CC BY
380
УДК 006(083.7):351.86(094.5):614.8
Аварийно-спасательные работы при дорожно-транспортных происшествиях: подход к обоснованию состава и содержания нормативов их выполнения
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2011
Р.А. Дурнев, Т.И. Афлятунов, М.В. Артемьева
Аннотация
Обоснована необходимость разработки новых нормативов выполнения аварийно-спасательных работ при дорожно-транспортных происшествиях путем проведения натурных экспериментов. Приведен подход к обоснованию рационального состава и содержания нормативов выполнения аварийно-спасательных работ при дорожно-транспортных происшествиях, позволяющий выбирать для отработки нормативы наиболее важных с практических позиций аварийно-спасательных работ с учетом ограничений финансовых, технических, кадровых и других ресурсов.
Ключевые слова: аварийно-спасательные работы; дорожно-транспортные происшествия; нормативы; натурные эксперименты; параллельные опыты, сетевая карта.
Wrecking at Road and Transport Incidents: the Approach to the Substantiation of Structure and the Maintenance of Specifications of their Performance
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2011
R. Durnev, T. Aflyatunov, M. Artemyeva
Abstract
Necessity of working out of new specifications of performance of a wrecking is proved at road and transport incidents by carrying out of natures of experiments. The approach is led to a substantiation of rational structure and containing specifications of performance of a wrecking at the road and transport incidents, allowing to choose for working off specifications of the most important from practical positions of a wrecking taking into account restrictions of financial, technical, personnel and other resources.
Key words: wrecking; road and transport incidents; specifications; the natural experiments; parallel experiences; network card.
Анализ показывает, что большинство нормативов выполнения аварийно-спасательных и других неотложных работ (АСДНР) определялись в 70-80 годах прошлого века. За прошедшее время кардинально поменялись объекты и принципы работ, организационно-штатная структура сил и состав технического оснащения АСДНР. Поэтому в настоящее время назрела острая потребность в разработке новых нормативов выполнения АСДНР при ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) [1].
Одним из источников получения нормативов АСДНР могут являться оценки, полученные путем опроса специалистов, участвующих в рассматриваемых работах. Однако такие оценки будут иметь значительный разброс, обусловленный существенными отличиями в составе применявшихся для ликвидации конкретных ЧС сил и средств, параметрах обстановки в зоне ЧС, на рабочих местах, природно-климатических и других условиях.
Другим возможным путем определения нормативов является проведение машинных (на ПК) экспериментов с использованием имитационных моделей выполнения АСДНР. Но при этом все равно возникает потребность в использовании эмпирических (натурных) данных по времени выполнения отдельных операций, приемов и способов АСДНР. Кроме того, полученные при машинных экспериментах результаты также будут иметь недостаточную адекватность ввиду того, что выполнены на моделях, в основе которых лежат упрощающие допущения, значительно искажающие действительность [2].
Наблюдение за реальным процессом работ также представляется малопригодным в связи с трудностями этического характера, а также невозможностью проведения повторов наблюдения («параллельных опытов» [3]) реального процесса спасения пострадавших в одинаковых условиях.
Поэтому единственно возможным путем установления достоверных нормативов выполнения АСДНР является проведение натурных экспериментальных исследований на площадках, которые бы имитировали реальную обстановку и позволяли многократно воссоздавать одинаковые начальные условия работ.
В то же время очевидно, что натурные экспериментальные исследования, позволяющие получить наиболее точные, адекватные, достоверные результаты, требуют и значительных затрат, связанных с созданием имитируемых элементов обстановки (поврежденные здания, сооружения, автомобили, завалы строительных конструкций и др.), привлечением большого количества специалистов для их отработки, обобщения результатов, содержанием обслуживающего персонала, эксплуатацией технических средств и многим другим.
Затраты в существенной степени увеличиваются и в связи с необходимостью создания в зоне ЧС элементов обстановки, которые максимально бы при-
ближались по своим характеристикам к реальным. В этом случае эксперименты на таких реальных объектах будут давать наиболее достоверный результат. Но это, в свою очередь, потребует в идеале, например, создания типового здания и сооружения с соблюдением всех строительных норм, его обрушения под воздействием поражающих факторов источников ЧС или их близких аналогов (взрывы внутри или снаружи, имитация сейсмических волн на специальных динамических стендах с помощью сейсмоимпульс-ных машин и т. д.). Параметры образующихся при этом завалов будут сколь угодно близки к параметрам завалов зданий, разрушенных при террористических актах, землетрясениях и других источниках ЧС мирного и военного времени.
Применительно к имитации обстановки при спасении пострадавших в ДТП это потребует использования новых автомобилей тех марок, которые наиболее часто встречаются на дорогах в различных регионах (например, иномарок для Москвы и Московской области), и нанесения им повреждений различными методами, например крэш-тестов.
