kuznetsova E.S. Mathematical model for forecasting costs of the residual life of fire protection systems. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya -Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 145-156 (in Russ.). D01:10.25257/FE.2024.4.145-156
НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE УДК 621.396.98
DOI 10.25257/FE.2024.4.157-164
® В. В. ПИЦЫК1, А. Б. ИЧМЕЛЯН2
1 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
2 Управления государственного пожарного надзора Республики Абхазия, Сухум, Республика Абхазия
Математическая модель прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации систем противопожарной защиты
АННОТАЦИЯ
Тема. В статье представлена разработанная математическая модель решения задачи прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации систем противопожарной защиты с параметрическими отказами. В модели учтены ограничения на дополнительно выделяемые средства на предупреждение ожидаемого ущерба от вынужденного их простаивания при планово-предупредительном обслуживании и восстановлении. Авторы считают, что полученное решение задачи позволяет осуществлять прогнозирование остаточного ресурса широкого класса систем с параметрическими отказами при ограничениях на расход средств для поддержания их в работоспособном техническом состоянии.
Цель исследования - повысить точность прогнозирования остаточного ресурса систем противопожарной защиты и расхода средств на поддержание их работоспособности.
Методы исследования базируются на теории массового обслуживании систем.
Результаты исследования показали следующее:
1. Если отказ отдельного определяющего параметра систем противопожарной защиты не приводит к полному их отказу, а лишь в определенной мере ухудшает качество их функционирования, и если расходы на поддержание каждой из них в конкретном техническом состоянии одинаковы, то можно определить средний расход на их эксплуатацию, пользуясь выведенным в работе отношением.
2. Если каждая из систем противопожарной защиты оказывается в нерабочем состоянии, если из общего числа её определяющих параметров в нерабочем состоянии оказалось некоторое фиксированное их число, то тогда можно определить наивероятнейшее число систем, которые в режиме остаточного ресурса эксплуатации могут оказаться в нерабочем состоянии.
3. При количественных расчётах определено, что:
а) если, например, интенсивности отказа и восстановления однопараметрической системы в течение одного года равны соответственно X = 0,5 и ц = 20, эксплуатационные расходы в течение года составляют 4Сэ = 50 000 условных единиц, а средний расход на восстановление равен 4Св = 5 000, то на остаточный ресурс ^ продолжительностью 5 лет и 1,5 месяца потребуются расходы в 500 037,4 условных единиц.
Для интенсивностей отказа и восстановления, равных соответственно X = 0,125 и ц = 1, на остаточный ресурс ^ продолжительностью 6 лет 6 месяцев и 10 дней потребуются расходы в 500 066 условных единиц.
б) если, например, для взятых исходных данных в системе в процессе её эксплуатации из трёх определяющих параметров два из них вышли за пределы поля допусков, то с вероятностью 0,883 она будет признана неисправной. И из пяти систем четыре могут оказаться в неисправном состоянии.
Область применения результатов. В практическом приложении результаты работы можно рекомендовать для планово-предупредительного обслуживания широкого класса высоконадёжных систем с параметрическими отказами.
Выводы. Полученное решение задачи позволяет осуществлять нестационарное прогнозирование остаточного ресурса систем и расхода средств на поддержание их в работоспособном техническом состоянии.
Результаты решения задачи применимы для широкого класса высоконадежных восстанавливаемых систем с параметрическими отказами.
Ключевые слова: объект противопожарной защиты, техническая система, параметрический отказ, планово-предупредительное обслуживание
© V.V. PITSYK1, A.B. ICHMELYAN2
1 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
2 State Fire Supervision Directorate of the Republic of Abkhazia
Mathematical model for forecasting costs of the residual life of fire protection systems
ABSTRACT
Purpose. This article presents a developed mathematical model to solve the problem of forecasting costs for the residual life of fire protection systems with parametric failures. The model takes into account limitations on additional funding for preventing anticipated losses due to forced downtime during routine-preventive maintenance and reconditioning. The authors assume
that the solution obtained allows for forecasting the residual life of a wide class of systems with parametric failures under budget constraints for maintaining their operational condition.
The study is aimed at improving the accuracy of forecasting the residual life of fire protection systems and the costs required to maintain their functionality.
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Methods: The study relies on queuing theory for system maintenance.
Findings:
1. If a failure in an individual key parameter of the fire protection systems does not result in their complete failure but only degrades performance to some extent, and if the maintenance costs for each system in a given technical state are equal, then the average operating cost can be determined using the formula derived in the paper.
2. If a fire protection system is deemed inoperative when a certain fixed number of its key parameters are in a non-working state, it is possible to determine the most likely number of systems that may be inoperative in a residual resource operational mode.
3. The quantitative calculations show that:
a) For instance, if the failure and reconditioning rates of a single-parameter system are X = 0,5 and | = 20 over a year, with annual operational expenses of ACo = 50 000 units and an average reconditioning cost of AC. = 5 000 units, the expenses required for a remaining resource t* lasting 5 years and 1,5 months will amount to 500 037.4 units.
For failure and reconditioning rates of X = 0,125 and | = 1, |the expenses for a remaining resource t* of 6 years, 6 months, and 10 days will amount to 500,066 units.
b) If, in the operational process of a system with three key parameters, two exceed tolerance limits, there is an 88,3 % probability that the system will be deemed faulty. That so, out of five systems, four may become inoperative.
Research application field. The results are recommended for the scheduled preventive maintenance of a wide class of high-reliability systems with parametric failures.
Conclusions. The solution obtained allows for non-stationary forecasting of the residual life of systems and the costs necessary to maintain their operable condition.
The solution is applicable to a wide range of highly reliable, reconditionable systems with parametric failures.
Key words: fire protection object, technical system, parametric failure, routine-preventive maintenance.
ВВЕДЕНИЕ
Опыт применения многих технических систем свидетельствует, что их технический ресурс - суммарная наработка, при достижении которой применение их по назначению должно быть прекращено, - бывает заведомо занижен. И тогда для продления сроков их эксплуатации необходимо выделять и целесообразно распределять необходимые для этого материальные средства, иначе, - решать задачу управления затратами на создание остаточного ресурса систем.
Для технических средств известны различные методы оценки остаточного ресурса [1]. Применительно к радиоэлектронным системам значительная роль отводится методу физики отказов изделий электронной техники, который исследует связи и устанавливает аналитические зависимости между показателями и характеристиками надёжности и скоростью протекания физико-химических процессов, которые приводят к отказу системы [2-4]. Но поскольку каждое устройство, даже при полном соблюдении технологии производства, обладает индивидуальными характеристиками надёжности, и его эксплуатация происходит в индивидуальных условиях, то такой метод находит преимущественное применение для определения ресурса изделий на этапе их проектирования.
Методы оценки и прогнозирования остаточного ресурса технических изделий по результатам их механического износа, разрушения или повреждения с использованием временной зависимости от них ресурса изделия разработаны в [5, 6]. Методы позволяют устанавливать симптомы отказов и определять потенциально опасные варианты конструкции объектов, их составных частей и элементов.
Во многих технических системах доля механических отказов по сравнению с отказами изделий электронной техники бывает невелика, поэтому эти методы не находят в них широкого применения.
