Техносферная безопасность / Problemi tekhnosfernoy bezopasnosti 2013

подачи огнетушащих веществ, ТТХ пожарной техники и ПТВ, наличие и потребность личного состава, состав и задачи оперативного штаба и участков тушения пожаров, водоотдача источников наружного противопожарного водоснабжения и многие прочие данные, разместить которые на обычной графической схеме просто невозможно.

АИГС ГраФиС позволяет в автоматическом режиме производить расчеты основных показателей хода тушения пожара, например, требуемый расход воды, необходимое количество личного состава, необходимое количество пожарной техники, требуемый запас рукавов и многие прочие,

иуказывать результаты расчета в качестве свойств графических объектов схемы. Все схемы, созданные с помощью ГраФиС, предполагают возможность учета реального масштаба места пожара. По умолчанию используется масштаб 1:200, но можно выбрать и любой иной масштаб. Это позволяет при построении схем автоматически рассчитывать ряд пожарнотактических показателей зависящих от геометрических размеров реального прототипа, к которым относятся площадь пожара и длина рукавных линий.

Отличительной особенностью АИГС ГраФиС является тот факт, что создана она не «с ноля» а разработана на основе уже существующего программного обеспечения, а именно – программы компании Microsoft, MS Visio предназначенной для работы с деловой графикой. Такой подход позволил сэкономить время на разработку платформы для создания системы, а так же упростить процесс распространения и развертывания её на компьютерах других пользователей.

Система снабжена встроенной базой данных ТТХ пожарной техники

иосновных справочных показателей параметров тушения пожара - «Гра- ФиС-Справочник». Информация из базы данных используется системой при построении схем и проведении расчетов. Пользователи могут самостоятельно пополнять и корректировать содержимое справочника, расширяя его возможности.

АИГС ГраФиС в первую очередь предназначена для упрощения деятельности руководителей ГПС всех уровней:

при проведении разборов и изучении реальных пожаров;

при разработке и использовании в работе документов предварительного планирования действий по тушению пожаров на объекты расположенные в районе выезда подразделений;

при организации занятий по пожарной тактике и технике с личным составом дежурных караулов и слушателями учебных заведений системы МЧС.

110

Кроме того, АИГС ГраФиС может быть использована в работе РТП, в качестве автоматизированной системы поддержки принятия управленческих решений при тушении пожаров.

Как показал опыт применения АИГС-ГраФиС в подразделениях пожарной охраны, система легка в обращении, заметно упрощает процесс разработки схем расстановки сил и средств, и повышает качество получаемых материалов, а его освоение не вызывает у пользователей особых затруднений.

Система распространяется на безвозмездной основе. Специально для организации распространения и обратной связи с пользователями, разработан сайт проекта ГраФиС, расположенный в сети Интернет по адресу: www.graphicalfirests.ru. В данный момент ведется интенсивная работа по совершенствованию и развитию системы.

Литература

1.В.В. Теребнев, А.В. Подгрушный, Учебник ''Пожарная тактика. Основы тушения пожаров.'', Москва, 2008;

2.В.В.Теребнев, ''Справочник руководителя тушения пожара'', Мо-

сква, 2004.

3.В.П. Иванников, П.П. Клюс, ''Справочник руководителя тушения пожара'', М.: Стройиздат, 1987.

СНИЖЕНИЕ ВЗРЫВООПАСНОСТИ РЕЗЕРВУАРОВ С НЕФТЕПРОДУКТАМИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ

ИХ К РЕМОНТНЫМ ОГНЕВЫМ РАБОТАМ

Рубцов Д.Н., Освальд Е.С.

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Для поддержания резервуарных парков и отдельных резервуаров в работоспособном состоянии, в период между капитальными ремонтами, должно проводиться их своевременное и качественное техническое обслуживание и текущий ремонт [1].

Нефтяные резервуары необходимо очищать для:

-обеспечения надежной эксплуатации резервуаров;

-удаление пирофорных отложений;

-полного обследования и безопасного осуществления ремонта. Данные статистики показывают, что примерно 60 % всех пожаров в

резервуарах происходит при производстве предремонтной подготовки и

111

ремонтных огневых работ [2]. Эти пожары можно классифицировать по периодам их наступления:

-пожары, возникающие при очистке резервуаров перед ремонтными огневыми работами;

-пожары, возникающие при проведении ремонтных огневых работ;

-пожары, возникающие при обслуживании резервуаров.

