CC BY
51ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОПОВЕЩЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ В ЗДАНИИ Николаев Д.В.1, Мукаев Д.Н.2, Туребеков Е.П.3, Иманжанов Д.Ш.4
'Николаев Денис Валерьевич - кандидат педагогических наук, доцент;
2Мукаев Дияс Нуркенович — магистрант;
3Туребеков Ербол Пердебаевич — магистрант;
4Иманжанов Динмухаммет Шайдуллаевич — магистрант, кафедра пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России,
г. Санкт-Петербург
Аннотация: актуальна проблема эвакуации людей из зданий с массовым пребыванием людей (МПЛ). В крупных торговых центрах пребывают люди разного пола и возраста, что сильно затрудняет проведении эвакуации. Для повышения эффективности проведения работ по эвакуации было проведено исследование на основе анализа уязвимости человека в зоне чрезвычайной ситуации и сделаны выводы о необходимости совершенствования системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре с внедрением единой интеллектуальной самоорганизующейся сенсорной сети на основе В1М-технологий.
Ключевые слова: эвакуация людей, система оповещения и управление эвакуацией, «маломобильные группы населения», В1М-моделирование, уровни уязвимости личности, паника, толпа, поведение толпы.
Обстановка с пожарами в Российской Федерации продолжает оставаться напряженной и оказывать существенное влияние на экономическую и социальную сферы общества. Государственная противопожарная служба МЧС России принимает меры по стабилизации обстановки с пожарами, вносит изменения в нормативные документы, регламентирующие деятельность по обеспечению пожарной безопасности объектов защиты.
В настоящее время в нашей стране в крупных городах и населенных пунктах ведется активное строительство различных по масштабу и назначению гражданских (жилых, общественных, административных) и промышленных (производственных, складских) зданий и сооружений. Многие из них относятся к категории объектов с массовым пребывание людей (МПЛ). Абсолютное большинство таких объектов являются многоэтажными и имеют в своей основе сложные комбинированные объемно-планировочные и конструктивные решения, реализованные с использованием типовых и уникальных строительных конструкций из строительных материалов с различными свойствами пожарной опасности.
В зданиях должны быть предусмотрены конструктивные, объемно-планировочные и инженерно-технические решения, обеспечивающие, в случае пожара, возможность эвакуации людей, независимо от их возраста и физического состояния, наружу на прилегающую к зданию территорию до наступления угрозы их жизни и здоровью, вследствие воздействия опасных факторов пожара.
Согласно Федеральному закону от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 02.07.2013) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" эвакуация - процесс организованного самостоятельного движения людей непосредственно наружу или в безопасную зону из помещений, в которых имеется возможность воздействия на людей опасных факторов пожара [1].
В случае возникновения чрезвычайных ситуаций на таких объектах, особенно связанных со взрывами и крупными пожарами, организация своевременной эвакуации людей становится чрезвычайно проблематичной. Этот факт объясняется функциональной спецификой объектов, связанной с высокой концентрацией различной пожарной нагрузки на ограниченных площадях, блокировкой части эвакуационных и аварийных выходов на объектах вследствие воздействия на них и соответствующие пути эвакуации опасных факторов пожара (ОФП) с критичными для жизни и здоровья людей параметрами, а также неэффективными, с точки зрения своевременной эвакуации, действиями людей различных возрастных групп и категорий мобильности, постоянно или временно находящихся на объектах (рис. 1).
Рис. 1. Скопление людей на путях эвакуации при пожаре в здании
СОУЭ должна проектироваться в целях обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре [2].
Оповещение людей о пожаре, управление эвакуацией людей и обеспечение их безопасной эвакуации при пожаре в зданиях и сооружениях должны осуществляться одним из следующих способов или комбинацией следующих способов [2]:
1. Подача световых, звуковых и (или) речевых сигналов во все помещения с постоянным или временным пребыванием людей;
2. Трансляция специально разработанных текстов о необходимости эвакуации, путях эвакуации, направлении движения и других действиях, обеспечивающих безопасность людей и предотвращение паники при пожаре;
3. Размещение и обеспечение освещения знаков пожарной безопасности на путях эвакуации в течение нормативного времени;
4. Включение эвакуационного (аварийного) освещения;
5. Дистанционное открывание запоров дверей эвакуационных выходов;
6. Обеспечение связью пожарного поста (диспетчерской) с зонами оповещения людей о пожаре;
7. Иные способы, обеспечивающие эвакуацию.
Несмотря на широкую номенклатуру современных СОУЭ и их разнообразные функциональные возможности, обеспечить их высокоэффективную работу в условиях чрезвычайных ситуаций на сложных объектах с МПЛ не всегда удается.
Одним из последних и наиболее резонансных примеров такой малоэффективной работы СОУЭ на объектах с МПЛ, является трагедия в торговом центре «Зимняя вишня», в Кемерово 25 марта 2018 года, унесшая жизни более 60 человек (рис. 2).
Рис. 2. Пожар в ТРК «Зимняя вишня», г. Кемерово, 25 марта, 2018 г.