В работе [7] описан метод оценки среднего остаточного ресурса с помощью функции вероятности безотказной работы системы. Он позволяет находить точечную оценку ресурса, но без учёта её доверительной вероятности.
Анализируемые методы оценки и прогнозирования остаточного ресурса [1-7 и др.], разработанные для раннего поколения техники, не в полной мере применимы для систем с параметрическими отказами, к которым, в частности, относятся системы пожарной автоматики [8]. Тем более, что в практике эксплуатации такого класса технических систем представляет интерес оценка остаточного ресурса, рассчитываемая с учётом выделяемых на их эксплуатацию и профилактическое обслуживание материальных средств [9-11].
Для формирования программных мероприятий по эксплуатации и восстановлению систем, применяемых на объектах противопожарной защиты для поддержания их в работоспособном техническом состоянии, возникает потребность в прогнозировании дополнительно выделяемых средств на проведение планово-предупредительного обслуживания.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Цель исследования - разработать математическую модель для прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими
отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты, в остаточном режиме их эксплуатации.
Содержательная постановка задачи. Объектом исследования являются технические системы с параметрическими отказами, применяемые на объектах противопожарной защиты. Предмет исследования - математические методы и модели прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации такого класса технических систем.
Исходные предположения, в которых ставится задача определения материальных затрат на остаточный ресурс эксплуатации указанного класса систем:
1. Как, в частности, отмечается в [8], считается, что в каждой такой системе имеется конечное число определяющих параметров (ОП), изменение во времени которых отражает развитие в ней внутрисистемных процессов. На каждый определяющий параметр задана верхняя/нижняя граница допустимых его значений. Выход параметра за эти границы свидетельствует о том, что он утратил свои первоначальные свойства, из-за чего в системе происходит так называемый параметрический отказ. Под «параметрическим отказом» далее подразумевается случайное событие, при появлении которого система продолжает свое функционирование, однако с некоторым ухудшением своих первоначальных свойств.
2. Отказавший параметр подлежит восстановлению до номинала. Это позволяет считать, в целом, что эта система характеризуется конечным числом возможных состояний. Интенсивности отказов X и восстановления ц для всех ОП предполагаются известными по результатам параметрического контроля в процессе эксплуатации системы.
3. Априори считается известной схема распределения ассигнований на эксплуатацию системы, заданных конечным множеством стоимостных показателей {АС, АС , АС„Мп, АС„„„} [11]:
1 э> выз> ЗИП РВР* J
АСэ - стоимость эксплуатации за единицу времени;
АСвыз - стоимость вызова ремонтной бригады;
АСЗИП - стоимость запасных инструментов и принадлежностей и других материалов, используемых на восстановление отказавшего параметра;
АСРВР - стоимость восстановления отказавшего параметра.
Для каждого параметра существует множество возможных его значений, изменяющихся в определенных пределах.
4. Предполагается заданным остаточный ресурс для исследуемой системы - желаемое время t*, на которое продлевается её эксплуатация.
Показателями, характеризующими остаточный ресурс системы, будем считать затраты на её
эксплуатацию в этом режиме, вероятность сохранения её работоспособного состоянии в течение времени эксплуатации, а также дополнительно выделяемые затраты на её планово-предупредительное обслуживание и восстановление для предупреждения возможного ущерба от вынужденного её простаивания на это время.
Задача исследования состоит в том, чтобы в предположениях 1-4 определить затраты на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты.
Перейдем к её строгой формулировке.
Математическая постановка задачи. Исходные данные (ограничения Q) для её постановки:
Qj. Рассматривается техническая система, применяемая на объекте противопожарной защиты, в которой известное число k = 1, 2, ..., m определяющих параметров Uk адекватно отражает развитие в ней внутрисистемных процессов. Для каждого параметра задано его номинальное значение U°. При функционировании в системе проходят медленнотекущие деградационные процессы, приводящие к «уходу» ОП от своего номинального значения. Это означает, что в фиксированные моменты времени t., i = 1, 2,..., n для их значений выполняется цепочка неравенств:
ад > ад > ... > Uk (а
если t, < L< ... < t , k = 1, 2, ..., m.
12 m > i i i
Q2. Предполагается, что в системе относительно мала вероятность появления внезапных отказов, но имеют место параметрические отказы, которые устраняются в ходе ремонтно-восстано-вительных работ. Отказавший параметр подлежит восстановлению до номинала. Это, в целом, позволяет считать, что рассматриваемая система относится к классу восстанавливаемых систем с конечным числом возможных состояний. Переход её из одного состояния в другое осуществляется без «перескока» через промежуточное состояние и рассматривается как случайное событие [10]. Без потери общности предполагается, что потоки отказов и восстановления - простейшие и описываются показательными законами с параметрами X и ц, соответственно [12], которые одинаковы для всех определяющих параметров.
Q3. Предполагается, что в схеме распределения ассигнований на эксплуатацию {АС, АС ,
J 1 эт вызт
АСЗИП, АСРВР} эксплуатационные расходы АСэ в единицу времени одинаковы для каждого из её состояний. А средний расход на восстановление АС = АС + АС.,П+АС„„„, где АС = const
в выз ЗИП РВР' ^ в
состоит из упомянутых выше расходов. Причём
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
за восстановления затраты на восстановление они начинают расходоваться в момент отказа, из-за чего эксплуатационные расходы возрастают на величину АС.
Динамику изменения во времени суммарных затрат С({) на поддержание системы в работоспособном состоянии С(^ = АСэ+АСв иллюстрирует рисунок 1, для двух рассматриваемых в качестве примера определяющих параметров. На нём вертикальными пунктирными линиями показаны моменты перехода системы из одного состояния в другое её состояние (отказ или восстановление).
Значения функции С(^ являются случайными для каждого текущего (случайного) состояния, в котором система может пребывать в текущий момент времени t. Её скачки происходят в моменты параметрических отказов. Величина таких скачков соответствует затратам АСв на восстановление отказавших параметров.
О4. Предполагается, что система может оказаться в неисправном состоянии, если из числа m её определяющих параметров в нерабочем состоянии оказалось некоторое их число m* < m, которое для прогнозируемых вероятностей её состояния можно вычислить, пользуясь общей теоремой о повторении опытов [12], и затем рассчитать дополнительный расход средств на восстановление системы. Если при этом окажется, что этот расход не превышает прогнозируемого ущерба W от вынужденного простаивания системы на время её восстановления, выраженного, в частности, в денежном эквиваленте, то его можно учитывать при планировании затрат на остаточный ресурс эксплуатации системы.
Сформулируем исследуемую задачу прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты.
Рисунок 1. Динамика изменения суммарных затрат на поддержание системы в работоспособном состоянии
Figure 1. Dynamics of total costs for maintaining the system in operable condition
Формулировка задачи: для исходных данных (ограничений О), известных суммарных интенсив-ностей отказов и восстановления определяющих параметров системы, равных X и ц, соответственно, и допустимого прогнозируемого ущерба W от вынужденного её простаивания на время восстановления, требуется определить затраты на её остаточный ресурс (.
МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Аля прогнозирования затрат на остаточный ресурс системы в условиях О необходимо иметь аналитическое описание зависимости от времени случайных функций С^), описывающих суммарные затраты на поддержание её в работоспособном состоянии в течение времени { для известных интенсивностей отказов X и восстановления ц определяющих параметров и стоимостных показателей схемы распределения ассигнований {АСэ, АСвыз, АСЗИП, АСРВР} на эксплуатацию. Согласно [10], её описание получено в следующей последовательности.
Предполагается, что вначале система в момент времени t находится в безотказном состоянии v0(t), и к моменту времени t + Аt она сохранит это состояние. Его можно рассматривать как сумму двух несовместных случайных событий A0 и B1.
A0 состоит в том, что в момент времени t система находилась в состоянии v0(t), и за время Аt не отказал ни один параметр. Вероятность этого случайного события, согласно [12], определяется выражением P(A0) = е-ш ~ 1 - XАt. И тогда случайные затраты C(A0) на удержание системы в состоянии v0(t) с вероятностью P(A0) можно выразить соотношением
С(А0) = (С^) + АСА)(1 - ХДО.
Символ B1 означает событие, состоящее в том, что в момент времени t система находилась в состоянии v1(t), и за время Лt один параметр восстановился. Вероятность этого события определяется выражением P(B1) = 1 - е-цЛ ~цЛ^ и случайные затраты C(B1) на перевод её из состояния v1(t) в состояние v0(t) с вероятностью P(B1) можно описать зависимостью С^) = С^ОцЛЛ
Таким образом, состояние v0(t) можно рассматривать как сумму двух несовместных событий А0 и В1. И записать уравнение для случайной функции затрат Сд({) для поддержания этого события на интервале ^ + А^
С 0^ + Аt) = С(А0) + С(В1) = = (C0(t)+АС А/^)(1 - ХА^ + C1(t) цАt,
или, иначе, так:
C 0(t + At) - Cg(0 =
= -ХАС0(0+цАС1 (t)+АСА - XАtАCэ .
Разделим обе части последнего равенства на величину А^ и перейдя к пределу, при стремлении Аt^ 0, получим в результате дифференциальное уравнение:
Составляя аналогичные уравнения для всех возможных состояний системы vk(t), к = 1, 2, ..., т — 1, можно получить систему дифференциальных уравнений для описания текущих затрат Ск(^ на эксплуатацию системы с присущими для неё ин-тенсивностями отказов X и восстановления ц, соответственно:
at
dÇM dt
= -XC„ (t) - \iCk (0 + цС,+1 (0 + ДС3 + XACB (1)
*C.(t)
dt
=-^„(0 + ^,(0 +AC,+ XAC.,
с начальными условиями: С 0(t = 0) = 0, C0(t=0) = С(=0) = ... = Ст^=0) = 0. (2)
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Определение средних затрат на эксплуатацию непрерывно функционирующей системы в режиме остаточного ресурса эксплуатации. Аналитические зависимости для случайных функций затрат Ск({) на поддержание системы с вероятностью Рк(^ в состоянии vк(t), где к = 0, 1, 2, ..., т находятся из решения системы уравнений (1). По ним затем находится выражение для средних затрат на эксплуатацию системы:
положительному числу С0(^*). И тогда задача прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты, решается подстановкой аргумента t' функций Ск(^ и Рк({) в выражение (3).
Определение дополнительных расходов на планово-предупредительное обслуживание и восстановление системы. Как упомянуто выше, система может оказаться в неисправном состоянии, когда
из числа т её определяющих параметров опреде-
* /
ленное число т < т параметров окажется за пределами их допустимых значений. Из-за этого на незащищенном объекте может возникнуть пожар с прогнозируемым ущербом от него №. Поэтому для обеспечения с заданной вероятностью безотказной работы системы важно проводить её планово-предупредительное обслуживание с временной периодичностью Т, которую можно определить, пользуясь результатами работы [9].
Прогнозирование дополнительных расходов с* на планово-предупредительное обслуживание можно выполнить, пользуясь соотношением
с* = стпт, (4)
где ст - стоимость выполнения отдельного планово-предупредительного обслуживания; пт = гоип^*/Т), где гоип^а) - процедура округления дробного числа а до ближайшего целого в направлении положительной бесконечности.
При условии ст > № продление ресурса эксплуатации может оказаться нецелесообразным.
Таким образом, математическую модель прогнозирования затрат С* на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты, в остаточном режиме их эксплуатации, можно описать соотношением:
С,
С0(^*),если пт = 0; C0(f*)+снесли п=\; (S)
C0(t')+cTnT,eели пт> 1.
С{^Ск{Ш),к = \2,.,т. (3)
к=0
При определении затрат на остаточный ресурс будем исходить из предположения, что Ск^) -неубывающая монотонная функция времени t. И с увеличением аргумента t до заданного значения её значение будет приближаться к некоторому
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Разработана математическая модель прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты, в остаточном режиме их эксплуатации, с учётом ограничений на
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
дополнительно выделяемые средства на предупреждение ожидаемого ущерба от вынужденного их простаивания для проведения планово-предупредительного обслуживания и восстановления.
Блок-схема модели приведена на рисунке 2. Названия её блоков конкретизируют вычислительные процедуры, которые следует выполнять для проведения расчетов для прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации системы. Расчет вероятностей Рк(:) текущего состояния системы и затрат Ск(:) на непрерывное её функционирование может быть проведен, например, с использованием программы [13], а расчёт календарных сроков проведения планово-предупредительного обслуживания их - по программе [14].
Пример применения разработанной модели. Для упрощения расчётов рассматривается система с одним определяющим параметром. Интенсивности его отказа и восстановления в течение года равны соответственно X=0,5 и ц = 20. На её эксплуатацию в течение желаемого остаточного ресурса :', равного пяти годам, ассигнования (в условных единицах) на каждый год распределены следующим образом: на эксплуатационные расходы АСэ = 50 000 и на восстановление АСв = 5 000. Требуется рассчитать средние затраты С* на остаточный ресурс системы, пользуясь блок-схемой модели (рис. 2).
Решение. 1. Определим средний расход Ск=х^) = С^) на эксплуатацию системы по форму ле (3). Для этого подставим в неё выражения для функций и полученные из решения системы уравнений (1) с начальными условиями (2):
Ск1«)=Ак;+вк1(Х+\1)и у = 0,1;
где Ао=1Г^2ЛСа+ХС°);
Вк0 -ХцС ); Вк=-Вк0.
2. Находим выражения для вероятностей Р^) и [9].
3. Подставляя полученные выражения для С*.(0, ^„(0 и в (3), находим выражение для среднего расхода С(0 на эксплуатацию системы:
(Х+ц) v '
-ц-2Х е« )(1 - е«),
( НАЧАЛО )
Ввод исходных данных: Uk, X, ц, t*,W., Асэ, Асвыз, асзип, асрвр
Определение вероятностей текущего состояния Р (^ по результатам параметрического контроля и затрат на эксплуатацию Ск($ системы
Прогнозирование затрат С (^ на остаточный ресурс при непрерывном функционировании системы
Определение дополнительных расходов с* на планово-предупредительное обслуживание и восстановление системы
Рисунок 2. Блок-схема модели прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации системы
Figure 2. Block diagram of the cost forecasting model for the residual life of the system
из которого для заданных значений X, ц, :', АСэ и Св приходим к результату: для достижения заданного пятилетнего остаточного ресурса системы потребуются расходы в размере 500 037,4 у.е.
