CC BY
17
УДК 614.849
ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ ГАЗОДЫМОЗАЩИТНИКОВ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ СПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ
111 2 Б. Б. ГРИНЧЕНКО , Д. Ю. ЗАХАРОВ , И. М. ЧИСТЯКОВ , Д. В. ТАРАКАНОВ
1
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново 2
Академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Москва E-mail: grinchenko.borya@mail.ru, mr.dmitriyzakharov@mail.ru, carcassburner@mail.ru, den-pgs@yandex.ru
Процесс тушения пожара и выполнения аварийно-спасательных работ определяет необходимость рационально распределять силы и средства подразделений пожарной охраны для успешного и безопасного выполнения стоящих перед ними задач. В свою очередь сам процесс пожаротушения протекает в условиях непригодной для дыхания среды и состоит из множества элементарных работ, для которых заблаговременно необходимо сформировать плановые значения параметров безопасности (временные и дыхательные ресурсы). Это возможно путем исследования различных видов работ в непригодной для дыхания среде, с последующим их применением в виде информационных ресурсов для решения задач управления безопасностью участников тушения пожара.
В работе рассмотрен процесс формирования плановых значений параметров безопасности газодымозащитников при выполнении элемента спасательных работ: вязка двойной спасательной петли с надеванием ее на пострадавшего.
Ключевые слова: управление безопасностью при тушении пожаров, газодымозащитники, планирование, дыхательный аппарат.
PARAMETERS OF THE WORK OF FIREFIGHTERS IN PERFORMANCE OF RESCUE WORKS
1112 B. B. GRINCHENKO , D. Yu. ZAKHAROV , I. M. CHISTYAKOV , D. V. TARAKANOV
1
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education
«Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
2
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «State Fire Academy of State Fire-fighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Moscow E-mail: grinchenko.borya@mail.ru, mr.dmitriyzakharov@mail.ru, carcassburner@mail.ru, den-pgs@yandex.ru
The process of extinguishing a fire and performing emergency rescue operations determines the need to rationally distribute the forces and means assigned Fire Department for the successful and safe performance of their tasks. In turn, the fire extinguishing process itself takes place in an environment unsuitable for breathing and consists of many elementary works for which planned values of safety parameters (temporary and breathing resources) can be formed in advance. This is possible through the study of various types of work in an environment unsuitable for breathing, with their subsequent use in the form of information resources to solve the tasks of managing the safety of fire extinguishing participants.
The paper considers the process of obtaining and forming the planned values of the safety parameters of firefighters when performing an element of rescue work, which involves tie a double rescue loop in a SCBA with putting it on the victim.
© Гринченко Б. Б., Захаров Д. Ю., Чистяков И. М., Тараканов Д. В., 2021
55
Key words: fire extinguishing safety management, firefighters, planning, SCBA.
The paper considers the process of forming the planned values of the safety parameters of firefighters when performing an element of rescue work: binding a double rescue loop with putting it on the victim.
Введение
Участники тушения пожара пребывают в зоне высокой вероятности наступления деструктивного события, связанного с получением травмы и / или гибели, так как работа производится в условиях непригодной для дыхания среды под воздействием опасных факторов пожара. Для защиты от пагубного влияния этих факторов пожарные в своей повседневной деятельности применяют средства индивидуальной защиты органов дыхания и зрения, к которым относятся дыхательные аппараты со сжатым воздухом. Работы в таких аппаратах ограничена временными и дыхательными ресурсами, то есть параметрами безопасной работы в условиях ограниченной видимости и непригодной для дыхания среды. Управление и контроль за этими параметрами осуществляется на персонализированном и групповом уровне мониторинга.
Персонализированный уровень мониторинга осуществляется лично каждым газо-дымозащитником через показания на манометре дыхательного аппарата или иными техническими устройствами1, [0].
Групповой уровень мониторинга осуществляется командиром звена ГДЗС, постовым на посту безопасности и начальником контрольно-пропускного пункта ГДЗС, где информация о состоянии параметров безопасности передается по средствам радиосвязи или иными техническими устройствами2,3 [6].
Для обеспечения нормального режима функционирования сил и средств на месте пожара в условиях постоянно меняющейся обстановке лицу, принимающему решение, необходимо в полной мере задействовать функцию планирования в процессе оперативного управления. Под функцией планирования понимается процесс рационального распределения
ПТС «Светофор» [Электронный ресурс]. URL: https://pto-pts.ru/dykhatelnye-apparaty-so-szhatym-vozdukhom/tproduct/339569 481
741248865915-pts-svetofor (дата обращения 06.10.2021).
