CC BY
91
«ХП1». Збiрник наукових праць. Сер.: Математичне моделювання в технiцi та технолопях. - Х.: НТУ «ХП1», 2015. - № 18 (1127). - С. 36-44.
ОБОСНОВАНИЕ ФОРМУЛЫ РАСЧЕТА АВТОЦИСТЕРН ДЛЯ ПОДВОЗА ВОДЫ К МЕСТУ ПОЖАРА ИЗ УДАЛЕННЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ
В.Е. Недоцук, начальник кафедры, к.г.н., А.В. Кузовлев, доцент, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Одним из способов доставки воды из удаленных водоисточников к месту пожара является подвоз её автоцистернами.
Заправку автоцистерн водой из водоисточников можно производить различными способами, такими как самостоятельный забор из открытых или пожарных водоемов собственными насосами (рис. 1а), а также путем заправки автоцистерны от мотопомп (рис. 1б), других пожарных автомобилей (рис. 1в), с применением гидроэлеваторов (рис. 1г), пожарных кранов (рис. 1д), пожарных гидрантов (рис. 1е), водонапорных башен и т.п.
Рис. 1. Способы заправки водой автоцистерн Рис. 2. Схемы расхода воды из автоцистерн из водоисточников на месте тушения пожара
Опорожнение емкости прибывшей автоцистерны на месте пожара производится путем непосредственной подачи воды из неё на тушение по уже проложенным рукавным линиям (рис. 2а), а также посредством заполнения емкости автоцистерны, подающей воду на тушение (рис. 2б) или пополнения промежуточной емкости у очага пожара (рис. 2в).
Для определения количества пожарных автоцистерн, осуществляющих бесперебойную подачу воды на тушение пожара путем её подвоза, применяется формула:
дт _ 2ТСЛ+Тзап . * /14
7»ац — —:--г 1, (1)
■•рас
где тсл - среднее время следования автоцистерны от водоисточника до места пожара (или наоборот), мин.;
1зап - время наполнения цистерны на пункте заправки, мин;
^рас - время опорожнения (расхода) воды из цистерны (суммарной работы стволов), мин.;
1 -???????.
Что такое «1»? В различной учебной литературе и справочниках единица авторами трактуется по-разному, или вообще никак.
Большинство гарнизонов пожарной охраны и образовательных учреждений, осуществляющих обучение по специальности «Пожарная безопасность», при проведении расчетов сил и средств для тушения пожара применяют, как правило, формулы из Справочников РТП [2, 3], где в рассматриваемой формуле «1» трактуется следующим образом: «минимальный резерв автоцистерн (исходя из конкретных обстоятельств на пожаре, данный резерв может быть большим)». Что это за «конкретные обстоятельства», и на сколько «данный резерв может быть большим»?
Может быть «1» - это тот автомобиль, который постоянно установлен на водоисточник и заполняет цистерны подъезжающих пустых автомобилей на пункте заправки (рис. 1в)? Или тот, который непрерывно подает воду на тушение пожара, пополняя свою емкость водой на пункте расхода от подъезжающих заправленных автоцистерн (рис. 2б)? А может это резервный автомобиль, не участвующий в доставке воды (на всякий пожарный случай)?
Учитывая многообразие схем заправки пожарных автомобилей и их опорожнение у очага пожара, непонятно, какие же пожарные автомобили в расчетах мы получаем по формуле (1).
Даже среди представителей образовательных учреждений высшего профессионального образования системы МЧС России при проведении олимпиад по дисциплине «Пожарная тактика» в ходе решения задач по подвозу воды возникали разногласия.
Для получения ответа на возникший вопрос обратимся к первоисточникам и выведем эту формулу математически.
Подвоз воды на пожаре целесообразно производить только в том случае, если время опорожнения цистерны на пункте расхода не меньше, чем время заполнения её на пункте заправки. В противном случае будет нарушена бесперебойность подачи воды на тушение пожара. После опорожнения цистерны автомобиль направится к пункту заправки, а её место не успеет занять заправленная автоцистерна. А на пункте заправки, наоборот, начнется скопление пустых автоцистерн.