В
ВЫВОДЫ
рамках представленного исследования решена задача и разработана математическая модель прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации восстанавливаемых систем с параметрическими отказами, применяемых на объектах противопожарной защиты, в остаточном режиме их эксплуатации, с учётом ограничений на дополнительно выделяемые средства на недопущение ущерба от вынужденного их простаивания на время проведения планово-предупредительного обслуживания и восстановления (или на вынужденную замену их заведомо исправными аналогами).
Полученное решение задачи позволяет осуществлять прогнозирование остаточного ресурса систем и расхода средств на поддержание их в работоспособном техническом состоянии.
В практическом приложении результаты работы можно рекомендовать для прогнозирования затрат на остаточный ресурс широкого класса систем с параметрическими отказами.
Дальнейшие исследования в данном направлении можно проводить в теоретическом и практическом направлении. В теоретическом плане представляет интерес развитие метода прогнозирования затрат на эксплуатацию систем в штатном и остаточном режиме. В практическом
аспекте это позволит разрабатывать программные мероприятия по планированию заказов на своевременное обновление парка существующих систем, когда возникает потребность в обосновании необходимых для их реализации стоимостных и временных показателей. А также при управлении заменой систем, достигших предельного срока эксплуатации, системами с продлением остаточного ресурса, на время разработки и производства новых систем.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Савченко В. П. Методы и модели исследования остаточного ресурса изделий радиоэлектронной техники: дис. ... д-ра техн. наук. Фрязино, 1999. 180 с.
2. Острейковский В. А. Старение и прогнозирование остаточного ресурса оборудования атомных станций. М.: Энергоато-миздат, 1994. 286 с.
3. Садыхов Г. С., Савченко В. П., Сидняев Н. И. Модели и методы оценки остаточного ресурса изделий радиоэлектроники. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2015. 384 с.
4. Карташов Г. Д. Модели расходования ресурса изделий электронной техники. М., 1987. 76 с.
5. Болотин В. В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. 312 с.
6. Корольков Д. И. Оценка остаточного ресурса строительных конструкций: монография. СПб: СПбГАСУ, 2020. 166 с.
7. Садыхов Г. С. Остаточный ресурс технических объектов и методы его оценки. М.: Знание, 1986. 106 с.
8. Пицык В. В., Суховерхова Л. В., Шестерикова О. В. Вероятностное прогнозирование остаточного ресурса пожарной автоматики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2017. № 3. С. 84-88.
9. Пицык В .В., Россинская К. Г., Ичмелян А. Б. Прогнозирование периодичности планово-предупредительного обслу-
живания систем противопожарной защиты по результатам параметрического контроля // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2022. № 1. С. 21-29. Э01:10.25257/РЕ.2022.1.21-29
10. Пицык В. В., Казаринов В. Н. Методика расчета остаточного ресурса вооружения, военной и специальной техники // Вооружение и экономика. 2017. № 1(38). С. 32-38.
11. Пицык В. В., Шестерикова О. В. Распределение ассигнований для продления остаточного ресурса систем пожарной автоматики // Проблемы управления безопасностью сложных систем: труды XXIV международной научной конференции. М.: ИПУ РАН им. Трапезникова, 2016. С. 342-345.
12. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 2002. 575 с.
13. Пицык В. В. [и др.] Программа для расчета вероятности нестационарного состояния шестипараметрической восстанавливаемой системы с параметрическими отказами: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ от 17.09.2015 № 2015663500.
14. Пицык В. В., Ичмелян А. Б. [и др.] Программа для расчета календарных сроков проведения профилактических мероприятий в системах с параметрическими отказами. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ от 21.07.2022 № 2022664575.
REFERENCES
1. Savchenko V.P. Metody i modeli issledovaniia ostatochnogo resursa izdelii radioelektronnoi tekhniki [Methods and models for the study of the residual life of radioelectronic equipment products. Grand Doctor in Engineering thesis]. Fryazino, 1999. 180 p. (in Russ.).
2. Ostreykovsky V.A. Starenie i prognozirovanie ostatochnogo resursa oborudovaniia atomnykh stantsii [Aging and forecasting of the residual life of nuclear power plant equipment]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1994. 280 p. (in Russ.).
3. Sadikhov G.S., Savchenko V.P., Sidnyaev N.I. Modeli i metody otsenki ostatochnogo resursa izdelii radioelektroniki [Models and methods for estimating the residual life of radioelectronics products]. Moscow, Bauman Moscow State Technical University Publ., 2015. 384 p. (in Russ.).
4. Kartashov G.D. Modeli raskhodovaniia resursa izdelii elektronnoi tekhniki [Models of resource consumption of electronic equipment products]. Moscow, 1987. 76 p. (in Russ.).
5. Bolotin V.V. Prognozirovanie resursa mashin i konstruktsii [Forecasting the service life of machines and structures]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1984. 312 p. (in Russ.).
6. Korolkov D.I. Otsenka ostatochnogo resursa stroitel'nykh konstruktsii: monografiia [Assessment of the residual resource of building structures]. St. Petersburg, St. Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering Publ., 2020. 166 p. (in Russ.).
7. Sadikhov G.S. Ostatochnyi resurs tekhnicheskikh ob"ektov i metody ego otsenki [Residual resource of technical facilities and methods of its assessment]. Moscow, Znanie Publ., 1986. 106 p. (in Russ.).
8. Pitsyk V.V., Sukhoverkhova L., Shesterikova O. Probabilistic forecasting of fire automation residual operation time. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2017, no. 3, pp. 84-89 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2017.3.84-89
9. Pitsyk V.V., Rossinskaya K.G., Ichmelyan A.B. Methodology of substantiating frequency for routine and preventative maintenance of facilities' fire protection systems according to the results of their parametric control. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2022, no. 1, pp. 21-29 (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2022.1.21-29.
10. Pitsyk V.V., Kazarinov V.N. The technique of a residual arms, military and special equipment resource calculation. Vooruzhenie i ekonomika - Armament and Economics. 2017, no. 1(38), pp. 32-38 (in Russ.).
11. Pitsyk V.V., Shesterikova O.V. Distribution of appropriations for extending the residual life of fire automatic systems In: Problemy upravleniia bezopasnost'iu slozhnykh sistem: trudy XXIV mezhdunarodnoi nauchnoi konferentsii [Problems of
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
security management of complex systems: proceedings of the XXIV International Scientific Conference]. Moscow, IPU RAS named after Trapeznikov Publ., 2016. Pp. 342-345 (in Russ.).
12. Venttsel E.S. Teoriia veroiatnostei [Probability theory]. Moscow, Vysshaia shkola Publ., 2002. 526 p. (in Russ.)
13. Pitsyk V.V. [et al.] A program for calculating the probability of an unsteady state of a six-parameter recoverable
system with parametric failures: certificate of state registration of a computer program dated 09/17/2015 No. 2015663500 (in Russ.).