Руководство по эксплуатации комплекс «Маяк спасателя» СПНК.425624.013 РЭ Ред.1.3. Санкт-Петербург, 2011. 36 с.
3
FireGrid [Электронный ресурс]. URL: https://us.msasafety.com/Connected-Firefighter/ FireGrid/FireGrid/p/000170000100001001.
временных и дыхательных ресурсов газодымо-защитников для успешного выполнения поставленных задач в сложившейся ситуации на месте пожара.
Цель исследования - формирование плановых значений параметров безопасности газодымозащитников при выполнении элементарных видов работ на месте пожара и проведении аварийно-спасательных работ.
Методика и организация исследова-
ния
Моделирование временных и дыхательных ресурсов газодымозащитников в составе звена ГДЗС возможно путем получения эмпирических значений этих параметров с последующим доказательством гипотезы о принадлежности этих данных закону нормального распределения [2, 5]. Такой подход позволяет сформировать интервал плановых значений параметров безопасности газодымозащитни-ков с заданной вероятностью при выполнении элементарных работ, которые в совокупности образуют процесс пожаротушения и проведения аварийно-спасательных работ в условиях непригодной для дыхания среды [1, 4]. С целью формирования плановых значений параметров безопасности, было проведено экспериментальное исследование, в котором рассматривался сценарий выполнения элемента спасательных работ, который подразумевает вязку двойной спасательной петли в СИЗОД с надеванием ее на пострадавшего (рис. 1.)
Исследование проводилось в закрытом спортивном комплексе Ивановской пожарно-спасательной академии ГПС МЧС России в дневное время суток при искусственном освещении и положительной температуры окружающей среды (20-25 °С), в котором приняли участие десять газодымозащитников в возрасте от 19 до 22 лет. Сценарий включал в себя выполнение элемента спасательных работ по вязке двойной спасательной петли в СИ-ЗОД с надеванием ее на пострадавшего.
Используемое снаряжение и оборудование при постановке эксперимента представлено в табл. 1.
Условие выполнения сценария заключались в следующем: веревка уложена любым способом, исполнитель, включенный в дыхательный аппарат со сжатым воздухом, оснащенным системой определения и индикации 2
давления , стоит в одном метре от лежащего
пострадавшего (принимаем, что он находится в бессознательном состоянии), конец веревки длиной 50 сантиметров находится в руке у исполнителя. Сценарий считается выполненным, если двойная спасательная петля надета на
пострадавшего и надежно его фиксирует, так если бы при спуске или подъеме, пострадавший принял положение близкое к вертикальному, равномерно нагрузив петли. Свободный конец веревки намотан на карабин исполнителя.
Рис. 1. Вязка двойной спасательной петли в СИЗОД с надеванием ее на пострадавшего
Таблица 1. Используемое снаряжение и оборудование
№ Наименование Количество
1 Боевая одежда пожарного (БОП) 10
2 Карабин пожарный спасательный 10
3 Топор пожарный поясной 10
4 Дыхательный аппарат со сжатым воздухом ПТС «Профи-М» с системой СО-ИД 4
5 Баллон со сжатым воздухом объемом 6,8 л 10
6 Комплекс «Маяк спасателя» 1
7 Веревка пожарная спасательная (ВПС-30) 5
8 Секундомер 2
Результаты исследования и их обсуждение. В ходе эксперимента были получены дыхательные и временные ресурсы при
выполнении элементарной работы, которые представлены в табл. 2.
Таблица 2. Эмпирические значения расхода воздуха при выполнении сценария
№ Рнач. Ркон. АР, атм t, сек № Рнач- Ркон. АР, атм t, сек
1 220 210 10 48,48 21 270 252 18 71,04
2 200 188 12 56,74 22 220 206 14 62,4
3 180 166 14 67,95 23 200 184 16 68,43
4 158 150 8 49,48 24 180 168 12 58,35
5 140 126 14 64,21 25 150 138 12 57,97
6 230 216 14 65,47 26 126 120 6 48,83
7 220 206 14 61,88 27 250 242 8 46,46
8 200 190 10 51,54 28 228 222 6 44,66
9 180 172 8 44,05 29 220 212 8 56,46
10 170 160 10 53,09 30 200 188 12 58,26
11 220 210 10 53,13 31 180 172 8 57,53
12 200 194 6 40,01 32 260 250 10 57,96
13 185 175 10 55,54 33 240 228 12 58,59
14 270 260 10 56,07 34 230 222 8 57,31
15 250 240 10 56,25 35 220 208 12 58,64
16 230 222 8 47,98 36 200 188 12 57,05
17 260 250 10 52,01 37 240 230 10 51,83
18 240 230 10 52,55 38 220 210 10 46,52
19 230 220 10 49,35 39 180 170 10 48,88
20 196 190 6 43,35 40 150 138 12 61,04
Примечание: Рнач. - начальное давление у газодымозащитника на момент выполнения сценария;
Ркон. - конечное давление у газодымозащитника на момент выполнения сценария; АР - разность между начальными и конечными показателями давления; t - затраченное время на выполнение сценария.
