CC BY
9
Науковий вкник НЛТУ УкраУни. - 2012. - Вип. 22.10
5. 1НФОРМАЦ1ИН1 ТЕХНОЛОГИ ГАЛУЗ1
УДК 614.843 (075.32) Проф. Е.М. Гулiда, д-р техн. наук;
1.О. Мовчан, канд. техн. наук -Львiвський ДУБЖД
ОЦ1НКА ОРГАН1ЗАЦ1ЙНОГО РИЗИКУ ПРОЦЕСУ Л1КВ1ДАЦН ПОЖЕЖ1 В М1СТ1
На пiдставi аналiзу основних положень теори надiйностi отримано залежностi для визначення кшьгасно! величини органiзацiйного ризику процесу лжвщаци поже-жi. Отриманi залежност дають змогу прогнозувати значення оргашзацшних ризикiв для реалiзаци пожежно! безпеки об'екпв захисту та 11 наслщюв для людей i матер^ альних цшностей, що е дуже важливим для процесу лжвщаци пожежi в мюи.
Ключовг слова: пожежний ризик, пожежа, частота появи пожеж^ штенсившсть вiдмов, iмовiрнiсть безвщмовно! роботи, iмовiрнiсть вiдмови.
Сучасний стан проблеми. Гасшня пожеж у мютах Укра!ни потребуе високоефективно! оперативно-тактично! д!яльносп пожежно-рятувальних частин мюта тд час виникнення пожеж!, а саме надшносп технолопчного процесу гасшня, високо! професшно! майстерност пожежниюв, !х бойово! готовности мобшьного оперування тактикою гасшня, надшносп пожежно! техтки та вщповщного пожежного спорядження на кожнш технолопчнш операцп тощо [1].
Вш споруди мюта мають велике пожежне навантаження (наприклад, житлов! споруди 70... 80 кг/м2, адмшютративт - 100...110 кг/м2, виробнич! споруди категорп А - 160.170 кг/м2), яке тд час виникнення загорань по-лум'я впродовж 10-15 хв може поширюватися на значну площу [2, 3]. Така ситуащя потребуе необхщносл швидкого й обгрунтованого вибору оптимального вар1анта технолог!! та техн!чного спорядження для ефективно! оперативно-тактично! дшльносл пожежно-рятувально! частини з метою досяг-нення усп!шного та як!сного результату - лжшдацп пожеж!, рятування людей та майна, що знаходяться в осередку пожеж!. З анал!зу юнуючих метод!в вибору вар!анта технолог!! гасшня пожеж! для вщповщного об'екта мюта видно, що на сучасному етат в!дсутн! обгрунтован! методики прийняття опера-тивних р!шень стосовно проведення пожежно-рятувальних робгг, вибору не-обх!дного техн!чного спорядження тощо. Виб!р можливого вар!анта гас!ння пожеж! в бшьшосп випадк!в залежить в!д суб'ективних погляд!в кер!вника гас!ння пожеж!.
Тому в раз! виникнення пожеж! та для !! швидко! лжвщацп велике значення мае виб!р обгрунтованих чинниюв стосовно оперативно-тактично! д!яльност! пожежно-рятувальних частин мюта тд час виникнення пожеж!. У цьому випадку для такого вибору найбшьш доц!льно розглянути оргатза-ц!йний ризик процесу л!кв!дац!! пожеж! та розробити метод його визначення залежно вщ ризик!в ус!х складових цього процесу. Таке становлення питання
дасть змогу обгрунтовано прогнозувати всi необхiднi чинники оперативно-тактично! дiяльностi пожежно-рятувальних частин мюта пiд час виникнення пожеж^ якi будуть забезпечувати високоефективне надшне виконання всiх поставлених задач для лжидаци пожеж^ рятування людей та майна за най-менший можливий час i в цьому випадку органiзацiйний ризик повинен вщ-повщати допустимим значенням.
