CC BY
7УДК 614.842.86.004.1(574)
Соколов С. В., Захаров И. А.
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ ГОРОДА АСТАНЫ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НЕОБХОДИМОГО КОЛИЧЕСТВА СИЛ И СРЕДСТВ
ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ПОЖАРА НА ОБЪЕКТЕ МЕЖДУНАРОДНОГО ВЫСТАВОЧНОГО КОМПЛЕКСА «ЭКСПО - 2017»
В статье рассматривается применение компьютерной имитационной системы, позволяющей моделировать процесс функционирования пожарных подразделений города, для оценки возможностей пожарно-спасательного гарнизона города Астаны при ликвидации возможного крупного пожара на объекте международной специализированной выставки «Астана ЭКСПО - 2017», посвящённой энергии будущего.
Ключевые слова: компьютерная имитационная модель, имитационная система, противопожарная служба, моделирование, пожар.
Важнейшим параметром качества жизни города является безопасность его жителей. Этот показатель носит комплексный характер и включает в себя, в частности, пожарную безопасность [1]. Уникальные здания и сооружения города Астаны снабжены современными средствами предотвращения пожаров, которые позволяют ликвидировать огонь до наступления опасных факторов пожара и сохранять жизнь и здоровье граждан, но полностью исключить подобные случаи невозможно.
В связи с этим для спасения людей, успешного тушения пожаров и ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧС) необходимо привлекать пожарно-спасательные подразделения. Прибытие противопожарной службы к месту вызова и их готовность выполнить первоочередные задачи (спасение людей и начало тушения очага пожара) в кратчайшее время с момента получения сообщения о пожаре является одним из основных показателей оперативной деятельности.
Во многих случаях своевременное время прибытия пожарных подразделений к месту вызова оказывается проблематичным, это зависит от скорости движения пожарных автомобилей, распределения пожарных депо по территории города и их зоны обслуживания, а также занятости на других вызовах.
В 2009 году в Республике Казахстан в соответствии с техническим регламентом «Общие требования к пожарной безопасности» [2] введён норматив времени прибытия первого пожарно-спасательного подразделения к месту вызова:
- в городах не более 10 минут;
- в сельских населённых пунктах - не более 20 минут.
Однако, как показал проведённый анализ времени прибытия первого пожарного расчёта
к месту пожара в 2005-2015 гг. в Астане (рис. 1), в 22,5 % случаев противопожарные подразделения не укладываются в нормативное время прибытия [3].
Таким образом, для обеспечения своевременного времени прибытия и сосредоточения необходимого количества сил и средств для ликвидации различных чрезвычайных ситуаций в городе необходимо провести более детальное исследование возможностей гарнизона города.
Одним из эффективных способов корректного исследования данной проблемы и принятия обоснованных управленческих решений является применение проблемно-ориентированных интерактивных имитационных систем типа «КОСМАС» [4].
Ниже представлены результаты исследования по оценке возможности противопожарной службы Астаны своевременного прибытия к месту вызова для ликвидации условного пожара на одном из объектов международной выставки «Астана ЭКСПО - 2017» .
В июне 2017 года в Астане откроется специализированная международная выставка «Астана ЭКСПО - 2017», которая будет проводиться с 10 июня по 10 сентября и примет около 3 млн гостей из 100 стран, и безопасность посетителей (в том числе и пожарная) должна быть обеспечена на самом высоком уровне.
Комплекс находится всего в 4 км от нового правительственного квартала на южном берегу реки Ишим. Район выставки удобно расположен на пути, связывающем центр города и аэропорт, в окружении главных транспортных артерий.
Территория, общая площадь которой составляет 174 га, предназначенная для размещения жилой и смешанной застройки, вспомогательных объектов выставки и транспортной
600 500 400 300 200 -100 -0
о
2 2
оо
1 3
13
4
СП .
.1 .|..||,||
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Годы
Рисунок 1. Распределение времени прибытия пожарных подразделений к месту пожара: ■ - до 5 минут; ■ - до 10 минут; ■ - более 10 минут
инфраструктуры. Созданное при использовании концепции энергоэффективности городское пространство обеспечивает максимальную интеграцию зданий с окружающей средой, а большая часть объектов и инфраструктуры выставки спроектированы с учётом перспективного послевыставоч-ного использования [5].
На сегодняшний день гарнизон противопожарной службы Астаны является одним из крупных в стране. В нём функционирует 13 пожарно-спасательных подразделений, в которых дислоцируется 84 единицы основной и специальной пожарной техники.
На рисунке 2 приведён фрагмент карты Астаны, на котором нанесены зоны нормативного обслуживания ближайших пожарных частей к исследуемому объекту, и время прибытия составляет не более 10 минут.
Шкала
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 > 20
Рисунок 2. Дислокация ближайших к исследуемому объекту пожарных частей
Для оценки возможностей своевременного прибытия гарнизона города к исследуемому объекту при возникновении на нём крупного пожара была использована компьютерная имитационная система «КОСМАС», преварительно адаптированная и модернизированая для реальных условий города Астаны и его противопожарной службы.
