Введение. Создание резервов материальных ресурсов для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера является одной из основных задач единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций. Достаточный объем материальных ресурсов, их рациональное размещение, правильное хранение и качественное обслуживание обеспечивают возможность оперативного устранения непосредственной опасности для жизни и здоровья людей, организации первоочередного жизнеобеспечения населения в зоне бедствия.

Цели и задачи. Возникает актуальная проблема предварительной оценки, учета и обоснования резерва запасных частей для работы специальной техники пожарно-спасательных подразделений в ходе ликвидации ЧС, исходя из принципа необходимой достаточности и максимально возможного использования имеющихся сил и средств.

Методы. Для планирования необходимого количества запасных частей специальной техники с учетом их стоимости, а также для обоснования решения об оптимальном числе ремонтных бригад, способных обеспечить своевременную замену вышедших из строя агрегатов в условиях ЧС или при ликвидации ее последствий, применимы методы теории очередей и систем массового обслуживания.

Результаты и их обсуждение. В статье предложена методика расчета оптимального резерва запасных частей для обеспечения нормальной работы специальной техники с экономическим обоснованием, учитывающим материальные затраты на их приобретение и на содержание ремонтных бригад. Приведены расчеты, которые позволяют на практике предварительно учитывать риски, связанные с недостаточным резервом запасных частей и с вынужденными простоями специальной техники из-за отсутствия возможности быстро устранить неисправности в ходе ликвидации ЧС и проведения аварийно-спасательных работ. Выработаны практические рекомендации по определению экономически целесообразного количества запасных частей и числа операторов, производящих ремонт специальной техники, с учетом материальных затрат и показателей надежности.

Заключение. Проблематика статьи отвечает современным направлениям научного обеспечения оперативной деятельности МЧС России и обусловлена наличием широкого круга задач, связанных с вопросами создания, хранения, использования и восполнения резервов материальных ресурсов в ходе ликвидации ЧС природного и техногенного характера.

Введение. Доселе было известно, что при газовых взрывах в незамкнутой камере давление взрыва тем больше, чем дальше от сбросного проема (окна) находится место воспламенения газа. Это утверждение основано на результатах, полученных рядом исследователей, в том числе нами. Однако последние физические опыты показали, что это справедливо только при размерах окон, сопоставимых с теми, которые рекомендуются нормативами как обеспечивающие определенные условия безопасности. При меньших же размерах окон эта зависимость нивелируется, и более того, меняет знак на противоположный.

Задачей исследования является выяснение причины инверсии влияния расстояния между окном и местом воспламенения на давление взрыва. Решение этой задачи имеет научное и практическое значение.

Методы и средства исследования. Для исследования выявленного эффекта были использованы два варианта математической модели развития газового взрыва в незамкнутой камере — упрощенная и численная. Первая из них, упрощенная, основана на представлении камеры в виде сосредоточенного объема, использовании уравнения Клайперона в дифференциальной форме. Получено, что, помимо известных факторов, таких как размер окна, свойства истекающих газов и др., на развитие взрыва влияют площадь фронта пламени и момент его подхода кокну. К сожалению, эта модель в принципе не учитывает динамику развития последних факторов. Сделать это позволяет другая модель, численная, представленная программным продуктом “Вулкан-М”, основанным на решении методом крупных частиц системы уравнений газовой динамики в эйлеровской форме при добавлении условий распространения пламени. Кроме того, “Вулкан-М” позволяет визуализировать эволюцию физического процесса, регистрировать развитие его параметров и показателей.

Результаты исследования. Получено, что при размерах окна, сравнимых с нормативными, столь большое влияние его положения на давление определяется не только разницей свойств истекающих газов (исходной смеси и продуктов сгорания), но и тем, что в начальный период развития взрыва площадь фронта пламени в случае удаленного положения окна значительно больше, чем при малом расстоянии между ним и местом воспламенения. При малом окне темп набора давления в начальный период в обоих случаях взрыва высок и практически одинаков, поэтому решающее влияние на значение максимального давления оказывает время горения. При удаленном расположении окна от места воспламенения время горения меньше по сравнению с близким расположениием. В результате этого максимум давления во втором случае больше, чем в первом. Этим и объясняется обнаруженный эффект.

Вывод. Чем больше размер окна, тем сильнее его влияние на давление взрыва. Причем это влияние не только обуславливается истечением газов, но и усиливается, иногда значительно, через влияние на развитие фронта пламени. При уменьшении размеров окна его влияние на развитие фронта пламени ослабляется, доходя до ничтожного. В этом случае на давление взрыва, помимо размера окна, влияет время горения.