14. Pitsyk V.V., Ichmelyan A.B. [et al.] A program for calculating calendar dates for preventive measures in systems with parametric failures. Certificate of state registration of a computer program dated 07/21/2022 No. 2022664575 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Виктор Васильевич ПИЦЫК
Доктор технических наук, профессор
профессор кафедры высшей математики,
Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация
SPIN-код: 4283-4657
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7259-9302 Н [email protected]
Артур Борисович ИЧМЕЛЯН Н
Заместитель начальника Управления государственного пожарного надзора МЧС Республики Абхазия, Сухум, Республика Абхазия Н [email protected]
Поступила в редакцию 03.07.2024 Принята к публикации 17.09.2024
Для цитирования:
Пицык В. В., Ичмелян А. Б. Математическая модель прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации систем противопожарной защиты // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 157-164. 001:10.25257/ТБ.2024.4.157-164
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Victor V. PITSYK
Grand Doctor in Engineering, Professor Professor of Higher Mathematics Department,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation SPIN-cod: 4283-4657
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7259-9302 H [email protected]
Arthur B. ICHMELYANH
Deputy Chief, State Fire Supervision of EMERCOM of Republic of Abkhazia, Sukhum, the Republic of Abkhazia H [email protected]
Received 03.07.2024 Accepted 17.09.2024
For citation:
Pitsyk V.V., Ichmelyan A.B. Mathematical model for forecasting costs of the residual life of fire protection systems. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2024, no. 4, pp. 157-164 (in Russ.). D0I:10.25257/FE.2024.4.157-164
Правила направления и опубликования статей
Rules of articles submission and publication
Для опубликования научной статьи в журнале необходимо представить в редакцию журнала следующие материалы: статью, сведения об авторах, авторское соглашение. Редакция оставляет за собой право потребовать экспертное заключение о возможности опубликования материалов статьи в СМИ.
Направляемые в журнал «Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация» статьи должны содержать результаты научных исследований и испытаний; описания новых технических устройств и программно-информационных продуктов; обзоры, комментарии к нормативно-техническим документам; справочные материалы и т. п. Методы расчёта и экспериментальные данные, полученные автором, должны быть оформлены в соответствии с рекомендациями КОДАТА. Остальные численные данные, за исключением общеизвестных величин, следует снабжать ссылками на первоисточник. Научные статьи должны иметь практическую направленность.
Не допускается направление в редакцию работ, которые были опубликованы и (или) приняты к печати в других изданиях.
Редакция просит авторов при подготовке рукописи руководствоваться изложенными ниже правилами.
I. Статья
1. Статья представляется в двух вариантах - напечатанном и электронном, которые должны полностью совпадать. Статья и сопутствующие ей материалы должны быть направлены в редакцию в электронном виде по электронному адресу [email protected]), а также в бумажном виде по почте (Российская Федерация, 129366, Москва, ул. Б. Галушкина, 4. Академия ГПС МЧС России. Редакция журнала «Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация»). Статья должна быть ясно изложена, тщательно отредактирована и подписана всеми авторами.
2. Материал статьи должен излагаться в следующем порядке:
2.1. Текст располагается на одной стороне листа А4; шрифт Times New Roman, размер 14; межстрочный интервал полуторный. Страницы должны быть пронумерованы;
2.2. электронный вариант выполняется в общепринятых текстовых форматах (doc, docx).
3. Статья должна быть написана на русском литературном языке с использованием буквы «ё»:
3.1. Рекомендуемый объём статьи - от 10 до 15 страниц.
4. Основные структурные элементы статьи:
4.1. В начале статьи отдельной строкой слева указывается тип статьи (научная, обзорная, дискуссионная, персоналии, редакторская заметка и т.д.);
4.2. Далее размещается индекс Универсальной десятичной классификации (УДК).
4.3. Фамилия, инициалы автора. Фамилии авторов статьи указываются в алфавитном порядке. Изменения в порядок упоминания фамилий авторов возможно внести при обосновании и только в процессе редакторской подготовки.
4.4. Заглавие статьи.
4.5. Аннотация. Следует представить основные результаты работы (150-250 слов). Аннотация включает в себя пять пунктов (названия пунктов указываются!):
Тема. В этом пункте раскрывается название статьи, определяется круг рассматриваемых вопросов, обозначаются цель и задачи работы, объект и предмет исследования.
Методы. Излагаются подходы, методы и технологии исследования, отмечается их новизна.
Результаты. Приводятся наиболее значимые теоретические положения, экспериментальные данные, подчёркивается их актуальность и новизна.
Область применения результатов. Описываются возможности использования полученных результатов, отмечается их научно-практическая значимость.
Выводы. Подводятся итоги статьи, даются рекомендации, оценки, обозначаются перспективы исследования.
4.6. Ключевые слова (до 10 слов), слова перечислять через запятую. Обращаем внимание, что ключевые слова представляют собой список понятий для поиска статьи в информационном пространстве, а не тезисы или словосочетания из нескольких слов.
4.7. После ключевых слов приводят слова благодарности организациям (учреждениям), научным руководителям и другим лицам, оказавшим помощь в подготовке статьи, сведения о грантах, финансировании подготовки и публикации статьи, проектах, научно-исследовательских работах, в рамках или по результатам которых опубликована статья. Эти сведения приводят с предшествующим словом «Благодарности:».
4.В. После русскоязычной части в журнале публикуется информация на английском языке. Она включает в себя перевод пунктов 4.1, 4.3 - 4.7.
Англоязычная аннотация - независимый от статьи источник информации, предназначенный для англоязычных читателей, которые смогут по ней ознакомиться с содержанием работы. В редакцию текст аннотации следует представлять на русском языке, после редактирования он переводится на английский язык. В англоязычной аннотации уместно размещать ключевые фрагменты основной части статьи.
4.9. Основная часть статьи.
4.10. Литература. В списке указываются не менее 20 наиболее значимых работ в соответствии с действующими правилами оформления библиографического списка (ГОСТ 7.1-2003, Р 7.0.5-2008). ^исок литературы должен содержать ссылки на статьи из иностранных научных журналов. Не менее половины источников должны быть включены в один из ведущих индексов цитирования: Российский индекс научного цитирования eLibrary, Web of Science, Scopus, Chemical Abstracts, MathSciNet, Springer и др. В случае присвоения публикациям цифрового идентификатора объекта (DOI - в поиске поможет сайт: http:// www.crossref.org) его необходимо указать, что позволит однозначно идентифицировать объект в базах данных. Если в качестве библиографической ссылки используется URL или DOI - автору следует проверить корректность их написания и доступность ресурса по ссылке. Выполнение данного требования будет свидетельствовать о том, что авторы используют предыдущие научные достижения в необходимой мере. ^став источников должен быть актуальным и содержать не менее половины современных (не старше 10 лет) статей из научных журналов или других публикаций.
В списке литературы должно быть не более 30 % источников, автором либо соавтором которых является автор статьи.