Мета роботи. Розробити метод прогнозування оргашзацшного ризику для процесу лжвщацп пожежi в мют1
Постановка задач1 та 11 розв'язання. Технолопчний процес лшвща-цп пожежi складаеться з багатьох технологiчних операцш. Першою опера-цieю цього технолопчного процесу е повiдомлення про виникнення пожежь Наступною операцiею е опрацювання сигналу, що дае змогу орiентовно виз-начити склад шдроздшу, пожежну технiку та маршрут слiдування iз залучен-ням визначених сил i засобiв для гасiння пожежi. Третьою операщею е збiр особового складу за сигналом "Тривога" та ви!зд. Наступною операцiею тех-нологiчного процесу е прямування на пожежу. П'ятою операщею е прибуття до мюця пожежi та бойове розгортання сил i засобiв для лжвщацп пожеж^ Пiсля цього виконуеться операцiя гасшня пожежi. Пiсля гасiння пожеж^ за необхщносп, виконуються операцп проливання конструкцш та !х розбиран-ня. Наступними операщями е збирання пожежно-технiчного обладнання, по-вiдомлення про лiквiдацiю пожежi та повернення в частину.
Розглянемо процес лжвщацп пожежi включно вщ першо! операцп до шосто!, тобто до завершення лжидаци пожежi. Операцп, якi виконують за необхiдностi та операцп зi збирання пожежно-технiчного обладнання, повь домлення про лiквiдацiю пожежi та повернення в частину е завершальними i не впливають на основний процес лжвщацп пожежi. Тому вони не впливають на значення оргашзацшного ризику пожежно-рятувально! частини. Кожна технолопчна операщя процесу лжвщацп пожежi характеризуеться iмовiрнiс-тю безвщмовно! роботи К1 (г,). Всi технологiчнi операцп виконуються посль довно. У цьому випадку iмовiрнiсть безвщмовно! роботи К (т) процесу лжвь дацп пожежi однiею пожежно-рятувальною частиною буде [4]
ад = ПВД, (1)
1=1
де п - загальна кiлькiсть технолопчних операцiй лжвщацп пожежi (в нашому випадку п = 6). Тодi органiзацiйний ризик еор процесу лжидацп пожежi для одше! пожежно-рятувально! частини буде дорiвнювати iмовiрностi вiдмови ^(т) всього процесу [4]
е0,р = ^(г) = 1 - ад < [ео р], (2)
де [е04\ - допустиме значення оргашзацшного ризику для одше! пожежно-ря-тувально! частини.
Оргашзацшний ризик лжвщацп пожеж для мюта залежить вщ оргаш-зацiйних ризиюв еорЛ пожежно-рятувальних частин мiста, яю можуть викону-вати процес лжвщацп пожеж паралельно, тобто одночасно. У цьому випадку оргашзацшний ризик еорм для частин мiста буде [4]
Науковий в1сник Н.1Т У УкраУни. - 2G12. - Вип. 22.1G
N
£o.p.M = 11 So.p.i — o.p.M] , (3)
i=1
де: N - 3aranbHa кiлькiсть пожежно-рятyвaльних чостин MicTa; [ео.р.м] - допус-тиме зночення оргaнiзaцiйного ризику для пожежно-рятувольних чacтин MicTa. Пicля розгляду основних положень визнaчення оргaнiзaцiйного ризику процесу лiквiдaцiï пожежi перейдемо до розроблення методу його прогнозу-вання для мюто.
1. Визначення 1мов1рност1 бeзвiдмовноï роботи Rnoe (т) операцп по-вiдомлeння про виникнення ножежг Розглянемо можливicть повiдомлення про виникнення пожежi з урохувонням людського Фокторо y фyнкцiонaльнiй зaлежноcтi з оргaнiзaцiйним ризиком. У цьому виподку шсля появи пожежi може виникнути iмовiрнicть появи подiï â2, зо я^ неможливо викотати повь домлення про виникнення пожежi в iнтервaлi 4acy [т, т + A^. Однок токож може виникнути iмовiрнicть появи поди ô1, зо якоï можливо виконоти повь домлення про виникнення пожежi впродовж 4acy т. У цьому випадку iмовiр-нicть появи неможливосп повiдомлення про пожежу в штерв&т 4acy Aт буде
P (J ^(т^т, (4)
де А(т) - чостото появи неможливоcтi повщомлення про пожежу в момент 4a-cy т, тобто це e ток звоно iнтенcивнicть вiдмов.
