CC BY-NC
12Ретропрогноз пожаров и последствий от них, как метод оценки эффективности инноваций в области пожарной безопасности
Белозеров Валерий Владимирович
доктор технических наук
профессор, Донской государственный технический университет, Генеральный директор, ООО "НПТ
Центр ОКТАЭДР""
344091, Россия, Ростовская область, г. Ростов-на-Дону, ул. Каширская, 22
Belozerov Valerii Vladimirovich
Doctor of Technical Science
General Director at LLC "Scientific Technological Production Center OKTAEDR"; Professor at the department
of Automation of Production Processes, Don State Technical University
344091, Russia, Rostov-on-Don, ul. Kashirskaya, 22-41 И [email protected]
Олейников Сергей Николаевич
кандидат технических наук
заместитель начальника, Академия государственной противопожарной службы МЧС России
129366, Россия, г. Москва, ул. Бориса Галушкиина Oleynikov Sergey Nikolaevich PhD in Technical Science
Deputy Head at the Academy of the State Fire-Fighting Servce of the Mnistry of Emergency Situations of Russia
129366, Russia, Moscow, ul. Borisa Galushkiina, 4
И [email protected] Статья из рубрики "Современные методики прогнозирования"
Аннотация. Авторами, на основе результатов анализа существующей системы управления пожарной безопасность, вскрыты "отраслевые ошибки" в применяемых методах и средствах оценки пожарной опасности, профилактики пожаров и противопожарной обороны, которые не только не могут обеспечить установленный ГОСТ 12.1.004 уровень пожарной безопасности населения - 0,999999, но и "мешают внедрению" ряда инновационных решений (моделей оперативно-тактической и профилактической деятельности, азотных мотопомп и др.), способных кардинально сократить количество пожаров и социально-экономические потери от них. Предложен новый метод ретропрогнозирования эффективности инноваций в области пожарной безопасности, который позволяет сосредоточиться не на «прогнозировании будущего», а на вероятностно-физической адекватности устранения причин и последствий уже происшедших пожаров с помощью предлагаемых инновационных решений. Новизна и преимущество «моделирования в прошлое» заключается в высокой достоверности результатов, так как на многолетней статистике пожаров осуществляется "виртуальное внедрение инноваций", путем генерации новых распределений Эрланга гибели, травм и ущерба на том же массиве пожаров, но с учетом предлагаемых решений.
Ключевые слова: ретропрогнозирование, инновации, эффективность, достоверность,
пожарная безопасность, социально-экономические потери, статистический анализ, моделирование, вероятность гибели, пожарно-энергетический налог
DOI: 10.25136/2409-7543.2017.5.20698
Дата направления в редакцию: 26-01-2017
Дата рецензирования: 24-01-2017
Abstract. The authors use the results of analysis of the current fire safety management system to detect the drawbacks of the methods and means of estimating fire safety, fires prevention and fire defense, which are typical for the sector, and not only are unable to ensure the state standard of fire safety of the population (0,999999), but also hamper launching some innovative solutions (models of operative and tactical and preventive activities, nitrogen power pumps, etc.). Such innovations would radically reduce the number of fires and their social and economic consequences. The authors offer a new method of retroforecasting the effectiveness of innovations in the sphere of fire safety, which allows focusing not on the future forecasting, but on the probabilistically-physical adequacy of elimination of causes and consequences of the fires, which had already happened. The novelty and the advantage of modeling the past consists in high veracity of the results. Virtual innovations are launched on the basis of long-term statistics of fires applying new Erlang distributions of deaths, injuries and damage to the same scope of fires taking into account the solutions offered.
Keywords: statistical analysis, social and economic losses, fire safety, veracity, effectiveness, innovations, retroforecasting, modeling, probability of death, fire power tax
В соответствии с «Типовой методикой определения экономической эффективности капитальных вложений» простейший расчет экономической эффективности от реализации любого проекта, в т. ч. и инвестиционного, может быть осуществлён следующим образом Ш:
Эг = Д - Ен ■ К, (1)
где: Эг - годовая экономическая эффективность; Д - ежегодный прирост дохода сверх простого возврата средств в результате реализации проекта; Ен - норматив экономической эффективности капитальных вложений; К - капитальные вложения, необходимые для реализации проекта.
При этом коэффициент экономической эффективности инвестиций рассчитывается по формуле:
Е = Д / К, (2)
а период возврата инвестиций - как его обратная величина:
Т в = 1/Е = К / Д (3)
В зарубежной практике, как правило, экономической эффективности инвестиций, такой показатель, как норма чистой прибыли,
критерием для определения величины вложенных в основной капитал, является определяемая по формуле:
Нчп = ((П ч-И)*100)/И, (4)
где Нчп — норма чистой прибыли; Пч — величина полученной чистой прибыли от вложения инвестиций; И — величина инвестиций.
Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования (вторая редакция от 21.06.1999 года № ВК477), утвержденные Госстроем России, Министерством экономики РФ, Минфином РФ и Госкомпромом России, по мнению многих специалистов, перегружены математическими вычислениями, которые «заслоняют» экономическую сущность оценки эффективности проекта. Пользоваться такой методикой в практических расчетах весьма затруднительно из-за достаточно сложных математических вычислений, которые к тому же не дают достоверных результатов. Сами авторы отмечают, что при расчете внутренней нормы доходности (ВНД) по предложенной ими методике следует соблюдать известную осторожность, т.к., во-первых, этот показатель не всегда может быть рассчитан даже с применением новейшей вычислительной техники, во-вторых, уравнение по определению ВНД может иметь больше одного решения, и в-третьих, если все же удастся получить какой-нибудь результат по этому уравнению и он будет отличаться от результатов, полученных другими методами, то руководствоваться необходимо результатами, полученными другими методами расчета эффективности проектов инвестиций. При этом область применения указанной методики ограничена рамками оценки эффективности только для отдельных проектов и не может быть использована для оценки эффективности работы отрасли, объединения, компании или любого другого объединения предприятий
Особенности расчета экономической эффективности инноваций в области пожарной безопасности, а точнее пожарно-профилактических мероприятий (ППМ) заключаются в том, что под ППМ понимается комплекс организационно-технических мер (организационных мероприятий и технических средств), направленных или на исключение возможности возникновения пожара (снижения вероятности пожара по ГОСТ 12.1.004), или/и на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара (ОФП) и ограничение материального ущерба от него. В связи с этим расчет годового экономического эффекта ППМ проводится обычно по методике, разработанной
ВНИИПО ^
Э = [(П1-П2 -ЗТ) - ЕН*К]*А2, (5)
где П1- годовые потери от пожаров при существующей системе, руб.; П 2- годовые по1 тери от пожаров после внедрения ППМ, руб.; ЗТ - текущие затраты, руб.; К - единовре! менные (капитальные) затраты на внедрение ППМ, руб.; ЕН <1/t - нормативный коэффи! циент окупаемости затрат; t - время охвата ППМ, лет; А2 - объем внедрения ППМ, ед. (единицей может быть здание, мероприятие, объект, система и т.д.),
в которой потери от пожаров рассчитываются по формуле:
Пi = (Ппр + Пкос )*РП + ПГ*РГ+ ПТ *РТ, (6)
где Ппр - прямой материальный ущерб от пожаров в течение года, руб.; Пкос -косвенные потери от пожаров в течение года, руб.; ПГ- потери от гибели населения на пожарах в течение года, руб.; ПТ- потери от травм населения на пожарах в течение года, руб.; РП - вероятность возникновения пожара; РТ - вероятность травмирования населения на пожаре; РГ - вероятность гибели населения на пожаре.
