Научная статья на тему 'К вопросу о критериях выбора пожарно-спасательного оборудования'

К вопросу о критериях выбора пожарно-спасательного оборудования Текст научной статьи по специальности «Общие и комплексные проблемы естественных и точных наук»

CC BY
12
1
Поделиться
Ключевые слова
ОБЩАЯ ПОЛЬЗА / ТЕХНОГЕННЫЙ РИСК / ANTHROPOGENIC RISK / ВЕРОЯТНОСТЬ ОТКАЗА / FAILURE PROBABILITY / ПОЖАРНЫЕ РУКАВА / FIRE HOSES / АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫЙ ИНСТРУМЕНТ / GENERAL BENEFIT / SEARCH-AND-RESCUE INSTRUMENT

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Бубнов Андрей Германович, Курочкин Вадим Юрьевич, Моисеев Юрий Николаевич

Предложен подход, обеспечивающий рациональный выбор конкретного пожарно-спасательного оборудования из множества комплектов рукавов и гидравлического аварийно-спасательного инструмента.

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — Бубнов Андрей Германович, Курочкин Вадим Юрьевич, Моисеев Юрий Николаевич,

TO THE QUESTION OF CRITERIA OF FIRE-FIGHTING EQUIPMENT CHOOZING

The approach providing the rational choosing of the concrete fire-fighting equipment from the variety of fire hose sets and hydraulic search-and-rescue instruments is offered.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «К вопросу о критериях выбора пожарно-спасательного оборудования»

УДК 614.8.084:614.86:656.08

К ВОПРОСУ О КРИТЕРИХ ВЫБОРА ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

А.Г. Бубнов, В.Ю. Курочкин, Ю.Н. Моисеев

Ивановский институт государственной противопожарной службы МЧС России

Предложен подход, обеспечивающий рациональный выбор конкретного по-жарно-спасательного оборудования из множества комплектов рукавов и гидравлического аварийно-спасательного инструмента.

Ключевые слова: общая польза, техногенный риск, вероятность отказа, пожарные рукава, аварийно-спасательный инструмент.

Стоимость пожарных рукавов и их эксплуатация составляют значительную величину по сравнению с другими видами пожарной техники. Вместе с тем, до 85 % отказов пожарной техники приходится именно на долю пожарных рукавов. Характер использования рукавов предъявляет повышенные требования к безотказности их работы. Возникновение отказов в этом режиме наиболее опасно, т.к. среднее время устранения отказов увеличивает время тушения на 5 - 8 мин, что, в свою очередь, может привести к срыву или снижению эффективности действий пожарно-спасательных подразделений (ПСП). Отметим, что в настоящее время более десяти отечественных и зарубежных фирм выпускают различные комплекты пожарных рукавов. Следовательно, выбор конкретного поставщика (производителя) рукавов (отвечающего всем современным требованиям, в т.ч. обеспечивающим минимально необходимое время для обслуживания, наладки и профилактики) из рукавов-аналогов лицом, принимающим решение, (ЛПР) по комплектованию им ПСП весьма затруднителен, ввиду отсутствия единых критериев.

Механизм возникновения повреждений у пострадавших в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП) и их тяжесть зависит, главным образом, от вида ДТП, скорости движения транспортного средства и его конструктивных особенностей. А вот время, на осуществление операций по деблокированию пострадавших

для оказания медицинской неотложной помощи при реагировании на аварии любого уровня, определяется, главным образом, квалификацией спасателей и надёжностью соответствующего аварийно-спасательного оборудования.

Анализ результатов спасательных работ показывает, что результат спасательной операции зависит от двух основных связанных между собой факторов [1]:

1) уровень профессиональной подготовки спасателей;

2) время выполнения базовых операций спасения.

Известно, что для тяжело пострадавших в ДТП фактор снижения времени с момента происшествия до доставки в лечебное учреждение имеет критическое значение. Если потерпевший доставляется в больницу в течение первого часа после получения травмы, то обеспечивается самый высокий уровень выживаемости и значительное снижение риска осложнений (именно это время, образно называют «золотым часом»).

