CC BY
7
Ripetskyy E. Y. Application of geodesic measures to experimental researches on moving grab truck frame
The methods of experimental research on moving grab truck frame in both static and dynamic mode on the basis of geodesic laser leveling have been worked out. Obtained results permitted to define the peculiarity of frame moves and are useful in proving general coordinates of dynamic model.
Keywords: laser leveling, grab truck, model, frame
УДК 614.841 Доц. Р.В. Зшько, канд. техн. наук - НУ "Лытська полтехтка";
доц. €.В. Сулоееа, канд. техн. наук - Рижський ТУ
МОБ1ЛЬН1 РОБОТИ У СИСТЕМ1 ПОЖЕЖНОÏ ОХОРОНИ
Запропоновано методи визначення матерiальнiх втрат, спричинених пожежами, з урахуванням еколопчних втрат. Для покращення ефективност пожежно'' охорони запропоновано використовувати команди добровольщв у сшьськш мюцевостс, авто-матизоваш установки пожежогасшня на в^алених об'ектах, оптимiзувати кшьгасть об'ек™ на територи обслуговування пожежно'' станцп, застосування мобшьних ро-ботiв. Використання мобiльних робо™ для охорони i монiторингу пожежно'' ситу-ацiï на об'eктi ютотно скоротить час вiльного горiння виникло'' пожежi i дасть змогу зменшити економiчний збиток вiд нього.
Ключовг слова: матерiальнi втрати, пожежi, мобшьш роботи, пожежна охорона.
Вступ. Ддвищення р1вня пожежно' охорони - вимога, що диктуегься ютотними втратами матер1альних цшностей тд час пожеж. Тому дуже важ-ливо довести взаемний зв'язок м1ж витратами на вдосконалення пожежно' охорони i можливими втратами, спричиненими пожежами. Це передушм пов'язано з обмеженими ресурсами для подальшого розвитку пожежно' охорони, зокрема ïï найбшьш важливого елементу - системи пожежно' охорони.
Доказом ефективносп пожежно' охорони на кожному об'екп, де е вь ропдшсть виникнення пожеж^ е взаемозв'язок м1ж об'емом втрат вщ ймов1р-но' пожеж^ швестищями i поточними витратами для тдтримування пожежно' охорони. Для виршення ще' проблеми, насамперед, визначають опти-мальний баланс м1ж витратами на пожежну охорону i об'емом можливих втрат, спричинених пожежею. При цьому враховують в1рог1дн1сть виникнення пожеж^
Огляд. Тшьки останшм часом почали дослщжувати взаемозв'язок м1ж можливими втратами вщ пожеж i роботою пожежних бригад, пов'язаною з лжвщащею пожежi. На покращення ефективностi пожежно' охорони впливае низка чинниюв, серед яких площа територп, яку обслуговуе пожежна стан-цiя. У Proi цi площi бiльшi, нiж в шших мiстах. У табл. 1 наведено щшьнють розташування Ризьких пожежних станцш, порiвняно з iншими мютами [2-4].
Результати роботи пожежникiв протягом 2010 р. показують, що лат-вiйськi пожежнi бригади прибувають на виклик в середньому за 7,3 хв у мю-тах i за 25 хв у сшьськш мюцевосп. Аналiз пожеж також засвщчуе, що вели-чини критичних значень чинниюв, небезпечних для людей, досягаються через 5-10 хв вщ моменту займання, руйнування металевих конструкцш почи-наеться за 10-15 хв, а ефективна робота пожежниюв починаеться тiльки за 19 хв (включно з 11 хв втрат на дорогу).
Табл. 1. Щтътстъ Ризьких пожежних станцш поркняно з тшими мктами, _2009-2010 рр._
М1сто К-сть меш-канщв, тис. Площа мгста, м2 К-сть пожежних станцш Середня площа зони обслуговування, км2 Середня к-сть меш-канцш для одте! пожежно! станцп, тис.
Рига 830 307 11 27,9 75,4
Копенгаген 460 90 9 10,0 51,0
Лондон 7000 1600 114 14,0 61,4
Нью-Йорк 7300 790 217 3,6 34,0
Токю 10000 720 229 3,1 44,0
Загальна частина. Аналiз статистичних даних показуе, що резерви покращення ефективносп дiй пожежних бригад е високими.
Зi статистичних даних про пожежi можна зробити висновок, що нор-мативнi документи не гарантують скорочення втрат, зумовлених пожежами. У нормативних документах сформульовано вимоги до пожежно! охорони, але немае шляхiв i методiв вирiшення цих вимог.
