CC BY
11
Многофакторные модели проведения пожарно-спасательных работ
в метрополитене
Бородин П. Ю., Чмелев Д. Д., Андросовин И. Ю., Ревенко Р. Г.,
Национальный университет гражданской защиты Украины, г. Харьков
В докладе отмечается, что для разработки научно-обоснованных рекомендаций, реализация которых повысит эффективность пожарно-спасательных работ в метрополитене, необходима объективная оценка результатов деятельности личного состава подразделений ГСЧС Украины и сотрудников метрополитена. Учитывая сложный характер рассматриваемого процесса, который включает большое количество взаимосвязанных операций, сделать это можно путем имитационного моделирования на ЭВМ.
С этой целью была разработана имитационная модель начального этапа тушения пожара и спасания пострадавших на станциях метрополитена, основанная на использовании аппарата Е-сетей [1]. Показано, что в качестве основных факторов, которые влияют на время выполнения пожарно-спасательных работ, целесообразно выбрать степень подготовленности хг личного состава пожарно-спасательной службы (ПСС), персонала метрополитена х2, а также степень реализации существующих нормативно-технических требований х3. Машинный эксперимент был спланирован таким образом, чтобы была возможность оценить вес каждого фактора, а также характер взаимодействия между ними. Для этого был выбран план 3х3х3, позволяющий исследовать при прочих равных условиях три фактора на трех уровнях [2]. Используя разработанную имитационную модель, было проведено 27 экспериментов по 100 итераций каждый. Полученные результаты позволили построить набор трехфакторных квадратичных моделей.
Первая модель характеризует время (в кодированных переменных) спасания пострадавшего первым звеном:
у = 0,3897 - 0,1987 х + 0,0232 хг2 + 0,0161 хгх2 + 0,0171 хгх3
- 0,1548 х + 0,0102 х2 + 0,0215 х2х3 -
- 0,1465 х + 0,00222 х32 .
Вторая модель — время успешного тушения пожара на начальном этапе пожарно-спасательных работ (ПСР):
у = 0,3672 - 0,0052 х + 0,0042 х? + 0,0029 хгх2 + 0,0031 хх -
- 0,3623 х + 0,0563 х2 + 0,0351 х2х3 -
- 0,1325 х + 0,0312 х32
Третья модель — время оперативного развертывания сил и средств пожар-но-спасательной службы:
У = 0,3757 - 0,3867 хх + 0,0942 х? + 0,0054 ххх2 + 0,0131 ххх3 -- 0,1026 х2 + 0,0038 х2 + 0,0029 х2х3 -
.2
"3
- 0,0107 х3 + 0,0049 х3 Была проведена интерпретация моделей при нарастающей степени риска отвергнуть правильную гипотезу [2]. Пример изменения графов связи между факторами при различных уровнях значимости а в случае спасания пострадавшего первым звеном ГДЗС приведен на рисунке. На этих графах зачерненный круг обозначает значимые линейные эффекты, петля - значимый квадратичный эффект, ребра графа - значимыми являются эффекты взаимодействия.
Наиболее достоверными являются выводы по первым графам (а=0,01). Так, для ситуации спасания пострадавшего первым звеном можно утверждать, что все выбранные факторы являются значимыми и взаимосвязанными. При этом фактор подготовленности личного состава ПСС влияет нелинейно. В то же время, в процессе тушения пожара на начальном этапе значимыми и взаимосвязанными являются лишь подготовленность и степень соответствия нормативно-техническим требованиям. Причем эти факторы влияют нелинейно. А в ходе оперативного развертывания — значимыми будут первый и третий факторы, из них первый фактор влияет нелинейно.
а = 0.01 а = 0.2 а = 0.5
2 3 2 3 2 3
Рис. Изменение графов связи между тремя факторами при различном уровне значимости в случае спасания пострадавшего первым звеном
При уровне риска а=0,2 выводы для (1) дополняются утверждением, что фактор подготовленности персонала метрополитена влияет на время спасания пострадавших нелинейно, а для (3) - значимым будет и второй фактор, а первый и третий в свою очередь будут взаимосвязаны.
Анализ графов при уровне риска а=0,5 позволяет осторожно («равновоз-можно») предположить, что для (1) все факторы влияют нелинейно, для (2) — значимой является и подготовленность личного состава пожарно-спасательной службы; а в (3) взаимосвязанными будут первый и второй факторы.
В процессе интерпретации полиномиальных моделей было выполнено ранжирование факторов по степени их влияния на выходные данные. Анализ выполнялся при двустороннем риске а=0,2. После удаления незначимых эффектов были получены следующие модели
y = 0,3897 - 0.1987+ 0.0232^ + 0.0161^1x2 + 0.0171^1x3 -- 0.1548x2 + 0.0215x2x3 - 0.1465x3 + 0.00222x3
— П ^KfV)^^- -I- n п^^^л-2 -1- П I . ^ , . . . —
y = 0,3672 - 0,3623x + 0,0563x2 + 0,0351x2x3
- 0,1325x3 + 0,0312x3 y = 0,3757 - 0,3867x + 0,0942x2 + 0,013Цх3 - 0,1026x2 - 0,0107x3.
Анализ полученных результатов показал, что наиболее ощутимо из рассматриваемых факторов влияет на время спасания пострадавшего первым звеном подготовленность личного состава пожарно-спасательной службы. На время успешного тушения пожара на начальном этапе пожарно-спасательных работ влияет подготовленность персонала метрополитена, а на время оператиив-ного развертывания сил и средств пожарно-спасательной службы — подготовленность личного состава пожарно-спасательной службы. В то же время, уровень соответствия существующим нормативно-техническим требованиям влияет меньше других факторов на все рассмотренные процессы. Это говорит, на наш взгляд, о том, что основная нагрузка при проведении пожарно-спасательных работ на станциях метрополитена ложиться на плечи людей. Поэтому необходимо развивать и совершенствовать технические средства, которые смогли бы еще до прибытия пожарно-спасательных подразделений обеспечить безопасную эвакуацию пассажиров, а также значительно облегчить работу спасателей во время тушения пожара.
Библиографический список
1. В. М. Стрелец, П. Ю. Бородич Имитационное моделирование начального этапа пожаротушения на станциях метрополитена // Проблемы пожарной безопасности. Сб. науч. тр. Вып.13. — Харьков: АПБУ, 2003. - С.60 -80.
2. В. А. Вознесенский Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. - М.: Финансы и статистика, 1981. -263 с.
