CC BY
150
УДК 351.862
КОМПЛЕКСНАЯ МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНОЙ ГРУППИРОВКИ СИЛ И СРЕДСТВ, ПРИВЛЕКАЕМОЙ ДЛЯ ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНОЙ СИТУАЦИИ В ВОЕННОЕ ВРЕМЯ
Э.А. Пархомчик
адъюнкт научно-исследовательского центра Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: parkhomchikeQmail.ru
А.И. Пономарёв
доктор военных наук ведущий научный сотрудник научно-исследовательского центра Академия гражданской защиты МЧС России Адрес: 141435, Московская обл., г.о. Химки, мкр. Новогорск E-mail: anatoliyipQmail.ru
Аннотация. В статье представлена комплексная методика, позволяющая определить рациональную группировку сил и средств на основе последовательного решения следующих частных задач: определения требуемого объема работ, выполняемых в зоне чрезвычайной ситуации; оценки сил и средств, необходимых для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ; выбора рационального варианта распределения спасательных подразделений по объектам, пострадавшим от воздействия противника и вторичных поражающих факторов. Ключевые слова: силы и средства спасательных формирований; чрезвычайные ситуации военного времени; аварийно-спасательные и другие неотложные работы; объект поражения. Цитирование: Пархомчик Э.А., Пономарёв А.И. Комплексная методика обоснования рациональной группировки сил и средств, привлекаемой для ликвидации чрезвычайной ситуации в военное время // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2019. № 2 (41). С. 61-68.
По прогнозам военных специалистов, в случае вооруженной агрессии против России и её союзников с массированным применением высокоточного оружия может быть поражена значительная часть важных объектов тыла, в том числе и потенциально-опасных [1].
В число таких объектов входят арсеналы, базы и склады ракет и боеприпасов (далее - склады), поражение которых может привести к масштабным взрывам и возникновению чрезвычайных ситуаций (далее - ЧС), связанных с значительными разрушениями зданий и сооружений, а также гибелью населения.
Следует отметить, что основным поражающим фактором, сохраняющим свое негативное действие даже на значительном удалении от эпицентра взрыва, является воздушная ударная волна, характеризующаяся следующими основными параметрами: избыточное давление во фронте ударной волны, длительность фазы сжатия, импульс фазы сжатия [2].
Как правило, взрывы часто сопровождаются пожарами. Взрыв может привести к незначительным разрушениям, но связанный с ним пожар может вызвать катастрофические последствия и последующие, более мощные взрывы и более сильные разрушения.
На основании складывающейся обстановки возникает необходимость привлечения спасательных формирований, которые могут быть расположены в разных пунктах дислокации, для проведения аварийно-спасательных и других неотложных работ (далее - АСДНР).
Опыт проведения АСДНР показывает, что количество людских потерь и объем материального ущерба в существенной мере определяется продолжительностью интервала времени с момента возникновения ЧС до начала работ по ликвидации её последствий [3].
Одной из наиболее сложных проблем при организации АСДНР в военное время является обоснование рациональной группировки спасательных формирований для ликвидации возникшей ЧС с учетом объема выполняемых работ, сил и средств, необходимых для их проведения, а также мест дислокации подразделений, входящих в состав группировки. Для проведения АСДНР в зоне ЧС в состав группировки могут быть включены все силы ГО, в т.ч. нештатные аварийно-спасательные формирования территорий и организаций [4] (далее - спасательные формирования).
Состав сил и средств группировки, привлекаемой для ликвидации чрезвычайной ситуации в военное время, должен определяться
заблаговременно, с учетом прогнозирования обстановки, которая может сложиться в зонах разрушений и уточняться но результатам применения противником средств поражения на основе данных разведки.
Таким образом, с целью минимизации потерь среди населения необходимо решить задачу обоснования рациональной грушшровки сил и средств, привлекаемой для ликвидации ЧС в военное время.
На основании проведенного анализа известного научно-методического аппарата выявлено, что разработанные к настоящему времени теоретические положения и практические рекомендации образуют хотя и необходимую, но, вместе с тем, недостаточную основу для решения сформулированной задачи, поскольку не учитывают ряд факторов,
важнейшим из которых является дислокация спасательных формирований [3, 5, 6].
Таким образом, обозначилось несоответствие между имеющимся научно-методическим аппаратом и возможностью его применения для решения новой научной задачи. В связи с этим, вопросы разработки научно-методического аппарата но обоснованию рационального состава грушшровки сил и средств при ликвидации ЧС, вызванных взрывами складов, являются актуальными, а поиск их решения представляет важную научную и военно-прикладную задачу.