Аналiзуючи досвiд зарубiжних кра!н, можна зазначити, що в умовах ринково! економiки держава пробуе виршити проблему пожежно! охорони об'ектiв не з допомогою загальних методiв, яю вимагають додаткових матерь альних i людських ресуршв, а за допомогою штенсивних методiв, основаних на науково-техшчному прогреш, наприклад, залучення бригад добровольщв до оперативного гасiння пожеж у сшьськш мюцевосп, оптимiзацi! кiлькостi об'еклв, що знаходяться в зонi обслуговування пожежно! станцп, застосуван-ня автоматичних систем гасшня на вiддалених об'ектах.
Кшьюсть об'ектiв Б, що знаходяться в оперативнш зонi обслуговування, можна визначити з допомогою використання регресивного вирiвнювання методом найменших квадрапв:
В = 7,82 •Ю-4 • N +1,57 •Ю-3
де N - число пожежних станцш.
У сшьськш мюцевосп доцшьно залучати бригади добровольцiв для гасiння пожежi до при!зду професiйних пожежних бригад. На об'ектах, де по-жежна охорона не може забезпечити допомогу у разi непередбаченого випад-ку, пропонуеться розмiстити автономнi системи гасшня.
Щоб оцiнити економiчну ефективнiсть використання систем автоматичного гасшня необхщно виршити двi проблеми. По-перше, необхщно еко-номiчно пiдтвердити доцiльнiсть використання таких систем в об'ектах гос-подарського сектору у випадку, якщо е iншi системи пожежно! охорони. Подруге, потрiбно вибрати найрацюнальшший варiант використання таких систем. Так, економiчну доцiльнiсть використання автоматично! системи гасшня можна визначити, порiвнюючи об'ем можливих витрат на установку пе! чи iншо! системи з поточною вартiстю iнвестицiй.
Використовуючи достатньо точш статистичнi данi про втрати, зумов-ленi пожежами на об'екп, можна визначити рiчнi матерiальнi втрати, спричи-ненi пожежами, за формулою
Иг.ш.х = (К + 2п + 2ЬЛ. + 2гсо.)Р,
де: Zt - середнi прямi втрати вщ однieï пожежц Zn - середш непрямi втрати вiд однieï пожежц Zb.t. - втрати вiд смерт людей i пошкоджень; Zeco. - еко-логiчнi втрати; P - вiрогiднiсть виникнення пожежi.
Якщо немае нiяких статистичних даних для оцшки можливого об'ему втрат, зумовлених пожежею, то потрiбно розробити детальну математичну модель. У таких моделях, зазвичай, визначають площi, охопленi пожежею i на ïх основi - матерiальнi втрати.
Своечасне прибуття пiдроздiлiв пожежноï охорони на мiсце пожежi скорочуе час вiльного розвитку пожежi i веде, за шших рiвних умов, до зни-ження розмiру прямого i непрямого матерiального збитку, а також до змен-шення числа людей, що загинули чи отримали травми. Час прибуття пожежних шдроздшв до мюця виклику залежить вiд:
• тривалостi часу вшьного розвитку пожежц
• фiксованого часу реестрацп виклику;
• перiоду часу, протягом якого пiдроздiл пожежно! охорони слвдуе вiд мгсця постгйно! дислокаци до мгсця виклику.
1. Основними причинами достатньо тривалого часу вшьного розвитку по-жежi е вщсутшсть автоматично! пожежно! сигналiзацiï, автоматичних установок пожежогасшня, первинних засобiв пожежогасiння, а також не-навченiсть населення правильним д1ям пiд час пожежi.
2. Час прибуття тдроздшу на пожежу залежить вiд того, наскiльки диспетчер пункту зв'язку пожежноï охорони швидко, чiтко i правильно прийме i обробить повiдомлення про пожежу.
3. Рух пожежного автомобiля повинен здшснюватися по найкоротшому маршруту з гранично можливою, але з безпечною швидкiстю.
Час руху залежить вщ вибраного маршруту проходження i динамiч-них властивостей пожежного автомобiля. Оскшьки всi пожежнi автомобiлi створюються на базi серiйних шасi вантажних автомобшв, з вiдомими дина-мiчними характеристиками, яю можуть реалiзуватися тiльки в конкретних дорожшх умовах, то для скорочення часу проходження необхщно вибирати оптимальний маршрут.