К ремонтным огневым работами относятся такие виды технологического обслуживания резервуара, как: сварка, пайка, резка и резка с помощью шнурового кумулятивного заряда. Шнуровой кумулятивный заряд, энергией своего взрыва, образует кумулятивную прожигающую струю, которая перерезает металлическую конструкцию. Все перечисленные способы являются мощными источниками зажигания.

При проведении ремонтных огневых работ в резервуарах создаются условия для образования взрывоопасной концентрации паров нефтепродуктов, воспламенение которых возможно от указанных источников зажигания. Для предотвращения предпожарных аварийных ситуаций на резервуарах в период проведения ремонтных огневых работ их нужно приводить в пожаровзрывобезопасное состояние с помощью определённых профилактических мероприятий.

Поскольку ремонтные огневые работы тесно связаны с эксплуатацией резервуаров, то основные требования пожарной профилактики при подготовке к ним, представлены в Правилах противопожарного режимы в Российской Федерации [3].

Существует два основных направления подготовки резервуаров к ремонтным огневым работам, это: очистка и флегматизация.

Очистка может включать следующие технологические операции: промывку (растворителями, водными растворами технических моющих средств, водой) пропарку, вентиляцию.

Под флегматизацией понимают введение в объём резервуара инертных газов – разбавление воздуха каким-либо инертным газом (водяной пар, углекислый газ, азот или продукты сгорания от генератора инертного газа) или химически активным ингибитором горения [1].

При пропарке внутреннего объема технологического оборудования, температура подаваемого водяного пара не должна превышать значение, равное 80 % от температуры самовоспламенения горючего пара.

Также для удаления тяжелых углеводородов из резервуаров, применяют их пропарку или промывку водой и моющими растворами. В отличие от вентиляции, пропарка считается более сложным тепловым процессом, предназначенным для нагрева резервуара до температуры, при которой начинают размягчаться, плавиться и испаряться тяжелые остатки нефтепродуктов. Температуру пропарки обычно принимают равной 80-90 °С.

112

Из перечисленных выше способов подготовки резервуаров к ремонтным огневым работам наиболее широкое применение нашла вентиляция.

В настоящее время нами изучается вопрос возможности применения нового подхода к вентиляции резервуара. Есть предположение, что потоки воздуха, подаваемые в резервуар с двух противоположных сторон, через рассеивающее устройство, будут наиболее максимально распределяться по всей площади зеркала нефтепродукта, а так же по стенкам резервуара. Считаем, что данное техническое решение позволит максимально снизить концентрацию испарившейся жидкости.

Для подтверждения этих теоретических предпосылок в дальнейшем необходимо провести серию экспериментальных исследований.

Литература

1.«Пожарная безопасность резервуаров с нефтепродуктами» О.М. Волков, 1984 г.

2.Учебник «Пожарная безопасность технологических процессов» ч. 2, С.А. Горячев, С.В. Молчанов, В.П. Назаров и др., М. 2007.

3.Правила противопожарного режима в Российской Федерации утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 25 апреля 2012 г. № 390.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ БЕЗОПАСНОЙ ЭВАКУАЦИИ ПРИ ПОЖАРЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ АЛГОРИТМОВ ТЕОРИИ ГРАФОВ

Шихалев Д.В., Хабибулин Р.Ш.

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

В работе рассматривается ряд теоретических подходов к определению направлений безопасной эвакуации при пожаре с применением теории графов.

При пожаре в здании с массовым пребыванием людей (МПЛ) для эвакуируемых возникает ряд трудностей связанных с определением направления безопасной эвакуации [1]: посетители не ознакомлены с планом эвакуации; неспособность эвакуируемых объективно оценить сложившуюся ситуацию; блокирование опасными факторами пожара уже выбранного пути эвакуации. Во многом существующие проблемы связаны с тем, что система оповещения и управления эвакуацией (СОУЭ) осуществляет лишь управление оповещением и не определяет направление безопасной эвакуации.

113

Путь эвакуации считается безопасным, если на всех его участках выполняются условия беспрепятственности (на пути эвакуации не происходит скопления людей) и своевременности (опасные факторы пожара наступают позже времени прохождения людей) эвакуации [1, 2]. Таким образом, формулируется следующая задача: определить путь эвакуации от места нахождения человека (группы людей) до безопасной зоны, который содержит минимальное количество участков (расстояние до выхода), причем значения показателей беспрепятственности и своевременности должны иметь минимальные значения.