С помощью данной системы был проведён ряд многовариантных имитационных экспериментов. Принято условие, что для оценки времени и вероятности прибытия на исследуемый объект будет моделироваться условный пожар по рангу 3. В соответствии с расписанием выездов противопожарной службы Астаны по данному рангу пожара высылается до 23 единиц пожарной техники различного назначения. При моделировании учитывалось и то, что число высылаемых по вызовам оперативных отделений может варьироваться в зависимости от складывающейся оперативной обстановки в городе, поэтому реальное распределение высылаемой техники по вызовам несколько отличается от заданного расписания выездов.
Ниже представлены результаты анализа имитационных экспериментов по оценке вероятности и времени прибытия пожарных подразделений на объекты выставки «Астана ЭКСПО - 2017» при:
- текущей оперативной обстановке в городе в различные месяцы, дни недели, время суток;
- при гипотетическом увеличении плотно -сти потока вызовов пожарных подразделений в два раза;
- при возникновении ситуации одновременного обслуживания двух крупных ЧС в ближайших к объекту районах. Данная ситуация потребует одновременного привлечения большого дополнительного числа сил и средств.
Анализ результатов моделирования показал, что при текущих параметрах оперативной обстановки в городе время сосредоточения
25
20
15
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
Число отделений, %
Рисунок 3. Распределение времени прибытия различного числа оперативных отделений к исследуемому объекту
5
0
100 90 80 70 лени 60
детл 50
40 Чис 30
20 10 0
100
87
43
1 1 1
10 15 20
Время прибытия, мин
25
Рисунок 4. Кумулята времени прибытия к исследуемому объекту при текущих параметрах оперативной обстановки
необходимого количества сил и средств к исследуемому району по рангу вызова 3 будет находиться в интервале от 6 до 25 минут (рис. 3). Из рисунка 4 следует, что 50 % сил и средств смогут прибыть к месту вызова только через 16-18 минут. Вероятность прибытия всех оперативных отделений в указанный интервал составит 0,71, т. е. только в 71 % случаев все оперативные отделения соберутся на месте вызова в интервале 6-25 минут, в 29 % случаях это время окажется больше (рис. 5).
При гипотетическом увеличении плотности потока вызовов в два раза время сосредоточения необходимого количества сил и средств в исследуемый район будет находиться в интервале от 9 до 30 минут. При этом только в 44 % случаев все оперативные отделения соберутся в течение
1,0 0,9 0,8
н
1 0,7
я, и
ыт 0,6 б
при 0,5
_а
ст
нос 0,4 ят
ро 0,3
е
В
0,2 0,1
5 4
1234567
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Число отделений, %
Рисунок 5. Распределение вероятностей прибытия различного числа оперативных отделений к исследуемому объекту
при текущих параметрах оперативной обстановки
0
Число отделений, %
Рисунок 6. Распределение вероятностей прибытия различного числа оперативных отделений к исследуемому объекту
при увеличении плотности потока вызовов в два раза
35 и
30-
25
20
15
10
5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2Г 22 23
Число отделений, %
Рисунок 7. Распределение времени прибытия к исследуемому объекту (по результатам моделирования) при текущих параметрах оперативной обстановки
0
35
30
25
20
15
10
5
1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 1 10 1 11 1 12 1 13 1 14 1 15 1 16 1 17 1 18 1 19 1 20 1 21 1 22 1 23 1
Число отделений, %
Рисунок 8. Распределение времени прибытия к исследуемому объекту (по результатам моделирования) при возникновении ситуации обслуживания двух крупных ЧС на объекте
0
указанного интервала (рис. 6). Для отдельных типов оперативных отделений возможны отклонения во времени прибытия до 25 %, связанные с их занятостью обслуживанием других вызовов (рис. 7).
По результатам моделирования возникновения ситуации одновременного обслуживания двух крупных ЧС на исследуемом объекте и в соседних районах (рис. 8) видно, что время сосредоточения необходимого количества сил и средств повысится и будет находиться в интервале от 10 до 30 минут. При этом половина сил и средств смогут прибыть к месту вызова только через 23 минуты, для некоторых отделений существенные отклонения времени прибытия будут до 20 % (рис. 9). Некоторые вообще не смогут своевременно прибыть к месту вызова в силу своей занятости на других вызовах, т. е. вместо 23 отделений к месту вызова в указанные временные рамки сможет прибыть меньшее число оперативных отделений.
