Пожарная тактика / Matyushin - Primeneniye robototekhniki pri tushenii 2016

Для автоматизации процесса расчета можно использовать различные компьютерные программы, например, «Оценка ОТД» [8]. Расчеты параметров трудозатрат для большого количества пожарно-спасательных подразделений производятся, как правило, с использованием метода сетевого планирования и специальных компьютерных программ типа Microsoft Project, Gant Diagram и др.

( ) = τ∑

,

(1)

где τ – общая длительность задачи, мин; V – количество назначенных ресурсов, чел.; H –длительность работы ресурса, ч; n – количество назначенных задаче трудовых ресурсов.

Возможности существующих систем спутникового и локального позиционирования позволяют определять и сохранять в базе данных значения τ и Т для каждого участка территории проведения действий по тушению пожара. При известном значении требуемого расхода огнетушащих средств на тушение пожара (Qтр , л ∙ с-1) возможно расчетным путем определить рациональные маршруты развертывания сил и средств пожарно-спасательных подразделений.

В табл. 6 приведены значения и ссылки на порядок вычисления коэффициентов, учитывающих влияние окружающей среды на работоспособность пожарных и степень их подготовленности при выполнении действий по тушению пожара. Вычисление значения коэффициентов К при n = 1, 2, 5, 6, 8, 11, 12, 17 и 18 производится расчетными методами. Значения коэффициентов К при n = 3, 4, 7, 9, 10, 13–16 определяются по справочной литературе [6, 9].

Таблица 6

Параметры, влияющие на скорость выполнения действий пожарно-спасательных подразделений при тушении пожаров

	n	Условия	Коэффи-
			циент Kn
	1	Температура окружающей среды, °С	Рис. 25
	2	Скорость ветра, м/с	Рис. 26
	3	Освещенность места работы, условия видимости:

51

	n	Условия	Коэффи-
			циент Kn
		- естественное дневное или искусственное освещение	1,0
		- в ночное время при лунном (уличном) освещении	1,1
		- сильный туман	1,2
		- метель	1,2
		- в ночное время без освещения	1,6
		Состояние поверхности участка местности:
		- асфальт или твердый грунт	1,0
		- асфальт или твердый грунт, припорошенный снегом	1,1
	4	- утрамбованный снег или песок	1,2
		- горная местность	1,3
		- грунтовый участок	1,1
		- грунты Крайнего Севера	1,15
		- бездорожье (распутица, гололед)	1,2
	5	Уклон поверхности участка местности, град.	Рис. 27
	6	Высота снежного покрова, см	Рис. 28
	7	Атмосферные осадки (дождь или снег)	1,2
	8	Возраст, лет	Рис. 29
		Уровень физической подготовки:
	9	- отличный	1,0
		- хороший	1,2
		- удовлетворительный	1,5
	10	Стаж (для пожарных первого года службы)	1,1
	11	Без использования боевой одежды	0,74
		Переноска дополнительного пожарного оборудования и инстру-
	12	ментов (ПТВ):
		- ПТВ до 10 кг (один напорный рукав)	1,18
		- ПТВ от 10 до 20 кг (два напорных рукава)	1,4
	13	Использование СИЗОД	1,5
	14	Использование специальной защитной одежды	1,25

52

	n	Условия	Коэффи-
			циент Kn
	15	Использование фильтрующего противогаза	1,1
		Использование специального оборудования и инструмента при
		проведении работ:
	16	- ПТВ общего назначения	1,2
		- специального механизированного инструмента и оборудования	0,8
		- только с использованием подручных средств	2
	17	Сопровождение людей, передвигающихся самостоятельно	1,19
	18	Вынос пострадавших	4,33

Одним из условий сохранения высокой работоспособности пожарных является обеспечение температурного гомеостаза (термостабильного состояния) организма. Однако естественные биологические возможности терморегуляции человека не позволяют обеспечить приемлемые условия для поддержания высокого уровня работоспособности в экстремальных условиях пожара, при которых возможно нахождение пожарных как в зоне повышенных температур, например, в непосредственной близости от очага пожара, так и, напротив, в охлаждающей среде, к примеру, на открытой местности в зимний период. Использование специальных защитных средств, в первую очередь боевой одежды пожарных (БОП), дает возможности расширить диапазон условий безопасной деятельности. В данном случае эффект от использования БОП рассматривается в комплексе со всеми видами одежды и средств защиты, используемых пожарными.