Не следует включать в список литературы нормативные документы, приказы, ГОСТ, патенты и т. п., ссылки на них должны быть даны непосредственно по тексту статьи.
Указанная в списке литературы информация (Ф.И.О. автора, название книги или журнала, год издания, том, номер и количество (интервал) страниц) должна быть корректной.
Неопубликованные результаты, проекты документов, личные сообщения и т. п. не следует указывать в списке литературы, но они могут быть упомянуты в тексте.
5. При оформлении основных элементов статьи следует соблюдать ряд правил:
5.1. В журнале предусматривается двуязычное представление табличного и графического материала, поэтому названия таблиц, подрисуночные подписи и подписи к схемам должны быть переведены на английский язык.
5.2. Иллюстрации (рисунки, фотоснимки, схемы, графики) представляются в виде отдельных файлов общепринятых графических форматов (jpeg, cdr, eps, pdf). Диаграммы, схемы, графики должны быть доступными для редактирования (Word, Excel, Visio). Изображения должны быть четкими, контрастными. Использованные в тексте сканированные изображения должны иметь разрешение не менее 300 dpi. Обязательны подрисуночные подписи. Иллюстрации нумеруются, если их две или более. Подписи к рисункам должны содержать достаточно полную информацию для того, чтобы приводимые данные могли быть понятны без обращения к тексту (если эта информация уже не дана в другой иллюстрации).
5.3. Таблицы должны иметь заголовки и быть пронумерованными, если их две или более.
5.4. Формулы выполняются в редакторе Math Type (кроме однострочных). Они располагаются по центру строки. Номер
формулы указывается справа в круглых скобках. Нумеруются только формулы, на которые имеется ссылка в тексте.
5.5. Ссылки на литературу обозначаются цифрами в квадратных скобках.
II. Сведения об авторах
6. Сведения об авторах для опубликования в журнале представляются в электронном виде:
6.1. На русском языке указываются следующие данные:
- фамилия, имя, отчество;
- год рождения;
- учёная степень;
- учёное звание;
- должность;
- место работы (полное наименование учреждения);
- адрес места работы с указанием почтового индекса;
- академический статус (академик, член-корреспондент -при его наличии) в государственной академии наук;
- почётные звания и знаки отличия (по желанию);
- описание области деятельности и научных интересов;
- рабочий телефон;
- адрес электронной почты;
- ЭРИМ-код, АиЛогЮ;
- ОЯСЮ.
6.2. На английском языке указываются:
- имя, фамилия;
- учёная степень;
- место работы (учреждение, город, страна).
III. рецензия
7. Поступившая в редакцию рукопись научной статьи рассматривается главным редактором (научным редактором) на предмет соответствия профилю журнала и требованиям к оформлению.
8. Если рукопись научной статьи соответствует тематике журнала и содержит новые актуальные результаты, то она направляется рецензентам для экспертной оценки:
8.1. Рецензент оценивает:
- соответствие содержания статьи её названию;
- структуру статьи (предмет исследования, постановка задачи, ход проведения исследований, результаты и выводы);
- наличие в статье научной или технической новизны;
- достоинства и недостатки статьи.
8.2. Рецензент даёт заключение о целесообразности публикации статьи:
- принять статью;
- принять статью с незначительной доработкой. В этом случае автору направляется текст рецензии с предложением
внести необходимые изменения и дополнения в статью или аргументированно опровергнуть замечания рецензента;
- рассмотреть статью повторно после серьёзной переработки. В данном случае автору направляется текст рецензии с предложением переработать статью. Переработанная автором статья направляется на повторное рецензирование;
- отклонить статью. Мотивированный отказ опубликования статьи направляется автору, к повторному рассмотрению материалы не принимаются.
8.3. Рецензии хранятся в редакции журнала в течение
5 лет.
8.4. Редакция журнала направляет копии рецензий в Министерство образования и науки Российской Федерации при поступлении соответствующего запроса без подписи и указания фамилии, должности и места работы рецензента.
IV. Подготовка материалов к опубликованию
9. Поступившие в редакцию материалы рассматриваются, после чего принимается решение об их подготовке к публикации, необходимости доработки или отказе. Главный редактор определяет соответствие рукописи статьи профилю журнала и требованиям, предъявляемым к оформлению. Если статья не соответствует профилю журнала, то автору сообщается о невозможности её публикации. О результатах рассмотрения материалов следует узнавать в редакции.
10. В случае положительного решения редакция совместно с автором ведёт подготовку материала к публикации. Перед напечатанием статьи автору представляется отредактированный свёрстанный вариант для просмотра.
11. Рукописи статей, принятых к публикации, автору не возвращаются.
12. Материалы, не соответствующие данным правилам, не рассматриваются.
Публикационная этика
Publication Ethics
Авторы, рецензенты и редакторы, принимающие участие в подготовке материалов к публикации в журнале «Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация», должны соблюдать нормы публикационной этики. Настоящие нормы соответствуют этическим принципам, принятым Комитетом по публикационной этике (COPE).
Общей задачей авторов, рецензентов и редакторов является публикация материалов, которые представляют интерес с научной точки зрения и заслуживают внимания научного сообщества. В соответствии с этим, статья должна раскрывать актуальную проблему современной науки или (и) образования, обладать новизной и научно-практической значимостью.
I. Авторы
Авторы несут ответственность за содержание своих материалов перед научным сообществом. Грубые нарушения публикационной этики и правил публикации статей могут иметь отрицательные последствия для репутации и карьеры авторов.
Авторы материала обязаны соблюдать нормы авторского права. Авторами статьи могут быть указаны только те лица, кто внёс непосредственный вклад в её создание. Не допускается, чтобы статья была написана лицом, не упомянутым в списке авторов. Если какие-то лица участвовали в проведении исследований или сыграли роль в развитии важных для материала идей, их следует упомянуть в тексте или списке литературы.
Плагиат воспрещён. Статья должна быть оригинальной, не повторять опубликованные ранее материалы. Текст или иллюстрации, принадлежащие другим авторам, могут использоваться с обязательным указанием на авторство в виде ссылок. Существенные для материала источники также могут быть указаны в списке литературы. Авторам следует ограничить количество ссылок на собственные работы до 1-2.
Воспроизведение авторами собственных положений допустимо в виде их краткого изложения, если это необходимо для обоснования или развития положений в представленном материале.
Авторам следует принять все меры для того, чтобы в их материалах использовались проверенные, точные данные. Если автор обнаружит в опубликованной статье ошибки, он обязан уведомить об этом редакторов.
При упоминании в тексте других исследователей авторам следует проявлять корректность по отношению к ним.
Источники финансирования исследования, как и другие формы поддержки, указываются в тексте материала.
При подготовке материала к опубликованию авторы взаимодействуют с редакторами на основе взаимного уважения, проявляя добросовестность, своевременно представляя необходимую информацию и производя требуемые изменения.
II. рецензенты
Рецензент гарантирует объективность и беспристрастность рассмотрения представленного для рецензирования материала.
Положения рецензии должны быть изложены четко и аргументированно. В журнале действует «двухстороннее слепое» ("double-blind") рецензирование, при котором рецензенты и авторы не знают имён друг друга. По возможности рецензенту следует дать совет автору, как улучшить материал или осуществить дальнейшие шаги в исследовании.