3a умови, що в iнтервaлi чосу [т, т + Aт] виникне токо подiя S2, яко по-лягае в можливост виконоти повiдомлення про виникнення пожеж^ то сумю-ну iмовiрнicть можливосп виконоти повiдомлення про пожежу можно зопи-соти ток:
P (f) P(^) = P(S° - P Ш P(^). (5)
Вироз (5) можно зописоти пiд чос переходу до покозниюв нaдiйноcтi ток:
Rnoe(т + A т) - Rnoe(т) = Rnoe(т) -М(т) - A т - Rnoe(т) . (б)
Тодi в цьому випадку вироз (б) можно зописоти в токому виглядi [5]:
Rnoáj + A т) - RnoeD = -М(т) - A т- RnoeD , (7)
де RncJr), Яг,ов(т, т + Aт) - iмовiрноcтi безвiдмовноï роботи оперaцiï повщом-лення про виникнення пожежi.
Золежнють (7) вирожое iмовiрнicть безвiдмовноï роботи опероцп повь домлення в штерв&т чосу [0, т] то [т, т + A^. Тодi з урохувонням вирозу (7) можемо зописоти
Rncв(т + Aт) - R noe (т)
Aт
У cкiнченномy випадку моемо dRnов(т)
-=-Мт,гов{т). (В)
J WRcD. (9)
dт
Початковими умовами для розв'язування диференщального рiвняння (9) можуть бути [4]
т Кпов(т) 1
\Х(г)ат = - } ——¿КоЛт). (10)
0 1 Кпов(Т)
У цьому випадку розв'язок диференцiального рiвняння (9) буде мати такий вигляд:
-]л(т)с1т
Кпов(т) = е о . (11)
На промiжку часу [0, т] в бшьшост випадюв Х(т) е сталою величиною, тобто можна записати
Х(т) = Х. (12)
Пiдставивши спiввiдношення (12) в залежнють (11), отримаемо
Кпов(т) = е-т = ехр[-А Тпов]. (13)
Для визначення iнтенсивностi вiдмов X операцп повiдомлення скорис-туемося даними статистики, а саме !х кшьюсть не перевищуе 10 % вщ загаль-но! кiлькостi пожеж за рж. Тодi
х = ОД^ хв-1 (14)
60 • ¥к
де: Прк - кiлькiсть пожеж за рж, од; Ек = 8760 год - календарний рiчний фон-дi часу. Час передачi повiдомлення про виникнення пожежi коливаеться в межах тпов = 5...10 хв.
2. Визначення 1мов1рност1 безвщмовноТ роботи Ко.с(т) операщУ оп-рацювання сигналу про пожежу диспетчерською службою гарн1зону. Для визначення iмовiрностi безвщмовно! роботи Ко.с(т) скористуемося експонен-цiальним законом розподiлу. За основу розподшу приймемо iнтенсивнiсть виникнення пожеж
Х = -Пр^, хв-1. (15)
60 • ¥к
Тодi iмовiрнiсть безвщмовно! роботи Кос (т), яка залежить вiд часу от-римання i опрацювання сповщення про пожежу та часу на залучення сил i засобiв гаршзону, можна визначити за залежнiстю
КоЛ т) = ехр[-А тос], (16)
де то.с - час на отримання i опрацювання сповiщення про пожежу та час на залучення сил i засобiв гаршзону. Зпдно з нормативними даними, максимальне значення то.с = 4 хв [6, 7].
3. Визначення 1мов1рност1 Рзб усшшного збору особового складу за сигналом "Тривога". На пiдставi результатiв експериментальних досль джень отримано залежнiсть для визначення часу збору особового складу за командою "Тривога" [8]
тзб = 0,604 + 0,03^в + 0,002^, хв (17)
Науковий в1сник Н.1Т У У^аши. - 2G12. - Вип. 22.1G
де: Ne - кшьюсть вiддiлень одного пожежно-рятyвaльного пiдроздiлy, якi вщ-прaвляються та лiквiдaцiю пожежi; т■ - чaс доби в межaх 0... 24 год (0 в рiв-няння не тдсгавляти), год.
