CC BY
34
УДК 614.842
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ
НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ
Г. С. ЗИМИН, О. С. КОВЯЗИНА, А. О. СЕМЕНОВ
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, Российская Федерация, г. Иваново E-mail: zimi-grisha@mail.ru, varjete@mail.ru, ao-semenov@mail.ru
В статье обоснована необходимость создания единой информационной системы - программно-аппаратного комплекса или комплекса программ, направленного на совершенствование системы управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров и ликвидации ЧС на химически опасных объектах. Данный комплекс представляет совокупность логически взаимосвязанных функциональных информационных модулей, дающих полное описание процессов развития пожара (ЧС) и организации его тушения и может состоять из следующих основных модулей: «Прогнозирование розлива аварийно химически опасных веществ»; «Прогнозирование развития пожара»; «Расчет сил и средств на тушение пожара и ликвидацию ЧС»; «Организация управления силами и средствами на месте пожара»; «Оценка боевых действий пожарно-спасательных подразделений». Представленные модули должны использоваться как в составе программно-аппаратного комплекса, так и по отдельности, либо в различных комбинациях.
Определено, что предложенный программно-аппаратный комплекс (комплекс программ) позволит не только совершенствовать систему управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров и ликвидации ЧС на химически опасных объектах, но и может быть использован при отработке практических навыков курсантами, студентами и слушателями в образовательных учреждениях МЧС России.
Ключевые слова: химически опасный объект; поддержка управления; тушение пожаров; ликвидация ЧС; комплекс программ.
IMPROVEMENT OF THE MANAGEMENT SYSTEM FOR FIRE FIGHTING AT CHEMICALLY HAZARDOUS OBJECTS
G. S. ZIMIN, O. S. KOVYAZINA, A. O. SEMENOV
Federal State Educational Institution of Higher Education «Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters»,
Russian Federation, Ivanovo E-mail: zimi-grisha@mail.ru, varjete@mail.ru, ao-semenov@mail.ru
The article substantiates the need to create a unified information system for a hardware-software complex or a complex of programs aimed at improving the management system of fire and rescue units during fire fighting and eliminating emergencies at chemically hazardous facilities. This complex represents a set of logically interconnected functional information modules that give a complete description of the processes of fire (ES) development and organization of its suppression and may consist of the following main modules: «Forecasting the bottling of chemically hazardous substances»; «Prediction of the development of fire»; «Calculation of forces and means to extinguish a fire and eliminate emergency situations»; «Organiza-tion of management of forces and assets at the fire site»; «Evaluation of combat operations of fire-rescue units». The presented modules should be used both as part of a software-hardware complex, or individually, or in various combinations. It is determined that the proposed hardware and software complex (program complex) will allow not only improving the management system of fire and rescue units when fighting fires and eliminating emergencies at chemically hazardous facilities, but can also be used to develop practical skills by cadets, students and students in educational institutions Russian Emergency Situations Ministry.
Key words: chemically hazardous facility, management support; fire fighting; emergency response, a range of programs.
© Зимин Г. С., Ковязина О. С., Семенов А. О., 2020
48
Пожары и чрезвычайные ситуации на химически опасных объектах могут привести не только к значительному материальному ущербу, но в первую очередь к гибели населения, обслуживающего персонала объекта, участников тушения пожара (ликвидации ЧС), а также к загрязнению окружающей среды. При возникновении пожаров на химически опасных объектах (далее - ХОО) руководителю тушения пожара и оперативному штабу на месте пожара (исходя из складывающейся оперативной обстановки) необходимо выполнить следующий примерный объем основных работ:
- организовать взаимодействие с администрацией объекта по всем вопросам организации тушения пожара и проведения аварийно-спасательных работ;
- использовать пожарную технику и личный состав пожарных подразделений с соблюдением правил охраны труда, в том числе (при необходимости) создать завесу из распыленной воды для защиты личного состава и техники, а также для осаждения облака аварийно химически опасного вещества (далее -АХОВ);
- организовать проведение спасательных работ;
- учитывать погодные условия и рельеф окружающей местности;
- организовать и провести после пожара (ЧС) дегазацию пожарной техники и оборудования.