Общая схема проведения исследования но обоснованию рациональной грушшровки сил и средств, привлекаемой для ликвидации ЧС в военное время, представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 Общая схема проведения исследования но обоснованию рациональной группировки сил и средств, привлекаемой для ликвидации ЧС в военное время
Из приведенной схемы следует, что основным блоком является разработка комплексной методики, которая предназначена для решения следующих частных задач:
определение объема работ, которые необходимо выполнить в зоне возникновения ЧС;
определение требуемого состава сил и средств группировки, привлекаемой для ликвидации ЧС в военное время;
выбор рационального варианта распределения спасательных формирований для проведения АСДНР на разрушенных объектах.
Для решения первой частной задачи могут быть использованы формульные зависимости для определения объема АСДНР, который необходимо выполнить в зоне возникновения ЧС [7, 8].
Оценка возможной обстановки при взрывах предполагает определение масштабов и характера возможных разрушений, завалов, пожаров, аварий на коммунально-энергетических сетях, а также оценку ориентировочных потерь населения.
Исходными данными для определения объема работ, выполняемых в зоне ЧС, являются: вид и количество взрывчатого вещества, имеющегося на складе боеприпасов;
количество населения, находящегося в зоне ЧС;
время суток возникновения ЧС; характеристики разрушенных объектов, находящихся в зоне ЧС.
Границы зон различных степеней разрушений зданий определяются из выражения [7]
V =
К = КС1/3 [1 + (3180/С)2]
21-1/6
(1)
где: II - расстояние, м;
С - масса заряда ВВ, кг (тротиловый эквивалент);
К - коэффициент, равный: 3,8 - для полного разрушения зданий; 5,6 - 50 % зданий полностью разрушено; 9,6 - здания непригодны для обитания; 28 - умеренные разрушения, повреждения внутренних малопрочных перегородок; 56 - малые повреждения зданий, раз-10 %
Объем завала полностью разрушенного здания определяется в соответствии с выражением [8]
7 ■ А ■ В ■ Н 100 '
(2)
где: А, В, И - длина, ширина и высота здания;
7 - объем завала на 100 м3 объема здания, принимаемый:
для промышленных зданий - 7 = 20м3;
для жилых зданий - 7 = 40 м3.
При частичном разрушении здания объем
50 %
при его полном разрушении.
Применение приведенных формул позволит определить размеры зон разрушения, количество разрушенных зданий и сооружений, находящихся в данных зонах, объемы завалов. Эти данные могут быть использованы в качестве исходных для определения требуемого состава сил и средств группировки, привлекаемой для ликвидации ЧС в военное время.
Опыт проведения различных видов работ по ликвидации ЧС, связанных с разрушением зданий, показывает, что разборку завалов наиболее целесообразно проводить звеньями ручной разборки и сводными механизированными группами [8].
Количество личного состава, необходимого для комплектования этих механизированных групп, определяется по следующей зависимости [8]
V ■ П3
= 0,15 ■ -т3 ■ К3 ■ Кс ■ КП' (3)
где: V - объем завала разрушенных зданий и сооружений, который необходимо разо-3
П3 - трудоемкость по разборке завала, чел.
/3
/3
Т - общее нормативное время выполнения спасательных работ, ч;
К3 - коэффициент, учитывающий структуру завала, который определяется по таблице 1;
Кс - коэффициент, учитывающий снижение производительности в темное время суток, принимается равным Кс = 1,5;
Кп - коэффициент, учитывающий погодные условия, который определяется по таблице 2.
Таблица 1 - Значение коэффициента К3 [8]
Для жилых зданий Для промышленных зданий
Из кирпича Из панелей Из кирпича Из панелей
0,2 0,75 0,65 0,9
Таблица 2 - Значение коэффициента Кп [8]
Температура воздуха, °С >25 25 ... 0 0... - 10 -10... - 20 < - 20
Кц 1,5 1,0 1,3 1,4 1,6
Приведенная зависимость (3) применима при условии, если неизвестно количество людей, находящихся в завале. Поэтому коэффициент 0,15 предполагает (по опыту) долю разбираемого завала от всего объема завала. Эта формула может применяться при большом объеме разрушений [8].
Если же известно предполагаемое количество людей, которые могут оказаться в завале, то объем работ по разборке завала для их извлечения определяется по формуле [8]
^ав = 1,25 ■ ^зав ' Лзaв, (4)
где: Жзав _ количество людей, находящихся в завале, чел;
Л-зав - высота завала, м.