ПСП МЧС России очень часто принимают активное участие в ликвидации последствий ДТП и при спасении пострадавших в них. Чтобы максимально использовать правило «золотого часа», при работе ПСП сотрудники, выполняющие типовые спасательные задачи, тренируются и рационально используют свои двигательные возможности, чтобы не возникали задержки в деблокировании и извлечении пострадавших. Профессиональная индиви-

дуальная подготовка спасателей, отработка навыков взаимодействия в команде представляют организационную сторону оптимального выполнения заданий. Уровень квалификация указанных ПСП по многочисленным отзывам чрезвычайно высок и вероятность ошибок, обусловленных так называемым человеческим фактором, совершенно точно не превышает средней величины для операторов напряжённых процессов - 0,0006 [2].

Помимо организационной составляющей операций деблокирования и извлечения, не менее важную роль играют технические вопросы, связанные собственно с применяемым аварийно-спасательным оборудованием. Время, затрачиваемое на деблокирование пострадавших, определяется техническими характеристиками, состоянием и надёжностью применяемого аварийно-спасательного оборудования.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Количественной оценкой надёжности технических устройств должна служить статистика отказов и рассчитываемый по её результатам параметр наработки (однако, указанные статистические данные получить не представляется возможным, ввиду отсутствия необходимости их фиксирования ПСП при тушении пожара и выполнении тех или иных аварийно-спасательных работ (АСР)).

В качестве основного оборудования, применяемого для операций по деблокированию при ДТП и при других АСР, осуществляемых ПСП, можно выделить гидравлический аварийно-спасательный инструмент (ГАСИ).

В настоящее время, более десяти отечественных и зарубежных фирм выпускают различные комплекты гидравлического аварийно-спасательного инструмента (ГАСИ) [1]. ГАСИ имеет похожую, но всё-таки отличающуюся по своим функциональным характеристикам комплектацию, зависящую от фирмы-производителя, которых очень много (отечественных и импортных): «ПРОСТОР», «СПРУТ», «МЕДВЕДЬ», «ЭКОНТ», «КОМБИТЕХ», «HOLMATRO», «LUKAS» и др.

При определении значений показателей надёжности (результативности) ис-

пользования ГАСИ рассматриваются обычно четыре составные части [1]:

1) вероятность того, что в условиях аварийной среды осуществятся основные этапы за определённое время;

2) вероятность того, что под влиянием дестабилизирующих факторов будет выполнен требуемый объём функций образцами ГАСИ;

3) вероятность того, что при выполнении требуемого объёма функций образцы ГАСИ не выйдут из строя;

4) вероятность того, что будут своевременно реализованы необходимые этапы обеспечения и обслуживания.

Наиболее часто встречающиеся недостатки, как правило, влияющие на работу ГАСИ:

а) материал шлангов выполнен из материалов, теряющих эластичность при низких температурах;

б) места перегибов шлангов в местах крепления их к рукояткам управления слабо защищены, в результате образуются заломы и растрескивание оплётки.

Всё это приводит к выходу шлангов из строя при попытке создания рабочего давления. Кроме этого, резьбовые соединения в местах крепления шлангов с клапанами или рукоятками управления часто подтекают, и спасателям приходится возить с собой в машине гаечные ключи для затяжки постоянно ослабевающих резьбовых соединений.

Вследствие вышеизложенного, выбор конкретного наименования ГАСИ из указанных объектов ЛПР по комплектованию им ПСП, также как и рукавов, весьма затруднителен.

Ранее было показано, что для оценки величины уровня техногенного риска при использовании того, или иного сложного оборудования можно использовать интегральный показатель - математическое ожидание ущерба от прекращения его работы [3].

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Следовательно, и в случае с пожарными рукавами, и с ГАСИ, относительная общая польза, приносимая объектом (тот, или иной комплект пожарных рукавов или

аварийно-спасательного оборудования) может быть оценена по формуле [3]:

где V - величина предотвращённого ущерба (У=У, руб., оценка величины предотвращённого ущерба от смертности и ранений при ликвидации последствий пожара -для рукавов или оценка величины предотвращённого ущерба от смертности и ранений при ликвидации последствий ДТП -для ГАСИ);

G - затраты на предотвращение и снижение уровня технического риска (в первую очередь, эксплуатационные затраты на обслуживание рукавов или ГАСИ), руб.; B - уровень техногенного риска, руб., который можно интерпретировать как математическое ожидание ущерба от пожарного (рукава) или индивидуального (ГАСИ) риска.