Указанная инструкция, ссылаясь на параметры (но, не применяя их!) основных пожарных стандартов (ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.044), допускает использовать вместо вероятностей - частость событий из статистических данных о пожарах по всей России (числа пожаров и ущерба по типам объектов и местам возникновения, травматизму и гибели населения по возрасту и социальному положению и т.д.), которые, во-первых, малодоступны, а во-вторых, получаемые таким образом, «средне-российские вероятности», приводимые в Приложениях к Инструкции, не могут корректно использоваться в регионах, т.к. существенно отличаются от «региональных, городских и сельских частостей», где закон больших чисел «перестает работать». И вероятности пожаров и потерь от них начинают все больше зависеть от фактических условий окружающей среды, включая сезонные изменения, и структуру техносферы в конкретной административно-территориальной единице (АТЕ): в населенном пункте, в районе или в городе.
При этом методика оценки косвенных потерь от пожаров практически не реализуема, т.к. предлагает [3, с,23]: «В величину косвенных потерь .... включать:
- капитальные затраты на восстановление основных фондов;
- заработную плату за время простоя;
- оплату демонтажных работ и разборку строительных конструкций;
- потери части условно-постоянных накладных расходов;
- потери от недополучения прибыли из-за недовыпуска продукции;
- потеря из-за недоставки продукции;
- потеря предприятия с учетом сопряженности работы производств.»
Совершенно очевидно, что ни один объект, и ни одна экспертная или страховая организация, не смогут вычислить такой ущерб, т.к. даже при стабильном выпуске продукции невозможно определить по предлагаемой схеме объем косвенных потерь от не с о с то я в ше гос я по ж а р а !
Второй подход изложен в виде методического пособия в котором помимо тех же сложностей расчетов, в т.ч. прямого и косвенного ущерба от пожаров, практически невозможно рассчитать зоны равных давлений в помещениях при прогнозировании развития пожара и ущерба от него, а при реальном пожаре - невозможно их измерить.
Третий поход появился, в связи с выходом в 2008 году 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» и он «заслуживает» особой критики.
В соответствии со ст. 6 Федерального закона от 22 июля 2008 г. № 123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»: «...пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной, если ... пожарный риск не превышает допустимых значений..» (с той же ошибкой размерности, что и в ГОСТ 12.1.004!) от «.одной миллионной в год..» для индивида (ст.79),...до «...одной десятитысячной в год..» -допустимый пожарный риск для опасных производств (ст., ст.93,95).
Использованные термины имеют следующие определения
«Пожарный риск - мера возможности реализации пожарной опасности объекта защиты и ее последствий для людей и материальных ценностей»;
«Допустимый пожарный риск - пожарный риск, уровень которого допустим и обоснован исходя из социально-экономических условий»;
Даже самая грубая оценка социально-экономических потерь от пожаров по ГОСТ 12.1.004 (безопасность населения не ниже 0,999999) устанавливает для 140-ти миллионного населения России уровень гибели и травм на пожарах не более 140 человек ежегодно, в то время как на протяжении последних 20 лет этот уровень
более чем в 200 раз выше [6]!
Очевидно поэтому, при разработке «Технического регламента о требованиях пожарной безопасности», МЧС РФ «решило избавиться» от постоянного невыполнения требований ГОСТ 12.1.004, введя указанные выше «пожарные риски», научной теории которых пока не существует. А в приведенных выше трактовках, сводится на нет возможность их однозначной количественной оценки, для управления пожарной безопасностью.
Отечественный стандарт с вероятностной оценкой пожаров был введен в действие 40 лет назад, за которые проведены четыре его редакции, и естественно, за это время накопилось достаточное количество и новых методов, и замечаний к нему, т.е. наступила очередная стадия переосмысления проблемы. И, если мы хотим объективно оценивать пожарную опасность и снизить количество пожаров и социально-экономические потери от них, то МЧС РФ надо не «выдумывать» новые понятия и вводить их Федеральными Законами, «понижая планку опасности» от 100 до 10000 раз (!), как это произошло со 123-ФЗ, если в соответствии с теорией вероятности понятие риска понимать, как функцию риска, которая равна интенсивности события - Л при экспоненциальном распределении
Таким образом, первым шагом в создании метода оценки эффективности инноваций в области пожарной безопасности является исправление ошибок в ГОСТ 12.1.004, которые не позволяют корректно использовать ни сам стандарт, ни методики расчета,
изложенные в приложениях к нему [6]. 1. Методология корректировки ГОСТ 12.1.004
Во-первых, необходимо устранить «некорректность размерности», т.к. ГОСТ 12.1.004 фиксирует допустимый уровень вероятности пожара в оборудовании/объекте, как 10-6 в год, что с точки зрения теории вероятности является интенсивностью события Л, равной 1,14155*10-10 с общепринятой в теории надежности размерностью 1/час. В связи с этим, следует ввести понятие и способ определения «пожаробезопасного ресурса» оборудования/объекта, который должен быть не менее срока его эксплуатации. Тогда, оставляя безразмерной указанную вероятность пожара, но, добавив вместо слов «в год», фразу - «в конце срока эксплуатации», получим требуемый результат -вероятность пожара в конце срока эксплуатации оборудования/объекта не должна превышать 10-6. Это позволит определить Л и вычислить начальную вероятность пожара (интегрируя функцию плотности вероятности в интервале 1 час), а также её значение для контроля в любой год эксплуатации [8].