За юнуючого стану дорiг, наявносп заторiв на дорогах, великоï вщда-леностi населених пунктiв або окремо взятих об'ектiв вiд дислокацiï пожежних частин, час прибуття пожежниюв до мюця пожежi може бути критичним, коли невелике вогнище переходить у величезну пожежу. У мюп норматив-ний час прибуття на пожежу першого пiдроздiлу - 10 хв, додатковi сили можуть тд^хати i набагато пiзнiше, дивлячись, де вони базуються. Якщо в Ризькому регiонi пожежники прибувають на пожежу через 5 хв тсля виклику, то максимальний час прибуття на пожежу в сшьськш мюцевосп може становити до 30 хв [5]. Зазвичай, за цей час пожежа розгоряеться до таких масштабiв, що неможливо врятувати хоч би частину матерiальних щнностей. Якщо подивитися на карту Латвп з погляду охоплення територп пожежними частинами, то можна побачити на карп краши "мертвi зони". Щоб прибути в таке мюце, пожежникам потрiбно проïхати 40-50 км, а це займае майже годину часу на доïзд.
В Украш спостер^аеться подiбна ситуацiя. Тiльки протягом 2010 р. в Укра!ш зареестровано 62207 пожеж, внаслщок яких загинуло майже 3000 людей, а 1500 отримали серйозш травми. Тим часом матерiальнi збитки вiд пожеж склали бiльше двох з половиною мшьйошв гривень. Цi цифри го-ворять самi за себе i примушують задуматися про те, наскiльки важлива система протипожежно! безпеки на пщприемствах, складах, перевалочних базах, термшалах. Способи вирiшення також подiбнi латвшським. Одним iз можли-вих варiантiв зменшення втрат i пiдвищення ефективност пожежно! охорони е використання установок пожежно! сигналiзацп (УПС). УПС дають змогу вчасно виявити пожежу i зменшити матерiальнi збитки. Протипожежний за-хист будiвель i споруд передбачае проведення контролю пожежно! ситуацп за допомогою пожежно! автоматики (установки пожежно! сигналiзацп i/або пожежогасiння) [6].
Характерними ознаками, що дають змогу виявити вогнище на раннiй стади пожеж^ е дим i оптичне випромшювання полум'я. Порiвняно зi сприн-клерними автоматичними установками пожежогасiння (АУП), що реагують на тепловий чинник, установки пожежно! сигналiзацil (УПС) з димовими або свггловими пожежними оповiщувачами ютотно скорочують час виявлення пожежi (особливо за значних площ i об'емiв примiщень). Можливiсть ранньо-го виявлення займання робить щ установки основною ланкою в системi опо-вщення та евакуацп людей в екстремальних умовах пожежi. УПС ефективнi тшьки за умови своечасного прибуття на мюце виклику оперативних пщроз-дЫв пожежно! охорони.
На сьогоднi виконати цю вимогу в багатонаселених мютах з причини великого перевантаження транспортних комушкацш не завжди можливо, тому ефект раннього виявлення пожежi УПС, порiвняно з ефектом застосуван-ня бiльш iнерцiйних спринклерних АУП, не е високим. Проте якби при спрацьовуванш УПС одночасно активувалася i спринклерна АУП, то це дозволило б до при!зду оперативних тдроздшв пожежно! охорони погасити во-гонь або значною мiрою скоротити площу горiння.
З метою мiнiмiзацil збитку вiд пожежi дуже часто на об'ектах, наприк-лад з масовим перебуванням людей, iз збер^анням матерiальних i культур-них щнностей, застосовують спiльно УПС i АУП, зазвичай, спринклернi. Тага системи працюють роздiльно без взаемного впливу i виконують сво! фун-кцп самостiйно, доповнюючи одна одну.
Можливють об'еднання установок пожежно! автоматики i сигналiзацil в едину систему реалiзована в дренчерних установках пожежогасшня, що приводяться в дiю вщ УПС. Проте ця взаемодiя мае ютотш недолiки, пов'яза-нi з подачею води на значну площу, внаслщок чого витрачаеться багато води i можливе псування устаткування або матерiальних цiнностей. Розподiл простору, що захищаеться, на бiльш обмежеш площi приводить до iстотного по-дорожчання пожежно! автоматики через збшьшення кiлькостi вузлiв управ-лiння i протяжностi живильних i розподiльних трубопроводiв, ускладнення проектних i монтажних робгт, а також технiчного обслуговування i експлу-атацп АУП.