Здесь уровень техногенного риска (В) в стоимостном выражении (математическое ожидание ущерба) рассчитывается следующим образом:

В=<2У, (2),

где Q - вероятность отказа оборудования при использовании рукавов (на пожаре) или ГАСИ (при проведении АСР); У - ущерб от возникновения отказа рукавов (при тушении пожара) или ГАСИ (при проведении АСР).

Относительная общая польза (Ж), приносимая объектом (в нашем случае -это тот или иной комплект пожарных рукавов или ГАСИ) при спасении одной человеческой жизни, могла бы быть рассчитана при известных данных о затратах (G) на предотвращение отказов того или иного рассматриваемого комплекта (или его элементов). Если же к этому знать реальные вероятности отказа оборудования (Q), можно получить более достоверные цифры для сравнения комплектов рукавов или ГАСИ (причём, чем выше величина Ж, тем более надёжен и эффективен (относительно) тот или иной комплект).

Статистически достоверные эксплуатационные данные по отказам рукавов и ГАСИ при существующей системе учёта

подобных событий получить не представляется возможным. Поэтому, для осуществления расчётов величины Ж, а также для случаев выбора того или иного комплекта рукавов или ГАСИ при определении вероятностей неблагоприятных событий (отказов) можно воспользоваться методом построения и анализа "деревьев отказов" (АДО) [4] технологических процессов -как наиболее часто используемого и наглядного. Тем более, что он рекомендуется нормативными документами, например, [5], где и приведён пример построения "дерева отказов" (для более сложных случаев примеры приведены в многочисленной технической литературе, в качестве отправной точки можно рекомендовать [2, 6]).

Допустимое значение вероятности безотказной работы выбирается, в зависимости от степени опасности отказа, и определяется установленными нормативными документами [7] и по данным [8] - см. табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что допустимая вероятность безотказной работы Р и для рукавов, и для ГАСИ должна быть выше 0,99 и стремиться к 1. Приближённый её расчёт даёт величину 0,9938 (следовательно, Q = 0,0062)[9]. Соответственно, нормативная вероятность отказа и рукавов, и ГАСИ (<0) не должна превышать 0,01 (или 1 %).

Для расчёта вероятности безотказной работы Р (и, соответственно вероятности отказа Q) рукавов по [4] и [5] нами были выбраны три наиболее важные характеристики четырёх рукавов «ЛАТЕК-СИРОВАННЫЙ», «АРМТЕКС», «ГЕ-ТЕКС», «СТАНДАРТ», выпускаемых по ГОСТ Р 51049-2008 - см. табл. 2. Эксплуатационные затраты на обслуживание рукавов, по данным учебной пожарной части нашего института, показал, что в среднем годовые затраты не зависят от марки и составляют 9246 руб./рукав, т.е. они одинаковы для всех рукавов.

Таблица 1

Классификация изделий (технических средств) по последствиям отказа_

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Последствия отказа Допустимая вероятность безотказной работы Тип технических средств

Катастрофические Авария Катастрофа Невыполнение ответственного задания Р ^ 1 Летательные аппараты Подъёмно- транспортные машины Машины химического производства Медицинское оборудование

Экономический ущерб Повышенные простои в ремонте Значительный ущерб Р > 0,99 Технологическое оборудование Сельскохозяйственные машины Бытовые машины

Работа на пониженных режимах Работа с худшими параметрами Незначительный ущерб Р > 0,9

Без последствий Затраты на ремонт в пределах нормы Р < 0,9 Отдельные узлы и элементы машин

Наихудшим событием с рукавами на пожаре является их отказ и возможное замедление темпа тушения пожара; ущерб от указанного отказа (У) будет зависеть от смертности и тяжести заболеваний, потери времени, связанных именно с замедлением скорости тушения пожара. Поскольку стоимость жизни в России на законодательном уровне до сих пор не определена, то для расчёта У можно воспользоваться показателем статистической стоимости жизни или данными центра стратегических

исследований компании РОСГОССТРАХ («стоимость» человеческой жизни составляет сегодня в России 4,5 млн. руб. (http:// www.rgs.ru/ pr/csr/lifecost/index.wbp /). С учётом всех факторов, в нашем случае У был равен для всех рукавов 4513854 руб.