Во-вторых, необходимо устранить методологическую и логическую незавершенность оценки пожарной опасности любого изделия/объекта, т.к. ГОСТ 12.1.004 в своих параметрах и формулах практически не использует ни одного из 20 показателей пожаровзрывоопасности веществ и материалов, приведенных в ГОСТ 12.1.044. Это
следует реализовать с помощью баро-электро-термо-акустического (БЭТА) анализатора, позволяющего определить основные и дополнительные показатели горючести веществ и материалов по критериям Семенова, Зельдовича и Франк-Каменецкого, а с помощью моделей, описывающих тепловыделение пожароопасного отказа, корректно связать горючесть с вероятностью пожара в интервале его «пожаробезопасного ресурса» с учетом огнестойкости ограждающих объект конструкций [9].
В-третьих, необходимо исключить метод внесения неисправностей при испытаниях на пожарную опасность радиоэлектронного и электротехнического оборудования и бытовых приборов, т. к. при этом нарушаются условия применимости функций распределения вероятностей, которые требуют независимости событий, и в этом случае требуется разработка сложного раздела теории надежности - теории зависимых отказов, т.к. искусственное «выключение» какого-либо элемента изделия путем его «замыкания или обрыва» вызывает аварийный режим не в нём, а в схемотехнически связанном другом элементе, поэтому дальнейший расчет вероятности пожара является некорректным, в связи с чем, указанный метод следует заменить вероятностно-физическим методом, базирующимся на модели дополнительного тепловыделения электрорадиоэлемента (ЭРЭ) при пожароопасном отказе, полученной в виде логнормальных функций распределения I10!:
РЭЮ) = 1 - ^ [1 - GЭ(z)], (7)
где FЭ(Q) - вероятность дополнительного тепловыделения, vЭ - доля пожароопасных отказов (короткое замыкание, пробой, обрыв), GЭ(z) - условная функция распределения (при возникновении пожароопасного отказа ЭРЭ) случайной величины z =1д Q, Q = к и1^ - Джоулево тепло пожароопасного отказа ЭРЭ.
Дополнительное тепловыделение пожароопасного отказа, нагревая материал отказавшего элемента, воспламеняет его при переходе процессов деструкции и пиролиза в самоускоряющуюся фазу по критерию Семёнова, или «зажигает соседа» по критерию Зельдовича при собственной температуре воспламенения выше «соседней» и критической плотности теплового потока. Тогда решая систему (8) неравенств Семёнова, Зельдовича и Франк-Каменецкого в точке воспламенения (Твс), т.е. при 5е = 0,3б8, Fк=2,00, Ze=Q/S и £=S/V, определяются: Еа - энергия активации воспламенения образца (9), К - предэкспонент (10) и Н - тепловой эффект реакции в газовой фазе (11), после чего вычисляются энергии и теплоты - Е Di и Н Di стадий деструкции по формулам (9,11), при температурах (Гр,Гпл,Гтл) этих стадий:
(8)
Т?'7* 7* ^
11 ^по 1о __
Т0-Тпо 0,368- -В1
{
К =
тЩаТ^То )
ехр
2 Гп
\
(10)
Ъ,136А!!^Р?Т2пТ21Ют2а
(11)
где Ze - критерий Зельдовича; IВ - коэф. теплопроводности газовой фазы; Я - газовая постоянная; Тп - температура печи; Еа - энергия активации деструкции образца; Н -тепловой эффект реакции в газовой фазе; К - предэкспонент; Se - критерий Семенова; Q - теплота, подведенная к образцу; ^ =5/У - фактор формы (отношение площади поверхности к объёму образца); а - коэф. теплоотдачи образца; Тпо-температура поверхности образца; Fк-критерий Франк-Каменецкого; {-линейный размер образца; Ло-коэф.теплопроводности образца; То-температура образца; Bi - число Био.
Математическая модель дополнительного тепловыделения (7) позволяет определить интенсивности пожароопасных отказов элементов (ЛПО =ЛНД^Э) и интенсивности их воспламенений (ЛВ=ЛПО^Э), зафиксировав критические теплоты каждого элемента - Q э, после чего интегрированием вычисляются вероятности их воспламенений ^в).
Расчеты по системе неравенств (8) и модели дополнительного тепловыделения (7) проводятся для каждого элемента пожарной нагрузки объекта и его «соседей», для чего необходима их топология, т.е. геоинформационная среда, а для вероятностной оценки «превращения воспламенения в пожар», применена функция «маятник события» (12), формирующая из топологии элементов пожарной нагрузки на объекте (в частности из матрицы вероятностей воспламенений) «матрицу распространения огня» ^р), позволяющую в дальнейшем вычислить вероятность пожара (Fп = Fв•Fр):
1, если загорание произошло (12) Вторым шагом в создании метода оценки
эффективности инноваций в области пожарной
безопасности, т.е. оценка совокупности полученных показателей пожарной опасности (вероятности пожаров) и противопожарной защиты/обороны, которая должна осуществляться путем нахождения решений уравнений оперативно-тактической деятельности (ОТД) для конкретного гарнизона государственной противопожарной службы (ГПС).
2. Вывод и решение уравнения оперативно-тактической деятельности
«Старое» уравнение ОТД не позволяло находить необходимые решения-^11!, поэтому было выведено новое уравнение ОТД, что стало возможным после того, как на основании теоремы Хинчина (на 12-ти летнем массиве 154735 пожаров Юга России) были найдены средние значения всех «новых» времён решения оперативно-тактических задач (ОТЗ) - К, через значения «старых» времён (Тлок, Тлик, Тпр, Тс ), радиусов выезда на пожар - Я/., уничтоженных и поврежденных площадей (Бу, Бп), фиксируемых в карточках учета пожаров I!2!.