Положение еще усугубляется и тем, что для получения достоверных статистических оценок измеряемых величин случайного характера необходимо проведение множества параллельных опытов в одинаковых условиях. В процессе этих опытов выполняются, как правило, работы, направленные на извлечение пострадавших из блокирующей внешней среды (завалы строительных конструкций, металлоконструкции поврежденного транспортного средства). Для такого деблокирования осуществляется механическое, термическое и другое воздействие на внешнюю среду и ее элементы. Это приводит к значительным повреждениям или разрушениям имитируемых элементов обстановки. Поэтому в целях соблюдения одинаковых условий проведения опытов требуется многократное их воссоздание в первоначальном виде или полная замена.
Количество таких опытов должно определяться по результатам предварительной серии экспериментов по формуле [4]
40
п = ■
(1)
где: 0Х — статистическая дисперсия случайной величины (например, продолжительность выполнения работы), определенная по результатам предварительного экспериментального исследования;
А зад — заданная ошибка измерения.
Снижение количества повторных (параллельных) опытов возможно достичь, уменьшая статистическую дисперсию времени выполнения работ 0х в (1). По всей видимости, указанная величина зависит, во-первых, как от внутренней сущности случайного процесса выполнения АСДНР, так, во-вторых, и от тех случайностей, которые проявляются в процессе
2
зад
проведения экспериментальных исследований. И если на первую составляющую воздействовать достаточно сложно, если не принципиально невозможно (для этого потребуется, например, обеспечить абсолютно одинаковые прочностные характеристики перекусываемым стойкам поврежденных автомобилей, одинаковые метеорологические условия, при которых выполняются работы и т. п.), то вторые составляющие могут корректироваться. Для этого необходимо как можно точнее воссоздать первоначальные параметры имитируемых элементов обстановки, использовать однотипные аварийно-спасательные технические средства с равным ресурсом, применять расчеты спасателей равных квалификаций, опыта проведения работ и т. п.
Другим направлением снижения количества повторных опытов является определение такого уровня заданной ошибки измерения А зад в (1), которое бы удовлетворяло точности проводимых расчетов и принимаемых решений. Очевидно, что при принятии в органах управления (НЦУКС, ЕДДС) решения на привлечение необходимого количества сил и средств проведения АСДНР нет острой необходимости в использовании нормативов работ, полученных с предельно высокой точностью. Это связано с тем, что данное решение принимается по результатам оценки обстановки в зоне ЧС и предполагаемых объемов выполнения АСДНР. Указанная оценка осуществляется прежде всего по результатам прогноза обстановки (например, прогнозирование объемов завалов разрушенных зданий и общих потерь населения при известной магнитуде, интенсивности землетрясения, характере застройки, плотности населения, времени суток). Кроме того, оценка обстановки и объемов работ уточняется в зоне ЧС по результатам разведки, которая проводится в короткие сроки и не может служить источником точных, детальных исходных данных о структуре завала, местах нахождения пострадавших и др. В данном случае невысокая точность прогноза и разведки в значительной степени смягчает требования к точности применяемых нормативов.
В то же время при разработке технологических карт проведения АСДНР и обосновании тактико-технических требований к новым образцам аварийно-спасательной техники требуется уже более высокая точность расчетов, что обусловливает высокие требования и к точности применяемых нормативов.
Одним из путей снижения значительных затрат на экспериментальные исследования является выбор наиболее важных нормативов для их отработки. При этом под наиболее важными будут пониматься нормативы таких видов, способов работ и типов технологических операций, которые наиболее часто (наиболее вероятно) применяются на практике и позволяют минимизировать ущерб (потери). В этом случае возможно определение набора нормативов таких
АСДНР, которые в максимальной степени снижают риск гибели и травмирования пострадавших в завале или в поврежденном транспортном средстве. Данное условие для дискретной величины может быть записано в виде
n
Z Pix ■ wX min ' (2)
=1
где: х — вид, способ работ, тип технологической операции;
Х — допустимое множество видов, способов работ, типов технологических операций;
i=1,2,..., n — номера случаев на практике, когда применялся х-тый вид, способ работ, тип технологической операции;
P,x — вероятность (частота) возникновения ущерба (потерь) в i-том случае;
wX — ущерб (потери) в i-том случае.
В более общем виде возможно сформулировать задачу определения такого ограниченного состава нормативов (&нОрМ ), который бы отражал самые важные, существенные виды, способы и технологические операции АСДНР (йАСдНР), но в то же время не приводил к чрезмерным затратам на проведение натурных экспериментальных исследований (З):
^ норм — ^ АСДНР'; (3)
3 ^ min.
Все сказанное в полной мере относится и к нормативам выполнения аварийно-спасательных работ (АСР) при ликвидации последствий*. Важность разработки нормативов выполнения АСР при ДТП обусловливается прежде всего высокой частотой участия пожарно-спасательных подразделений (ПСП) в спасении пострадавших на автомобильных дорогах. Так, в России по данным [5] только в январе-сентябре 2010 года ПСП осуществлено более 85 тысяч выездов на ДТП, проведено около 70 тысяч различных работ и технологических операций, 56 тысячам человек оказана помощь (из них деблокировано 12 250 человек). ПСП реагировали на каждое второе ДТП с пострадавшими.