Результаты расчёта вероятностных величин (P и Q), относительной общей пользы применения различных комплектов рукавов (W), а также математических ожиданий ущерба от вероятного отказа оборудования (B) приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты расчёта относительной общей пользы для выбора комплекта рукавов

Название рукавов

Показатель «АРМТЕКС» «ЛАТЕКСИРО-ВАННЫЙ» «СТАНДАРТ» «ГЕТЕКС»

Стойкость к абразивному 320 300 50 43

износу, циклов

Температура хрупкости -46 -40 -60 -53

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

покрытия, 0С

Стойкость к контактному 34 30 25 5,3

прожигу при температуре 450 0С ± 10 0С

Стоимость комплекта 2200 2585 1400 1570

рукавов, руб.

0,00386 0,01319 0,0058 0,0318

Р 0,99613 0,9956 0,9942 0,99082

В, руб. 17423 59537 26180 143540

Ж 169 66 127 30

Самые высокие показатели общей пользы (по отношению к другим рукавам) у рукавов «АРМТЕКС». Стоимость указанных рукавов в 1,2 ниже, чем самого дорогого рукава - «ЛАТЕКСИРОВАННЫЙ», а общая польза в 2,4 раза выше. Хорошими характеристиками обладает и комплект «СТАНДАРТ». Для получения наиболее точных показателей, ЛПР в дальнейшем могут использовать и другие важные характеристики рукавов, предоставляемые фирмами- производителями, и, в первую очередь, статистические данные по отказам рукавов (это позволит наиболее рационально и эффективно подойти к выбору пожарных рукавов).

Исходя из предположения, что наихудшим событием при выполнении аварийно-спасательных работ (АСР) является временная потеря работоспособности (отказ) ГАСИ и возможное замедление темпа спасательных работ, ущерб от указанного отказа (У) будет зависеть от смертности и тяжести заболеваний, связанных именно с замедлением скорости работ по деблокированию. «Стоимость» человеческой жизни составляет сегодня в России 4,5 млн. руб.

(http://www.rgs.ru/pr/csr/lifecost/index.wbp/). Нами именно эта цифра принята за величину ущерба от возникновения отказа при ведении АСР (У).

Тогда, математическое ожидание ущерба от 1-ого летального исхода при среднем уровне вероятности отказа ГАСИ при выполнении АСР (В) в стоимостном выражении (расчёт по формуле (2)) составит:

В = 0,0062 ■ 4500000 = 27900 руб..

Для выполнения технологических операций по деблокированию и извлечению пострадавших в качестве используемых ГАСИ нами были рассмотрены образцы следующих комплектов ГАСИ: • комплект «СПРУТ» (разработчик -общество с ограниченной ответственно-

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

стью «Фирма СПРУТ», г. Жуковский, Московская область);

• комплект «КОМБИТЕХ» (разработчик - закрытое акционерное общество «КОМБИТЕХ-ИНКАР», г. Москва);

• комплект «ПРОСТОР» (разработчик

- научно-производственное объединение «ПРОСТОР», г. Красноармейск, Московская область);

• комплект «МЕДВЕДЬ» (разработчик

- закрытое акционерное общество «Средства спасения», г. Москва).

В [1] представлены значения вероятностных величин (Q и Р), характеризующие эксплуатационную надёжность комплектов ГАСИ и вероятность того, что осуществлены основные этапы выполнения операций по деблокированию пострадавших и этапы обеспечения подготовительных работ (влияние дестабилизирующих факторов не учитывалось) - см. табл. 3.

Кроме того, в табл. 3 приведены результаты наших расчётов G и сопоставимых затрат на закупку и обслуживание сравниваемых комплектов ГАСИ (в пересчёте на 1 год) по данным учебной пожарной части Ивановского института ГПС МЧС России. Здесь же представлены и результаты расчёта вероятностных величины общей пользы применения различных комплектов ГАСИ, а также математических ожиданий ущерба от вероятного отказа оборудования.