безопасности является объективация указанной
Используя статистический анализ временных рядов ^^ с помощью АСОД «ПОЖАРЫ» были сформированы соответствующие запросы с условиями коррелированных выборок (пожары, ущерб, гибель и т.д.) по временам и радиусам выполнения ОТЗ, представленным (для компактности) в геометрической прогрессии, при этом данные о пожарах с «нулевыми» временами и с временами прибытия более 1533 минут (рис.1), а также радиусам выезда более 1022 км. (рис.2), были «собраны и вынесены на бесконечность» и учитывались при расчетах, как пожары, на которые силы и средства ГПС не привлекались [10,12].
Обработка полученных гистограмм на ЭВМ по методу выравнивания средних показала, что все огибающие, имеющие экстремумы, с достаточной точностью описываются
трансцендентными функциями вида у = а ^ Ь -ехр(-с ^), (13)
где t - время, Ь/с - максимум (мода) функции, (Ь+VЬ)/c - «правая» точка перегиба, (Ь-V Ь)/с - «левая» точка перегиба, а - параметр функции.
Рис. 1. Гистограммы рядов временного статистического анализа пожаров
Рис. 2. Гистограммы рядов временного статистического анализа радиусов выезда
Указанные функции (13) при интегрировании дают гамма-распределения пожаров, ущерба, гибели, площадей и т.д. по временам выполнения ОТЗ, которые можно аппроксимировать распределениями Эрланга:
(14)
(15)
Выборочный анализ пожаров сосредоточенных за особыми точками (ОТ) функций плотности вероятностей (14), показал II2!:
- от «0» до «левой ОТ» расположены данные о пожарах локализованных и ликвидированных объектовым персоналом/населением, до прибытия или без привлечения сил ГПС и, как правило, на объектах, имеющих пожарную сигнализацию и автоматические установки пожаротушения (АПС и АУП), где времена «свободного развития пожара», прибытия и ввода ОТС значительно меньше, чем время следования боевого расчета к объекту пожара, т.е. находящиеся за пределами техническихвозможностей ГПС;
- от «правой ОТ» до «бесконечности» расположены данные о позднообнаруженных и удаленных пожарах, а также о таких, на которые ПЧ не вызывались (полностью сгорели или все же потушены населением без вызова ПЧ по причине отсутствия связи и т.п.), т.е. находящиеся за пределами фактических оперативно-тактическихвозможностей ГПС.
Следовательно можно ввести понятие "интервалов оперативной (-тактической) деятельности" гарнизона пожарной охраны (ИОД ГПО), как временных интервалов в окрестностях максимума функций плотности вероятностей количества пожаров (14),
ограниченных точками перегиба, то есть значениями времен tLi и tRi, при которых б2у'1 2 = 0.
Системный синтез позволил получить новое уравнение ОТД
-+Е-
3
5 г- г ■ I =У— + 2——
от ¿-I р Р (1- Р ') Р ■ Р ■^—'(1— Р)
!_1 ! > * '-1 ' и (16) где tотд- время решения ОТЗ при
пожаре; ti/Pi- времена и вероятности обнаружения исообщения о пожаре, решения
диспетчером задачи привлечения подразделений и сбора боевого расчета по тревоге;
tm■Pm/Рм(1-Рn) - времена следования/возвращения к месту пожара, вероятности
высылки ближайшего подразделения по кратчайшему маршруту и «невероятности» ДТП с
пожарным автомобилем; tj/PjPk - времена и вероятности разведки,
боевогоразвертывания, локализации и тушения пожара; tl/(1-Рl)- времена и вероятности
«свертывания» и восстановления ресурсов.
Новое уравнение ОТД при управлении силами и средствами ГПС (16), отличается от существующего тем, что времена в нём определяются из уравнений (14), а вероятности, как обратные величины коэффициентов качества выполнения каждой ОТЗ - по уравнениям (15).
Таким образом, получение коррелированных по времени данных (пожаров, гибели, травм, радиусов выезда, уничтоженных и поврежденных площадей), позволили создать методику оценки эффективности решения ОТЗ, путем вычисления и «генерации в прошлое» соответствующих распределений Эрланга «с инновациями» и интегрирования полученных функций плотности вероятности соответствующих параметров (пожаров, ущерба, гибели и т.д.) по времени свободного развития пожара в «интервалах оперативно-тактической деятельности» (ИОД), которые определяются между точками перегиба кривых плотности вероятности.
3. Методика расчета сокращения потерь от пожаров при внедрении инноваций в оперативно-тактической деятельности
Ретропрогноз и оценка изменения социально-экономических потерь (Пi) в уравнении (6) осуществляется через разность интегралов соответствующих функций плотности вероятности (ущерба, гибели и т.д.) в ИОДе (16), при изменении числа и последствий пожаров по времени их свободного развития «в прошлом», вызванных внедрением инноваций, что характеризуется изменением соответствующих времён (рис.3):
^об+tср+tсс) - математическое ожидание времени сообщения о пожаре, tрд -математическое ожидание времени решения диспетчером задачи привлечения сил и средств на пожар, tсл - математическое ожидание времени следования боевого расчета на пожар, tр - математическое ожидание времени разведки объекта пожара, tбр -математическое ожидание времени боевого развертывания, tл - математическое ожидание времени локализации пожара, tсв - математическое ожидание времени «свертывания»,tвр - математическое ожидание времени восстановления ресурсов после
пожара,^воз - математическое ожидание времени возвращения с пожара и постановки в боевой расчет.