Введение. Системы поддержки принятия решений при управлении пожаротушением позволяют снизить прямой материальный ущерб, количество погибших и пострадавших. Работа посвящена построению модели риска, заключенного в решениях, принятых руководителем тушения пожара (РТП) как лицом, принимающим реще- ния (ЛПР), в контексте управления тушением пожара в многоэтажном здании.

Цели и задачи. Целью исследования является построение модели, отражающей уровень риска в рещениях, принимаемых РТП. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: 1) выбрать тип модели принятия решений; 2) построить алгоритм оценивания параметров модели по наблюдениям за решениями, принятыми РТП; 3) проанализировать качество модели.

Методы. Выбран класс моделей принятия решений, называемых играми с природой. Процедура принятия рещений ЛПР при тущении пожара в многоэтажном здании представлена в виде трехуровневого дерева рещений. Оно преобразовано в нормальную (табличную) форму, что позволило представить выбор решений в виде критерия Гурвица. Параметр пессимизма-оптимизма Гурвица отражает степень риска в решениях ЛПР. Для проверки работоспособности предложенной технологии оценивания параметра Гурвица выполнено имитационное моделирование.

Результаты и их обсуждение. Имитационные эксперименты подтвердили работоспособность предложенной технологии оценивания степени склонности ЛПР к риску. Оценки, построенные для разных ЛПР, позволяют сравнивать степень склонности к риску различных РТП. Это дает возможность построить эталонные оценки по данным о принятии решений опытными РТП. Оценки других РТП можно сравнивать с эталонными и делать выводы о качестве их управления.

Выводы. Цель исследования достигнута путем решения поставленных задач. Предложенная технология является разновидностью машинного обучения, представляется перспективной и может быть использована в составе систем поддержки принятия решений РТП, а также при обучении и подготовке персонала, занимающегося управлением в чрезвычайных ситуациях.

Введение. Отмечена актуальность и важность учета требований к пожарной безопасности (ПБ) на производственных объектах топливно-энергетического комплекса (ТЭК) в рабочем процессе. Планирование мероприятий по обеспечению ПБ следует учитывать при разработке виртуальных двойников данных объектов, принимая во внимание требования к информационной безопасности (ИБ). Выделена необходимость учета стратегических целей при подобном моделировании. Для повышения качества создаваемых виртуальных прототипов предложен аппарат стратегического планирования, позволяющий учесть множество рисков, определенных экспертной группой. Целью работы является получение модели, с помощью которой можно оценить особенности обеспечения ПБ и ИБ, а также связанные с ним риски.

Методы исследования. Вначале определена стратегическая цель, связанная с выполнением производственных функций объекта ТЭК, от которых зависит получение прибыли. Для упрощения модели опасные факторы распределили по независимым категориям: риски негативных последствий, связанных с ПБ и ИБ, загрязнением среды, остановкой технологического процесса из-за внешних проверок. Для каждой категории представлен вывод экспертного и расчетного значений. Экспертные оценки могут быть получены с помощью обратносимметричных матриц парного сравнения, а расчетные —с использованием градуировки категорий по шкале ущерба. Описана функция вероятности, соотнесенная с каждым участком объекта ТЭК. Так рассчитывается негативное влияние опасных факторов.

Результаты исследования. Учитывая выделенную в исследовании функцию вероятности, можно получить матрицу распределения влияния опасных факторов на объект ТЭК. Описанную выше процедуру применяем для второго и третьего уровней иерархии влияния. Второй уровень включает опасные факторы, третий — мероприятия по предотвращению их влияния. Итоговым результатом является получение распределения влияния мероприятий по участкам объекта ТЭК.

Заключение. Отмечены преимущества технологии цифровых двойников при планировании ПБ объектов ТЭК. Применение стратегического планирования позволяет разработать модель цифрового двойника, учитывающую влияние мероприятий на достижение целей обеспечения ПБ и ИБ.

Введение. Вопросам организации радиосвязи на пожаре, как важной части процесса управления пожарными подразделениями, уделяется значительное внимание. Эффективность управления на пожаре во многом зависит от устойчивой работы сети радиосвязи, в которой в зависимости от сложности ситуации могут работать различные должностные лица, управляющие процессом тушения пожара.

Методы. Моделирование работы сети радиосвязи основывается на методах теории массового обслуживания. Составляется перечень из n состояний, в которых может пребывать сеть связи, и соответствующий граф переходов. С учетом общепринятых допущений на основе графа переходов составляется система из n дифференциальных уравнений, связывающих вероятности состояний и интенсивности перехода в эти состояния. На основе полученных решений оценивается эффективность работы сети радиосвязи.