Рецензент не должен показывать представленный для рецензирования материал третьим лицам, обсуждать его с ними, за исключением лиц, обговоренных с редакторами.
Рецензенту следует обратить внимание редакторов на сходство или совпадение между рассматриваемым материалом и другими известными ему источниками, а также использование недостоверных сведений.
III. Редакторы
Редакторы гарантируют высокий уровень публикуемых в журнале материалов как с точки зрения содержания, так и их оформления.
Представленные для рассмотрения материалы оцениваются редакторами независимо от расы, пола, сексуальной ориентации, религиозных убеждений, этнического происхождения, гражданст-ва или политических взглядов их авторов. Авторы вправе рассчитывать на аргументированное решение по своему материалу.
Подготовка материалов к опубликованию ведётся совместно авторами и редакторами на основе взаимного уважения и доброжелательности.
Редакторы не раскрывают дополнительные сведения о материале и ходе работы над ним, а также личные данные авторов третьим лицам.
При необходимости в журнале будут опубликованы сообщения о допущенных ошибках, открывшихся после публикации материала существенных фактах и т. д.
Публикации в 2024 году
Publications in 2024
В 2024 году в нашем журнале опубликовано 60 статей по проблемам пожарной безопасности, чрезвычайных ситуаций, пожарно-технического образования.
Безопасность объектов
Тангиев М. М, Назаров В. П. Нормативно-технические документы, регламентирующие предремонтную подготовку нефтяных резервуаров // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 5-13. D0I:10.25257/FE.2024.1.5-13
Гравит М. В., Антонов С. П., Фридрих О. А, Недвига Е. С. Системы огнезащиты стальных конструкций с цементными плитами и противопожарным барьером при криогенном и Jet-Fire воздействиях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 73-84. D0I:10.25257/FE.2024.2.73-84
Титунин А. А, Аносова Е. Б., Михайлова С. М., Вахнина Т. Н., Сусоева И. В., Сусоева В. С. Термическое разложение хвойных и лиственных пород древесины // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 85-90. D0I:10.25257/FE.2024.2.85-90
Воробьев В. В., Шимко В. Ю., Швырков С. А. Оценка пожарного риска на производственных объектах в информационно-аналитической системе «Probit» // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 91-99. D0I:10.25257/FE.2024.2.91-99
Абашкин А. А, Муслакова С. С., Присадков В. И., Уличев С. В., Фадеев В. Е., Ходос А. В. Вопросы повышения пожарной безопасности деревянных храмов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 110-119. D0I:10.25257/FE.2024.4.110-119
пожарная, экологическая и техносферная безопасность Бегишев И. Р., Реформатская И. И., Ланин С. Н., Ащеулова И. И., Петрилин Д. А. Исследование зависимости температуры самовоспламенения от концентрации паров горючей жидкости // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 14-22. D0I:10.25257/FE.2024.1.14-22
Кашин А. Н., Ищенко А. Д. Продвижение пожарных в зонах повышенных температур // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 23-30. D0I:10.25257/FE.2024.1.23-30
Пузач С. В., Журавлев Ю. Ю., Болдрушкиев О. Б., Акперов Р. Г. Экспериментальная оценка объёмной концентрации и размеров твёрдых частиц дыма, образующихся при терморазложении горючих материалов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 5-12. D0I:10.25257/FE.2024.2.5-12
Брыгин Ю. П. Нерешённые вопросы в пиротехнической деятельности как объективная причина чрезвычайных происшествий // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 13-22. D0I:10.25257/FE.2024.2.13-22
Голкин А. В., Муслакова С. В., Присадков В. И., Присадков К. В. Инженерный метод расчёта площадей пожарных отсеков в общественных зданиях // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 23-31. D0I:10.25257/FE.2024.2.23-31
Комаров А. А., Шангараев Р. Р., Игольникова Е. А., Иванов В. Н. Защита человека от ударных волн средствами инженерно-технической укреплённости // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 32-39. D0I:10.25257/FE.2024.2.32-38
Андреев А. П., Битуев Р. Б., Мещеряков А. В., Саутиев М. И., Фролов Д. В. Исследование абсорбции углеводородов пеной // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 39-45. D0I:10.25257/FE.2024.2.39-45
Гусев И. А., Носков С. С., Ольховский И. А. Современные направления в области разработки и создания пожарной техники (часть 1) // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 46-54. D0I:10.25257/FE.2024.2.46-54
Солоненко А. М., Колбасин А. А., Алешков М. В. Исследование тока утечки по струе тонкораспылённой воды из автоматической установки пожаротушения на электрооборудование под напряжением // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 55-61. D0I:10.25257/FE.2024.2.55-61
Тарасов С. В., Пигусов Д. Ю., Пустовалова Н. С. Организация подачи (транспортировки) огнетушащих веществ на тушение пожаров способом перекачки // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 64-74. D0I:10.25257/FE.2024.2.64-74
Рубцов В. В., Ширяев Е. В., Хай Л. В. Влияние скорости воздушного потока на тепловое излучение от углеводородного пожара в резервуаре для хранения нефти // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 7-14. D0I:10.25257/FE.2024.3.7-14
Григорьевская И. И., Грохотов М. А., Моисеева П. В., Фещенко А. Н. Моделирование теплового потока пожара пролива в программном комплексе PyroSim // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 15-22. D0I:10.25257/FE.2024.3.15-22
Романюк Е. В. Методы и технические средства управления пожарной безопасностью производственных аспирационных систем// Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 23-30. D0I:10.25257/FE.2024.3.23-30
Швырков С. А., Воробьев В. В. Влияние ограждений вертикальных стальных резервуаров с бензином на снижение потенциального пожарного риска // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 31-43. D0I:10.25257/FE.2024.3.31-43
Панасевич Л. Т., Юрьев В. И. Экспериментальное определение давления насыщенного пара жидких моторных топлив // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 44-51. D0I:10.25257/FE.2024.3.44-51
Тангиев М. М., Назаров В. П. Предремонтная подготовка резервуаров, осложненная пирофорными отложениями // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 52-57. D0I:10.25257/FE.2024.3.52-57
Алешков М. В., Колбасин А. А., Рузанова О. И. Определение пожарной опасности большегрузных карьерных транспортных средств // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 58-64. D0I:10.25257/FE.2024.3.58-64
Касым К. Ж., Ищенко А. Д., Соковнин А. И. Способ ограничения распространения продуктов горения на открытых пространствах // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 65-72. D0I:10.25257/FE.2024.3.65-72
Кудрин А. Н., Роенко В. В., Халикова Т. Н., Халиков Р. В. Моделирование тушения пожаров полигонов твёрдых коммунальных отходов водной средой в метастабильном фазовом состоянии // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 73-80. D0I:10.25257/FE.2024.3.73-80
ПУБЛИКАЦИИ В 2024 ГОДУ
РивиСДТЮЫ !М 2024
Иванов В. Н, Кирюханцев Е. Е, Есин В. М, Фирсова Т. Ф, Алешков А. М, Пронин Д. Г. Проблема изложения требований норм в области пожарной безопасности в России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 81-88. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.81-88
Стругов А. О. Гидрогазодинамика компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 89-95. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.89-95
Ольховский И. А, Гладченко В. Я., Хиль Е. И., Гусев И. А. Этапы развития условий применения и параметров автоматических установок пожаротушения // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 96-110. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.96-110
Холопцев А. В., Седов Д. В., Шубкин Р. Г. Термическое воздействие на приземный слой тропосферы как способ управления рисками природных чрезвычайных ситуаций // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 111-120. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.111-120
Александрова А. В., Герман М. В., Левчук А. А, Скрынников А. Ю. Совершенствование подхода к анализу техногенного риска и обоснованию проектных решений для опасных производственных объектов нефтегазового комплекса // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 121-130. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.121-130