Тодi iмовiрнiсть Рзб yспiшного з6ору особового сктаду з yрaхyвaнням коефiцieнтa кзб=1,2.1,3, тобто можливого вiдхилення нa 20.30 % дшсного знaчення тзб вiд резyльтaтiв експериментaльних дослiджень, якi визнaчaються 3a зaлежнiстю (17), можнa визнaчити тaк:
де тзв.н = 1 хв - нормaтивний чaс з6ору особового ск^ду, хв [б].
4. BiniKi'ieniiii iмовipностi бeзвiдмовноï pоботи Rcjl (т) опepацïí сл1-дyвання на пожeжy. Для визнaчення iмовiрностi безвiдмовноï роботи Rcl (т) скористyeмося зaлежнiстю, яга отримaнa нa пiдстaвi резyльтaтiв повнофaк-торного експерименту для визнaчення чaсy слiдyвaння т!л пожежного aвтомо-бшя до мiсця виклику [S]
де: L - вщсгань вiд пожежно-рягyвaльноï чaстини до мiсця виклику, км; тi -чaс доби в межaх S.24 год (для чaсy доби в межaх вiд 0 год до S год в зaлеж-шсть (19) пiдстaвляти чaс т■ = 24 год як стaлий чинник).
Крiм цього, зпдно з рекомендaцiями [S], для визтачення iмовiрностi безвiдмовноï роботи R(r) склaдного облaднaння, до якого тaкож вiдносять i пожежний aвтомобiль, використовують розподш Вейбyллa. У цьому витдку Rcl (т) визнaчaють 3a зaлежнiстю
де: а - пaрaметр мaсштaбy чaсy нaпрaцювaння пожежного aвтомобiля m вщ-мову; b - пaрaметр форми (якщо b = 1, то розподш Вейбyллa перетворюeться в експоненцiaльний з пaрaметром iнтенсивностi вщмов À^^) = 1/а = const; якщо b = 2, то розподш Вейбyллa перетворк^ться в розподш Релея з лшшною фyнкцieю iнтенсивностi вiдмов À(тcл); якщо b = 3,3, то розподш Вейбyллa CTae близьким до нормaльного розподшу).
Беручи до yвaги рекомендaцiï [S], для визтачення знaчень Rcl (т) приймaeмо розподiл Вейбyллa з пaрaметром форми b = 2, який перетво-рюeгься в розподiл Релея з лшшною фyнкцieк iнтенсивностi вщмов À(тcл). Виходячи з цих положень, визнaчaeмо RÍX (т) зa умови, що пaрaметр мaсштa-бу чaсy нaпрaцювaння пожежного aвтомобiля нa вщмову а = 100 год [9]. Для зaлежностi (20) а = 100-б0 = б000 хв.
5. Bизначeння iмовipностi Fpœ yспiшного бойового pозгоpтання сил i засоб1в для лжвщаци пожeжi. Ha пiдстaвi резулкгапв експериментaль-них дослiджень отримaно зaлежнiсть для визнaчення чaсy бойового розгор-тaння [S]
(1S)
т1Ш = 4,1S + 1,97L - 0,2Ti, хв
(19)
(20)
Tvo3 = 3,2 + O^Nв + 0,1Ncm + 1,04NZ + 0,32zП, хв
(21)
де: № - кшьюсть вщдшень, яка бере участь в бойовому розгортаннц Ыст - за-гальна кiлькiсть стволiв, яка закрiплена за вiддiленнями для лжвщацп поже-жц N - кшьюсть пожежних пдранлв, яка використовуеться у процесi лжвь даци пожежц 2П - поверх будiвлi, на якому виникла пожежа.
Для визначення iмовiрностi Рроз успiшного бойового розгортання сил i засобiв для лжидаци пожежi скористуемося нормативним значенням часу троз.н бойового розгортання [6]. У цьому випадку
Рроз = < 1. (22)
Т роз.н
6. Визначення 1мов1рност1 безввдмовноТ роботи Ягас (т) омерацИ га-с1ння можежг Процес гасiння пожежi за даними роботи [5], як безпосередньо процес, тдпорядковуеться експоненщальному закону розподiлу. В цьому ви-падку
Кгас(т) = еХр[-Л,Ггас] , (23)
де: X - штенсившсть вщмов процесу гaсiння пожежц тгас - час гасiння пожежа хв.