Альтернативою АУП можливе використання мобiльних пожежних ро-ботiв. 1х функцп доцiльно об'еднати з системою охорони пiдприeмства. Це дасть змогу скоротити фiнансовi витрати експлуатацп, а також використову-вати вже розроблеш алгоритми функцiонування цих машин. На першому ета-т використання основним завданням таких робопв може бути розвiдка i мо-нiторинг територп у зонi виникнення надзвичайно1 ситуацп. У перспективi -сповщення i управлiння евакуацieю людей при пожежi i саме пожежогасшня. На рис. 1 представлено схему скорочення часу виявлення i початку гасшня пожежi з використанням мобшьних пожежних роботiв. У цьому випадку вра-ховуеться тiльки функцiя розвщки пожежi. Розглядаються варiанти, коли тд-приемство пiдключене до пульту централiзованого спостереження. Диспетчер повiдомляе про сигнал у пожежну станцiю i мюцеву команду пожежогасiння. Варiант використання мобшьного робота скорочуе час, передування початку гасшня. Крiм того, iстотно покращуеться iнформацiйна обiзнанiсть про пере-бш пожежi у зв'язку з використанням вимiрювальноl апаратури робота.
У Нащональному унiверситетi "Львiвська полiтехнiка" було створено експериментальний прототип пожежного робота (рис. 2). Пщ час проектуван-ня прототипу враховувалася функцiональна i конструктивна ушфжащя робота на основi його модульно1 побудови. У конструкцп робота задiянi модулi: дистанцiйно керована транспортна платформа; бортова видеосистема; система управлшня i передачi даних; пульт оператора iз засобами управлшня, зби-рання, збереження i оброблення вщеоданих.
Рис. 1. Скорочення часу виявлення i Рис. 2. Експериментальний
початку гастня пожежi в разi викорис- прототип пожежного робота тання мобтьних пожежних роботгв
Рух робота забезпечуегься гусеничним рушieм. Привод на праву i лiву гусеницi незалежний, складаегься з грисгупеневого редуктора i елекгричного двигуна посгiйного сгруму. Живлення приводiв здiйснюeгься вiд авгомобшь-но! акумулягорно! багаре!. Привiднi кагки всгановлеш спереду плагформи, нагяжнi кагки - ззаду. Така консгрукцiя приводу при невеликш вазi плагформи (36 кг) забезпечуе високi швидкiснi харакгерисгики (швидюсгь руху до 1,5 м/с). Базовi елеменги грансмiсi! е взаемозамшними. Насгупним кроком е розроблення гипоряду базових елеменгiв. 1ншою особливiсгю сгворення про-
тотитв пожежних робопв було узгодження характеристик робопв умовам, в яких вони працюватимуть, включаючи технiчне обладнання (канали зв'язку, передача вiдеозображення).
На прототипi пожежного робота встановлена кольорова вщеокамера (1/3"; 3,6 мм; 0,5 люкс), яка передае дат по вбудованому радюканалу. Прийнятий вiдеосигнал оцифровуеться за допомогою пристрою USB CAP 100, тсля чого отриманi данi опрацьовуються на персональному комп'ютерi (доцiльно використовувати малогабаритний ноутбук). Управлiння пожежним роботом здшснюеться по окремому командному радiоканалу, радiус ди - до 40 м. Для введення i оброблення вщеоданих, а також для управлiння роботом використовуеться нова програмна платформа фiрми "Електроннi системи" -HUNTER-M, основне призначення яко1 - iнтеграцiя штелектуальних засобiв вiдеоспостереження [7].
У системi реалiзованi алгоритми управлiння за допомогою оброблення вщео: автоматично! зупинки перед перешкодою; задання напряму руху платформи за допомогою лазерного маркера. Висновки:
1. Запропоновано методи визначення економшчних втрат, зумовлених поже-жами з урахуванням екологiчних втрат.
2. Для покращення ефективностi пожежно! охоронi запропоновано використовувати команди добровольщв у сiльськiй мiсцевостi, автоматизова-нi установки пожежогасiння на вщдалених об'ектах, оптимiзувати кшь-кiсть об'еклв на територп обслуговування пожежно! станцп, застосуван-ня мобiльних роботiв.
3. Використання мобшьних роботiв для охорони i монiторингу пожежно! ситуацп на об'ект iстотно скоротить час вшьного горiння пожежi i дасть змогу зменшити економiчний збиток вiд нього.
Л1тература
1. Sulojeva J. Methods of Evaluation of Fire-Fighting Economic Effectiveness in Latvia / J. Sulojeva // Summary of the doctorate paper. - R. : RTU, 2010. - 40 p.
2. The Technical Scientific Advisory Council of the German Fire Protection Association, (vfdb; GFPA), Stuttgart: GFPA Data, August, 2002. - 10 p.