Самошин Д. А. Проблемы нормирования времени начала эвакуации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 9-25. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.9-25
Брыгин Ю. П. О причинах и уроках трагичного пожара в пермском клубе «Хромая лошадь» // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 26-35. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.26-35
Пузач С. В., Комаревцев Н. В., Акперов Р. Г. Сравнительный анализ нового экспериментально-теоретического подхода и нормативных методов определения токсичности продуктов горения полимерных материалов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 36-45. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.36-45
Антонов С. В., Бутко В. С., Зыков В. И. Оптимизация путей спасения людей в зданиях обьектов энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 46-54. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.46-54
Двоенко О. В., Колбасов А. Ф., Кучмасов Д. А, Щетнёв К. П., Косьянова Е. Н. Оценка эффективности применения некоторых огнетушащих составов для тушения пожаров литий-ионных аккумуляторных батарей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 55-63. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.55-63
Комаров А. А, Тимохин В. В., Шевченко А. П., Шангараев Р. Р. Сравнительный анализ детонационного и дефлаграционного типов взрывного превращения на примере реальных аварийных ситуаций // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 64-71. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.64-71
Федяев В. Д., Стругов А. О., Гумиров А. С. Концепция применения компрессионной пены при тушении пожаров на объектах энергетики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 72-78. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.72-78
Лебедченко О. С., Пузач С. В., Холостов А. Л., Чистяков Т. И. Влияние температурных режимов пожара на характеристики сигнальных кабелей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 79-86. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.79-86 Неверов Е. Н., Бесперстов Д. А, Тимощук И. В., Негреев М. А. Анализ лесных пожаров в Кузбассе за краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный период времени // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 87-98. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.87-98
Гусев И. А., Носков С. С., Хиль Е. И., Шигорин С. А. Современные направления в области разработки и создания пожарной техники (часть 2) // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 99-109. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.99-109
Безопасность труда
Аниськина Ю. А., Самошин Д. А. Современные проблемы обучения дежурного персонала объектов защиты на примере медицинских учреждений со стационаром // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 31-38. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.31-38
Коршунов И. В., Смагин А. В. , Теребнев В. В., Массерова И. В. Оценка тактических возможностей звеньев газодымозащитной службы // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 39-46. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.39-46
Муминиён А. А, Нагановский Ю. К., Ройтман В. М., Серков Б. Б., Сивенков А. Б., Федотов И. О. Влияние длительного естественного старения теплоизоляционных минераловатных материалов на физико- химические и термические превращения // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 3. С. 131-141. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.131-141
Управление в организационных системах
Намычкина Е. В., Скурко Е. М., Евсеев В. В. О способах усиления чрезвычайного гуманитарного реагирования МЧС России за пределами Российской Федерации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 47-54. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.47-54
Ходикова Н. А., Плешаков В. В., Чепракова В. Р., Малько В. А., Коновалова А. А. Развитие подходов к установлению причины пожара: от начала 20 века до наших дней // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 55-62. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.55-62
Зайченко Ю. С., Тараканов Д. В., Шкунов С. А. Модификация модели поддержки принятия решений при распределении пожарных автомобилей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 63-68. э01:10.25257/РЕ.2024.1.63-68
Брушлинский Н. Н., Соколов С. В., Григорьева М. П., Вагнер П. Как создавалась мировая пожарная статистика // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 69-77. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.69-77
Федотов С. Б. Систематизация статистических данных о ликвидации пожаров и чрезвычайных ситуаций, возникающих в период специальной военной операции // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 78-85. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.78-85
Буцынская Т. А, Рубцов Д. Н., Членов А. Н. Мониторинг перспективных разработок в области пожарной автоматики // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 86-92. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.86-92
Орлова О. Н., Колесников В. В., Рахматулин Р. С. Модель формирования базы знаний при подготовке специалистов по-жарно-технического профиля // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 93-99. Э01:10.25257/РЕ.2024.1.93-99
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2024. No. 4
Романюк Е. В., Сибиряков М. В. Формирование профессиональных компетенций в вузах пожарно-технического профиля с учётом гендерных особенностей // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 100-108. 001:10.25257/РЕ.2024.1.100-108
Борзых Н. Ю., Калач А. В., Смоленцева Т. Е., Толмасов Р. С. Аспекты управления кадровым обеспечением проектов в организационной системе // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 1. С. 109-116. 001:10.25257/РЕ.2024.1.109-116
Басов В. А, Холостое А. Л. Оценка временных показателей обработки сообщений на основе приоритетов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 100-106. 001:10.25257/РЕ.2024.2.100-106
Чыонг В. Х. Математические модели поддержки управленческих решений по снижению уровня пожарной опасности во административно-территориальных единицах Вьетнама // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2 . С. 107-118. 001:10.25257/РЕ.2024.2.107-118
Карпов С. Ю. Реестр судебных пожарно-технических экспертов как инструмент повышения качества в расследовании и сокращений сроков судопроизводства // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 119-125. Э01:10.25257/РЕ.2024.2.119-125
Лобаев И. А, Малько В. А, Плешаков В. В., Ходикова Н. А, Чепракова В. Р. Причинно-следственная связь между нарушениями требований пожарной безопасности и последствиями пожара как предмет судебной пожарно-технической экспертизы // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 2. С. 126-135. Э01:10.25257/РЕ.2024.2.126-135
Калач А. В., Капустин А. А, Шавалеев М. Р. Анализ обстановки с пожарами и их последствиями на территории Российской Федерации // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, лик-видация. 2024. № 3. С. 142-152. Э01:10.25257/РЕ.2024.3.142-152 Малютин О. С., Морозов В. В., Мироненко Р. В. Анализ параметров функционирования пожарно-спасательных подразделений в крупных городах России // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 120-132. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.120-132
Аристархов В. А, Спорягин Е. Ю., Левов Н. Н. Модель организации оперативной проверки пожарно-спасательных подразделений // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 133-144. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.133-144
Григорьева М. П., Кружкова О. В., Кузнецова Е. С. Модель управления ресурсами в организационной системе на основе оценки эффективности стимулирования персонала // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 145-156. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.145-156
Пицык В. В., Ичмелян А. Б. Математическая модель прогнозирования затрат на остаточный ресурс эксплуатации систем противопожарной защиты // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2024. № 4. С. 157-164. Э01:10.25257/РЕ.2024.4.157-164
