CC BY
56
УДК 519.83
Параметрический статус аварийно-спасательных средств для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2011
С.П. Тодосейчук, К.И. Самойлов, Н.Г. Климачева, А.Н. Переяслов, О.Э. Земцов
Аннотация
Целью статьи является обоснование параметрического статуса аварийно-спасательных средств как специализированных объектов, предназначенных для ведения аварийно-спасательных работ при ликвидации чрезвычайных ситуаций [1]. Изложены фундаментальные основы параметризации свойств и представлены конкретные параметры основных видов средств.
Приводится порядок формирования параметров перспективных образцов аварийно-спасательных средств на этапе их разработки и обновления типажа в зависимости от требований технического прогресса.
Ключевые слова: параметрический статус; аварийно-спасательные средства; перспективные требования; эффективность применения; аварийно-спасательные робототехнические комплексы.
Emergency situations prevention and response rescue means parameter status
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2011
S. Todosejchuk, K. Samojlov, N. Klimacheva, A. Pereyaslov, O. Zemtsov
Abstract
Article is aimed at substantiation of Emergency situations prevention and response rescue means parameter status. There is stated fundamental basis of characteristic parameterization and given specific parameters of basic means.
There is given the regulation of perspective rescue means samples formation on the stage of development and renovation of exemplar depending on the technical progress demands.
Key words: parametric status; rescue means; perspective demands; application efficiency; rescue robotic complexes.
1. Актуальность проблемы
Постановка вопроса о параметрическом статусе аварийно-спасательных средств (АСС) как объекта исследования для проведения аварийно-спасательных работ (АСР) в условиях угрозы для жизни спасателей и спасения пострадавших людей в чрезвычайных ситуациях (ЧС) обусловливается следующим:
1. Сложившимся в практике разработки и оснащения рассматриваемыми средствами аварийно-спасательных подразделений МЧС России отношением к ним как к изделиям общепромышленного назначения и недооценка их функциональной значимости.
2. Существующими представлениями заказывающих органов МЧС России о насыщенности рынка основными видами АСС и неактуальности их перспективного развития; смещением интересов совершенствования с аварийно-спасательных средств в пользу противопожарных и растворения первых в совокупности так называемых пожарно-спасательных, подтверждением чему является план научно-технической деятельности МЧС России на 2011—2013 годы.
3. Необходимостью обеспечения параметров создаваемых и принимаемых на оснащение АСС на уровне, достаточном для формирования нормативно установленной функциональной и экономической эффективности их применения при выполнения АСР.
Исходя из специфики назначения, АСС обладают характеристиками, выделяющими их из других технических средств, и имеют свой параметрический статус.
Ниже излагается аргументация в пользу данного утверждения.
2. Структура параметров АСС и принципы их нормирования
2.1. Структура параметров АСС
С целью актуализации комплекса АСС как объекта в системе технического оснащения МЧС России рассматриваются фундаментальные основы формирования структуры параметров свойств АСС, определяющих требования их функциональности и безопасности.
Совокупность параметров АСС, определяющая их статус, составляет:
параметры свойств стойкости, живучести (внесистемные), обусловленные воздействием внешних факторов;
параметры свойств функциональности внутрисистемные, для которых внесистемные являются ограничениями.
Совокупность факторов внешнего воздействия на АСС установлена в соответствии с принятой в системе стандартов безопасности в ЧС классификацией:
механические факторы;
климатические и др. природные факторы;
факторы специальных (аварийных) сред; радиационные факторы; термические факторы.
Параметры внешних факторов характеризуют степень воздействия:
скоростных перемещений и силовых нагрузок, масс и волн воздушных, водяных, грязевых и др. потоков;
ускорительных и колебательных воздействий сейсмических и сейсмовзрывных волн;
тепловых воздействий высокотемпературных воздушных потоков и газовоздушных смесей;
токсичных и коррозионных воздействий воздушных масс (облаков);
воздействий потоков ионизирующих излучений радиоактивных веществ.
Параметры функциональности характеризуют свойства:
надежность — безотказность — мобильность — процессы готовности к применению;
производительность — скорость применения (выполнения задач).