При этом следует отметить, что в последнее время значительно повысилась доля участия именно пожарных в выполнении АСР при ДТП. Обучение данной категории специалистов приемам и способам спасения людей на автомобильных дорогах целесообразно осуществлять с использованием соответствующих технологических карт (в основе которых должны лежать нормативы). Необходима непосредственная отработка нормативов на автомобилях, в т. ч. со сменными элементами, разрезаемыми или отгибаемыми в процессе деблокирования пострадавших. Возможно использование виртуальных компьютерных тренажеров, моделирование на которых реаль-
* Далее — работы.
ной обстановки при деблокировании и извлечении пострадавших из автомобилей также должно основываться на соответствующих нормативах.
Кроме того, потребность в использовании нормативов возникает и при определении территорий ответственности расчетов спасателей на воздушных и наземных транспортных средствах [6]. Нормативы используются при разработке предложений по оснащению АСФ и ПСП, привлекаемых к ликвидации последствий ДТП, обосновании состава оборудования аварийно-спасательных машин, вертолетов и мотоциклов, контейнеров для перевозки инструментов для разборки транспортных средств и деблокирования пострадавших из автомобилей.
Представляется крайне важным использование рассматриваемых нормативов и при практической аттестации АСФ и ПСП, и, тем более, при принятии решений органами управления по привлечению сил и средств для спасения людей на автомобильных дорогах (здесь возможно применение соответствующих расчетных методик, специального программного обеспечения и т. п.).
Следует отметить, что в ряде научно-исследовательских работ отрабатывались нормативы выполнения АСР при ДТП [7, 8]. Однако анализ показывает, что организация и выполнение работ по отработке нормативов не были корректны с вышеуказанной точки зрения. Во-первых, в качестве элементов имитируемой обстановки (объектов работ) использовались морально и физически устаревшие автомобили «в аварийном состоянии на ходу», такие как ИЖ-2715, «Волга» ГАЗ-24, «Форд Скорпио», ГАЗ-66-01, «Москвич-2141» и другие; у многих из них, судя по приведенным в отчетах фотографиях, была значительная потеря прочностных характеристик силовых элементов кузова. Это, на наш взгляд, приводило к меньшей, чем в реальности, трудоемкости работ, смещению «влево» хронометрируемой нормы времени.
Во-вторых, имеет место недостаточный опыт работ специалистов, отрабатывавших нормативы АСР при ДТП. Следует отметить, что данные высококлассные специалисты имеют богатый опыт спасения пострадавших в различных ЧС природного и техногенного характера. Но в то же время существует значительное количество других аварийно-спасательных формирований, у которых выезды на ДТП занимают более значительное место в общей структуре выездов на спасение людей, что определяет более высокую их квалификацию в узкой области спасения людей — именно в ДТП. Участие привлекаемых специалистов, по нашему мнению, привело к тому, что отрабатывались нетиповые схемы проведения работ, на это затрачивалось большее количество времени. В то же время нормативы должны включать менее продолжительные, чем средние, нормы времени. Это необходимо для того,
чтобы при отработке спасателями сокращенных (жестких) по времени нормативов постоянно совершенствовались умения и навыки.
Кроме того, в данных исследованиях не ставился вопрос выбора типового комплекта инструмента, наиболее часто используемого при ликвидации последствий ДТП, в особенности с современными автомобилями. Следует отметить, что 5-7 лет назад в определенной степени поменялись тенденции автомобилестроения [9], связанные с тем, что пассивная безопасность водителя и пассажиров обеспечивается не просто пластичной деформацией корпуса автомобиля в момент ДТП, а неразрушаемыми высокопрочными капсулами безопасности салона автомобиля с высокой трудоемкостью их резки, разжима, отгиба. В настоящее время отечественный рынок активно насыщается такими зарубежными автомобилями. Более того, конструкции современных лицензионных и отечественных автомобилей также включают указанные технические решения. Не вызывает сомнения, что это необходимо учитывать при отработке рассматриваемых нормативов. Наверное, в будущем могут появиться автомобили с катапультами для водителей и пассажиров, а нормативы, отработанные для устаревших транспортных средств, будут абсолютно непригодны для применения к таким транспортным средствам.
И, наконец, наиболее значительным недостатком при исследованиях для определения нормативов является то, что автомобили разбирались единожды; вопрос об определении требуемого числа параллельных опытов и повторений не рассматривался. Очевидно, что для такой ярко выраженной случайной величины, как время проведения аварийно-спасательных работ при ДТП, измерение единственного ее значения недопустимо с точки зрения теории вероятности и математической статистики. Также не решалась задача и применения непараметрической или робастной статистики при обработке незначительного количества экспериментальных данных. Все это свидетельствует о том, что полученные оценки времени выполнения АСР при ДТП носят явно смещенный (недостоверный, неадекватный) характер, что делает невозможным их использование на практике.