Для доказательства гипотезы о принад- Шапиро-Уилка4, расчет которого производился
лежности эмпирических данных закону нор- в Microsoft Excel. Основные показатели стати-
мального распределения применялся критерий стики критерия представлены в табл. 3.
Таблица 3. Статистика критерия Шапиро-Уилка при n = 40
Основные показатели критерия для дыхательных ресурсов
nm2 S S2 W Wmaбл. при a = 0,05 Wma6n. при a = 0,01 X, атм a, атм
294 16,76 280,87 0,955 0,94 0,918 10,5 2,74
Основные показатели критерия для временных ресурсов
nm2 S S2 Wpac4. Wma6n. при a = 0,05 Wmабл. при a = 0,01 X, сек a, сек
2033,76 45,2 2043,19 0,999 0,94 0,918 54,93 7,22
4 ГОСТ Р ИСО 5479-2002. Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения
Эмпирические данные могут содержать одно или несколько значений, заметно отличающихся от остальных (выбросы), необходимо выяснить причины появления таких значений, то есть определить, случайно или закономерно их появление. В случае если их появление закономерно, необходимо принять соответствующие меры, если же появление подозрительных значений вызвано случайными причинами, можно оценить по тому или иному статистическому критерию грубых ошибок, являются ли эти значения грубыми погрешностями. Если это грубые погрешности, их необходимо исключить из результатов генеральной совокупности эмпирических данных. Так как полученные данных распределены по нормальному закону при оценке на грубую ошибку одного значения выборки, применим статистику критерия Граббса5 по формуле:
\ХГ -
t =i—£—
расч q
T
(1)
где хс - сомнительное значение из эмпирической выборки.
Расчетное значение необходимо сравнить с табличным £а . Если ^расч > ^а результат
Хс считают грубой ошибкой и отбрасывают.
Проверим минимальное и максимальное значение эмпирической выборки с целью выявления грубой ошибки при уровнях значимости а = 0,05 и а = 0,01, табличные значения для которых составят 3,02 и 3,48 соответственно при п = 40.
Применим статистику Граббса для дыхательных ресурсов (атм):
tрасч
_|xmm- T\_ |6-1Q5 =164
t =
Х„
2,74
2,74
Применим статистику Граббса для временных ресурсов (сек):
xmin- T |4QQ 1-5493 u =' т'П_ 1 =J-, „-54 3 = 2,Q6
'расч
7,22
t _ |Xmax - T\ _ I71Q4-54,93 _223
'■расч
о 7,22
Так как при всех уровнях значимости [расч < , принимаем, что в генеральной совокупности эмпирических данных грубых ошибок нет (табл. 4).
Таблица 4. Статистика критерия Граббса
Основные показатели критерия для дыхательных ресурсов
а ta tpac4 результат проверки
0,05 3,02 1,64 tрасч < ta
2,73
0,01 3,48 1,64 tрасч < ta
2,73
Основные показатели критерия для временных ресурсов
а ta tpac4 результат проверки
0,05 3,02 2,06 tрасч < ta
2,23
0,01 3,48 2,06 tрасч < ta
2,23
5 ГОСТ Р 8.736-2011. Методы обработки результатов измерений. Основные положения.
59
На основе полученных данных произведем формирование параметров безопасности при выполнении элемента спасательных работ, необходимых для информационной
поддержки принятия управленческих решений при помощи графического анализа интегральных плотностей распределения дыхательных и временных ресурсов (рис. 2).
Ресурс воздуха - Х, л
Ресурс времени - У, сек
Рис. 2 Плотность распределения дыхательных и временных ресурсов при выполнении элемента спасательных работ
Полученные результаты информационных ресурсов для поддержки управления безопасностью газодымозащитников при вы-
полнении элемента спасательных работ представим в табл. 5.
