Пожарная тактика / Matyushin - Primeneniye robototekhniki pri tushenii 2016

ликвидируется силами одного дежурного караула в составе одного или двух отделений на автоцистернах. При этом даже если в соответствии установленным в пожарно-спасательном гарнизоне расписанием выезда на пожар прибывает большее количество подразделений, тем не менее примерно в 40 % случаев для тушения пожара используется только один ствол «Б». То есть, около 40 % пожаров (более 60 тыс. случаев и практически все загорания), а это порядка 400–500 тыс. случаев за год ликвидируются с использованием минимального количества сил и средств пожарно-спасательных подразделений. На схеме (Рис. 20) этой ситуации соответствует точка F1. Поэтому наибольшее количество пожаров в Российской Федерации ликвидируется с привлечением доступных ресурсов одного дежурного караула. Далее с увеличением масштабов пожара требуемое количество ресурсов (Ртр), необходимых для его локализации, возрастает.

Прямая, проходящая через начало координат и точки F1, Fn соответствует минимально возможному условию локализации пожара. То есть ситуации, когда на месте пожара сосредоточено такое количество сил и подается такое количество огнетушащих средств, что возникают условия для ограничения дальнейшего распространения горения и его последующей ликвидации.

41

Рис. 20. Схема локализации пожара:

Pтр и Pф – требуемое и фактическое количество ресурсов для локализации пожара; 1 – область, в которой, несмотря на вводимые силы и средства, пожар продолжает развиваться; 2 – область, в которой пожар находится на грани перехода в неконтролируемое состояние; 2' - область оптимального применения РТС; 3 – область, в которой пожар может быть потушен только с использованием мобильной пожарной техники; 4 – область, в которой пожар может быть потушен средствами пожарной

автоматики, персоналом объекта и т. п.

Как было указано выше, с увеличением масштабов пожара соответственно возрастает и требуемое количество ресурсов для его ликвидации. Однако, как показывает опыт тушения крупных пожаров, при достаточно больших значениях Рф снижается эффективность управления силами пожар- но-спасательных подразделений, а значит, и тактические возможности. Поэтому возникает необходимость использования более мощных, качественно новых технических средств тушения пожара, на схеме (Рис. 20) этому соответствует область 2'. При этом только повышение мощности силовых установок технических средств пожаротушения не будет единственным условием для перехода на качественно новый уровень. Необходимо также повысить

42

уровень управления пожарно-спасательными подразделениями путем использования новых технических возможностей (систем позиционирования, технического зрения, оперативного контроля за химической, радиационной обстановкой и т. д.). Для пожарно-спасательных подразделений, находящихся в зоне ведения действий по тушению пожара, необходимо расширить возможности тактического маневрирования, повысив уровень защиты от опасных факторов пожара и возможности высокоточного ориентирования на местности в условиях задымления, загазованности, воздействия тепловых потоков и других помех, что может быть обеспечено комплексным использованием существующих мобильных средств пожаротушения, специализированных РТС. Робототехника в данной ситуации позволяет заменить личный состав и незащищенную пожарную технику в случаях, когда выполнение оперативных задач находится за пределами человеческих возможностей либо сопряжено с чрезмерной угрозой жизни и здоровью людей.

Исходя из того, что основной задачей по тушению пожара является достижение локализации и ликвидации пожара в сроки и в размерах, определяемых возможностями привлеченных к его тушению сил и средств пожарноспасательного гарнизона, РТП на основании сведений о складывающейся обстановке на пожаре и доступных ресурсах пожаротушения определяет тактику применения сил и средств. РТС в данном случае являются одним из элементов материальных ресурсов пожаротушения, значение которого при разработке тактики тушения пожара определяется в соответствии со схемой причинно-следственных связей, приведенной на схеме (Рис. 21).

Нумерация причинно-следственных связей на схеме соответствует уровню их значимости: 1. Основная (главная) связь от РТП к тактическому замыслу, являющемуся основой для разработки всех управленческих решений, мероприятий по тушению пожара и проведению связанных с ним ава- рийно-спасательных работ; 1.1. Противопожарное состояние объекта пожара, которое влияет на возникновение опасных факторов в зависимости от горючей нагрузки и параметров зоны горения; 1.2. Наличие ресурсов пожарных подразделений является определяющим фактором для тактических возможностей, в свою очередь зависящих от уровня боеготовности (1.2.1) личного состава пожарно-спасательных подразделений и эффективности (1.2.2) использования технических средств пожаротушения.