Кроме этого, при организации тушения пожаров (ликвидации ЧС) на ХОО существует необходимость учета множества факторов, влияющих на их развитие, таких как: погодные условия (максимальная и минимальная температура воздуха, атмосферные осадки, направление ветра), удаленность пожарно-спасательных частей, наличие и расположенность водоисточников и т.д.
Следовательно, при прогнозировании развития пожара (ЧС) на химически опасных объектах оперативному штабу необходимо обработать большой объем информации, направленной на анализ складывающейся обстановки. Тогда, повышая качество принимаемых решений при тушении пожаров (ликвидации ЧС) на ХОО, используя современные средства поддержки принятия управленческих решений, которые позволяют оценивать оперативную обстановку и вырабатывать несколько альтернативных решений мы можем совершенствовать систему управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров и ликвидации ЧС на химически опасных объектах [6].
Рассмотрим существующие компьютерные программы, такие как: Istok Calc Risk,
АХОВ, TOXI+Risk 5, ТОХ1+1^ео и др. Данные программы предназначены для оценки масштабов и последствий ЧС на объектах химической промышленности и определяют такие величины, как: глубину зон заражения для первичного и вторичного облака АХОВ; количественные характеристики выброса АХОВ; прогнозируемые потери населения; расчет сил и средств и оборудования на нейтрализацию АХОВ; оценку негативного воздействия аварийных выбросов АХОВ; визуализизацию зоны поражения на планах местности; подробные отчеты с приведением всех промежуточных выкладок расчетов (подробный анализ программ представлен в работе [2]). Все рассмотренные программы в первую очередь направлены на предотвращение и ликвидацию ЧС на химически опасных объектах, вопросы пожаротушения в этих программах практически не рассматриваются. Данные программы используются отдельно друг от друга, некоторые из них имеют сложную алгоритмическую структуру, реализуемую только на высокопроизводительных вычислительных машинах. Следовательно, существует необходимость создания единой информационной системы - программно-аппаратного комплекса (далее - ПАК) или комплекса программ, который объединит в себе различные компьютерные программы и модули. ПАК должен представлять совокупность логически взаимосвязанных функциональных информационных модулей, в комплексе дающих полное описание процессов развития пожара (ЧС) и организации его тушения.
Данный комплекс (ПАК, комплекс программ) должен быть направлен на совершенствование системы управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров и ликвидации ЧС на ХОО, а так же организацию взаимодействия со службами жизнеобеспечения и разработки необходимых рекомендаций нештатным должностным лицам на пожаре (ЧС) и может состоять из следующих основных модулей: «Прогнозирование розлива аварийно химически опасных веществ»; «Прогнозирование развития пожара»; «Расчет сил и средств на тушение пожара и ликвидацию ЧС»; «Организация управления силами и средствами на месте пожара»; «Оценка боевых действий пожарно-спасательных подразделений» [1, 4, 5, 7, 8].
Представленные модули должны использоваться как в составе программно-аппаратного комплекса, так и по отдельности, либо в различных комбинациях. Что позволит использовать предложенную информационную систему руководителем не только на месте пожара (ЧС), но и должностными лицами в процессе функционирования ЦУКСа (ЦППС,
ПСПСЧ). Основой модулей могут быть такие программы как «Программное средство для расчета сил и средств необходимых при ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах химической промышленности«, «Модель развития пожаров на открытом пространстве с использованием клеточного автомата«, «Прогнозирование масштабов заражения аварийно химически опасными веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте» и др. [4, 7, 8, 9]. Данные программы, объединенные в единый комплекс, позволят сократить время на оценку оперативной обстановки на пожаре (ЧС) и на принятие управленческого решения на тушение пожара (ликвидацию ЧС) [3].
Основой одного из представленных модулей («Прогнозирование розлива аварийно химически опасных веществ») может являться программа для ЭВМ «Прогнозирование масштабов заражения аварийно химически опасными веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте» [9]. Программа предназначена для расчета параметров ЧС и графического построения результатов прогнозирования на карте местности (рис. 1, 2, 3).