Таким образом, анализ показывает, что в настоящее время возникла потребность в отработке нормативов разборки поврежденных при ДТП автомобилей, деблокирования и извлечения из них пострадавших, оказания им необходимой помощи.
Исходя из вышесказанного и с учетом (1)-(3) важнейшим является решение задачи выбора такого рационального состава нормативов, который бы отражал самые важные, существенные с точки зрения частоты использования и предотвращенного потерь и ущерба виды, способы и технологические операции АСР при ДТП, но который в то же время не при-
водил к чрезмерным затратам на проведение экспериментов.
Говоря о частоте АСР и предотвращенном ущербе при ДТП, представляется необходимым рассмотреть эффективность (меру успешности, степень достижения поставленной цели) указанных работ, определить соответствующий показатель эффективности (измеритель успешности, математический эквивалент степени достижения цели) и установить основные факторы, влияющие на этот показатель. Очевидно, что именно эти факторы позволят установить наиболее важные нормативы выполнения АСР при ДТП.
В работе [10] показано, что в качестве показателей эффективности АСР, выполняемых в условиях блокирования пострадавших, наиболее часто используются такие, как время выполнения АСР, темп извлечения пострадавших (среднее время извлечения одного пострадавшего), относительное количество людей, извлеченных живыми.
Однако применительно к выполнению АСР при ДТП эти показатели не являются достаточно представительными. Это связано с тем, что с их применением могут быть реализованы такие процессы спасения людей, для которых значения данных показателей являются наилучшими. Но при этом будут использоваться такие способы работ, которые могут ухудшить состояние пострадавших. Так, например, для спасения пострадавшего с травмой таза может быть выбрана технология, предусматривающая минимальную разборку транспортного средства с целью обеспечения первоочередного извлечения пострадавших. При этом ограниченное пространство в салоне автомобиля не позволит оказать пострадавшему медицинскую помощь в требуемом объеме; также будет причина дополнительных травмирующих воздействий при его извлечении. Поэтому хотя пострадавший и будет извлечен живым за минимальное время, но его состояние может ухудшиться и в последующем привести к инвалидности или гибели.
В этой связи при использовании рассматриваемых показателей для обоснования рациональных АСР при ДТП необходимо дополнительно учитывать следующее требование: способы деблокирования пострадавших не должны ухудшать их состояние в процессе проведения АСР [10].
Но, даже принимая во внимание указанное требование, показатель «время выполнения АСР при ДТП» не может использоваться при решении данной задачи, так как он не позволяет определить приоритетность спасения пострадавших в зависимости от степени тяжести их состояния, мест расположения в автомобиле и других факторов.
Применение в качестве показателя эффективности «темп извлечения пострадавших из автомобиля» с учетом вышеуказанного требования также не является вполне приемлемым для обоснования рациональных АСР при ДТП. Это связано с тем, что дан-
ный показатель определяет среднее время, затрачиваемое на извлечение одного пострадавшего. При разрушениях зданий и сооружений условия извлечения людей, как правило, незначительно отличаются для разных мест завала. Поэтому такое «усреднение» времени представляется правомерным. Но при оценке эффективности выполнения аварийно-спасательных работ при ДТП среднее время извлечения пострадавших из транспортного средства будет существенно отличаться в зависимости от очередности извлечения. Так, при извлечении первого пострадавшего будет выполняться большой объем работ по разборке автомобиля, в то время как для второго этот объем будет в значительной степени меньшим (так как часть автомобиля уже разобрана).
Таким образом, в качестве показателя эффективности выполнения АСР при ДТП в [10] предлагается использовать формулу относительного количества (долю) спасенных пострадавших из поврежденного ТС при реализации рассматриваемой технологии
Б =
N
N
(4)
где: N — количество пострадавших, спасенных из автомобиля при реализации рассматриваемых АСР;
N0 — количество живых людей в автомобиле на момент прибытия АСФ или ПСП.
Целевая функция, используемая при обосновании АСР при ДТП, будет иметь вид [10]
Бх ^ тах
х е X
(5)
где: Б — средняя доля пострадавших, спасенных из поврежденного автомобиля при реализации х-тых АСР;
Х — множество АСР, не ухудшающих состояние пострадавших в процессе работ.
Для обоснования рационального (наилучшего с точки зрения эффективности) состава нормативов необходимо рассмотреть факторы, влияющие на указанный показатель эффективности.
Наиболее очевидным фактором, влияющим на эффективность АСР, является вид ДТП [11]. Поэтому необходимо, в первую очередь, отрабатывать нормативы выполнения АСР для наиболее частых видов ДТП с пострадавшими.
Другим таким фактором является характер зажатия пострадавших в деформированном автомобиле. Вид и степень зажатия определяют объем и время выполнения работ по деблокированию пострадавших. В данном случае также представляется целесообразным отрабатывать нормативы для тех работ, которые направлены на устранение наиболее частых видов зажатия пострадавших.
