CC BY
20
7. US National Research Council. Science and decisions. Advanced risk assessment. Washington, D.C.: National Academy Press, Washington, D.C., 2009. - 403 p.
8. IAEA Safety series № 100. Evaluating the reliability of prediction made using environmental transfer models -IAEA, Vienna, 1989. -105 p.
9. Колесников Е.Ю. Количественное оценивание неопределённости техногенного риска. Ч. 2 //Проблемы анализа риска. 2013. Т. 10. - № 3 - С. 8-31.
10. Колесников Е.Ю. Об оценке неопределённости результатов анализа техногенного риска // Проблемы анализа риска. 2012. - Т. 9. - № 4 -С. 8-46.
11. Young R.C. The algebra of many-valued quantities //Mathematische Annalen. Band 104, 1931. S. 260-290. http://www.cs.utep.edu/interval-comp/young.pdf (дата обращения 14.03.2013).
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА
В.М. Комяк, профессор, д.т.н., профессор Национальный университет гражданской защиты Украины,
г. Харьков
Постановка проблемы и анализ последних достижений и публикаций. Экономическое и социальное развитие городов, населенных пунктов сельской местности, объектов народного хозяйства невозможно без наличия надежных, эффективных и экономически целесообразных систем их противопожарной защиты (ПЗ).
Математическое моделирование занимает все более важное место в решении прикладных задач ПЗ. Под руководством профессора Брушлинского Н.Н. на базе методов математического моделирования были созданы компьютерные имитационные системы для проведения экспертизы текущей деятельности существующей пожарной службы городов и разработки проектов их реорганизации. Интерес представляет также поиск путей повышения эффективности пожарной службы в пространстве, что особенно важно при проектировании новых объектов и необходимости обоснования размеров пожарной службы для их защиты.
Математической моделью множества практических задач ПЗ является задача оптимизационного геометрического проектирования [1]. К этому классу задач относятся задачи оптимального раскроя материалов, задачи построения оптимальных путей и связывающих сетей, покрытия, разбиения, некоторые задачи теории расписаний и др. [1 -2].
Постановка задачи и ее решение. Для успешного решения как научных, так и практических задач, возникающих при ПЗ объектов различного назначения отраслей народного хозяйства, необходимы не только общие принципы моделирования размещения объектов, покрытия, разбиения областей, но и разработка, а также исследование проблемно-ориентированных моделей, методов, алгоритмов и программного обеспечения для их решения. Разработка проблемно-ориентированных моделей для объектов различного назначения приводит к тому, что учет дополнительных технологических ограничений вносит в основную модель новые особенности, и как следствие - необходимость разработки новых методов решения или модификации существующих. В данной работе осуществлен обзор важных прикладных задач, решенных методами математического моделирования.
Задача размещения пожарных депо в крупных городах [3,4] решена в следующей постановке. В рамках выделяемых ресурсов необходимо определить минимальное нормированное количество пожарных депо для защиты проектируемого района города (всего города), и такие параметры их размещения, которые позволят сократить время прибытия оперативных отделений к возможным очагам пожара.
В работе [4] осуществлена декомпозиция рассматриваемой задачи.
В результате декомпозиции выделены два основных этапа ее решения.
На первом одном этапе решения определяется минимальное количество пожарных депо, которые своими нормированными круговыми зонами защиты вместе с зонами защиты существующих пожарных депо полностью покрывают город.
Задача рационального размещения пожарных депо решается для каждой круговой зоны защиты на стадии проектирования района застройки, когда в основном определены архитектурные и планировочные решения, и составляет второй этап решения. Задача сводится к размещению прямоугольного геометрического объекта постоянных размеров с учетом нормированных максимальных и минимальных расстояний между пожарным депо и зданиями.
В работе [3] решена задача размещения пожарных депо как задача нерегулярного разбиения произвольной области геометрическими объектами, метрические характеристики которых определяются по диаметру объектов, вычисленному исходя из нормированного времени прибытия на пожар.
Задача размещения пожарных депо для сельской местности [5]. Административные районы сельской местности имеют ряд особенностей, которые делают неприменимыми перечисленные выше подходы [3,4]. К таким можно отнести: 1) населенные пункты по территории района размещены, как правило, неравномерно; 2) численность жителей
отдельных сельских населенных пунктов существенно различается; 3) районные центры, где, как правило, размещаются пожарные депо, не всегда находятся в географическом центре административного района; 4)существующая сеть дорог развита в направлении соединения населенных пунктов с районным центром, в то же время дороги, соединяющие отдельные населенные пункты, недостаточно развиты.
Решена следующая задача. Исходя из экономической целесообразности, определяются параметры пожарной защиты района (количество пожарных депо и параметры их размещения в населенных пунктах района), при которых время достижения возможного очага пожара минимально. При решении задачи учитывается ряд ограничений по: неоднородности плотности населения, плотности застройки, наличию объектов повышенной пожарной опасности; качеству сети дорог, связывающих населенные пункты административного района; условиям размещения пожарных депо в области, занимаемой населенным пунктом.
Задача размещения пожарных гидрантов [6]. Противопожарное водоснабжение в городах и населенных пунктах обеспечивается сетью водопровода с установлением на ней пожарных гидрантов (ПГ) для забора воды пожарными машинами.
Рассмотрен район города, каждое здание которого должно быть защищено пожарными гидрантами, которые являются источниками для подачи воды по рукавным линиям ограниченной длины.
Решена задача нахождения минимального количества ПГ, размещенных на сети водопровода так, чтобы сеть, исходящая из ПГ и огибающая каждое из зданий района, удовлетворяла бы дополнительному условию - не превышение максимально-допустимого расстояния по сети от любой граничной точки здания до ближайшего гидранта.