2.2. Принципы нормирования параметров АСС Исходя из целевого назначения применительно к АСС постулируется:
параметры АСС по отношению к параметрам внешних факторов стойкости и живучести должны иметь запас для компенсаций их воздействия на АСС на уровне возможных слабых разрушений (повреждений);
значения параметров функциональности и безопасности должны обеспечивать быстродействие АСС при выполнении АСР не менее скоростей развития опасных факторов последствий ЧС и достижения ими критических для спасателей и пострадавших значений.
На практике для оценки влияния внешних факторов и нормирования их параметров применительно к АСС разработан и используется аппарат параметрических шкал [2, 3].
Параметрические шкалы в дискретной форме отражают связь значений параметров внешних факторов с техническим состоянием объектов воздействия (АСС).
Критерием для установления норм значений параметров стойкости и живучести АСС является допустимая слабая степень повреждения, при которых теряется не более 10% функциональной эффективности (работоспособности):
Л= < 0,1, Е
где E и Е — функциональная эффективность при отсутствии и при наличии противодействия АСС.
Нормирование параметров функциональности осуществляется на основе формулы определения интегрального параметра — эффективности примене-
ния АСС (вероятности выполнения задачи за установленное (оперативное) время [4]:
Р(Т ) = К . К . Р (Т )Рдг,р(Т ).
V оп' г ор т^ оп' АСР^ оп'
Составные элементы (параметры) функциональности:
вероятность работоспособного состояния АСС (коэффициент технической готовности) — Кг;
время готовности к применению (составляющая коэффициента оперативной готовности Кор);
безотказность функционирования АСС за оперативное время — Рт(Топ);
время выполнения типового объема АСР (производительность);
вероятность выполнения объема АСР за оперативное время — Раср(ТОП).
Другие параметры функциональности: время непрерывного функционирования; время автономного функционирования; функциональная эффективность (эффективность применения без учета оперативной готовности).
Параметры свойств АСС, формирующих их статус, представлены в табл. 1.
Поскольку главной целью статьи является привлечение внимания потребителей МЧС России к практическому аспекту рассматриваемой проблемы, в табл. 1 представлены только некоторые виды АСС. Аналогичные параметры других видов АСС (поисковых приборов и систем, поисково-спасательных судов, авиационных аварийно-спасательных и транспортных средств) изложены в действующих нормативных документах.
3. Обоснование требований к параметрам АСС на этапах обновления типажа
По мере развития технического прогресса в области разработки и производства АСС на практике должно происходить обновление типажа этих средств, находящихся на оснащении МЧС России, с целью обеспечения эффективности применения не ниже нормативно установленной на данном этапе их жизненного цикла.
Регулятором и инструментом определения новых (повышенных) требований к параметрам АСС могут быть периодически оцениваемые обобщенные показатели качества, характеризующие достигнутый и вероятный перспективный уровень значений параметров защищенности (стойкости и живучести) и функциональности.
В конкретном случае в зависимости от типа АСС могут выступать в качестве обобщенных показателей качества один из параметров стойкости или функциональности, например быстродействия, или совместно.
Схема формирования и обновления параметров АСС в процессе их развития в условиях технического прогресса показана на рис. 1.
На схеме рис. 1 обозначено:
Ро, Рк — значения обобщенного параметра качества, соответствующее текущему достигнутому и перспективному уровню технического прогресса соответственно.
Рис. 1. Схема формирования и обновления параметров АСС в процессе их развития.
Таблица 1
Параметры свойств аварийно-спасательных средств
Классификационные характеристики АСС Параметры свойств
Вид Класс (подкласс) Тип Наименование Критериальные значения
• радиоэлектронная защита:
• уровень пульсаций напряжения в сети менее 50% потребляемой мощности приборов в диапазоне частот 10—3000 Гц
• механическая стойкость не менее: 0,3 кг • см-2 - избыточное давление ВУВ; 0,1 кг • см-2 - удар о преграду; 40 м • с-1 - скорость воздушного потока; 2,5 м • с-1 - скорость водного потока
• интенсивность ионизирующего излучения до 6,5 • 10-2 Р • с-1
• концентрация АХОВ в рабочей зоне не менее максимальной для первого уровня СИЗ
• поверхностная плотность теплового потока не менее 14,5 кВт • м-2
АСМ СИО наземные многофункцио- легкий, средний, • температура газовой среды пожара не менее 200 °С
нальные тяжелый • температура окружающей среды от -35 °С до +40 °С
• безотказность (средняя наработка на отказ) не менее 200 ч.