Одной из основных целей при конструировании защитной одежды для пожарных является сохранение возможности активной физической деятельности. Для этого в конструкции одежды необходимо оптимально сочетать защитные и пластичные свойства материалов, используемых для ее изготовления. Существующие технологии позволяют создавать функциональные материалы с необходимыми защитными, терморегулирующими, гигиеническими и другими полезными свойствами. Однако жесткие требования по сохранению функциональности, экономичности изготовления БОП позволяют снизить до минимума влияние температуры на действия пожарных за счет использования БОП в диапазоне от минус 5 до плюс 30 °C.

На графике (Рис. 25) представлены изменения коэффициента К1, учитывающего влияние температуры окружающей среды на время выполнения

53

действий пожарными. При проведении расчетов нормативные показатели выполнения действий умножаются на К1, который вычисляется как функция значения температуры воздуха по формулам (2) и (3).

Рис. 25. Безразмерный коэффициент, учитывающий влияние температуры окружающей среды (t, °C) на время выполнения действий пожарными:

1 – коэффициент (действия выполняются на месте); 2 – коэффициент д (дей-

ствия, связанные с передвижением); □, + экспериментальные данные

В результате проведенного статистического анализа выявлено, что влияние температуры окружающего воздуха на время выполнения пожарными различных действий достаточно хорошо описывается функциональными зависимостями (02) и 3).

При этом зависимостью (02) описывается влияние температуры окружающей среды на действия пожарных, связанные с движением на расстояния, например, прокладка рукавной линии или подъем на высоту по пожарной лестнице.

д	(2,18∙10				)	−2,0∙10		+0,99	при	< 0	(02)
		1	при	[0;25]
	= 0,02			+0,5	при		(25;30)		при
					)	−2,0∙10		+0,99		≥ 30
	(2,18∙10

где t – температура окружающего воздуха, °С.

54

Для действий, выполняемых на месте и не требующих передвижения пожарных на расстояния более 2–3 м, например, разбор строительных конструкций или завалов, завязывание узлов и т. п., диапазон комфортных температур составляет от 0 до +20 °С (Рис. 25, кривая 2), значение коэффициента вычисляется по формуле (3).

	(3,81∙10				при)	− 4,0∙10	+1,27 при		< (−5)
	−0,06		+1			[(−5);0)
с			[0;25]
= 1		при							(3)
	0,1 −1,5			при		(25;30)		при
	(3,81∙10				)	− 4,0∙10	+1,27		≥ 30

Ветер также является фактором, влияющим на работоспособность пожарных. Он способен оказывать влияние на процесс теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой.

На графике (Рис. 26) кривыми 1 и 2 показано изменение величины воздействия ветра на работоспособность пожарных при выполнении различных действий на одном месте. При снижении температуры воздуха отмечается рост влияния ветра. На графике кривыми 1 и 2 показано влияние ветра при температуре окружающего воздуха в диапазонах от 0 до минус 10 °С и от минус 10 до минус 20 °С соответственно.

Рис. 26. Коэффициент, учитывающий влияние скорости ветра

(V, м ∙ с-1) на скорость выполнения действий пожарными: 1, 2 – действия, выполняе-

55

мые на месте при температуре окружающего воздуха в интервалах от -10 до -20 °С и -10 до -20 °С (◊ и □ – соответствующие экспериментальные данные); 3 – действия, связанные с передвижением пожарных (○ – экспериментальные данные)

Наличие теплоизолирующей прослойки в виде БОП и защитных элементов способствует поддержанию теплового баланса тела пожарного. Влияние ветра на действия пожарных становится заметным, начиная со значений скорости потока воздуха ~ 5 м ∙ с-1. При этом происходит замедление действий человека, обусловленное естественными физиологическими свойствами организма, особенно это заметно при выполнении действий, связанных с мелкой моторикой рук. Эффект воздействия на человека усиливается при сочетании ветра и низких температур окружающего воздуха.

При действиях пожарных, связанных с передвижением на расстояния, например, при прокладке рукавных линий, охлаждающее действие ветра в значительной степени компенсируется за счет естественного тепловыделения организма и теплофизических свойств одежды пожарного (воздухопроницаемость, гигроскопичность). При этом не важно, в какую сторону относительно направления потока воздуха движется пожарный.