Не менее важным фактором является и вид травм пострадавших. Так, при травме головы пострадавший может извлекаться без дополнительной разбор-
ки автомобиля. Если у пострадавшего на переднем сиденье травма позвоночника, то необходимо удалить переднюю и заднюю двери, боковую стойку, иммобилизировать спину пострадавшего корсетом, удалить спинку переднего сиденья, уложить пострадавшего на жесткие носилки и только после этого извлекать. Поэтому вид травм также определяет объем и время выполнения работ по деблокированию, оказанию необходимой медицинской помощи и извлечению пострадавших из автомобилей и, соответственно, состав отрабатываемых нормативов для наиболее частых одиночных и сочетанных травм.
Кроме того, важнейшим фактором, влияющим на эффективность выполнения АСР при ДТП, выбор отрабатываемых нормативов, является степень тяжести состояния пострадавших. Известно [10], что данный фактор определяет время их выживания при неоказании медицинской помощи, а значит, предельное время выполнения спасательных работ. Несомненно, что в условиях финансовых ограничений нецелесообразно, например, отрабатывать нормативы таких АСР при ДТП, которые направлены на оказание помощи пострадавшим с легкой степенью тяжести.
Таким образом, основными факторами, влияющими на выбор рационального состава нормативов, являются вид ДТП, характер зажатия пострадавших, вид травмы и тяжесть состояний. Исходя из сведений по частоте реализации данных факторов, возможно определить виды и способы АСР, типы технологических операций, которые наиболее часто применяются на практике [11]. Но при этом следует принимать во внимание то, что данные факторы, как правило, сочетаются определенным образом. Так, при таком виде ДТП, как лобовое столкновение, могут возникать следующие виды зажатия пострадавших: рулевой колонкой;
рулевой колонкой и приборной панелью; рулевой колонкой, приборной панелью и педалями и т.п.
В то же время при зажатии рулевой колонкой и приборной панелью пострадавший может иметь следующие виды травм:
травмы головы и груди; травмы груди, живота и таза; травмы груди и живота и т.п. И, наконец, при любом из указанных видов травм может быть состояние одной из четырех степеней тяжести.
Анализ показывает, число возможных комбинаций (сочетаний) по всем видам ДТП, видам и степеням зажатия, видам травм и степеням тяжести состояния пострадавших в ДТП достаточно велико. Еще в большей степени это осложняется рассмотрением в качестве категорий пострадавших водителей, пассажиров на переднем и заднем сиденьях. С целью снижения размерности решаемой задачи (уменьшения количества рассматриваемых нормативов выполнения АСР
при ДТП) необходимо оценить наиболее часто встречающиеся сочетания указанных факторов. Анализ, приведенный в [11], показывает, что получение реальных (с места ДТП) данных крайне затруднительно. Поэтому одним из возможных способов получения в ограниченные сроки предварительной информации по сочетанию данных факторов является экспертный опрос. Для этого может использоваться подход, предложенный в [11]. Он предполагает определение средних (по представлению всеми экспертами) нормированных частот рассматриваемых сочетаний факторов, относительного количества экспертов, присвоивших оценки каждому из сочетаний, и нахождение результирующей оценки частоты. Результирующая оценка получается путем взвешивания средних частот рассматриваемых факторов относительным количеством экспертов, присвоивших оценки данным сочетаниям. Анализ значений таких результирующих оценок и будет являться основой для первоначального выбора нормативов выполнения АСР при ДТП.
Частоту сочетаний рассматриваемых факторов можно оценить и с использованием метода анализа иерархий [12], основанного на алгебраической теории матриц и экспертных процедурах попарного оценивания. Для этого составляется иерархическая схема сочетаний рассматриваемых факторов и экспертным путем оцениваются соответствующие частоты реализации на практике данных сочетаний (рис. 1).
С использованием метода анализа иерархии эксперты будут оценивать, насколько часто встречаются:
при наезде — различные виды зажатия (рулевой колонкой, рулевой колонкой и педалями, дверями и крышей);
при зажатии рулевой колонкой — различные виды травм пострадавших (головы, головы и груди, позвоночника и таза и т. п.) в соответствии с линиями, соединяющими элементы различных уровней.
Перемножение частот рассматриваемых факторов определенной комбинации позволит определить наиболее часто встречающиеся АСР при ДТП (рис. 2).
Из рис. 2 частоты комбинаций факторов будут равны: А-В-Ж ^ 17=7; А-В-З ^ 18=8; А-В-И ^ 19=9; А-Г-Ж ^ 210=20; ...; Б-Е-З ^ 614=84; Б-Е-И ^ 6-15=90.
Анализ рассматриваемых частот сочетаний (комбинаций) факторов будет являться основой для отработки только наиболее необходимых (с точки зрения частоты) нормативов.