Для решения поставленной задачи применяется алгоритм поиска кратчайшего пути эвакуации на основе теории графов. Исходя из того что местоположение очага пожара заранее неизвестно, поэтому для определения кратчайшего пути эвакуации необходимо знать минимальные расстояния до выходов из каждой точки здания. Целесообразно в таком случае применять алгоритм Флойда-Уоршала основной замысел, которого раскрывается в (1):

(1)

где: – длина кратчайшего пути эвакуации из вершины i в вершину j; m – промежуточная вершина графа.

За вершину графа принимаем место пересечения двух и более путей эвакуации.

Каждый граф (участок пути эвакуации) помимо длины характеризуется критериями беспрепятственности и своевременности эвакуации. Вводится комплексный критерий φ (2):

(2)

где: L – физическая длина участка пути эвакуации, м; а – критерий беспрепятственности:

	реал	(3)
	макс

где:

Vреал – текущая (реальная) скорость движения людей по рассматриваемому участку;

Vмакс – максимальная скорость движения людей по рассматриваемому участку.

b – критерий своевременности:

114

	реал	(4)
	кр

где:

Xреал – текущее (реальное) значение одного их опасных факторов пожара на рассматриваемом участке пути;

Xкр – критическое значение одного из опасных факторов пожара для человека;

Kb –коэффициент безопасности.

Таким образом, с учетом предложенных критериев представим (1)

как:

(5)

При выработке принятия решения о выборе направлений безопасной эвакуации при пожаре планируется применение методов многокритериальной оптимизации.

Известно [1, 2], что если текущая плотность движения людского потока превышает плотность при максимальной интенсивности движения, то образуется задержка движения и образуется скопление людей на участках где этот условие выполнено. Целесообразно ввести дополнительное условие: проверка выбранного кратчайшего пути эвакуации при пожаре на предмет увеличения/уменьшения ширины участков пути эвакуации. Зачастую, значительные временные задержки во время эвакуации происходят в местах пересечения участков пути эвакуации разной ширины. Для решения такой задачи применим алгоритм поиска увеличивающейся цепи в теории графов.

Так в случае если значение:

≤ 1,

(6)

то допускается эвакуация по данному участку, если:

> 1,

(7)

то движение по этому участку запрещается, где: qi – пропускная способность i-го участка пути эвакуации; qi-1 - пропускная способность i-1-го участка пути эвакуации.

115

Следовательно, ранее определённый кратчайший путь эвакуации при пожаре по формуле (4) необходимо проверить на наличие участков, удовлетворяющих условию (7) и в случае нахождения исключить.

Для численной реализации поставленной задачи разработан алгоритм, создается программный комплекс в системе Matlab [4].

Литература

1.Холщевников В.В., Самошин Д.А. Эвакуация и поведение людей при пожарах: Учебное пособие. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2009;

2.Холщевников В.В. Исследование людских потоков и методология нормирования эвакуации людей из зданий при пожаре. – М.: МИПБ МВД России, 1999;

3.Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах: Пер. с

англ. – М.: Мир, 1981.

4.Перельмутер В. М. Пакеты расширения Matlab. Control System

Toolbox и Robust Control Toolbox. Солон-Пресс, 2008.

ЗАВИСИМОСТЬ ВРЕМЕНИ ФОРМИРОВАНИЯ КРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ ПОЖАРА

ОТ НАЧАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ И УСЛОВИЙ ГАЗООБМЕНА

Салымова Е.Ю.

Московский государственный строительный университет

Существующие нормативные документы [2] для определения времени наступления критических значений опасных факторов пожара (ОФП), разработаны на основании интегральной модели для начальной стадии развития пожара [1].

В [1] автор исходит из предположения, что на начальной стадии развития пожара из помещения истекают газы с мгновенными среднеобъёмными характеристиками. Начальные значения ОФП принимаются в [2] соответствующими чистому воздуху. Для парциальных давлений токсичных газов и оптической плотности дыма: 0СО 0 , 0СО2 0 , 0HCl 0 , 0 0 .

Для парциальной плотности кислорода в качестве начального значения применяется - 0О2 0,27 кг/м3, что соответствует начальной температу-

ре T0 30о С

Начальное значение температуры ничем не регламентируется и берётся соответствующее фактически возможной [2].

116

По нашему мнению начальную парциальную плотность кислорода также следует брать соответствующей фактически возможной, то есть при соответствующей начальной температуре.

Место истечения газов из помещения на начальной стадии развития пожара необязательно обеспечивает среднеобъемные характеристики истекающих газов. Наоборот, наиболее характерными случаями являются истечения с нижних уровней помещения (через двери, через нижние неплотности) и с верхних уровней (через фонари, расположенные на крыше).