Ветер может оказывать определенное психическое воздействие. Прохладный воздушный поток умеренной силы тонизирует организм, а сильный и продолжительный вызывает раздражение нервной системы. Сильный встречный ветер затрудняет дыхание. Пожарный, двигаясь навстречу потоку воздуха, испытывает сопротивление. Сила лобового сопротивления возрастает с увеличением скорости потока относительно пожарного. Действие лобового сопротивления становится заметным при скорости ветра более 5 м ∙ с-1 (18 км ∙ ч-1). Для сравнения, Правилами соревнований по легкой атлетике результат спортсмена не засчитывается, если скорость ветра во время забега превышала 2 м ∙ с-1. Экспериментально установлено, что при ветре 25 м ∙ с-1 скорость пожарного может снижаться приблизительно на 40 % (Рис. 26, кривая 3).

Для действий, связанных с движением пожарных на расстояние, значение поправочного коэффициента вычисляется по формуле 04).

д	=	1 при	< 5	при	(04)
		0,02	+0,94		≥ 5,

где V – скорость ветра, м ∙ с-1.

Для действий, выполняемых на месте, значение поправочного коэффициента при температуре окружающего воздуха от 0 до минус 10 °С вычисляется по формуле (5).

56

	1,	при		≤ 4			(5)
с	0,1		+0,6			(4;5)
=					при

0,08 +0,8 при ≥ 5.

Для действий, выполняемых на месте, значение поправочного коэффициента при температуре окружающего воздуха от минус 10 до минус 20 °С вычисляется по формуле (6).

	1,	при		≤ 3			(6)
д	0,1		+0,7			при (3;5)
=
	0,06				при
				+0,82		≥ 5.

Следующий фактор – наклон местности относительно горизонтальной поверхности. Влияние данного фактора на скорость передвижения пожарных показано на графике (Рис. 27). Коэффициент определен при движении пожарных по направлению нормали к прямой, образуемой пересечением горизонтальной и наклонной плоскостей.

При движении на подъем («в гору») для сохранения равновесия пожарный вынужден двигаться укороченным шагом, выше поднимая колени и энергично работая руками. Чем больше угол наклона местности, тем шаг пожарного становится короче и, соответственно, выше поднимаются колени. На вершине подъема у пожарных возможно снижение скорости движения по причине непроизвольной реакции. Непроизвольное замедление может быть устранено при проведении регулярных тренировок. Данная ситуация в практической деятельности пожарно-спасательных подразделений встречается достаточно редко, в основном только в горных районах.

57

Рис. 27. Коэффициент, учитывающий угол наклона местности (а°) по направлению движения пожарных (экспериментальные данные для движения: ◊ под уклон и □ при подъеме на уклон)

Коэффициент К5, учитывающий угол наклона местности (a°), рассчитывается по формуле 07).

=	0,07 +0,97 припри< (−5°) °		(07)
	(−0,07) +0,33	≥ (−5	).

58

Изменение значения коэффициента К6, учитывающего влияние глубины снега на скорость передвижения пожарных, показано на графике (Рис. 28).

Рис. 28. Коэффициент, учитывающий высоту снежного покрова, см: □ – экспериментальные данные

Влияние высоты снежного покрова на скорость передвижения пожарных определяется по формуле 08).

= 1,19 ∙ , сн при hсн ≥ 10.

(08)

Влияния возраста на время выполнения действий пожарными до 30 лет практически нет. В возрастной группе от 30 до 50 лет наблюдается нелинейное снижение скорости выполнения действий. После 50 лет сотрудники федеральной противопожарной службы, состоящие на должностях, связанных с непосредственной работой на пожаре, либо уходят на пенсию, либо продолжают служить на других должностях с более низкими требованиями к физической подготовке. Изменение показателя, учитывающего возраст пожарных, показано на графике (Рис. 29).

59

Рис. 29 Коэффициент, учитывающий возраст (N, лет)

Коэффициент, учитывающий возраст пожарных, участвующих в выполнении действий на пожаре, определяется по формуле 09).

=	1 при		≤ 30	при		(09)
	(2,74∙10 ) − 0,004 +0,24					−
	−6,07		+56,86		(31;51]
	1,8	при	> 51.

После определения значений всех поправочных коэффициентов рассчитывается итоговое значение по формуле 010):

Σ =

.

(010)

Витоге, умножая нормативное значение времени [6] выполнения опе- ративно-тактических действий на коэффициент KΣ, получаем прогнозируемое время выполнения действий с учетом реальных условий.

4.2.Организация доставки робототехнических средств к месту пожара

Вцелях организованного применения РТС на пожарах заблаговременно определяется перечень объектов в зоне обслуживания роботизированных подразделений, на которых при возникновении пожара целесообразно использовать РТС [10].

60