Данная зависимость предполагает, что для извлечения одного пострадавшего требуется устроить в завале шахту (колодец) на всю высоту завала и размером 1x1 м. Коэффициент 1,25 учитывает увеличение объема разбираемого завала за счет усложнения оборудования
шахты указанных размеров (осыпание завала, извлечение крупных обломков, наклона шахты и т.п.) [8].
Для определения количества формируемых сводных механизированных групп (псмг) необходимо общую численность личного состава разделить на численность одной группы [8]
^ГМГ -
23
(5)
Общее количество спасательных звеньев (%.з) ручной разборки составит [8]
пр.з — п ■ к ■ пс
(6)
где п - количество смен в сутки при выполнении спасательных работ;
к - коэффициент, учитывающий соотношение между сводными механизированными группами и звеньями ручной разборки в зависимости от структуры завала, определяется по таблице 3.
Таблица 3 - Значение коэффициента к [8]
Количество звеньев ручной разборки в смену на одну механизированную группу при ведении спасательных работ в завалах
Для жилых зданий Для промышленных зданий
Из кирпича Из панелей Из кирпича Из панелей
8 3 2 1
Количество личного состава для укомплектования звеньев ручной разборки .3) определяется как произведение их количества на
численность одного звена ручной разборки завалов (7 чел.).
Если все завалы разбираются только вручную, тогда необходимое количество звеньев ручной разборки можно определить по формуле [8]
п
п
■р.з
П3.р ■ т'
(7)
где: П3.р - производительность одного звена ручной разборки, принимаемая рав-3/
п - количество смен в сутки при выполнении спасательных работ.
Таким образом, предложенные формульные зависимости позволяют на основе заданного объема работ определить требуемое количество сил и средств, привлекаемых для проведения АСДНР в зоне ЧС.
Объем выполняемых работ в зоне ЧС военного времени, вызванной взрывами боеприпасов, и требуемый состав сил и средств для ликвидации её последствий являются исходными данными для выбора рационального варианта распределения спасательных подразделений по объектам, пострадавшим от воздействия противника и вторичных факторов - от взрыва пораженных боеприпасов.
Постановка данной задачи может быть сформулирована следующим образом:
1) для заданных:
т - спасательных формирований (сил гражданской обороны), расположенных в пунктах дислокации А1, А2 ,...Ат, с заданным составом сил и средств а1,а2,... ат соответственно, предназначенных для выполнения АСДНР в зоне разрушений вследствие поражения потенциально опасного объекта;
п - пораженных объектов, расположенных в населенных пунктах В1,В2'... Вп, на которых требуется проведение АСДНР, при этом требуемый состав сил и средств составляет Ъ1'Ъ2 .. .Ьп соответственно;
времени прибытия сил и средств от каждого спасательного формирования, дислоцированного в пункте Аг, на пострадавший объект В2 для проведения АСДНР, значения которого могут быть представлены в виде матрицы [9]
tu ¿12 ... t\n \
Т = I ¿21 ¿22 ... t2n I (8)
tml tm2 . . . tmn J где tij - время прибытия спасательного формирования из пункта дислокации Ai для проведения АСДНР на пострадавшем объекте, расположенном в населенном пункте Bj, (г = (1,m); j = (1,п);
2) необходимо распределить силы и средства группировки, привлекаемой для ликвидации ЧС (Xij), таким образом, чтобы общее время прибытия на пораженные объекты было минимальным, т.е. необходимо найти такие значения X = х^, которые доставляют min функции
п
^Xij = ai, г = 1,2, ...,т, (9)
3 = 1
т
^ хгз = b3, j = 1,2,...,п. (10)
г=1
3) количество сил и средств является величиной неотрицательной и целой
хц > 0, г = 1,т, j =1,п
Xij е Z
(11)
где сц - имеющиеся силы и средства, расположенные в пункте дислокации А^;
_ требуемый состав сил и средств, необходимых для проведения АСДНР на пораженном объекте, расположенном в населенном пункте Bj.
Данный тип задачи не относится к задаче линейного программирования, в связи с тем, что величина Т не является линейной функцией переменных х^.