Рациональная компоновка оборудования техники быстрого реагирования [7]. Решена задача, которая возникает при проектировании кузовов специальных автомобилей служб быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации. Спасательно-техническое вооружение (СТВ) в кузове минимальных размеров размещается по функциональным отсекам так, что минимизируется время боевого развертывания спасательными подразделениями. При этом учитываются многочисленные ограничения: технологические (на размеры отсеков и способы их размещения в кузове автомобиля), эксплуатационные (на размещение оборудования по функциональным отсекам, а часто используемого оборудования - в легкодоступных местах кузова, на допустимое отклонение центра масс оборудования от центра масс автомобиля), эргонометрические (на размещение СТВ в кузове автомобиля, сокращающее неоправданные перемещения и пересечения личного состава).
Пожарная защита высотных зданий [8]. При проектировании зданий предусматриваются специальные противопожарные решения,
которые создают необходимые условия успешной реализации процесса эвакуации. Среди этих решений значение имеет как структура, так и размеры путей эвакуации. Поскольку пути эвакуации пронизывают все здание, а их площадь составляет значительную часть его общей площади, то их структура и размеры оказывают значительное влияние на экономические, технические и противопожарные показатели проектных решений. Однако проектные решения можно считать неэффективными, если решения безопасности людей будут приводить к неэффективному использованию объемов здания (или другими словами площадей целенаправленного назначения). Поэтому решена задача о рациональном разбиении проектируемых зданий на два вида областей: первые учитывают эффективность использования целевой площади от решения задачи разбиения, а вторые - от решения задачи трассировки.
Решена задача в следующей постановке. Определяется структура путей эвакуационного движения потоков людей (минимальное количество лестниц, коридоры на этажах, обеспечивающие доступ ко всем помещениям и лифтам, метрические характеристики (размеры) трасс), такая, что максимальное время полной эвакуации из любого этажа неоднородно расположенных в здании людей не превышает необходимого времени, а также определяется последовательность этажей здания с разбиением их на помещения разного функционального назначения, исходя из максимизации полезной площади здания.
Список использованной литературы
1. Стоян Ю.Г. Основная задача геометрического проектирования. -Х.: Ин-т проблем машиностроения АН УССР - 1983. - 36 с. (Препринт / АН УССР. Ин-т проблем машиностроения; 181.)
2. Яковлев С.В. Элементы теории геометрического проектирования / Н.И. Гиль, В.М. Комяк и др. - К.: Наук. думка, 1995. - 241 с.
3. Садковий В.П. Ращональне розбиття множин при територiальному плануванш в сферi цившьного захисту / В.М. Комяк, О.М. Соболь. - Харюв.: Лiхтар, 2008. - 173 с.
4. Косе А.Г. Метод ращонального розмщення пожежних депо при проектуванш та оновленш райошв мюта / А.Г. Коссе: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 21.06.02 «Пожежна безпека». - Харюв, 2002. - 19 с.
5. Кязимов К.Т. Геометричне моделювання розмщення пожежних тдроздшв в сшьськш мюцевост на прикладi Азербайджану / К.Т. Кязiмов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.01.01 «Прикладна геометрiя, шженерна графша». - К., 2010. - 24 с.
6. Комяк В.М. Модель и метод определения допустимих параметров размещения пожарных гидрантов в районе города / Р.В.
Романов, А.В. Панкратов // Геометричне та комп'ютерне моделювання. -Харюв: ХДУХТ, 2009. - Вип. 25. - С. 27-32.
7. Комяк В.М. Математическое моделирование компоновки оборудования специальных автомобилей быстрого реагирования / А.А. Калашников // Вестник Херсонского государственного университета. Вып. 3(19). - Херсон: ХГТУ, 2003. - С. 169-172.
8. Комяк В.В. Моделi та методи розбиття i трасування для ощнки шляхiв евакуацп у висотних будiвлях при проектуванш / В.В. Комяк: Автореф. дис. ... канд. техн. наук: 01.05.02 «Математичне моделювання та обчислювальш методи». - Харюв, 2014. - 25 с.
МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМИ РИСКАМИ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ АВИАЦИИ
И.Е. Кузнецов, начальник кафедры, д.т.н.
В.С. Иванов, курсант ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г.Воронеж
Безопасность полетов как категория, отражающая состояние авиационной системы, зависит от ее способности к предотвращению или парированию особых ситуаций. При этом под особой ситуацией следует понимать ситуацию, возникающую в полете в результате воздействия опасных факторов. Основной категорией, сопровождающей понятие безопасности, является риск. В различных публикациях термин «риск» отождествляют с совершенно разнородным кругом понятий. Это объясняется его сложностью и комплексностью. Одно из определений гласит: риск - это сочетание вероятности и последствий наступления неблагоприятного события; другое - характеристика ситуации, имеющей неопределенность исхода, при обязательном наличии неблагоприятных последствий. Анализ источников показывает, что наиболее часто понятие «риск» ассоциируют с потерей, с неблагоприятным исходом. Особую иерархию в структуре рисков занимают гидрометеорологические риски, изучение которых представляет значительный интерес в связи с масштабностью их проявления и возможностью управления. Гидрометеорологический риск в широком смысле - это вероятностная мера возникновения опасных гидрометеорологических условий, сопровождающихся формированием и воздействием вредных факторов на систему с нанесением ей ущерба. Под ущербом следует понимать отклонение системы от цели своего функционирования, приводящее к различного рода потерям, или же к ее разрушению. Субъективность
