CC BY
9Слуев В. И., Холостов А. Л.
ОЦЕНКА РИСКА ГИБЕЛИ ЧЕЛОВЕКА ПРИ СКОЛЬЖЕНИИ ПО СФЕРИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Предложены варианты оценки основных опасных факторов, влияющих на риск гибели человека при падении вследствие скольжения по сферическим поверхностям. Рассмотрен вариант наиболее опасного случая, когда трения нет.
Ключевые слова: риск гибели человека, скольжение по сферической поверхности, спасение людей в чрезвычайных ситуациях.
Одной из первостепенных задач при ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) является спасение людей. Не всегда складывающаяся в ЧС обстановка позволяет использовать эвакуационные пути. Такая ситуация может возникнуть из-за серьёзных разрушений, вызванных стихийными бедствиями, природными и техногенными катастрофами, в том числе и взрывами различного характера.
Информационное обеспечение поддержки принятия управленческих решений может значительно уменьшить количество жертв при проведении аварийно-спасательных работ при пожарах, промышленных авариях и других ЧС техногенного характера [1].
При возникновении опасной для людей ситуации, безусловно, необходимо организовать их своевременную и беспрепятственную эвакуацию, конечно, не допуская падения или прыжков с высоты. Однако, к сожалению, это удается не всегда.
Одним из средств спасения являются прыжковые спасательные устройства [2] которые могут применяться для спасения людей со значительных высот (например, УСПП - до 20 метров). На их успешное применение влияют многие факторы: высота нахождения спасаемого, его массо-
габаритные показатели, боязнь человеком высоты, действие ветра, степень и характер разрушения строительных конструкций, невозможность близкого расположения спасательных устройств из-за припаркованных автомобилей или ведущихся ремонтно-строительных работ.
Документальные кинокадры крупных пожаров в высотных зданиях показывают, что люди, блокированные огнём, отчаявшись получить помощь, прыгают вниз или срываются при самостоятельных попытках покинуть горящее здание. В критических условиях человек преодолевает чувство страха высоты и использует единственный шанс спасения - падение вниз или скольжение по наклонной поверхности. В этих случаях применение прыжковых спасательных устройств не только оправдано, но и необходимо.
Для автоматизации поддержки принятия решения по спасению людей разработан комплекс алгоритмов и программных средств с учетом перечисленных выше факторов, влияющих на успешное проведение спасательных работ [3-5]. Для развития этого направления необходимо рассмотреть ещё один вариант нахождения спасаемого на высоте для поддержки принятия решения по спасению людей в ЧС.
Многообразие архитектурно-строительных решений в настоящее время включает такой распространённый тип поверхности, как часть сферической (или близкая к таковой). Скольжение человека по такой поверхности, кроме рассмотренных выше причин, обусловленных возникновением ЧС, может быть вызвано также нарушением правил техники безопасности при выполнении работ на крыше, влиянием погодных условий (порывы ветра, удар
Рисунок 1. Схема движения человека по сферической поверхности:
1 - точка начала движения человека;
2 - точка отрыва человека от поверхности сферы;
R - радиус сферы, м;
V - скорость человека в точке 2, м/с; h - положение точки 2, м
молнии, гром), безответственным поведением отдельных граждан (фотосъёмка местности, хулиганство, попытки суицида). С учётом функций, выполняемых службами спасения, эти случаи также представляют интерес для рассмотрения. Кроме того, к рассматриваемым случаям можно отнести скольжение по ледяному склону при проведении поисково-спасательных, специальных операций или во время катания людей зимой в горах.
В данной статье рассматривается наиболее опасный случай скольжения по сферической поверхности, когда трения практически нет (обледенение, мокрая гладкая поверхность и т. д.).
Схематически движение спасаемого человека по сферической поверхности представлено на рисунке 1.
Точку 2 - точку отрыва человека от сферической поверхности, по которой происходит его скольжение, можно определить с учётом того, что сила реакции опоры в этой точке равна нулю:
mV2
та- cosa =-,
У R
íd |л ту2
Тогда положение точки отрыва человека от поверхности может быть найдено следующим образом:
Скорость движения человека в точке отрыва от сферической поверхности:
^ = (1)
На рисунке 2 представлен график зависимости скорости движения человека V в точке отрыва от сферической поверхности на высоте И как функция её радиуса Я, полученная из соотношения (1). Из приведённых результатов видно, что при значениях радиуса кривизны сферической поверхности Я > 25 м скорость приобретает опасные значения V > 12 м/с.