• коэффициент готовности не менее 0,99
• проходимость полноприводность, вездеходность
• скорость движения не менее 80 км • ч-1 - для колесных; не менее 60 км • ч-1 - для гусеничных машин
• автономность не менее 5 сут.
• непрерывность работы не менее 8 ч
• время развертывания не более 5 мин.
• транспортабельность транспортирование всеми видами транспорта
• функциональная эффективность не менее 0,85
• радиоэлектронная защита:
• уровень пульсаций напряжения в сети в диапазоне частот 10—3000 Гц с амплитудой менее 50% потребляемой мощности радиоэлектронного средства
• уровень гармонических составляющих помех в диапазоне частот 1000—2000 Гц — менее 10 %
• механическая стойкость в соответствии с параметрами АСМ
• концентрация АХОВ: в рабочей зоне РТК; в зоне работы оператора не ограничена не менее первого уровня защиты СИЗ
наземные для радиационных, сверхлегкие, • интенсивность ионизирующего излучения не менее 10 Р • с-1
химических, взрывоопасных зон легкие, средние • плотность потока нейтронов не менее 1019 с-1 • м-2
• интегральная зона радиации не менее 106 Р
• безотказность (средняя наработка на отказ) не менее 500 ч.
АС РТК • коэффициент готовности не менее 0,99
• функциональная эффективность не менее 0,9
• время непрерывной работы не менее 8 ч.
• автономность не менее 6 сут.
• непрерывность работы не менее 2 ч.
• транспортабельность всеми видами транспорта без ограничений скорости (кроме автомобильного)
• масса взлетная до 3; 3,1-10; св. 10 кг в зависимости от типа
• крейсерская скорость до 165 км • ч-1
сверхлегкие, легкие, • радиус действия 15; 20; 70; 200 км в зависимости от типа
воздушные • рабочая высота 300; 500 м
средние • время полета 1,5; 2,5; 12 ч в зависимости от типа
• безотказность не менее 500 ч.
• масса полезной нагрузки, кг не менее 20% от взлетной
В табл. 1 обозначено: АСМ — аварийно-спасательные машины; СИО — средства инженерного обеспечения АСР; АС РТК — аварийно-спасательные робототехнические комплексы; АСиО — аварийно-спасательный инструмент и оборудование.
Классификационные характеристики АСС Параметры свойств
Вид Класс (подкласс) Тип Наименование Критериальные значения
АС РТК подводные (телеуправляемые подводные аппараты) легкие, средние, тяжелые • глубина использования 150; 300; 500; 1000—2000 м в зависимости от типа
• масса до 500 кг в зависимости от типа
• коэффициент упор / масса не менее 0,4
• скорость передвижения не менее 3 узлов
• безотказность не менее 500 ч.
• полезная нагрузка, кг не менее 20% от массы
АСиО гидравлический, пневматический, электрический, механический легкий, средний, тяжелый, ручной, переносной • механическая стойкость однократные удары от 1 до 5 мс с ускорением 100 §; многократные удары 15 мс с ускорением 15 §; вибростойкость (по синусоидальной вибрации - до 300 Гц с амплитудой 4 §
• масса не более 8; 16; 25 кг — легкий, средний и тяжелый типы соответственно
• безотказность (средняя наработка на отказ) не менее 200 ч.
• коэффициент готовности не менее 0,99
• время готовности к работе не более 1 мин. для моноблочного и 5 мин. для остальных
• автономность без ограничений по времени с ручным приводом; с электроприводом — 8 ч.
• производительность (время рабочего цикла) не более 5 мин. — не более 30 с. — для дискретных операций
На основе повышенных уровней показателей качества в результате прогресса в области создания АСС проводится оценка эффективности перспективных образцов, показатель которой по обратной связи трансформируется в виде новых (повышенных) требований к свойствам АСС.