Полный один цикл движения автоцистерны в такой задаче состоит из следующих составляющих:
^цикл ^рас """ ^сл """ ^зап """ ^сл> (2)
где трас - время опорожнения цистерны пожарного автомобиля на месте
пожара (пункте расхода), мин.;
тслп - время следования пустой автоцистерны к пункту заправки, мин.;
т3ап - время заполнения цистерны пожарного автомобиля на пункте заправки, мин.;
тслз - время следования заполненной автоцистерны к месту пожара (пункту расхода), мин.
Максимальный интервал между автоцистернами будет равен времени опорожнения цистерны на пункте расхода воды.
Тогда, количество автоцистерн для осуществления подвоза воды в одном цикле можно определить по формуле:
»т _ "^цикл _ ^рас+^сл+^зап+^сл
у*ац - - - : ' (3)
'рас 'рас
Для упрощения расчетов время следования автоцистерны принято считать как среднее время движения автоцистерны к пункту заправки и к пункту расхода:
тп +т3
(,СЛ-Г(,СЛ / /I \
Тел - (4)
Таким образом, общее время движения автоцистерн составит 2тсл, и формула (3) примет окончательный вид:
Д7 _ 2тсл+тзап+трас _ 2тсл+тзап трас _ 2тсл+тзап . , .
™ац - ; - —; + —- —; + (5)
'рас 'рас 'рас 'рас
Таким образом, «1» в формуле расчета автоцистерн для подвоза воды не означает никакого резерва или дополнительных автомобилей, то есть это только те автоцистерны, которые участвуют в одном непосредственном цикле движения.
Все остальные пожарные автомобили, задействованные в общем процессе тушения пожара (рис. 1в, 2б,в), и резервные суммируются с полученным количеством автоцистерн, осуществляющих подвоз воды, что можно доказать, решив один из вариантов задач по подвозу воды.
Задача.
Определить необходимое количество автоцистерн АЦ-3,2-40 для тушения пожара с организацией подвоза воды от естественного водоисточника (реки), если автоцистерны, подающие воду на тушение, опорожнившись, направляются к пункту заправки, где постоянно установлена на водоисточник автоцистерна. Время опорожнения цистерн пожарных автомобилей на пункте расхода воды составляет 4 минуты, время заправки - 1 минута, среднее время следовании автомобилей между пунктами заправки и расхода 6 минут.
Примечание:
- расчеты проводятся для автомобилей с одинаковым объемом емкостей цистерн;
- полученная в ответе дробная величина количества автоцистерн округляется в большую сторону;
- в формулах не учитывается время на подготовку автомобиля к заправке и подаче воды.
2Тпп I Топп 2 6 I 1
МАц = —-— + 1 =- -+ 1 = 4,25 « 5
^рас ^
Произведем расстановку автоцистерн на момент времени, когда один цикл
движения полностью закончился (момент окончания воды в АЦ 5).
ТслАЦ 4=4 мин
------- Ац 4------------------,
ТзапАЦ 3=1 мин
ац е
ац
ТслАЦ 2=4 мин
Тсл=6 мин
ТрасАЦ
5=4 мин
ТожидАЦ 1=
3 мин
ац 2 -
Таким образом, в момент окончания воды в АЦ 5:
- АЦ 4 - будет находиться в движении в пределах 4 минут следования от пункта расхода;
- АЦ 3 - после заправки будет находиться в движении в пределах 1 минуты следования от пункта заправки;
- АЦ 2 - после заправки будет находиться в движении в пределах 5 минут от пункта заправки;
- АЦ 1 - ожидание слива воды на пункте расхода 3 минуты.
По условию задачи на пункте заправки постоянно установлена автоцистерна для заправки подъезжающих пожарных автомобилей.
Поэтому общее количество автоцистерн, обеспечивающих тушение пожара по данному варианту подвоза, составит 6 автомобилей, а в самом цикле подвоза воды будет задействовано 5 пожарных автоцистерн.
Список использованной литературы
1. Повзик Я.С. Пожарная тактика. - М.: ЗАО. Спецтехника, 2000. - 414с.
2. Повзик Я.С. Справочник руководителя тушения пожара. - М.: ЗАО. Спецтехника, 2004. - 361 с.
3. Иванников В.П., Клюс П.П. Справочник руководителя тушения пожара, 1987. - 288 с.