На основании результатов выполненных имитационных экспериментов предложены следующие рекомендации:
- для защиты исследуемого объекта, инфраструктура которого в соответствии с планом развития города будет развиваться, можно рекомендовать размещение вблизи объекта двух небольших пожарных депо (на 2-3 бокса). В этом случае время прибытия пожарных подразделений к исследуемому объекту снизится на 40-50 %, а вероятность прибытия повысится на 10 %;
- на исследуемом объекте можно предусмотреть оборудование 1-2 боксов для размещения пожарной техники и личного состава противо-
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
100
13
4
10 15 20
Время прибытия, мин
25
Рисунок 9. Кумулята времени прибытия к исследуемому объекту при возникновении ситуации обслуживания двух крупных ЧС на объекте
пожарной службы для осуществления дежурства в период работы объекта;
- организовать частную пожарную охрану на объекте для оказания помощи в обеспечении пожарной безопасности;
- в случае возникновения крупных ЧС в исследуемом районе следует производить передислокацию свободной техники из удалённых пожарных частей в пожарные части, расположенные вблизи исследуемого объекта, что позволит снизить время прибытия в исследуемый район первых оперативных подразделений.
Полученные результаты положительно оценены руководством противопожарной службы и успешно внедрены в практическую деятельность службы пожаротушения и аварийно-спасательных работ Астанинского гарнизона.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брушлинский Н. Н, Соколов С. В., Вагнер П. Человечество и пожары. - М.: Маска, 2007. - 142 с.
2. Постановление Правительства Республики Казахстан от 16 января 2009 г. № 14 «Об утверждении технического регламента "Общие требования к пожарной безопасности"».
3. Захаров И. А, Соколов С. В. Анализ обстановки с пожарами в городе Астана перед проведением международной выставки «Экспо - 2017» // Технологии техносферной безопасности. - 2016. - Вып. 5 (69). Режим доступа http://ipb.mos.ru/ йЬ/2016-5 (дата обращения 13.04.2017 г.).
4. Брушлинский Н. Н, Соколов С. В., Вагнер П. Безопасность городов. Имитационное моделирование городских процессов и систем. - М.: ФАЗИС, 2004. - 172 с.
5. Официальный сайт Международной специализированной выставки «Астана ЭКСПО - 2017» [Электронный ресурс] // ЭКСПО - 2017 [сайт]. Режим доступа: https://expo2017astana.com (дата обращения 10.02.2017 г.).
Материал поступил в редакцию 14 февраля 2017 года.
Sokolov S., Zakharov I.
PERFORMANCE EVALUATION OF THE FIRE SERVICE OF ASTANA CITY TO PROVIDE THE REQUIRED NUMBER OF FORCES AND FACILITIES IN CASE OF FIRE AT THE INTERNATIONAL EXHIBITION COMPLEX "EXPO - 2017"
ABSTRACT
Purpose. The purpose of the study is to determine the response time for the required number of forces and facilities of Astana fire service garrison to arrive at the site under investigation in case of any emergencies requiring the involvement of a large number of forces and facilities and to make appropriate managerial decisions and recommendations as well.
Methods. The methodological basis of the research is the mathematical statistics and simulation. There has been no overall evaluation of Astana fire service garrison performance so far.
Findings. Currently, the fire fighting units of Astana are exceeding the standard response time to an emergency site in 22,5 % of cases. In order to study the city garrison performance to provide the timely response of forces and facilities to the site under investigation in case of a large fire we have used the computer simulation system "KOSMAS". A number of multivariate experiments have been carried out by means of this simulation system. As part of the simulation experiments we have determined
the values of response time for the required number of operational units to the emergency site and the probability of their arrival taking into account the operational environment.
Research application field. The obtained results can be used both by the local executive bodies and the authorized body in the field of fire safety in developing measures to ensure security during the international exhibition "Astana EXPO - 2017".
Conclusions. On the basis of the simulation experiment results in the response time evaluation of Astana operational units to the site under investigation to eliminate a potential fire we offer recommendations which have been positively assessed by the fire service authority and successfully implemented in practical activities of the fire and rescue service of Astana garrison.
Key words: computer simulation model, simulation system, fire service, simulation, fire.
REFERENCES
1. Brushlinsky N.N., Sokolov S.V., Wagner P. Chelovechestvo ipozhary [Mankind and fires]. Moscow, Maska Publ., 2007, 142 p.
2. Decree of the Government of the Republic of Kazakhstan on 16 January, 2009, no. 14 "On approval of the technical regulations «General requirements for fire safety»". (in Russ.).
3. Zakharov I.A., Sokolov S.V. Analysis of the situation with fires in the city of Astana before the international exhibition Expo-2017. Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti: internet-zhurnal, 2016, no. 5 (69), available at: http://ipb.mos.ru/ttb/2016-5/ (acsessed April 13, 2017). (in Russ.).
4. Brushlinsky N.N., Sokolov S.V., Wagner P. Bezopasnost' gorodov. Imitatsionnoe modelirovanie gorodskikh protsessov i sistem [The security of cities: simulation of urban processes and systems]. Moscow, FAZIS Publ., 2004. 172 p.
5. Official site of the International Specialized Exhibition "Astana Expo-2017". Available at: https://expo2017astana.com (acsessed February 10, 2017). (in Russ.).
SERGEi SOKOLOV iGOR Zakharov
Grand Doctor of Philosophy in Engineering Sciences, Professor State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Kokshetau Technical Institute of the ESC MIA of the Republic of Kazakhstan, Kokshetau, Republic of Kazakhstan