Для решения транспортной задачи по критерию времени необходимо построить транспортную таблицу (таблица 4), в которой:
в верхней строке указываются объекты проведения АСДНР в населенных пунктах В1'В2'...Вп (ПН), в самой нижней строке указывается требуемый состав сил и средств Ь1' &2 ...Ь п] в первом столбце указываются места дислокации спасательных формирований А1'А2'... Ат, в последнем столбце указываются количество сил и средств й1'й2'... ат, имеющихся в этих формированиях;
в правом нижнем углу таблицы приводится балансовое условие;
в каждую клетку таблицы заносятся значения, определяющие количество сил и средств, выделяемых от соответствующих
спасательных формирований (Л^) для выполнения АСДНР на объекте (В^, в верхнем правом углу время прибытия сил и средств из района дислокации спасательного формирования (Л^) на объект проведения АСДНР (В^.
Таблица 4 — Построение транспортной таблицы
\ ПН по Bi B2 Bn ai
Ai til Хц tl2 Xl2 tin Xln ai
А2 t21 X21 hi X22 t2n X2n a2
Ат tml Xml tm2 Xm2 tmn Хщп am
Ttl n
Ь, bi b2 b„ ¡=1 /=1
Если транспортная задача несбалансированная |9|, то для её решения необходимо сбалансировать значения имеющихся сил и средств спасательных формирований с требуемым количеством для выполнения АСДНР. При этом возможны два случая:
1) если суммарное количество сил и средств в спасательных формированиях больше суммарной потребности, то необходимо ввести фиктивный населенный пункт Вп + 1, потребности которого определяются из выражения
bn+1 = Y^ аг Ь3
3=1
(12)
г=1
при этом время прибытия спасательных формирований в данный населенный пункт принимается равным нулю, = 0
Т =
2) если суммарное количество сил и средств в спасательных формированиях меньше суммарной потребности, то необходимо ввести фиктивное спасательное формирование с местом дислокации Ат+1, состав сил и
¿11 112 . . ¿1 n о
¿21 ¿22 . . ¿2«, о I; (13)
tm1 ¿m 2 . tmn о
средств которого определяются из выражения
Ято+1
г=1 j=1
(14)
при этом время прибытия спасательных формирований из данного места дислокации принимается равным нулю, Тт+1^ = 0
Т =
11 ¿2 t.
\
mn
о
(15)
/
( ¿11 ¿12 ¿21 ¿22 ¿m 1
оо
Решение транспортной задачи по критерию времени включает следующие этапы:
1) составляется начальный опорный план X на основе использования метода наименьших тарифов либо метода северозападного угла |9|;
2) построенный план проверяется на оптимальность с использованием метода потенциалов |9|. Если план оптимален, то минимальное время его осуществления определяется максимальным значением tij в занятых клетках и завершается решение задачи;
3) если план не оптимален, то определяются оценки незанятых клеток, строится цикл с вершиной в клетке с наименьшей отрицательной оценкой и по данному циклу перераспределяются соответствующие силы и сред-
ства. Одновременно с этим вычеркиваются все значения которые превышают время выполнения этого плана (такие клетки в дальнейшем не рассматриваются).
4) после перераспределения сил и средств по циклу определяется новый план, который также определяется на оптимальность. В случае, если план не оптимален, то повторяются
действия из п.З.
Таким образом, представленная комплексная методика позволяет обосновать рациональную группировку спасательных формирований для ликвидации возникшей ЧС с учетом объема выполняемых работ, сил и средств, необходимых для их проведения, а также мест их дислокации.
Литература
1. Малышев В.П., Богатырев Э.Я. Оценка военной опасности для организации и ведения гражданской обороны. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=21490637 (дата обращения 12.06.2019).
2. ГОСТ Р 22.0.07-95 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники техногенных чрезвычайных ситуаций. Классификация и номенклатура поражающих факторов и их параметров. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200001514 (дата обращения 16.06.2019).
3. Барышев П.Ф., Мазаник А.И. Алгоритм выбора рационального маршрута перемещения спасательного воинского формирования МЧС России к потенциально опасному объекту // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2015. № 4 (27). С 24-29.
4. Федеральный закон Российской Федерации от 12 февраля 1998 г. № 28-ФЗ «О гражданской обороне». [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_17861/ (дата обращения 24.04.2019).
5. Методические рекомендации по созданию, подготовке и оснащению нештатных аварийно-спасательных формирований (от 31 декабря 2015 г. № 2-4-87-62-11).
6. Наставление по организации действий подразделений спасательных воинских формирований МЧС России. Часть 1. Спасательный центр, спасательный отряд. - М.: МЧС России, 2016. - 78 с.