Эффективное решение проблемы снижения пожарного риска, количества человеческих жертв и материального ущерба требует поиска новых высокотехнологичных решений и подходов, обеспечивающих защиту посетителей объектов с массовым пребыванием людей в полуавтоматическом и автоматическом режимах с оперативным учетом динамики ОФП и
18
меняющихся параметров объектов защиты [5]. Также, при этом, обязательному учету должны подлежать следующие особенности подобных объектов:
1. Здания с МПЛ (торгово-развлекательные комплексы, спортивные сооружения, крупные медицинские центры и т.п.) занимают огромные площади, в них одновременно могут находиться десятки тысяч человек.
2. Конструктивные и объемно-планировочные решения зданий основаны на использовании строительных конструкций с невысокой огнестойкостью (металлические несущие и ограждающие конструкции, конструкции с использованием полимерных материалов и т.п.) [4].
3. Возраст людей, находящихся в зданиях с МПЛ, составляет очень широкий диапазон. Это могут быть грудные дети с родителями, дети дошкольного и школьного возраста, люди других возрастных категорий, включая пожилых. Возможно присутствие людей с ограниченными физическими возможностями. Возраст и физическое состояние отражаются не только на скорости движения людского потока в случае эвакуации, но и на психофизиологическом состоянии и особенностях поведения в стрессовой ситуации.
4. В подобных зданиях имеется большое количество помещений различного функционального назначения с различной степенью пожарной опасности.
5 Обычно в таких зданиях (прежде всего в наиболее многочисленных торгово-развлекательных комплексах (ТРК)) имеются огромные торговые площади и большое количество складских помещений для хранения и реализации товаров с постоянным наличием большого количества людей.
6. При больших площадях торговых помещений зоны прямой видимости для находящихся в них людей ограничены многочисленными стеллажами с товарами и секционными перегородками.
7. В зданиях с МПЛ люди находятся в различном эмоциональном состоянии, что связано с наличием помещений различного функционального назначения.
В виду указанных особенностей и большого многообразия различных типов помещений в зданиях с МПЛ в случаях возникновения пожара или других чрезвычайных ситуаций необходимо разделение здания на зоны оповещения для организации эффективной эвакуации людей.
В каждом конкретном случае необходимое количества зон оповещения должно формироваться динамически с учетом масштабов и опасности развития чрезвычайной ситуации и индивидуальных особенностей объекта (например - по этажам, по пожарным отсекам и т.п.).
Исходя из указанных требований, можно сделать вывод, что современные и перспективные СОУЭ сложных объектов с МПЛ должны обладать собственными интеллектуальными возможностями, как на уровне централизованного управления всей системой, так и на уровне отдельных периферийных устройств - датчиков, оповещателей и другого оконечного оборудования, объединенных межд собой в единую интеллектуальную самоорганизующуюся сенсорную сеть.
В ходе проведенных исследований установлено, что первым шагом в реализации] интеллектуальных СОУЭ нового поколения, обеспечивающих максимально полный учет особенностей функционирования сложных и масштабных объектов с МПЛ, должна стать разработк цифровых моделей (цифровых двойников), сопровождающих эксплуатацию каждого объекта защиты на всех стадиях его жизненного цикла (ЖЦ) [6].
В основу разработки и использования такю моделей может быть положена BIM-технология (Building Information Modelling - информационное моделирование зданий), представляющая собой современную методологию создания и использования единой, структурированной и взаимосвязанной информационной модели (BIM-модели) объектов защиты, процессов их ЖЦ, включая различные чрезвычайные ситуации (ЧС) [7].
В составе указанной системы можно выделить следующие основные компоненты:
• центральная подсистема управления мониторингом пожарной безопасности объекта, оповещением и эвакуацией людей;
• подсистема формирования, модификации и управления BIM-моделью объекта с МПЛ;
• подсистема контроля трафика посетителей объекта с МПЛ;
• подсистема мониторинга температурного режима электроустановок объекта;
• подсистема контроля безопасности большепролетных строительных конструкций;
• подсистема динамического формирования зон оповещения;
• подсистема автоматического контроля и управления аппаратными средствами пожарной сигнализации, оповещения, управления эвакуацией, дымоудаления и автоматического пожаротушения объекта защиты;
• аппаратные средства динамически зон оповещения 1- N.
С учетом информации от датчиков и В1М-модели о состоянии строительных конструкций объекта, динамики распространения опасных факторов пожара, количестве людей на объекте, местах их сосредоточения, возможной блокировки отдельных эвакуационных путей и выходов могут формироваться следующие разновидности зга оповещения:
• один или несколько смежных этажей объекта, наиболее подверженных воздействию опасных факторов пожара;
• отдельные группы административных помещений дежурного персонала объекта для предварительного оповещения;
• отдельные группы функциональных помещений для посетителей объекта;
• подвальные, цокольные, верхние части здания при наличии там персонала или посетителей объекта;
• помещения с высокой концентрацией людей (торговые залы, кинозалы, рестораны, игровые комнаты и т.п.);
• склады;
• подсобные (вспомогательные) помещения;
• вычислительные центры и машинные залы объекта.