Аналогичная схема может быть построена и применительно к затратам на отработку нормативов выполнения АСР при ДТП для уже выбранных сочетаний факторов. При этом затраты эксперты могут оценивать не в рублях, а относительно, в условных единицах. Наибольший интерес в этом случае представляют не абсолютные оценки затрат (трудоемкость работ, машинное время, финансовые средства
Наезды
Зажатие рулевой колонкой
Травма головы
Столкновения
сбоку
• * •
Опрокидывания
Зажатие рулевой колонкой и педалями
Травма головы и груди
Легкая тяж степень •ести
Средняя степень тяжести
Водитель и пассажир на передн.сиденье
• • •
Зажатие дверями и крышей
• • •
Травма позвоночника и таза
Крайне тяжелая степень
Пассажиры на заднем ье
Рис.1. Иерархическая
и др.), а разница, расстояние между данными оценками затрат.
После расчетов с использованием предложенного подхода будут определены значимость, важность нормативов выполнения АСР при ДТП (с учетом частот сочетаний рассматриваемых факторов) и относительные, условные, затраты на экспериментальную отработку нормативов:
^ л (6)
(2Х, 2 2,..., щ,..., ),
где: wi — значимость г-того норматива выполнения АСР при ДТП;
схема сочетаний факторов
zi — затраты на отработку г-того норматива выполнения АСР при ДТП;
г=1,2,...,п — номера нормативов выполнения АСР при ДТП. щ
Путем нахождения отношения ~ выстраивается приоритетный ряд нормативов, например, следующего вида [10]
щ > >
щп > —-
(7)
В дальнейшем для одного из нормативов выполнения АСР при ДТП (к) с использованием методов технического нормирования и калькулирования отдельных затрат могут быть найдены планируемые суммарные затраты (в рублях) на его экспериментальную отработку (2^к). Для г-того норматива эти затраты могут быть найдены из соотношения
7 - 7 ■— .
7; - 7к
г1г
(8)
При известных лимитах финансовых средств , выделяемых на отработку нормативов, осуществляется выбор рационального состава нормативов до тех пор, пока выполняется условие
Рис. 2. Иерархическая схема для расчета частоты комбинаций факторов (А,Б,..., И — факторы; 1,2,...,15 — частоты сочетаний факторов, соединенных
линиями)
2 71 *71
1=1
где ]=1,2,.--С — номера нормативов выполнения АСР
при ДТП, выбираемых из приоритетного ряда нормати-
№
вов последовательно по мере уменьшения .
Вышеуказанный подход предусматривает отработку так называемых укрупненных нормативов выполнения АСР при ДТП в целом для всего технологического процесса спасения пострадавших — от первой технологической операции до последней. Но, на наш взгляд, возможен и другой подход, состоящий в экспериментальной отработке единичных нормативов АСР при ДТП, охватывающих только один тип технологической операции.
Затраты на данные эксперименты по отработке единичных нормативов являются значительно меньшими, чем для всего технологического процесса разборки автомобиля, деблокирования, извлечения пострадавших и оказания им необходимой помощи. Помимо того, что отрабатываются только отдельные операции, экономия затрат заключается еще и в упрощении имитации реальной обстановки при ДТП. В данном случае можно разбирать не весь поврежденный автомобиль, а многократно выполнять одну и ту же технологическую операцию на определенном элементе автомобиля (например, перекусывать стойку корпуса в разных местах).
Для этого вначале разрабатываются сетевые карты выполнения АСР при ДТП для наиболее часто встречающихся сочетаний вышеуказанных факторов с использованием методов сетевого планирования [13]. После проведения малозатратных экспериментов по отработке отдельных операций проводится «сбор», «склеивание» таких операций в технологический процесс в целом с использованием сетевой карты (рис. 3) и определяется суммарное время выполнения работ. При этом необходимо экспериментально отрабатывать и учитывать время, необходимое на замену инструмента при выполнении последующей технологической операций, а также выбор места осуществления этой операции и др.
Суммарное время выполнения работ Тсум может определяться как сумма времен выполнения отдель-
, техн
ных технологических операций 1{ с учетом крити-
В, техн
связи с тем, что I- являются случайными величинами, то закон распределения Тсум представляет собой композицию законов распределения времен выполнения отдельных технологических операций, относящихся к критическим. При реалистичных допущениях, что ¿техн являются независимыми, сравнимыми по порядку дисперсий и общее количество технологических операций больше пяти [13], то на практике величину Тсум можно считать распределенной нормально. Ее математическое ожидание тт равно:
т сум
Шп
т
сум
(10)
где: Ш Техн — математическое ожидание г-той технологической операции, относящейся к критическим;
гкр — номер технологической операции, относящейся к критическим,
а среднее квадратическое отклонение г-той технологической операции, относящейся к критической
а
2
техн
(11)
Для того чтобы нормативы, как было сказано выше, включали менее продолжительные, чем средние, нормы времени (в целях, например, совершенствования умений и навыков спасателей), время выполнения норматива тнорм можно задать несколько меньшее, чем установленное суммарное время выполнения работ тсум. При этом критерием для заданного уровня, до которого можно уменьшить время выполнения норматива, может являться вероятность его выполнения в заданный срок Т0 , определяемая по формуле
ПТнорм ^ Т0) - Ф
Т0 - тт
V
а
+ 0,5 , (12)
где Ф — функция Лапласа.