Рис. 3. Псевдографическая структура ОТЗ
При этом, вместо методики оценки косвенных потерь от пожаров по Инструкции ВНИИПО использован коэффициент их связи с прямым материальным ущербом равный 5,72, полученный в результате исследований
В приложении приведены результаты коррелированной выборки данных о пожарах и результаты генерации «суммарных новых времён» по функциям распределения Эрланга соответствующего порядка - Ь:
идентификация ид = ТС+ tрд):
Ь= 2, с = tид /2, Р = 1 - (1 + 2t Дид)-ехр(^ /tид)
пдибытие.^пр = tсб +tсл + tр):
Ь= 3, с = ^р /3, Р = 1 - [1 + 3t Дпр +9t2/2tпр2)•exр(-3t Дпр) тушение ^туш=ТЛИК+^): Ь = 2, с = tтуш /2, Р= 1 - (1 + 2t /tтуш)■exр(-2t /tтуш) свободное развитие^свр = tид
+ tпр +tбр): Ь= 6, с = tсвр/6, Р=1-(1 + 6t/tсвр + 18t2/tсвр2 + 36t3/tсвр3 + 54t4/tсвр4+194t5/3tсвр5)•exр(-6t/tсвр) Таким образом, используя формулу связи косвенных потерь с прямым материальным ущербом через коэффициент 5,72, а также усреднённые данные «стоимости» потерь от гибели и травматизма людей на пожарах из таблицы Приложения 16 Инструкции ВНИИПО [3, с.76], получим вместо формулы потерь (6), следующее уравнение ПШ:
(17) где УМ - прямой материальный ущерб от пожаров в течение года, руб.; Г - число погибших от пожаров в течение года, чел.; <$ - курс доллара США; БГ = (23789 + 19510 + 28500)/3/0,95 - средняя стоимость гибели человека на пожаре, долл США; Т - число травмированных от пожаров в течение года, чел.; БТ = (9095 + 5995 + 321)/3/0,95 - средняя стоимость травмирования человека на пожаре, долл США.
Полученные интегральные изменения социально-экономических параметров (ущерба, гибели, травм, уничтоженных и поврежденных площадей ) в ИОДах могут служить характеристиками экономической эффективности инноваций, которые вызывают эти изменения. При этом каждый параметр может быть проанализирован на предмет связи оперативно-тактической деятельности ГПО с его стратегической задачей -профилактикой пожаров (по корреляции причин и времени развития, числа пожаров и нарушений ППБ, мест и источников возникновения пожаров и ущерба, гибели населения и времени воздействия ОФП и т.п.).
4. Методика расчета сокращения числа пожаров и потерь от них при внедрении инноваций в области пожарной профилактики
В отличие от инноваций в области оперативно-тактической деятельности, описываемых уравнениями ОТД (13-16), которые не влияют на количество пожаров, уравнение пожарной профилактики (ПП) описывает сокращение количества пожаров и потерь от них, при интенсификации деятельности по предупреждению пожаров, противопожарной пропаганде и обучения населения применению средств индивидуальной защиты органов
дыхания (СИЗОД), а также навыкам поведения на пожаре [10,14~16]: Р = Р н + Рп-ехр(-АО, (18)
где Р - вероятность пожаров, Рн - вероятность пожаров по не профилактируемым причинам, Рп - вероятность пожаров по профилактируемым причинам, t - время ретропрогноза (час.), Л - интенсивность пожарной профилактики.
В результате обработки зарубежных данных, включая результаты эксперимента в штате Нью-Джерси [17,18], и результатов отечественных исследований [12,13-16], было доказано (рис.4), что предотвращение пожаров зависит от качества и интенсивности пожарной профилактики А, которая при внедрении предлагаемых инноваций составляет 5,7-10-5 час-1 (~0,5 год-1).
1900 1932 1Ш I9SS 1389 19« 1992 19Ы 199Й 193В Ш] ЯМ2 ДЛИ 3006 30CS ЗОЮ
Рис.4 -График релаксации профилактируемых и не профилактируемых пожаров
Существенным при этом является тот факт, что при коррелированной выборке данных о пожарах J10 в структуре АТЕ (рис.5) создается «фазовое пространство совместных решений» (таб. 1) уравнений ОТД (16), социально-экономических потерь (17) и уравнений ПП (18), что позволяет найти условия самоорганизации процессов
обеспечения пожарной безопасности в АТЕ J10!.
Рис. 5 - Функциональная структура подсистем МСО ПБ АТЕ