Заключение
Рассмотрена и представлена совокупность свойств и параметров АСС, характеризующая их как объект, имеющий статус специализированного назначения и области применения. Нормы значений параметров в процессе осуществления АСС могут обеспечивать в динамике их технического прогресса нормативно установленную эффективность применения.
Инструментом формирования перспективных требований к параметрам АСС на этапах обновления типажа этих средств являются обобщенные показатели качества в зависимости от достигнутого уровня технического прогресса и приращение потенциальной эффективности их применения.
На наш взгляд, реализацию АСС на основе параметров вне их описанного параметрического статуса следует рассматривать как факт несоответствия требованиям МЧС России.
В дальнейшем целесообразным является разработка инженерной методики с изложением процедуры обновления типажа АСС на основе перспективных требований.
Литература
1. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Термины и определения основных понятий. ГОСТ Р 22.0.02-94.
2. Овчинников В. В., Самойлов К. И. Разработка методических основ создания технических средств (систем) для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций // Научно-технический отчет о НИР «Безопасность 4.6». М., ВНИИ ГОЧС, 1993.
3. Овчинников В. В., Самойлов К. И., Баканов С. В. Научно-практические аспекты классификации и параметризации поражающих факторов ЧС // Безопасность в ЧС. М.: ВИНИТИ, 1995.
4. Самойлов К. И., Тодосейчук С. П., Парамонов В. В., Климачева Н. Г. Методика оценки эффективности применения аварийно-спасательных средств при ликвидации последствий ДТП // Технологии гражданской безопасности. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2011.
Сведения об авторах:
Тодосейчук Сергей Павлович: к. т. н., ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), начальник научно-исследовательского центра, с. н. с. 121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 233-25-65. E-mail: [email protected]
Самойлов Капитон Иванович: к. т. н., ФГУ ВНИИ ГОЧС
(ФЦ), вед. н. с., с. н. с.
121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7.
Тел.: (499) 233-25-65.
Климачева Нина Григорьевна: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), с. н. с.
121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 233-25-65.
Переяслов Александр Николаевич: ФГУ ВНИИ ГОЧС
(ФЦ), начальник отдела.
121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7.
Тел.: (499) 233-25-65.
Земцов Олег Эдуардович: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), с. н. с. 121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 233-25-65.
Разработки ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)
/35
/йЛ
Мед
XV
Международная
научно-практическая
конференция
International Scientific and Practical Conference
шмшмадим™ сажшетЯ
Материалы конференции
УДК 355.58 + 614.8.084
ББК 68.9
М76
Научные редакторы: В. П. Молчанов,
д.т. н., начальник НТУ МЧС России; В. А. Акимов,
д.т. н., начальник ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ).
Проблемы защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. XV международная научно-практическая конференция. Материалы конференции. 18—20 мая 2010 года, Москва, Россия; МЧС России. - М: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2010. - 512 с.: ил.
ISBN 978-5-93970-041-2
Конференция была подготовлена и проведена Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, Российской академией наук, Российским научным обществом анализа риска в соответствии с комплексным планом основных
мероприятий МЧС России на 2010 год, утвержденным приказом МЧС России от 22 декабря 2008 г. № 800.
Конференция была проведена в рамках Международного салона «Комплексная безопасность 2010».
В ходе конференции прошло три пленарных заседания. Первое на тему: «Система управления в кризисных ситуациях в Российской Федерации: пути создания и развития». Второе на тему: «Реализация государственной политики в области обеспечения комплексной безопасности в рамках федеральных целевых программ». Третье на тему: «Перспективы развития методов и принципов обеспечения сейсмобезопасности в Российской Федерации».
Также в соответствии с Деловой программой Международного салона «Комплексная безопасность 2010» был проведен Научно-практический межведомственный семинар по вопросам обеспечения безопасности арктических территорий.
Материалы конференции рассчитаны на специалистов в области проблем защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций и в области проблем антикризисного управления, а также на широкий круг читателей.
Электронная версия книги в формате PDF
http://elibrary.ru/item.asp?id=15549529