При разделении объекта на зоны оповещения людей о пожаре должна быть разработана специальная очередность оповещения о пожаре людей, находящихся в различных помещениях объекта.
Размер зон оповещения, специальная очередност оповещения людей о пожаре и время начала оповещения людей о пожаре в отдельных зонах определяются исходя из условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.
Выбор вида управления определяется функциональным назначением, конструктивными особенностями объекта с МП и исходя из условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре. Однако, в любом случае, наивысшим приоритетом обладает информационный сигнал, поступающий с микрофона диспетчера.
Все перечисленные подсистемы, входящие в структурный состав предлагаемой СОУЭ, позволяют максимально эффективно реализовывать планы эвакуации с учетом любых конструктивных и объемно-планировочных особенностей объектов с МПЛ.
Таким образом, необходимость работы системы от резервных источников питания в дежурном режиме должна составлять не менее 24 часов, а в режиме оповещения и управления эвакуацией людей в течение времени, необходимого для ее успешного завершения. С учетом этих требований должен осуществляться расчет емкости резервных источников питания для реального объекта.
Другие показатели надежности и живучести предлагаемой СОУЭ, также в полном объеме должны соответствовать требованиям нормативных документов.
Таким образом, применение н современных объекта с массовым пребыванием людей СОУЭ на основе ВГМ-моделирования и с предлагаемыми структурными и функциональными особенностями должно способствовать значительному повышению эффективности принятия управленческих решений по организации безопасной эвакуации людей и спасению материальных средств.
Список литературы
1. Федеральный закон РФ от 22 июля 2008 года № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
2. СП 3.13130.2009 Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре.
3. ГОСТ Р 53325-2012 Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний.
4. Пожарная безопасность в строительстве: учебник / Вагин А.В., Мироньчев А.В., Терёхин С.Н., Кондрашин А.В., Филиппов А.Г. (2 издание) Под общ. ред. О.М. Латышева. СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России; Астерион, 2014. -274 с.
5. Актерский Ю.Е., Шидловский Г.Л., Власова Т.В. Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре: Ч. 2. Строительные конструкции, здания, сооружения и их поведение в условиях пожара [Текст]: учебник. СПб: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2019. 293 с.
6. Талапов В.В. «Технология BIM: суть и особенности внедрения информационного моделирования зданий». М., 2015.
7. Eastman C., Teicholz P., Sacks R., Liston K. BIM Handbook. Second edition. NJ: Wiley, 2011. 626 с.
ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ Николаев Д.В.1, Сорокина И.Д.2, Мукаев Д.И.3, Божко Д.С.4
'Николаев Денис Валерьевич - кандидат педагогических наук, доцент; 2Сорокина Ирина Валерьевна — магистрант;
3Мукаев Дияс Нуркенович — магистрант; 4Божко Дмитрий Сергеевич — магистрант, кафедра пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России,
г. Санкт-Петербург
Несущие конструкции зданий и сооружений с течением времени, а также с учетом эксплуатации, постепенно теряют свои прочностные характеристики, что ведет к большей вероятности возникновения происшествия. В таких случаях кроме разрушения конструкции может возникнуть и гибель людей.
Нарушение целостности конструкции зданий может возникнуть из-за неисправности газо- и теплоснабжения, разрушении и выветривании стенового материала, некачественном выполнении ремонтных работ и тд.
В настоящее время, как за рубежом, так и в России развивается новое направление работ, направленное на автоматизацию функций мониторинга за состоянием окружающей среды, а также техногенных систем - потенциально опасных объектов (ПОО), с целью их контроля, прогноза и охраны. Классификация потенциально опасных объектов приведена на рис. 1.
УДК 620. 9
ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
Особо опасные объекты
Технически сложные объекты
Уникальные объекты
-ядерно - и кли разкащюнно-опасные объекты: -ооъекты уничтожения и захоронения химических и других
опасных отходов: гидротехнические сооружения 1-го и 2-го классов:
- крупные склады дм хранения нефти и нефтепродуктов н изотермические храннтиша ежпжеккых газов; -объекты. связанные f производством, получением или лер е-раооткой:блтдко фазных пли твердых продуктов, осл ад жщо; Е:рыьчдтьгмн свойствами н Японии;: б спонханномурдзло-женню с энергией возможного взрыва, эквивалентной^ тонн трилшротолуола;
- предприятие по подземной и открытой добыче и переработ, ке твердых полезны» ископаемых:
-тепловые электростанция г.ющностьк> свыше £04 МВт.
- ыорские порты, аэропорты основной взлетно-посадсчиойполосой длиной 1 ЗООн более, мосты, и тоннели длиной более ¿00 м, метрополитены;
- крупные оромышленные объектыс численно езьтэ занятыхболее 10пк. человек.
объекты, для которых ие установлены тех-штческие регламенты ([высотные здания, стадионы, крупные торговые центры, киноконцертные залы и тл.)
Рис. 1. Классификация потенциально опасных объектов