7. Аварии и катастрофы. Предупреждение и ликвидация последствий. Учебное пособие в 3-х книгах. Книга 2. В.А. Котляревский, A.B. Виноградов, C.B. Еремин, В.М. Кожевников, A.A. Костин, А.И. Костин, С.Ю. Ревенко. - М.: Издательство АСВ, 1996. 383 с.
8. Обеспечение мероприятий и действий сил ликвидации чрезвычайных ситуаций: учебник в 3-х частях: часть 2. Инженерное обеспечение мероприятий и действий сил ликвидации чрезвычайных ситуаций: в 3-х книгах: книга 2. Оперативное прогнозирование инженерной обстановки в чрезвычайных ситуациях. / Под общ. ред. С.К. Шойгу/ В. А. Акатьев, С.С. Волков, B.C. Гаваза и др. - М.: ЗАО «ПАПИРУС», 1998. 176 с.
9. Лунгу К.П. Линейное программирование. Руководство к решению задач. ФИЗМАТЛИТ, 2005, 128с.
INTEGRATED METHODOLOGY FOR JUSTIFICATION OF RATIONAL GROUPING OF FORCES AND MEANS ATTRACTED TO ELIMINATE EMERGENCY IN MILITARY TIME
Eduard PARKHOMCHIK
adjunct scientific research center
Civil Defence Academy EMERCOM of Russia
Address: 141435, Moscow Region,
Khimki, md. Novogorsk
E-mail: parkhomchikeQmail.ru
Anatoly PONOMAREV
doctor of military sciences leading researcher research center
Civil Defence Academy EMERCOM of Russia Address: 141435, Moscow Region, Khimki, md. Novogorsk E-mail: anatoliyipQmail.ru
Abstract. The article presents a comprehensive methodology that allows to determine a rational grouping of forces and means based on the sequential solution of the following particular tasks: determining the required amount of work performed in the emergency zone; assessment of the forces and means necessary for rescue and other urgent work; the choice of a rational option for the distribution of rescue units by objects affected by the enemy's impact and secondary damaging factors.
Key words: forces and means of rescue formations; wartime emergencies; rescue and other urgent work; object of destruction.
Citation: Parkhomchik E. A., Ponomarev A. I. Integrated methodology for justification of rational grouping of forces and means attracted to eliminate emergency in military time // Scientific and educational problems of civil protection. 2019. No. 2 (41). pp. 61-68.
References
1. Malyshev V.P., Bogatyrev E.Ya. Assessment of military danger for the organization and conduct of civil defense. [Electronic resource]. Access mode: https://elibrary.ru/item.asp?id=21490637 (access date 12.06.2019).
2. GOST R 22.0.07-95 Safety in emergency situations. Sources of man-made emergencies. Classification and nomenclature of damaging factors and their parameters. [Electronic resource]. Access mode: http://docs.cntd.ru/document/1200001514 (the date of appeal is 06/16/2019).
3. Baryshev P.F., Mazanik A.I. Algorithm for choosing a rational route for moving a rescue military formation of the Emergencies Ministry of Russia to a potentially dangerous object // Scientific and educational problems of civil protection. 2015. № 4 (27). From 24-29.
4. Federal Law of the Russian Federation of February 12, 1998 No. 28-FZ "On Civil Defense". [Electronic resource]. Access mode: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_17861/ (appeal date 04/24/2019).
5. Methodical recommendations for the creation, preparation and equipping of emergency rescue teams (December 31, 2015 № 2-4-87-62-11).
6. Manual on the organization of actions of rescue military units of the Russian Emergencies Ministry. Part 1. Rescue center, rescue squad. - M .: EMERCOM of Russia, 2016. - 78 p.
7. Accidents and disasters. Prevention and elimination of consequences. Tutorial in 3 books. Book 2. V.A. Kotlyarevsky, A.V. Vinogradov, S.V. Eremin, V.M. Kozhevnikov, A. A. Kostin, A.I. Kostin, S.Yu. Revenko. - M .: Publishing House DIA, 1996. 383 p.
8. Maintenance of actions and actions of emergency response forces: a textbook in 3 parts: part 2. Engineering support of activities and actions of emergency response forces: in 3 books: book 2. Operational forecasting of engineering situation in emergency situations. / Under total ed. S.K. Shoigu / V.A. Akatev, S.S. Volkov, V.S. Gavaza et al. - M .: ZAO PAPIRUS, 1998. 176 p.
9. Lungu K.N. Linear programming. Guide to solving problems. FIZMATLIT, 2005, 128p.