Результаты. В статье рассматриваются три варианта, для которых описаны возможные состояния, построены графы и составлены системы уравнений. В первом варианте в сети радиосвязи взаимодействуют три должностных лица, во втором — четыре, в третьем — также четыре должностных лица, но с иной иерархией управления. В первых двух случаях получены аналитические решения для вероятностей состояний, для третьего предлагается решение с использованием численных методов. Для каждого случая определены критические состояния, влияющие на устойчивость управления. Полученные решения сопровождаются примерами.

Выводы. Показана возможность моделирования сети радиосвязи на пожаре, как важнейшего элемента управления действиями пожарных подразделений. Рассмотрены три варианта взаимодействия должностных лиц с использованием сети радиосвязи. Разработанные для рассматриваемых случаев математические модели позволяют определить вероятностные характеристики функционирования сети радиосвязи и оценить возможность появления критических режимов, влияющих на эффективность управления действиями пожарных подразделений.

Рассмотрены исторические предпосылки создания предшественников роботизированных установок пожаротушения (РУП) — установок самонаведения на очаг пожара. Представлены сведения по успешному применению мобильных роботов в военном деле, полиции, пожарной охране, беспилотной авиации, промышленности, на транспорте, в строительстве, сельском хозяйстве, социальной сфере, для облегчения условий жизнедеятельности человека, при проведении научных исследований. Показаны принципиальные отличия стационарных РУП от мобильных пожарных роботов. Указаны практические причины, препятствующие широкому применению РУП в конце прошлого столетия. Приведены краткие сведения об использовании пожарных роботизированных стволов (ПРС) для ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС. Выполнен анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований баллистики стоячих и сканирующих струй. Описаны основные проблемы, возникающие в процессе проектирования РУП, в состав которых входят ПРС. Показано состояние пожарной робототехники за рубежом. Отмечены лидирующие позиции России в создании и производстве ПРС, в разработке нормативной базы применительно кРУП. Сформулированы основные термины и определения в области навигации ПРС и подачи ОТВ на очаг пожара. Выполнен анализ основных положений нормативных документов по проектированию и испытанию РУП. Представлены результаты сравнительных натурных испытаний отечественной РУП и зарубежных спринклерных традиционных АУП и АУП ТРВ производства Датской компании COWIA/S. Исследованы варианты алгоритма функционирования по обнаружению пожара и навигации ствола ПРС на очаг пожара с учетом погрешностей наведения и позиционирования. Рассмотрены различные варианты реализации принципа действия современных РУП.

Введение. Тактические возможности групп разведки пожара зависят от различных факторов, усложняющих их работу. Немаловажным является использование информации от мобильных и стационарных систем мониторинга пожара. Целью настоящей работы является оценка тактических возможностей групп разведки пожара при его мониторинге в здании с использованием инфракрасных технологий. В работе решены две задачи: проведен анализ электромагнитного светового спектра; разработана модель оценки тактических возможностей групп разведки пожара при мониторинге пожара в здании с использованием коротковолновых инфракрасных технологий.

Методика. В работе использованы математические методы, включая метод разложения нормализованного показателя тактических возможностей в рядТейлора для описания тактических возможностей групп разведки на пожаре.

Результаты и их обсуждение. На основании расчетов производительности и площади зоны поиска групп разведки построены графики зависимости площади зоны поиска от показателя тактических возможностей групп разведки пожара и нормализованного показателя тактических возможностей групп разведки пожара. Показано, что производительность групп разведки зависит от скорости движения звеньев газодымозащитной службы (ГЗДС), количества звеньев, эффективного расстояния между звеньями и условий видимости. В работе предлагается использовать коротковолновые инфракрасные камеры для улучшения видимости в дыму при поиске и спасении пострадавших.

Выводы. В итоге система информационной поддержки принятия решений с использованием инфракрасных технологий улучшит на 10-15 % видимость для звеньев ГДЗС, а также их координацию. Это, в свою очередь, позволит повысить оперативность принятия управленческих решений при поиске и спасении пострадавших в непригодной для дыхания среде.

Рекомендовано количество пожарных кранов, одновременно используемых при тушении пожара, а также минимальный расход воды на пожаротушение определять согласно таблице, в которой представлены все виды зданий, сооружений и помещений в соответствии с их функциональным назначением (Ф1-Ф4).