3. GIS Technology and Applications for the Fire Service. New York: An ESRI® White Paper, March, 2006. - 32 p.
4. South Wales Fire Brigades.Annual Report 2001/02 Sydney NSW. - 132 p.
5. Холода: пожарные ждут новых трупов. [Электронный ресурс]. - Доступный з http://www. unity.lv/ru/news/147681.
6. Совместное применение установок пожарной сигнализации и пожаротушения: возможности и преимущества. [Электронный ресурс]. - Доступный з http://www.techportal.ru/ articles/detail .php?ID= 151253.
7. Шаров Б.Г. Основные отличительные особенности системы видеонаблюдения "Hunter" / Б.Г. Шаров, А.Н. Маковейчук, А.Г Коровянко // Бизнес и безопасность. - 2006. - № 5. -С. 41-43.
Зинько Р.В., Сулоева €.В. Мобильные роботы в системе пожарной охраны
Предложены методы определения материальных потерь, вызванных пожарами, с учетом экологических потерь. Для улучшения эффективности пожарной охраны предложено использовать команды добровольцев в сельской местности, автоматизированные установки пожаротушения на отдаленных объектах, оптимизировать коли-
чество объектов на территории обслуживания пожарной станции, применения мобильных роботов. Использование мобильных роботов для охраны и мониторинга пожарной ситуации на объекте существенно сократит свободное горение возникшего пожара и позволит уменьшить экономический убыток от него.
Ключевые слова: материальные потери, пожары, мобильные роботы, пожарная охрана.
Zinko R.V., Sulojeva Ye.V. Mobile robots in fire prevention system
In the given paper methods of determination of damages, caused by fires, taking into consideration ecological wastes. For the improvement of the fire security effectiveness it is proposed to use teams of volunteers in countrysides, automatic installations of fire-extinguishing on the remote objects, to optimize quantity of objects on the territory of servicing of the fire station, usage of mobile robots. Usage of mobile robots for protection and monitoring of fire situation on the object will considerably decrease free fire extension of the emergent fire and allow to decrease economic damage of it.
Keywords: financial losses, mobile robots, fires, fire prevention.
УДК 697.92 Доц. С.С. Жуковський, канд. техн. наук;
асист. Г.М. Клименко - НУ "Львiвська полiтехнiка "
ЕФЕКТИВН1СТЬ ВЕНТИЛЮВАННЯ ВИРОБНИЧИХ ПРИМ1-ЩЕНЬ З ПОТУЖНИМИ ДЖЕРЕЛАМИ ТЕПЛОВИД1ЛЕНЬ ЗА СХЕМАМИ ПЕРЕТ1КАННЯ ПОВ1ТРЯ "ЗНИЗУ - ВВЕРХ"
Проаналiзовано ефектившсть вентилювання виробничого примщення з потуж-ними джерелами конвекцшних тепловидшень за певними схемами перетжання по-в^ря "знизу - вверх", спричиненого штучно- i термотисковими потенщалами за рiв-номiрностi джерельного жтатророзждалу безпосередньо в робочу зону та рiвномiр-ностi пов^ровитжання з пристельового простору за наявност (або вiдсутностi) систем випчно! вентиляцiii з вентиляцiйними ковпаками.
Ключовг слова: конвекцшш тепловидiлення, схема перетжання повiтря, ефек-тивнiсть вентилювання.
Актуальшсть проблеми. Дотепер ефектившсть вентилювання вироб-ничих примщень, а саме простору !х робочо! зони (РЗ), на стадп проектуван-ня, практично не оцшюють, оскшьки вщсутш вагом1 нормативш критерп для цього. Терм1чш умови РЗ регламентуються забезпеченням температури (4рз ), рухомосп (уе.рз) 1 певного д1апазону вщносно! вологосп (^ъ.зо) в РЗ, а гтешч-ш параметри - ГДК домшантного забрудника (Св.рз), причому щ параметри визначають лише розрахунком притачних повггряних струмешв, без врахуван-ня штучно- 1 термоспонуканих тискових вплив1в 1 спричинено! переважно ними, в поеднанш з повггророзподшом 1 повировитжанням, схем перетжання пов1тря через примщення. В процеш експлуатацшних випробувань запроек-тованого таким чином вентилювання виявляеться, що щ параметри у виок-ремлених просторах ЗО, в1др1зняються м1ж собою 1 перевищують нормативш в кшька раз1в. Нормативна величина, якою е кратнють повггрообм1ну [1] при-мщення, взагал1 не ощнюе ефектившсть вентилювання РЗ примщення.
Аналiз дослiджень та публiкацiй. У роботах [2-4] запропоновано оць нювати ефектившсть загального вентилювання примщень вщповщними по-
