CC BY
9
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОПОВЕЩЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ
СИТУАЦИЙ В ЗДАНИИ Сажин И.С.1, Головенко Е.Л.2, Чаниев Б.Ю.3, Садыханов Ш.С.4 Email: Sazhin1179@scientifictext.ru
1Сажин Иван Сергеевич - магистрант; 2Головенко Евгения Леонидовна - магистрант; 3Чаниев Багаудин Юсупович - магистрант; 4Садыханов Шайхмансур Саидович - магистрант, кафедра пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения, Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, г. Санкт-Петербург
Аннотация: своевременная эвакуация людей из зданий с массовым пребыванием людей (МПЛ) является основной задачей системы оповещения и эвакуации людей (СОУЭ). Многие промышленные, гражданские и общественные здания и сооружения имеют сложные конструктивные решения, в связи с чем проведение эвакуации будет затруднено. Применение СОУЭ на данных объектах должно способствовать значительному повышению эффективности принятия управленческих решений по организации безопасной эвакуации людей и спасению материальных средств.
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 разработка цифровых моделей (цифровых двойников), сопровождающих эксплуатацию каждого объекта защиты на всех стадиях его жизненного цикла.
Ключевые слова: интеллектуальная система оповещения и управление эвакуацией людей, объект с массовым пребыванием людей, цифровая модель, чрезвычайная ситуация, пожар.
INTELLIGENT ALERTING AND EVACUATION MANAGEMENT SYSTEM BASED ON INFORMATION EMERGENCY SIMULATION IN BUILDING Sazhin I.S.1, Golovenko E.L.2, Chaniev B.Yu.3, Sadykhanov Sh.S.4
1Sazhin Ivan Sergeevich - Master's Degree Student; 2Golovenko Evgeniya Leonidovna - Master's Degree Student; 3Chaniev Bagaudin Yusupovich - Master's Degree Student; 4Sadykhanov Shajkhmansur Saidovich - Master's Degree Student, DEPARTMENT OF FIRE SAFETY OF BUILDINGS AND AUTOMATED FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS, SAINT-PETERSBURG UNIVERSITY OF STATE FIRE SERVICE OF THE MINISTRY OF THE RUSSIAN FEDERATION FOR CIVIL DEFENSE, EMERGENCIES AND
DISASTER MANAGEMENT, SAINT-PETERSBURG
Abstract: timely evacuation of people from buildings with a mass presence of people (MPL) is the main task of the warning and evacuation system (SOUE). Many industrial, civil and public buildings and structures have complex design solutions, in connection with which the evacuation will be difficult. The use of SOUE at these facilities should contribute to a significant increase in the efficiency of managerial decision-making on the organization of safe evacuation ofpeople and the rescue of material resources.
In the course of the research, it was found that the first step in the implementation of intelligent SOUE of a new generation, providing the most complete consideration of the features of the functioning of complex and large-scale objects with MPL, should be the development of digital models (digital twins) accompanying the operation of each protected object at all stages of its life cycle. Keywords: intelligent warning system and evacuation control, object with mass presence of people, digital model, emergency, fire.
Обстановка с пожарами в Российской Федерации остается напряженной и оказывает 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 пребыванием 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-Ф3 (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).
УДК 699.88
Рис. 1. Скопление людей на путях эвакуации при пожаре в здании
41
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.
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 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 между 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 разработка цифровых моделей (цифровых двойников), сопровождающих эксплуатацию каждого объекта защиты на всех стадиях его жизненного цикла (ЖЦ) [6].
С учетом информации от датчиков 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 зон 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.
Размеры зон оповещения, специальная очередность 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 МПЛ 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 на современных объектах с массовым пребыванием людей СОУЭ 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 /References
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.