С помощью рассмотренных параметров можно оценить оптимальную высоту установки защитного ограждения на сферической поверхности. Однако следует учитывать, что его конструкция при больших радиусах сферической поверхности и, следовательно, при высоких скоростях скольжения спасаемого должна быть спроектирована таким образом, чтобы исключить риск гибели при скольжении
0 5 10 15 20 25 30 r (м)
Рисунок 2. Скорость движения человека V, м/с,
в точке отрыва от сферической поверхности как функция радиуса кривизны поверхности й, м
с последующим ударом о твёрдое препятствие. Для определения этих скоростей и высот могут быть использованы специальные программы [3-5]. Полученные результаты позволяют также определить
точку потери управляемости при движении снегоходов, лыжников и сноубордистов на горных склонах и могут быть использованы при разработке рекомендаций по их безопасному движению.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акимов В. А. Снижение рисков и смягчение последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Российской Федерации до 2005 года // Мир и безопасность. - 2000. -№ 5. - С. 28-31.
2. ГОСТ Р 53 273-2009. Устройства спасательные прыжковые пожарные.
3. Топольский Н. Г., Слуев В. И., Холостое А. Л. Оценка риска гибели человека при скольжении по наклонной поверхности с высот более 1,2 метра с последующим ударом о твёрдое препятствие: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012619887 от 31.10.2012. Роспатент 2012.
4. Топольский Н. Г., Слуев В. И., Холостое А. Л. Оценка риска непопадания человека на прыжко-
вое спасательное устройство при прыжке с перехода между зданиями с учётом ветра попутного направления: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012619888 от 31.10.2012. Роспатент 2012.
5. Топольский Н. Г., Слуев В. И., Холостое А. Л. Оценка риска гибели человека вследствие удара о твёрдую поверхность при скольжении с последующим падением: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2012619885 от 31.10.2012. Роспатент 2012.
6. Мурзинов В. Л., Сушкова О. В. Инновационные средства спасения падающих с высоты тел в условия техногенных опасностей // Вестник Воронежского института ГПС МЧС России. - 2013. -№ 3 (8). - С. 9-13.
Данная статья - одна из последних работ профессора Владимира Ивановича слуева. он скончался 18 апреля 2015 года. Подробнее о В. И. слуеве - в рубрике «Человек науки» (с. 95)
Sluev V., Kholostov A.
HUMAN DEATH RISK ASSESSMENT WHILE SLIDING ON THE SPHERICAL SURFACE
ABSTRACT
Purpose. Different variants of major hazards assessment affecting human death risk in falling due to sliding on the spherical surfaces were suggested in the article. The most dangerous case when friction is close to zero was examined.
Methods. Simple mathematical models allowing to assess a human movement speed on the convex surface and a separation point height in falling were suggested.
Findings. Influence of surface curvature on which a person slides to a separation point height and a speed in the separation point were analyzed . It was estimated that a probable velocity value at this point can be high enough and pose a serious danger to humans.
Research application field. With the help of the proposed method it becomes possible to assess the height of protective device installations on the spherical surface and the site of jumping rescue facilities like "life cube" while a person is sliding with a subsequent falling at conducting rescue work.
Conclusions. The received results determine further rescue operations improvement and can be used both in practical activities and in firefighters and rescuers training.
Key words: human death risk, sliding on the spherical surface, people rescue in emergency.
REFERENCES
1. Akimov V.A. Decrease in risks and softening of consequences of emergency situations of natural and technogenic character in the Russian Federation until 2005. Mir i bezopasnost', 2000, no. 5, pp. 28-31.
2. State standard R 53 273-2009. Device rescue firefighters hopping.
3. Topolsky N.G., Sluev V.I., Kholostov A.L. Assessment of risk of missing person hopping on a rescue device when you jump from a transition between the buildings with the wind passing direction: the certificate of state registration of computer programs No. 2012619888 from 31.10.2012. Rospatent 2012.
4. Topolsky N.G., Sluev V.I., Kholostov A.L. Assessment of risk of missing person hopping on a rescue device when you jump
with a jump between buildings, taking into account wind directions associated: certificate of state registration of computer programs No. 2012619888 from 31.10.2012. Rospatent 2012.
5. Topolsky N.G., Sluev V.l., Kholostov A.L. Assessment of risk of human death due to impact on a hard surface when sliding with the subsequent decline: the certificate of state registration of computer programs No. 2012619885 from 31.10.2012. Rospatent 2012.
6. Murzinov V.L., Sushkova O.V. Innovative survival equipment of bodies falling from height in conditions of technogenic dangers. Vestnik Voronezhskogo instituta GPS MChS Rossii, 2013, no. 3 (8), pp. 9-13. (in Russ.)
VLADiMiR Sluev Aleksander Kholostov
Doctor of Technical Sciences, Professor
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