Таблица 5. Синтез информационные ресурсы для решения задачи управления безопасностью
X Xi Х2 Х3 Х4
Дыхательные ресурсы, л 44 65 87 119
Распределение вероятностей 0,1 0,5 0,9 0,999
Y Yi Y2 Ys Y4
Временные ресурсы, сек 46 55 64 78
Распределение вероятностей 0,1 0,5 0,9 0,999
Доказательство гипотезы о принадлежности эмпирических значений закону нормального распределения при выполнении элемента спасательных работ и сформированные информационные ресурсы для поддержки управления безопасностью газодымозащитников позволяют в полной мере проводить мероприятия по планированию и нормированию параметров безопасности в ходе решения задач, в состав которых входит рассматриваемая элементарная работа (рис. 3).
Анализ графика (рис. 3) позволяет утверждать, что в нормальных условиях работы с величиной риска £ = 0,05 (Р = 1-е = 1 - 0,95
в 95 случаях из 100) при выполнении норматива вязка двойной спасательной петли с надеванием ее на пострадавшего газодымозащит-ник потратит не более 93 л воздуха за 67 сек, а в сложных условиях £ = 0,01 (Р = 1 - £ = 1 - 0,99 в 99 случаях из 100) не более 105 л за 72 сек. Полученные результаты могут быть использованы для планирования действий по тушению пожара и проведению аварийно-спасательных работ в условиях непригодной для дыхания среды на основе теории принятия управленческих решений в условиях риска и неопределенности.
80 75
& 70 и
§ 65 § 60
£55
45 40
] L........ Р = 0,999
\ р = 0,9_.
-
: Р =
j
р=0Л
ш ■ : i í i i IÍII 1 1 i i i i i i i i i i i i i i i i
40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Ресурс воздуха X, л
Рис. 3 Номограмма для формирования плановых параметров безопасности при выполнении элемента спасательных работ
Выводы. Применение методов теории принятия управленческих решений в условиях риска и неопределенности при планировании действий по тушению пожара в условиях непригодной для дыхания среды требует выяснения закона распределения исходных параметров безопасной работы пожарно-спасательных подразделений. Анализ генеральной совокупности эмпирических значений, полученных в ходе вязки двойной спасательной петли с надеванием ее на пострадавшего, доказал, нормальность распределения данных, однако полученный интервал значений параметров безопасности имеет достаточной широкий диапазон, что напрямую зависит от количества проводимых исследований. Уменьшение этого диапазона возможно с использованием метода Монте-Карло, реализуемого при помощи программы ЭВМ [2]. Для это-
го выполнен синтез информационных ресурсов (табл. 5), результаты которого экспортируются в базу данных [3], что позволяет их применять в системе дистанционного мониторинга параметров безопасности участников тушения пожара. В основе данного метода лежит теория статистических испытаний, позволяющая рассматривать любой процесс, на протекание которого влияют случайные факторы. Поэтому развитие полученных результатов возможно путем проведения исследования аналогичного сценария в условиях, приближенных к реальному пожару (ограниченная видимость, светозвуковые эффекты, минимальное оснащение звена газодымозащитной службы), с целью доказательства практической адекватности полученных значений параметров безопасной работы.
Список литературы
1. Гринченко Б. Б., Топольский Н. Г., Тараканов Д. В. Информационные ресурсы поддержки управления безопасностью работ в непригодной для дыхания среде // Пожаро-взрывобезопасность. 2019. Т. 28. № 5. С. 5158.
2. Гринченко Б. Б., Тараканов Д. В. Программное обеспечение для информацион-
но-аналитической системы управления газо-дымозащитниками на пожарах в техногенных чрезвычайных ситуациях. Свидетельство о Государственной регистрации программы для ЭВМ RU № 2017663825. 12.12.2017.
3. Информационные ресурсы системы поддержки управления газодымозащитниками. Свидетельство Роспатента о государственной регистрации базы данных RU № 2019620566. 11.04.2019. / Гринченко Б. Б.
4. Степанов Е. В., Тараканов Д. В., То-польский Н. Г. Волновой алгоритм определения оптимального маршрута движения газо-дымозащитников в зданиях при пожарах и задымлениях // Пожаровзрывобезопасность. 2021. Т. 30. №. 3. С. 31-40.