Уменьшать указанный уровень можно до тех пор, пока будет высокая (с практической точки зрения) вероятность выполнения норматива.
Одним из путей дальнейшей минимизации затрат на проведения натурных экспериментальных исследований по отработке нормативов выполнения АСР при ДТП является уменьшение количества параллельных (повторных) опытов. Для этого может применяться процедура А. Вальда [14, 15], в рамках которой число параллельных опытов заранее с использованием (1) не определяется, а решение об окончании экспериментов принимается последовательно на каждом его этапе в зависимости от результатов предыдущих опытов. При этом число таких опытов (в зависимости от их исхода) является случайной величиной, определяемой с использованием условий, приведенных в указанных работах. Основное достоинство этой процедуры по сравнению с классической статистикой заключается в том, что она требует значительно меньшего числа параллельных опытов.
Другое направление уменьшения затрат на эксперименты за счет снижения числа повторов отработки нормативов АСР при ДТП связано с применением непараметрической статистики [16]. Это обусловлено тем, что при малом количестве параллельных опытов всегда существуют сомнения в обоснованности предположения о нормальном распределении исходной (генеральной) совокупности. Очевидно, что одним из важнейших выходных параметров одиночного эксперимента (опыта) будет являться величина времени выполнения АСР. В связи с тем, что шкала
кр
сум
кр
-► Гтарший группы; Спасатель; Гпасатель-медик; Водитель © © © © К A20
/ * \ \ 1 f \ л- f 1 J * 1 J- f 1 T
-► / * г 1 \ / л I 1 1 / 1 + J 1 4
f у i г / r / J / ( A,, Л 4
/ Г J ¡f Г /> S f -y,
I I ь ( S) п \ к ь (3 n Л Г ► <
\У \
\ ✓ 1 1W л р г \ I t \ \ A f i i
\ < ✓ J S 4 / /
АИ
Г 1
t L 12 t3 t4 t5 и 17 t8 и tl, til tl2 t 3 t 14 tl5 ti 61 17 ^18 t19 ^20 t2l t 2 t23 t-24
UJ
о <[
сл а> о с
а> о
=7
з
о о
со <
<
о
о
р
03
Рис. 3. Сетевая карта технологического процесса выполнения АСР при ДТП
На рисунке символами А, показаны события, заключающиеся в окончании проведения /-той технологической операции (работы):
А0 — получение сигнала о ДТП; А^ — подготовка к выезду на место ДТП; А2 — следование к месту ДТП; А3 — оценка обстановки; А4 — осмотр пострадавших; А5 — выбор места остановки АСМ, ограждение, освещение места ДТП, отключение аккумуляторов аварийного автомобиля; А6 — ликвидация вторичных поражающих факторов, запуск гидравлических станций, генератора; А7 — стабилизация аварийного автомобиля; А8 — удаление стекла и обеспечение защиты от его осколков; Ад — уборка стекла; А10 — снятие остаточного напряжения кузова аварийного автомобиля; Ап — вскрытие и удаление дверей; А12 — оценка состояния пострадавшего, оказание необходимой помощи; А13 — выдвигание передней части ТС, удаление педалей; А14 — принятие решения о способе деблокирования пострадавшего; А15 — перекусывание стоек, отгибание или удаление крыши; А16 — обеспечение защиты от порезов; А17 — оказание первой медицинской помощи; А18 — выключение станций и расчековка инструмента; А1д — фиксация пострадавшего на эвакуационном щите перед извлечением; А20 — предварительная чистка и подготовка инструмента к транспортировке; А2-| — проведение щадящей эвакуации из аварийного автомобиля до машины бригады скорой медицинской помощи; А22 — оформление установленных документов; А23 — доклад оперативному дежурному о выполнении работ и готовности к выполнению других заданий; А24 — возвращение на место постоянной дислокации.
данной величины имеет нулевую отметку и ее значение составляет множество неотрицательных действительных чисел, она является относительной шкалой, для которой предусмотрены все арифметические операции. Использование процедур непараметрической статистики применительно к такой величине будет заключаться в следующем:
проводится серия опытов минимального объема (намного меньшего, чем для нормального распределения), для каждого из которых определяется время АСР (Т ЛСР, где г — номер опыта), исходя из априорного представления о возможном разбросе времени АСР для отдельных опытов относительно среднего значения (полученного, например, экспертным опросом спасателей, имеющих значительных опыт таких работ);
рассчитывается среднее значение времени АСР
гтЛСР
(Т ) и проверяется нулевая гипотеза о том, что для
ср.