43

Рис. 21. Схема разработки тактики тушения пожара

Материальные ресурсы пожаротушения включают огнетушащие вещества и технические средства для обеспечения подачи ОТВ в очаг пожара, проведения АСР, транспортировки ОТВ, пожарного оборудования и личного состава пожарно-спасательных подразделений, средств связи, освещения и другого пожарного оборудования. Роботизированные средства также относятся к материальным ресурсам, которые в зависимости от конструктивных особенностей РТС могут выполнять вышеперечисленные действия.

При разработке тактических планов применения РТС на пожаре в обязательном порядке предполагается учитывать тактические свойства местности в районе проведения действий пожарно-спасательных подразделений.

Входе исследований и научных экспериментов по применению РТС

вразличных условиях были определены основные свойства местности инфраструктуры, влияющие на скорость выполнения различных действий по-

44

жарными, среди которых выделены следующие: а) проходимость – способность местности быть преодоленной мобильными техническими средствами

взависимости от дорожного покрытия, наличия технологических аппаратов и коммуникаций, строений и других препятствий; б) досягаемость зоны горения для различных приборов подачи огнетушащих средств в зависимости от расположения позиций ствольщиков; в) обеспеченность ОТВ – возможность обеспечения пожарных подразделений огнетушащими веществами и материалами с требуемым расходом и напором; г) защитные свойства – естественные преграды, искусственные сооружения, технические средства противопожарной защиты, понижающие интенсивность воздействия опасных факторов пожара на людей и пожарную технику; д) обзор – возможность контролировать развитие пожара и действия пожарных подразделений в районе тушения пожара непосредственным визуальным наблюдением и с помощью специальных технических средств.

Исходя из задач, решаемых пожарно-спасательными подразделениями, основными условиями применения РТС для целей пожаротушения являются:

1.Постоянная готовность РТС к выезду (транспортировке) и выполнению заданных действий на месте тушения пожара.

2.Мобильность, определяемая такими характеристиками, как масса и габаритные размеры, позволяющими транспортировать РТС на большие расстояния при помощи различных видов транспортных средств.

3.Маневренность – способность РТС при самостоятельном передвижении выполнять необходимые маневры в пределах ограниченного пространства.

4.Проходимость – способность РТС самостоятельно преодолевать труднопроходимые участки местности.

5.Способность РТС выполнять в требуемой последовательности необходимые элементы двигательной, мышечно-силовой и интеллектуальной деятельности вместо человека.

6.Многофункциональность РТС, достигаемая применением комплектов специализированных сменных модулей, а также универсализацией манипуляторов и других технических устройств, монтируемых на РТС.

7.Способность РТС гарантированно выполнить поставленную задачу

вразличных режимах управления: экипажном, автономном, дистанционном или комплексном.

8.Живучесть РТС – способность сохранять работоспособность в экстремальных условиях за счет конструктивных характеристик РТС при дополнительных интеллектуальных способностей, позволяющими контролировать изменения окружающей обстановки и собственное техническое состояние с

45

целью принятия адекватного решения, направленного на поддержание технической исправности РТС и выполнение заданных действий.

9.Техническая надежность – способность сохранять работоспособность всех узлов и агрегатов в течение плановых межремонтных периодов.

10.Доступный для широкого применения в пожарно-спасательных гарнизонах необходимый уровень подготовки технических специалистов по обслуживанию РТС.

В целом, как уже было сказано, успех тушения пожара достигается слаженными тактически грамотными действиями всех участников тушения пожара. Современные высокотехнологичные средства пожаротушения дают

враспоряжение РТП широкий выбор тактических приемов борьбы с пожаром, позволяют сделать тактику тушения более активной и наступательной. Но роль РТП в организации применения сил и средств пожарных подразделений является решающей.

4.1. Оценка эффективности применения робототехнических средств на пожаре

В настоящее время в соответствии с действующими нормативными и справочными литературными источниками [1] определение необходимого количества ресурсов для тушения пожара производится на основе только одного расчетного параметра – требуемого расхода огнетушащих веществ Qтр, определив который, РТП рассчитывает необходимое количество сил и средств и определяет схемы боевого развертывания. При этом следует подчеркнуть, что схемы развертывания выбираются РТП на основании требований нормативных документов и собственного практического опыта. То есть предварительная оценка управленческого решения в значительной мере производится интуитивно.