Цель данной работы оценить время наступления критических значений ОФП при истечении газов:

1)из нижних уровней помещения с условием, что истекает воздух;

2)на уровне потолка при условии, что истекают газы с максимальным значением ОФП.

Определение параметров истекающих газов при пожаре для интегральной модели начальной стадии развития пожара в помещении регламентировано в [1] формулой:

кр 0	y			y		1
			exp 1.4			1
п.д 0
	h			h

Эта формула даёт связь между локальным значением параметра на уровне рабочей зоны (высота этой зоны не ограничена) со среднеобъем-

ным значением этого параметра кр .

Локальное значение на высоте y h2 (половина высоты помещения),

согласно приведенному выражению соответствует среднеобъемному значению этого параметра. Если обозначить среднеобъемное значение m , а

локальное значение y . Связь между m и y обеспечивает регламентируемое критическое значение ОФП при его предел допустимом значении на высоте рабочей зоны. Однако, это распределение значений ОФП по высоте не обеспечивает сохранения количества ОФП в объеме помещения, так как интеграл по высоте с учетом предложенного распределения на 33% превышает общее содержание рассматриваемого ОФП в помещении, а для парциальной плотности кислорода возможно её отрицательное значение

на высоте h 43 .

Чтобы устранить существующие недостатки распределения значений ОФП по высоте, необходимо провести его коррекцию [3].

117

Коррекция заключается в том, что до высоты 0.65h параметры ОФП определяются выражением:

y

y

1

y

0

m

exp 1.4

2

0

h

h

y 0.65h :

y

1.615

m 0.615 0

3

Литература

1.Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении: учеб. пос.-М.: Академия ГПС МВД России, 2000. – 119с.

2.Методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности. Приложение к приказу 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», г. Москва.

3.Marshall M.B. The Effect of Ventilation on the Accumulation and Dispersal of Hazardous Gases. Institution of chemical engineers/ Symposium series.

№82, 1983. – e 11 – e 22.

ФОРМИРОВАНИЕ БАЗЫ ДАННЫХ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ СКЛАДИРОВАНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Зуев Н.Ю.1, Хабибулин Р.Ш.1, Рыженко А.А.2

1Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

2Институт информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского научного центра РАН

В настоящее время в Российской Федерации функционируют свыше 20 тысяч производственных объектов связанных с хранением нефти и нефтепродуктов. Большинство из них представляет необходимую экономическую, оборонную и социальную значимость для страны, но и потенциальную опасность для жизни и здоровья населения, а также окружающей среды [1]. Актуальной и важной задачей является необходимость разработки и осуществления мероприятий в области обеспечения пожарной безопас-

118

ности подобных объектов. Для достижения этой цели в частности на государственном уровне разработана и реализуется федеральная и региональные целевые программы «Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2015 года» [2]. В программах рассматриваются, в том числе, следующие мероприятия: разработка и внедрение информационных и прогнозно-аналитических систем, в том числе геоинформационных экспертных систем; проведение комплексных исследований с использованием методов математического моделирования для выявления закономерностей в области обеспечения техногенной безопасности; выработка вероятных сценариев развития ситуаций и поддержки принятия необходимых решений. В качестве удобного инструментария для решения поставленных задач предполагается использовать современные информационные системы. Тем не менее, существующие программные разработки уже не справляются с быстро изменяющимися условиями, требуют существенных модификаций.

Впредставленной работе ставится задача по созданию базы данных экспертной системы (ЭС) по обеспечению пожарной безопасности производственных объектов связанных с хранением нефти и нефтепродуктов. Разрабатываемая ЭС является элементом системы поддержки принятия решений на этапах выявления опасностей и определения возможных сценариев развития пожаров, которая позволит повысить эффективность управления пожарной безопасностью на указанных объектах.

Источниками информации для формирования базы данных ЭС могут являться статистические данные о пожарах, результаты опросов экспертов, данные о надежности технологического оборудования и др.

На первом этапе формирования базы данных ЭС в качестве исходного источника информации принята федеральная государственная информационная система «Федеральный банк данных «Пожары».

Вработе проанализированы статистические данные по пожарам, произошедшим на территории Российской Федерации в 2001-2011 гг. и за 11 мес. 2012 г., на складах нефти и нефтепродуктов в резервуарах (нефтебазы, нефтехранилища).

Проведен анализ полученных данных, из которого следует, что за рассматриваемый период (за 12 лет):

произошло 154 пожара, в среднем 13 пожаров в год;

35 человек погибло;

66 человек получили травмы;

материальный ущерб от пожаров составил более 155 миллионов

рублей.

Наиболее вероятными причинами пожаров являются:

119