заданного уровня значимости выборка, состоящая из
гр ЛСР
множества {Т . } для всех г опытов данной серии, извлечена из генеральной совокупности, среднее зна-
грЛСР
чение которой равно Тср. ;
если по результатам вычислительной процедуры, приведенной в [16], принимается нулевая гипотеза, то дополнительных опытов не проводится. В противном случае осуществляется еще один или несколько опытов и проверяется нулевая гипотеза и т. д.
Использование данной непараметрической процедуры позволит еще в большей степени снизить количество повторных опытов и, следовательно, затраты на их проведение.
Таким образом, приведен подход, позволяющий с технико-экономической точки зрения обосновать рациональный состав нормативов выполнения АСР при ДТП. Его использование позволит выбирать для отработки нормативы наиболее важных и необходимых, существенных с практических позиций работ с учетом ограничений финансовых, технических, кадровых и других ресурсов.
Применение данного подхода также позволяет определить номенклатуру и последовательность проводимых технологических операций, состав специалистов, привлекаемых для отработки нормативов, технического оснащения, требований к имитируемым элементам обстановки на месте ДТП.
Данный подход при незначительной доработке, определяемой в основном с учетом новых исходных данных по обстановке, может использоваться и при обосновании состава и содержания нормативов выполнения АСДНР при ЧС, связанных с разрушениями зданий и сооружений, радиоактивным загрязнением и химическим заражением местности, затоплениями и наводнениями.
Использование указанных нормативов АСДНР позволит достоверно оценивать необходимые аварийно-спасательные силы и средства, разрабатывать технологические карты проведения работ, уста-
навливать рациональный состав оснащения подразделений и формирований, разрабатывать программы технического оснащения, что в конечном итоге будет способствовать повышению эффективности и экономичности принимаемых решений по предупреждению и ликвидации ЧС.
Литература
1. Дурнев Р.А., Верескун А.В., Жданенко И.В., Чумак С.П. О необходимости разработки новых нормативов на выполнение аварийно-спасательных и других неотложных работ при ликвидации чрезвычайных ситуаций // Проблемы анализа риска. 2011. Т. 8. Вып. 1.
2. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука / Перевод с английского. М.: Мир, 1978.
3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1971. 287 с.
4. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов экспериментов. Справочное руководство. М.: Наука, 1971. 192 с.
5. Информационный бюллетень о реагировании пожарно-спасательных подразделений на дорожно-транспортные происшествия в субъектах Российской Федерации в январе-сентябре 2010 года. М.: МЧС России, ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2010. 52 с.
6. Дурнев Р.А., Резников В.М., Смолянский В.П., Фахрутдинов М.М. Методический подход к определению рационального места размещения площадки для вертолета, используемого при спасении пострадавших в ДТП // Проблемы безопасности при ЧС. 2001. Вып. 1.
7. Отчетные материалы по работе «Проведение натурных экспериментов в соответствии с результатами исследований по созданию вероятностной модели автомобиля — участника ДТП по отработке технологий выполнения АСР при ДТП». Книга 1. Результаты натурных экспериментов с программой и методикой их проведения, проекты технологических карт спасательных работ при ДТП и рекомендации АСФ и УМЦ МЧС России. Пункт 2.8 ОФП по реализации ФЦП «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах» на 2006 г. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2006.
8. Отчет о НИР «Проведение натурных экспериментов по разборке транспортных средств, деблокированию и извлечению лиц, пострадавших в результате дорожно-транспортных происшествий». Пункт 2.5 ОФП по реализации ФЦП «Повышение безопасности дорожного движения в 2006-2012 годах» на 2008 г. М.: ООО «ТехИнвест», 2008.
9. Моррис Б. Холматро. Техника спасений из автомбилей. Нидерланды, Холматро, 2005. 99 с.
10.Дурнев Р.А., Вороной С.М., Шаров Е.П., Колесников Д.В. Результаты оценки факторов, влияющих на эффективность технологий спасения пострадавших в дорожно-транспортных происшествиях аварийно-спасательными формированиями МЧС России // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2001. Вып. 3.
11. Дурнев Р.А., Колесников Д.В., Фахрутдинов М.М., Хапалов Е.А. О состоянии системы спасения пострадавших в ДТП// Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 2000. Вып. 5.
12. Саати Т. Принятие решений: метод анализа иерархий/Пер.с англ. М.: Радио и связь, 1993. 315 с.
13. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972. 552с.
14. Вальд А. Последовательный анализ. М.: Физматгиз, 1960.
15. В. А. Абчук, Л.А. Емельянов и др. Введение в теорию выработки решений. М.: Воениздат, 1972. 344 с.
16. Р. Рунион. Справочник по непараметрической статистике. Современный подход//Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1982. 198 с.
Сведения об авторах
Дурнев Роман Александрович: д.т.н., доцент, ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), заместитель начальника института. 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 233-25-62.
Афлятунов Тимур Ибрагимович: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). 121352, Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (495) 445-45-07.
Артемова Мария Викторовна: РГТУ МАТИ им. К.Э. Циолковского, студентка 5-го курса.