По действующей модели разработки управленческого решения, которая на схеме (Рис. 22) выделена пунктиром, РТП, получая большой объем информации об обстановке на пожаре, все сводит к одному расчетному параметру Qтр. Далее, исходя из величины Qтр, РТП определяет количество и объемы необходимых ресурсов: количество личного состава; количество приборов для подачи огнетушащих средств; виды и количество пожарной техники; виды, количество и способы прокладки рукавных линий и т. д.

46

Рис. 22. Схема разработки плана пожаротушения:

пунктиром выделена существующая модель; ОТВ – огнетушащие вещества; ГИС – геоинформационная система; РТС – робототехнические средства; РТП – руководитель тушения пожара

На незначительных по размерам пожарах РТП может единолично руководить всеми действиями на месте тушения пожара. В случаях, когда пожар развивается до значительных масштабов и для его ликвидации необходимо привлечение большого количества сил и средств противопожарной службы, для обеспечения необходимого уровня управления подразделениями РТП создает дополнительные нештатные структуры управления. Предполагается, что РТС будут применяться только на крупномасштабных пожарах на производственных объектах. И поэтому в структуре управления на пожаре в обязательном порядке будут присутствовать штаб пожаротушения и ЦУ РТС (Рис. 23).

47

Рис. 23. Схема организации обмена информацией:

РТП – руководитель тушения пожара; Ш – штаб пожаротушения; ПП – пожарно-спасательные подразделения; ЦУ РТС– центр управления робототех-

никой; РТС – робототехнические средства; ГИС – геоинформационная система; стрелки показывают направление и способ передачи управляющей информации; прямые – указания, передаваемые непосредственно; с изломом – информация передается посредством радиосвязи; доступ к информации о пожаре:– непосредственный; – опосредованный

Для объективной оценки технико-экономической эффективности одного расчетного показателя Qтр недостаточно. Поэтому был введен дополнительный показатель – трудозатраты (T).

Практическое использование показателя Т в деятельности пожарноспасательных подразделений стало возможно в результате активного развития геоинформационных технологий и их широкого внедрения в различные сферы экономики. Применение ГИС позволяет в условиях реального пожара отслеживать перемещения всех объектов в районе проведения работ по тушению пожара, а также, используя существующие сведения о нормативных показателях времени выполнения различных оперативно-тактических действий [6] пожарно-спасательными подразделениями, рассчитывать время проведения действий в условиях реального пожара.

Алгоритм расчета времени выполнения оперативно-тактических действий

Во время проведения оперативно-тактических действий пожарноспасательными подразделениями с применением РТС при распределении ресурсов для выполнения различных задач может возникать проблема «разде-

48

ления труда». Суть которой заключается в том, что традиционно при организации применения сил и средств существуют определенные критерии выбора исполнителей для различных видов работ. В большинстве случаев РТП заранее знает для выполнения каких работ он будет использовать людей или технические средства или же совместно людей и технику. РТС может заменять собой людей и технику. В этом случае решение проблемы «разделения труда» осложняется необходимостью оценки эффективности выполнения поставленной задачи с использованием различных средств. Поэтому для оценки технико-экономической эффективности выполнения поставленных задач необходимо определять трудозатраты, которые рассчитываются по объемам использованных ресурсов и времени выполнения оперативно-тактических действий.

Алгоритм расчета времени выполнения оперативно-тактических действий на основе экспериментальных данных, данных о действиях, выполняемых пожарными подразделениями, и состояния окружающей среды предназначен для определения следующих показателей: времени выполнения действия пожарными (τ, мин) и трудозатрат (Т, чел./ч).

Алгоритм в виде блок-схемы представлен на Рис. 24. Для построения алгоритма использован визуальный язык программирования ДРАКОН [7].

49

Рис. 24. Алгоритм расчета времени выполнения оперативно-тактических действий

Последовательность выполнения алгоритма состоит из следующих шагов (в соответствии с нумерацией графоэлементов):

1. Название алгоритма.

2–25. Основной маршрут алгоритма.

3–13. Выбор одного из десяти видов оперативно-тактических действий (ОТД), выполняемых пожарными при тушении пожара.

14–23. Расчет показателей времени выполнения ОТД.

26–32. Расчет значений коэффициентов, учитывающих влияние внешних факторов окружающей среды на работоспособность пожарных, а также уровень их подготовки, оснащения и состояния.

34.Расчет итогового времени выполнения ОТД с учетом факторов, влияющих на работоспособность пожарных.

35.Расчет трудозатрат на выполнение ОТД (1).

36.Передача расчетных параметров для дальнейших расчетов.

50