Таблица I- Статистика причин, источников и последствий пожаров ва Юге Р&ссии
Причины гибели и яч*
Тржм
ПР-STsl ГС?€НИЯ L7M L33L 7113 зтаодо 20593 6ШЗ 73 251 ¿54 205 +0 LiB 3323
Бьс. хитра 75+ 3277 aura 373üi L5i'l5 29519 äl Ш 297 I3549i7 IS 03 +352
Недост. кислор. из 646 403 53 42 J 343 L 7534 13 TT 33 «5.L 933 705
Сбр)И1 вонсзгр. 3 47 35 244+J HJ7 L5U » 12 s L 531,4 20 1405
Cbcop.6ojE3. 54 319 134 L3M j] 317 2L14 1 23 26 333.L 0 135
Офыт.ф-WiibQriei 17 533 23 423 J 1Я9 ¿57 3 65 3 2.7 0 4
llMttjGOJpbl 269 929 a 20915 410 2dl0 37 261 4 Й9.3 30 £L4
Пзда-ие свыс 145 72 LL 242.7 346 40 31 2 1317 5ld 323
Этне* 2 43 22 23J 32 63 3 34 4 uo 0 L
Пр>ие 454 4303 Sd-7 L0MU 3£2£ 14452 1« 1399 37 3Ü9.5 L094 159 L
до гДОы ия тс &5 373 +3293.4 42355 37916 7W M та 3091,4 3495J 3749
без тс 4Й2+ «00 5715 4+B B.5 35L012 4 20Й35 L5915 3*72 if L 1 LS J] 1,3 7070t Ld5«9
ВСЕГО LS на L434£ 12 423 L4334745 702(¡34 Li 4723 5 2743J 39Й-7 L13L 305425.7 391403
ПСКЛЁ ГфХАЗЫТНЯ ГПС s«soj 437 L 2732 9492JL4 306320 253^35 W3TJ 359 373 137032.4 ¿205^5 221 ¿35
грибьггин и без ПС ätfK zm ттдь aa.-Bc ¿J*4 37.214 ffl.444 ■^314 aa.3u .5+.Л4 43.4S4
%ЮСЛЕ Г^ИбьГИЯГПС 9L.3li ЙУ14 21+W, 4+.Я4 57Д4 39 2L714 23.4« ¿U2U 45 JU 5ДЛ4
Вы пол ненке □ператиано Всего пожара ГПС »и HD^J aw 16. w« 247Ä
такттескж задач (um, кн ) XIX ЯЦ 21 jZf. 2J
юта Ц1ГШ ПСЫЬ, ^идя ,н-ытс£ лита titm i nAib yuppB limmir. nxpajL
свободн» гарекмэ 154*Я5 L4346 13423 L 4334745 ■7 из ¿at 253% 3»T L13L 3QS425.£ 136447 391403
0-3 L32+ 1L3 55 37755 3242 9433 3'13 25 3 2357.4 L53L 1Л7
3-9 23132 LL22 1172 33453 135753 4174 L31 Ж 3532 +3 7458 43L52
9-21 57790 3ST4 3562 439031.0 1ЯЙШ 5£Г«13 39 dt 2® 193 32144 L2SS34
21 -45 НУ1-3 LM:3 21M этшэд 230 L37 437 L33 LiB 117 3322 ^3 47001 L iE 3)9
45-9Q 313» № 735 LL 43 43,2 114*0 21LÄ3 LLtL 51 4£ 33L02.2 254' 14 53454
93-1S9 LÄ: 143 L33 L3.4 44775 473i4 2 S3 13 13 3 Li 2.4 5994 L3137
1S9-3E1 316. 39 42 2975 3442 зтза S6- 5 2 J25.2 L197 34(17
3S1-765 Si 3 7 1423 p 4T4 2'К5 IS 1 1! 32+4 36 1134
765-1533 43 2 L2 asa Lira № Qi а 2SH.L 102 SO4
»1533 33352 93L9 +5*9 13333^7 33L57 195753 6S« 3352 4i5 3339 47 L5319
се s тс KZJTK zu, ЦТ* ajn Я.ЗЛ. яда ЧНП ■n, B% S.+»
Ts (MLH) = 18,2 *7rS 2frfl 2 ЗЦГ 249 i7r0 19,3 22,2 2f,Q 3q.s 2Д6
tm = 12,1 ff/ ttr0 Щ4 2 Ц4 ГЦ в ffrÄ 12,9 UrS 14гв 2Ц.З
t B.TC-D+ T,4UK icew i.«-» 1ГЕ-С1 a^w з^-ы 1ДВ*
exp D, HOI □ 1140 ПВИЬ ШЖ opas [унп «,1-tn DIEB П1ЯИ nms DJW пяго
S = 5^3 S.1 6,4 9,0 42 47 м 49 M
tr= 31J0 2^9 37,3 32,4 42,5 Зв.1 ut 3W 37.3 m «.4
пр-ра а np-uem&a*ma 113612 12196 11ЭВБ 10Р4Ш4Д 4SS11 119ffi12 274S 2SB ЗЗЖ12.С 157313 «юге
3j.npuOopu в m v " 31712 1SD6 1735 S2ffi1,1 154647 413Z37 195« 2-fci 13» 2CW 1E973
e iW-Ч XOHJÖU тише 692 34 15 S&Sß BS 6495 94S. 24 14ШБ.6 stm ««41
effl.i тнаищонер 192 4 3 \7SJß 131 1119 1H 3 С sei« 7« 1771
етл meres¿етр 2138 149 136 leaqo 3t97 1Q57 9i 1 1 3 634
втл изгнйтофон 435 29 17 317^3 A30 3174 22E 12 Ш1.7 4M H97
eiW-Ч этеит?ранагр. SOTS 755 IffiO 3127^2 133S7 4ЭЭ1 CS 6 С 6+1.3 С 227
етл npaeoßau эпутмл. 21739 SI 422 S'HZCCy 124S46 325Г23 162J J» 179 13571.2 US 1С«
в т.ч. sdaswe nputüpa 3D96 131® as 21®1,7 ®37 2S675 6456 Э2 37 l1EiS.i «7Я 135174
етл пени и пр.уст. Ж7 S9 426 4545^6 3314 33371 ffi « «3 3257 2623
вт.ч. при&рысГЖ TB1S 2772 423 136S9^ 14201 3S10 17« 3S6 ieee.7 JE391 733C2
Остагънж 42123 2®0 1042 ЖЗЭ97 21S75 471773 Ш 172Л 2£й S0E7 +16157
Мсточнны пожаров и ЯНОв» умнтск. JHPITÖ*-
потерь rn" Д
Прншны гибели и травм — — 1ЙЪ -Ш^Г. — - — — —
"1МЕТ=1 гоэе-мя 19 155 оз 6312 233 =05 5 49 49 1S33 1921 2019
Быс. 13 572 КЗ 27Э.9 939 2С95 13 173 9S 5ЖВ 3tF 1513
Недаст, ежлоо. i 36 3 111.6 0 1 2 13 0 5134 55 2*1
Эээуи. «HCTD. 0 3 5 0 9X1 2 : 2 100 : :
Об остр, багез. 0 33 15 *3 0 37 3 11 7 424 : 55
Скрыт ф-иы ошт 1 57 2 0 31 1 5 1 0ß i ]
Психфэпвры 4 133 0 43,5 0 ^3 1 Ж 1 ] 57
Пэда-ве сз=1с 1 9 0 Hi 0 310 1 3 Е*,1 ] 2.