Из данных табл. 3 следует, что ЛПР не следует принимать к рассмотрению варианты закупки комплектов ГАСИ «ПРОСТОР» и «МЕДВЕДЬ» без доведения их показателей безотказности до допустимого уровня. И хотя комплект «СПРУТ» на 16% дешевле комплекта «КОМБИТЕХ» [1], очевидно, что величина математического ожидания ущерба у последнего в 3,5 раза (на 71 %) ниже - см. табл., а вот общая польза выше, чем у всех комплектов. Следовательно, вариант закупки комплекта «КОМБИТЕХ» представляется предпочтительным из сравниваемых.

Таблица 3

Пример использования показателей риска для выбора аварийно-спасательного оборудования

Показатель Наименование комплектов ГАСИ

«СПРУТ» «КОМБИТЕХ» «ПРОСТОР» «МЕДВЕДЬ»

Рабочее давление (max), МПа 82 80 80 80

Масса изделия, кг 14,5 14,5 14,0 18,1

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

Максимальное тяговое уси- 51,7 58,0 52,0 42,8

лие, кН

Стоимость комплекта ГАСИ, 626641 693694 633988 625598

РУб.

Затраты, приведённые к со- 153664 169420 155389 153417

поставимому виду, руб.

0,0099 0,0028 0,0132 0,0241

P 0,9901 0,9972 0,9868 0,9759

B, руб. 44550 12600 59400 108450

G, руб. 59668 65366 60291 59578

W 43 57,7 37,5 26,7

Таким образом, предложенный подход к оценке надёжности рукавов и ГАСИ, с использованием для выбора показателей риска и общей относительной пользы, может дополнять представляемые фирмами-производителями результаты сертификационных испытаний - для принятия управленческих решений по включению/не включению в стандартный комплект рукавов или аварийно-спасательного инструмента, используемого ПСП.

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочные материалы для преподавателей и слушателей учебно-тренировочных комплексов МЧС России по подготовке спасателей к действиям при ликвидации последствий дорожно-транспортных происшествий. - М: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), - 2011. - 81 с.

2. Химмельблау Д. Обнаружение и диагностика неполадок в химических и нефтехимических процессах. Пер. с англ.; под ред. Ю.М. Левина. - Л.: Химия, 1983. - 352 с.

Не можете найти то что вам нужно? Попробуйте наш сервис подбора литературы.

3. Бубнов А.Г., Гриневич В.И., Гущин А.А., Пла-стинина Н.А. Методология выбора способа очистки воды от органических соединений с использованием параметров экологического риска // Известия вузов.

Серия: Химия и химическая технологи. 2007. Т. 50. Вып. 8. С. 89-93.

4. Тарасова Н.П., Анохина Н.П., Малков А.В. и др. К вопросу об оценке потенциальной опасности химико-технологического объекта. // Химическая промышленность. 1994. № 6. С. 20-24.

5. РД 03-418-01 "Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов" (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 10.07.2001 № 30).

6. Алымов В.Т., Тарасова Н.П. Техногенный риск. Анализ и оценка: Учебное пособие для вузов. -М.: ИКЦ "Академкнига", 2004. - 118 с.

7. ГОСТ Р 22.9.01-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Аварийно-спасательный инструмент и оборудование. Общие технические требования. - М.: Издательство стандартов, 1995.

8. Пронин А.С. Надежность машин. - М.: Машиностроение, 1978. - 592 с.

9. Бубнов А.Г., Курочкин В.Ю., Моисеев Ю.Н. Оценка параметров риска как критериев для обоснования выбора аварийно-спасательного оборудования // Пожарная и аварийная безопасность: материалы VI Межд. науч.-практ. конф. посвященной 45-летию Ивановского института ГПС МЧС России, Иваново, 28-30 ноября 2011 г.: в 2 ч. / Под общ. ред. И.А. Малого. - Иваново, ИвИ ГПС МЧС России, 2011. - Ч. 1. С. 21-24.

Рукопись поступила в редакцию 20.08.13.

TO THE QUESTION OF CRITERIA OF FIRE-FIGHTING EQUIPMENT CHOOZING

A. Bubnov, V. Kurochkin, Ju. Moiseev

The approach providing the rational choosing of the concrete fire-fighting equipment from the variety of fire hose sets and hydraulic search-and-rescue instruments is offered.

Key words: general benefit, anthropogenic risk, failure probability, fire hoses, search-and-rescue instrument.