Для визначення штенсивносп вiдмов процесу гaсiння пожежi скористуемося даними статистики. Вщомо, що вiдмови процесу гaсiння пожежi ста-новлять приблизно 0,2.0,3 %. Тодi
я = (0,002...0,003)Прк хв-1 (24)
60-¥к
Час гaсiння пожежi можна визначити за даними роботи [10]. Для по-жеж класу А час гасшня можна визначити за залежшстю
6,39^ Г'893 '2Ыа + NБ
КпКгКл, хв (25)
де: КП = 8П/БГ - коефщент, який враховуе стввщношення мiж площею по-жежi та площею гасшня; 8П - площа пожеж^ м2; 8Г - площа гасшня м2; К1 _ поправочний коефщент на iнтенсивнiсть подaчi вогнегасно1 речовини; Ка -коефщент, який враховуе використання вщповщного дiaметрa насадки на стволах А; ^ - кшьюсть стволiв А; N - кшьюсть стволiв Б.
Для визначення площi пожежi у випадку, коли час вшьного поширен-ня пожежi тв.г > 10 хв, скористуемося вщомими залежностями:
кругова, кутова пожежа SП = 0,5а¥]-(тег -5)2, м2; (26)
прямокутна пожежа SП = апУл(т&г - 5), м2 (27)
де: а - кут форми пожежi, рад (кругова [а = 6,28 рад (360 °)], кутова [а = 3,14 рад (180 °); а = 1,57 рад (90 °)]); Ул - лшшна швидкiсть поширення пожежа м/хв; ап - ширина пожежi (примiщення), м.
Коли час вшьного поширення пожежi тег < 10 хв, для визначення пло-щi пожежi необхiдно користуватися зaлежнiстю:
кругова, кутова пожежа SП = 0,125аУл2г2г, м2; (28)
прямокутна пожежа SП = 0,5апУлтег, м2. (29)
Науковий вкник Н.1Т У Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.10
Площу гасшня можна визначити за залежнiстю
5Г = 74 • МА + 37 • МБ . Значення коефщенпв К та Ка наведено в табл. 1.
(30)
1нтенсившсть подач1 вогнегасно! речовини Д1аметр насадки на ствол1
I, л/с-м2 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 а, мм 19 25 28 32 38
К 1,32 1,16 1,0 0,88 0,7 0,58 Кл 1,0 0,85 0,75 0,67 0,5
I
й
Для пожеж класу В час гасшня можна визначити за залежнютю [10]
0 425 0,9233
Тгас = ' Г-КпК1рКШс , Хв (31)
N гпс
де: БГ = 5ГПС-М0ПС — площа гасшня, м2; 5ГПС- — площа гасiння одним стволом ГПС, м ; МШс — кшьюсть стволiв ГПС; Кп = 8п/8г — коефiцieнт, який враховуе спiввiдношення мiж площею пожежi та площею гасiння; К1р — коефщент, який враховуе iнтенсивнiсть подачi 6 % розчину пiд час гасшня пожеж повгг-ряно-механiчною шною; КГПС - коефiцiент, який враховуе використання вщ-повiдного типу ствола ГПС.
Значення коефщенпв К1р та КГПС наведено в табл. 2.
1нтенсившсть подач1 6 % розчину повпряно-мехатчно! тни Тип ствола ГПС
Ъ 2 л/с-м 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,35 тип ГПС 200 ГПС 600 ГПС 2000
к1р 3,0 1,52 1,0 0,75 0,60 0,43 кгпс 2,7 1,0 0,33
Пюля визначення часу гасiння пожежi тгас за залежнiстю (25) або (31) визначають iмовiрнiсть безвщмовно! роботи Ягас (т) операцп гасiння пожежi за залежнiстю (23).
У процеС аудиту пожежно-рятувально1 частини за оргашзацшним ризиком необхiдно спочатку виконати вс розрахунки за наведеним методом, а попм перевiрити в часовому режимi всi вiддiлення для визначення дшсних значень ймовiрностей безвщмовно! роботи та вщповщних iмовiрностей. Вщ-носна похибка дшсних значень вщносно розрахованих не повинна перевищу-вати 15 %.