Эптог 0 L 0 0,0 0 0 1 11 1 11i ] 1
Ифонда 53 90 4-3 2311,5 925 гз 13 21 Ю i sap X 536
до прибытия ITC 3 17 12Л,1 241 1Ж2 3 9 s 151 1790
ferne 303 1315 23 ИГО.1 ЗЛ19 77015 77 4SI 90 7ОИ0 тгт
ВСЕГО 231* 4а 191671,9 7-5353 Z491* 15* 555 190 3174t2jl 91*T5 13731
гксге "ВЛ.:1"Ий ГНС Ф52 2J3 13)5Л,3 37931 1253J3 3* 193 10F 3I52SS 41 Кб 11307
■■•¡до 1р(&гштибез. ПС im ЭШС JOM JiJh ш 4АЛ4 3LÄ m
■^пГЮСЛЕ Гриб ЬПИЯ ГП С SUK JXt Ji344 «.[■и svu " — щ. ijjü ■^JK 4*ati dOL3K
Выполнение аператнвн о ГПС IX TJ t» № WLKIIV 7 я" Т Ь 6,6611 15л% 1.48% TT г "г IT if ■ -r-f-m iv Bii^iimnc UHipjzE inrHfT'Bait 5.75% AAVi, i,m
такттмких задач (шм„ км.) ш% 12.29* 22,1% 13.0%
1Щ41 >_ . iJOi ]1НШ ГЩЮ1 IP4I i>[m luaiG ЛИЧШ Т1ЯИ
свсКЯ)дн-ое горение 13103 231* 43 191671,9 7-5353 Z491* 3B3 555 190 3174t2jl 91*T5 13731
а-з 176 18 5 <т.о 41 1437 101 14 1 2Л0.3 1055 1277
з-э 2153 53 33 51045,5 же 13130 134 42 г 739300 3186 2S31
9-21 «59 151 92 551,0 20117 50913 2ВЭ 10S 30 97Ш2^ 13713 43a7
21 -45 1932 32 23 2ЯП,6 IK1 49Ш1 1Ж1 s г 76917/ ■B131 4853
¿5-33 553 15 3 тая 1(B27 34B3 4*2 в 7 14783* ЗД49 ЗЖ0
93-169 133 3 * 12Ш,9 9ГО* 3430 99 3 0 4СГ4? 3790 3347
1B5-.5S1 26 L 1 312,4 142 2^7 22 ] 0 493/ 75 31
ЗВ1-7165 3 0 0 203,9 33 5)3 3 : 0 45,1 : 5
765И533 3 0 2 v 9 3 2 : 0 1V : 19
»1533 Ж25 ВТО Ш S711,0 15595 шя 31Г1 4S3 ш 47161 jl 155B 37396
бвзгпс аеззч MJS ч [ЦП IV« 21 № Щ|Н MfH ■Щ да 14.9П ITJH ISKfi
ES f F.f LÜH .) = 1Т.З п.о 25.3 Зй9 31.1 1S.4 ИТ HL1 1ТЛ 32.4 249
ГШ = 11.5 110 15.S 11.0 110 20.7 113 as га 7 ite 2i.e 1S6
i т.твда «щи ГтТ-М НЕФ шл БДС4И ива тлт 1Z№
вхр пня UVB □ 4TI UEB мет □ EU 1Щ1 UM alz« ans схчт exen
ts= 5.1 5,3 7.4 4i6 IM 9,1 ä.* V 4.7 5,1 9i 1,1
tr = 29.6 Луб 441 26,1 61.3 53,0 il^ 25.1 27jl 2ÜJ6 554 445
Гр-рм у ^унивтни байта 27453 2965 1422 335611 3 157Ü3 441025 5965 1016 244) 63066,7 42202 66639
SuipuOopüL б т. ч_' 19340 2433 1206 2066762 103973 269566 5W5 956 230 59693,7 3S753 65104
в т.ч.здловитали* 9465 651 25* 144)026.6 56223 1645*1 1090 152 27 25953,6 3995 4546
в т.ч. тийнцкжер 1« 1 <i 2962,® 745 1775 17 2 0 4664 50 115
в т.ч. т елеен эеуз 91 1 1 6972 1 6i* 12 0 0 207,6 20 36
в т.ч. магните феи 226 12 5 14Р1.7 434 1*97 15 1 0 165,7 992 17
вт.чэлвнпрдазгр. 63 6 0 «11Л 0 227 6 0 0 202 0 576
в т.ч. про&уЗз и эяустмзА. 1623 305 179 1Щ71.2 5565 16265 77 35 6 462 ¡6 16 362
в т.ч. га-ввайярилры («I 202 17 115562.5 47755 1Н17* 605 25 2 226922 24Д J17J
в т.ч. лещ ипр.усм. 473 66 «13 2532.5 3257 2623 56 11 74 967,9 120 1064
в т.ч. приОДш с ПК 5227 1744 SS 56205.7 36391 73502 216* 1010 96 33962,6 7644) 7i1S
Остатные 6396 1724 2» 103036 i 36067 116157 6ЭТ9 1356 202 1i177t2 36297 11S610
НЬТО-НИЕИ тажамв и у— ■гЙЛ- pipifl ЩГШОС. "ШЫД. ■ вин mj ridn. pinifl ШЛИ. i i|
В следующих публикациях будут представлены, результаты моделирования 1-й, 2-й и 3-й очереди «виртуального внедрения инноваций» в макросистеме обеспечения пожарной безопасности Юга России (МСО ПБ), которые показывают реальность достижения требуемого ГОСТ 12.1.004 уровня безопасности населения при пожарах (0,999999), при котором из 140 млн. россиян ежегодно в пожарах могут получить травмы и погибнуть не более 140 человек, в то время как в настоящее время погибают каждый год в 100 раз
(!) больше, и в 100 раз (!) больше получают травмы различной степени тяжести [10-13]. Библиография
1. Типовая методика определения экономической эффективности капитальных вложений. Утверждена Постановлением Госплана СССР, Госстроя СССР и Президиума АН СССР от 8 сентября 1969 г. № 40/100/33 Госстроя СССР.
2. Лебедкин Н.А. Новые методы расчета эффективности инвестиций в угольной промышленности // Уголь. 2007. № 1(969). С. 37-39.
3. Инструкция по определению экономической эффективности новой пожарной техники, пожарно-профилактических мероприятий, изобретений и рационализаторских предложений в области пожарной защиты. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1980. 109 с.
4. Методика и примеры технико-экономического обоснования противопожарных
мероприятий к СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений" // МДС 21-3. 2001, УДК [69 + 699.81] (083.74)/, ЦНИИ промзданий, 2001. 44 с.
5. Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»// Росс. газ. 2008. № 163.
6. ГОСТ 12.1.004 Пожарная безопасность. Общие требования. М.: Изд. стандартов, 1992.
7. Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. М., 1980. 95 с.
8. Белозеров В.В., Прус Ю.В., Топольский Н.Г. Информационно-компьютерные технологии в реализации технического регламента о требованиях пожарной безопасности // Технологии техносферной безопасности. 2010. № 2(30). 13 с.
9. Белозеров В.В. Автоматизированная система испытаний материалов электротехнической и радиоэлектронной промышленности с контролем их пожарной опасности: дис..... канд. тех. наук. Ростов-н/Д: ЮФУ, 2008. 153 с.