5. Шипилов Р. М., Захаров Д. Ю., Ли-тов К. М. Определение расхода дыхательных ресурсов при работе газодымозащитника с использованием пневмогидравлического привода гидравлического аварийно-спасательного инструмента // Современные проблемы гражданской защиты. 2020. №. 2 (35). С. 122-130.
6. Gu S., Panindre P. An Analysis of Firefighter Breathing Air Replenishment Systems. 2021.
7. Tayeh G. B. et al. A Personal LPWAN Remote Monitoring System. 2021 International Wireless Communications and Mobile Computing (IWCMC). IEEE, 2021, pp. 80-85.
References
1. Grinchenko B. B., Topol'skiy N. G., Tarakanov D. V. Informatsionnyye resursy pod-derzhki upravleniya bezopasnost'yu rabot v neprigodnoy dlya dykhaniya srede [Resource resources to support safety management of work in an unbreathable environment]. Pozharovzryvobe-zopasnost', 2019, vol. 28, issue 5, pp. 51-58.
2. Grinchenko B. B. Programmnoye obespecheniye dlya informatsionno-analiticheskoy sistemy upravleniya gazodymozashchitnikami na pozharakh v tekhnogennykh chrezvychaynykh sit-uatsiyakh [Software for an information-analytical control system for gas and smoke defenders on fires in technogenic emergencies]. Svidetel'stvo o Gosudarstvennoy registratsii programmy dlya
EVM. RU № 2017663825, 12.12.2017, Grinchenko B. B., Tarakanov D. V.
3. Informatsionnyye resursy sistemy pod-derzhki upravleniya gazodymozashchitnikami [Information resources of the gas and smoke protection management support system]. Svidetel'stvo Rospatenta o gosudarstvennoy registratsii bazy dannykh RU № 2019620566, 11.04.2019, Grin-chenko B. B.
4. Stepanov Ye. V., Tarakanov D. V., Topol'skiy N. G. Volnovoy algoritm opredeleniya optimal'nogo marshruta dvizheniya gazo-dymozashchitnikov v zdaniyakh pri pozharakh i zadymleniyakh. [Wave algorithm for determining the optimal route of movement of gas and smoke defenders in buildings during fires and smoke]. Pozharovzryvobezopasnost', 2021, vol. 30, issue. 3, pp. 31-40.
5. Shipilov R. M., Zakharov D. Yu., Li-tov K. M. Opredeleniye raskhoda dykhatel'nykh resursov pri rabote gazodymozashchitnika s ispol'zovaniyem pnevmogidravlicheskogo privoda gidravlicheskogo avariyno-spasatel'nogo instrumenta [Determination of the consumption of respiratory resources during the operation of the gas and smoke protector using a pneumohydraulic drive of a hydraulic rescue tool]. Sovremennyye problemy grazhdanskoy zashchity, 2020, vol. 2(35), pp. 122-130.
6. Gu S., Panindre P. Analiz sistem popolneniya dykhaniya pozharnykh. 2021 g.
7. Tayeh G. B. et al. Personal'naya sistema udalennogo monitoringa LPWAN // Mezhdunarodnaya besprovodnaya svyaz' i mo-bil'nyye vychisleniya 2021 g. (IWCMC). IEEE, 2021, pp. 80-85.
Гринченко Борис Борисович
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
кандидат технических наук, преподаватель
E-mail: grinchenko.borya@mail.ru
Grinchenko Boris Borisovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of
State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination
of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo
candidate of Technical Sciences, lecturer
E-mail: grinchenko.borya@mail.ru
Захаров Дмитрий Юрьевич
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
преподаватель
E-mail: mr.dmitriyzakharov@mail.ru
Zakharov Dmitriy Yurievich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo lecturer
E-mail: mr.dmitriyzakharov@mail.ru Чистяков Илья Михайлович
Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Российская Федерация, г. Иваново
преподаватель
E-mail: carcassburner@mail.ru
Chistyakov Ilya Mikhailovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «Ivanovo Fire Rescue Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Ivanovo lecturer
E-mail: carcassburner@mail.ru Тараканов Денис Вячеславович
Академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Москва доктор технических наук, профессор E-mail: den-pgs@yandex.ru Tarakanov Denis Vyacheslavovich
Federal State Budget Educational Establishment of Higher Education «State Fire Academy of State Firefighting Service of Ministry of Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters», Russian Federation, Moscow doctor of Technical Sciences, professor E-mail: den-pgs@yandex.ru