Коли вiдносна похибка не перевищуе 15 %, переходять до визначення та оцшки оргашзацшного ризику за результатами, якi отримаш за наведеним методом з урахуванням залежностей (1) i (2). У цьому випадку еа.р оргашза-цшний ризик визначають за залежнiстю
£а.р = (1 - ЯпоеШ! - ЮТТ))(1 - РзбЩ - ^сл(г))(1 - Рр03)(1 - КгаСтТ)) < [£о.р] . (32)
Допустиме значення органiзацiйного ризику для пожежно-рятуваль-ного пiдроздiлу приймають в межах [еор] = 10_5...10~6, а для вшх пiдроздiлiв мiста [Б0.р.м] = 10"4...10~5.
Висновки:
1. Розроблено метод ощнювання органiзацiйного ризику для пожежно-ря-тувальних пiдроздiлiв мюта, який дае змогу проводити аудит готовност пожежно-рятувальних пiдроздiлiв мiста для виконання захисту об'ектiв мiста вщ пожеж i цим самим на mдставi прогнозу впроваджувати необ-хщш заходи для забезпечення пожежно! безпеки мюта.
2. За умови виконання аудиту пожежно-рятувальних шдроздЫв мiста для ощнки органiзацiйного ризику процесу лжыдаци пожеж у мiстi необхщ-но обов'язково проводити практичш перевiрки знань i навичок кожного вiддiлення частини з порiвнянням результатiв даних наведеного методу. Найбшьша вiдносна похибка отриманих результатiв не повинна переви-щувати 15 %, що дасть змогу зробити висновок про достатню оргашза-цiйну пiдготовку особового складу тдроздшу.
3. Необхiдна подальша робота з метою удосконалення та спрощення методу прогнозування органiзацiйного ризику процесу лжыдаци пожеж у мiстi з метою нагромадження та розширення бази даних для його вдоско-налення.
Л1тература
1. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.infoural.ru/ai/2004/13.html.
2. Essentials of fire fighting. - Oklahoma: Fire protection publications, 1983. - 410 p.
3. Firehouse. - U.S.A. : A Cygnus publication, 1999. - December. - № 12. - 110 p.
4. Диллон Б. Инженерные методы обеспечения надежности систем / Б. Диллон, Ч. Сингх. - М. : Изд-во "Мир", 1984. - 318 с.
5. Решетов Д.Н. Надежность машин / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 1988. - 238 с.
6. Нормативи по пожежно-стройовш шдготовщ. - К. : УДПО МВС Укра!ни, 1995. -
14 с.
7. Наказ МВС Укра!ни № 325 вщ 01.07. 1993.
8. Войтович Д.П. Пщвищення ефективносп функцюнування пожежно-рятувальних тд-роздтв в процес лшвщацц пожеж у мютах : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук. - Львiв : Вид-во ЛДУ БЖД, 2011. - 20 с.
9. ДСТУ 3286-95 Пожежна технжа. Автомобт гасшня. Загальш техшчи умови. - Вза-мш ГОСТ 26938-95; Чинний 01.01.1997. - К. : Держстандарт Украши, 2000. - 22 с.
10. Мовчан 1.О. Визначення прогнозованого часу гасшня пожежi на промислових тд-приемствах / 1.О. Мовчан, Е.М. Гулща, Д.П. Войтович // Проблеми пожежно! безпеки. - Хар-кiв : УЦЗ Укра!ни. - 2008. - Вип. 23. - С. 241-247.
Гулида Э.Н., Мовчан И А. Оценка организационного риска процесса ликвидации пожара в городе
На основании анализа основных положений теории надежности были получены зависимости для определения количественной величины организационного риска процесса ликвидации пожара. Полученные зависимости позволяют прогнозировать значение организационных рисков для реализации пожарной безопасности объектов защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей, что является очень важным для процесса ликвидации пожара в городе.
Ключевые слова: пожарный риск, пожар, частота возникновения пожара, интенсивность отказов, вероятность безотказной работы, вероятность отказа.
Hulida E.M., Movchan I.O. Assessment of organizing risk of forest extinguishment process in city
On the basis of analysis of the basic regulations of reliability theory dependences for determining of cardinal quantity of organizing risk of fires liquidation process were received. Received dependences may prognosticate the value of organizing risks for realization