10. Белозеров В.В. Методы, модели и средства автоматизации управления техносферной безопасностью: дис..... д-ра тех. наук. Ростов-н/Д: ЮФУ, 2012. 422 с.
11. Кимстач И.Ф., Девлишев П.П., Евтюшкин Н.М. Пожарная тактика. М.: Стройиздат, 1984. 590 с.
12. Белозеров В.В. О применении закона больших чисел при статистическом анализе пожаров // Технологии техносферной безопасности. 2010. № 2(30). 8 с.
13. Микеев А.К. Социально-экономические и технические проблемы совершенствования системы обеспечения пожарной безопасности в стране: дис... д-ра эк. наук. М: ВНИИПО МВД РФ, 1991. 386 с.
14. Белозеров В.В., Скородинский О.В. О модели инспектора ГПН // «Строительство-2006»: Материалы межд. науч.-практ. конф. Ростов-н/Д: РГСУ, 2006. С. 384-386.
15. Олейников С.Н. О финансировании добровольных пожарных формирований // Ежегодная международная научно-техническая конференция Системы безопасности (СБ - 2012): мат-лы 21-й международной научно-технической конференции. М.: Академия ГПС МЧС России, 2012. С. 292-294.
16. Белозеров В.В. Повышение эффективности противопожарной пропаганды // Ежегодная международная научно-техническая конференция Системы безопасности («СБ-2000»): Материалы 9-й Межд. конф. М.: АГПС МВД РФ, 2000. С. 138-140.
17. Э.Р.Дж. Эккерт Проблема пожаров в США - в книге "Теплопередача при пожаре" / Под ред. П. Блэнкшира, пер. с англ. В.Т. Потемкина. М.: Стройиздат, 1981. С. 7-18.
18. Ворошилова Т.А., Потемкин В.Т., Расчетин Г.А. Основы противопожарной пропаганды. М.: Стройиздат, 1984. 183 с.
References (transliterated)
1. Tipovaya metodika opredeleniya ekonomicheskoi effektivnosti kapital'nykh vlozhenii. Utverzhdena Postanovleniem Gosplana SSSR, Gosstroya SSSR i Prezidiuma AN SSSR ot 8 sentyabrya 1969 g. № 40/100/33 Gosstroya SSSR.
2. Lebedkin N.A. Novye metody rascheta effektivnosti investitsii v ugol'noi promyshlennosti // Ugol'. 2007. № 1(969). S. 37-39.
3. Instruktsiya po opredeleniyu ekonomicheskoi effektivnosti novoi pozharnoi tekhniki, pozharno-profilakticheskikh meropriyatii, izobretenii i ratsionalizatorskikh predlozhenii v oblasti pozharnoi zashchity. M.: VNIIPO MVD SSSR, 1980. 109 s.
4. Metodika i primery tekhniko-ekonomicheskogo obosnovaniya protivopozharnykh meropriyatii k SNiP 21-01-97 "Pozharnaya bezopasnost' zdanii i sooruzhenii" // MDS 21-
3. 2001, UDK [69 + 699.81] (083.74)/, TsNII promzdanii, 2001. 44 s.
5. Federal'nyi zakon «Tekhnicheskii reglament o trebovaniyakh pozharnoi bezopasnosti» // Ross. gaz. 2008. № 163.
6. GOST 12.1.004 Pozharnaya bezopasnost'. Obshchie trebovaniya. M.: Izd. standartov, 1992.
7. Khastings N., Pikok Dzh. Spravochnik po statisticheskim raspredeleniyam. M., 1980. 95 s.
8. Belozerov V.V., Prus Yu.V., Topol'skii N.G. Informatsionno-komp'yuternye tekhnologii v realizatsii tekhnicheskogo reglamenta o trebovaniyakh pozharnoi bezopasnosti // Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti. 2010. № 2(30). 13 s.
9. Belozerov V.V. Avtomatizirovannaya sistema ispytanii materialov elektrotekhnicheskoi
i radioelektronnoi promyshlennosti s kontrolem ikh pozharnoi opasnosti: dis..... kand.
tekh. nauk. Rostov-n/D: YuFU, 2008. 153 s.
10. Belozerov V.V. Metody, modeli i sredstva avtomatizatsii upravleniya tekhnosfernoi bezopasnost'yu: dis..... d-ra tekh. nauk. Rostov-n/D: YuFU, 2012. 422 s.
11. Kimstach I.F., Devlishev P.P., Evtyushkin N.M. Pozharnaya taktika. M.: Stroiizdat, 1984. 590 s.
12. Belozerov V.V. O primenenii zakona bol'shikh chisel pri statisticheskom analize pozharov // Tekhnologii tekhnosfernoi bezopasnosti. 2010. № 2(30). 8 s.
13. Mikeev A.K. Sotsial'no-ekonomicheskie i tekhnicheskie problemy sovershenstvovaniya sistemy obespecheniya pozharnoi bezopasnosti v strane: dis... d-ra ek. nauk. M: VNIIPO MVD RF, 1991. 386 s.
14. Belozerov V.V., Skorodinskii O.V. O modeli inspektora GPN // «Stroitel'stvo-2006»: Materialy mezhd. nauch.-prakt. konf. Rostov-n/D: RGSU, 2006. S. 384-386.
15. Oleinikov S.N. O finansirovanii dobrovol'nykh pozharnykh formirovanii // Ezhegodnaya mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya Sistemy bezopasnosti (SB -2012): mat-ly 21-i mezhdunarodnoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii. M.: Akademiya GPS MChS Rossii, 2012. S. 292-294.
16. Belozerov V.V. Povyshenie effektivnosti protivopozharnoi propagandy // Ezhegodnaya mezhdunarodnaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya Sistemy bezopasnosti («SB-2000»): Materialy 9-i Mezhd. konf. M.: AGPS MVD RF, 2000. S. 138-140.
17. E.R.Dzh. Ekkert Problema pozharov v SShA - v knige "Teploperedacha pri pozhare" / Pod red. P. Blenkshira, per. s angl. V.T. Potemkina. M.: Stroiizdat, 1981. S. 7-18.
18. Voroshilova T.A., Potemkin V.T., Raschetin G.A. Osnovy protivopozharnoi propagandy. M.: Stroiizdat, 1984. 183 s.