В данной программе учитываются следующие параметры: скорость и направление ветра, температура воздуха; объем аварийно химически опасных веществ, номинальная вместимость резервуара АХОВ, коэффициент
использования резервуара, степень вертикальной устойчивости, коэффициент разлива АХОВ, время прогнозирования.
Преимущества данной программы, по отношению к другим аналогичным программам, заключаются в следующем:
- программа может быть использована как РТП из числа сотрудников ГПС, так и должностными лицами других министерств и ведомств, принимающих участие в ликвидации ЧС (тушении пожара);
- прогнозирование динамики развития ЧС при выбросе АХОВ на открытой местности производится на основе клеточного автомата, представляющего собой аналитические соотношения количественных параметров динамики розлива и испарения АХОВ, позволяющих произвести оперативный прогноз последствий развития ЧС в условиях реального времени;
- обоснование привлечения необходимых сил и средств на ликвидацию ЧС (тушение пожара);
- возможность работы с программой на ноутбуках, планшетах и сотовых телефонах (с использованием интернета);
- простота использования;
- возможность создания аналогичных программ по подтоплению местности, тушению пожаров на открытых территориях и т.д., добавив их в ПАК.
К-т использования резервуара: 0.8
чтное ичес
^ Открытие X
4- ~ t % > Этот компьютер v О Поисс Этот КОМПЬ отер Р
Упорядочить * - д О
Изображен* * model-new on configurator ott configurator ott configurator v Папки (7) Видео 4 Документы А.
A OneDnve Загрузки
^ Этот компьютер
NllrtVj ПЯ1ЛП rt-\ V
Имя йаЛла: ВЯЯУЯЯЯ ^ Все файлы -
1 Открыт»» Отмена
0.05
Площадь зоны разлива: Sp = 240000 (и2)
Открыть карту
Рис. 1. Диалог выбора графического файла карты (*.png, *.bmp, *.jpg, *.gif, *.svg)
Эквивалентное шчеово вещества в первично« облаке: (^-Кг^'М^Ог 0.18 • 1 • 0.23 • 1.4 • 60 - 3.48 (т) 3<вивалентн» количество вещества во вторично« облаке: "(Ц)' К?' Кз' ^' к' Ц • Ку' О^О1' Ф=(1-0.18)■ 0.052 ■ 1 ■ 2.34 • 1
•1-60 (0.05 1553)=17.73(1) Глубина первичного облай Г]=3.11 (км) Гл)"6мна втос / <ного облака: ^ - 7.59 (км) Общая глубина зараженного облака: Гр - 9.15 (ш) Площадь зонь возможного заражения дя первичного об,ад: ^ = 3.795 (км2) Площадь зоны возможного заражения для вторичного облака: 52 - 22.605 (ш2) Обитая мода зоны возможного заражения: 5=32.853 (ш2) Плоиэдь зоны разлива: 5р=240000 (и2)
Открыть карту
Рис. 2. Вывод расчетных данных с промежуточными значениями и коэффициентами
Точка разлива Зона разлива
Рис. 3. Фрагмент карты с результатами прогнозирования
Предложенный программно-
аппаратный комплекс (комплекс программ), состоящий из модулей и компьютерных программ (аналогичных рассмотренной ранее) может использоваться на трех основных эта-
пах функционирования пожарно-спасательных подразделений:
1) планирование боевых действий: - разработка документов предварительного планирования боевых действий;
- организация и проведение пожарно-тактических учений;
- использование в образовательном процессе образовательных учреждений МЧС России;
2) боевые действия по тушению пожара (ликвидации ЧС):
- тушение пожаров и ликвидация ЧС на ХОО;
- организация функционирования учебного ЦУКСа на базе Многофункциональных учебно-тренажерных комплексов образовательных учреждений МЧС России;
3) исследование и изучение пожаров:
- разработка описания пожара;
- оценка действий пожарно-спасательных подразделений при тушении пожаров (ликвидации ЧС) на ХОО;
- разбор пожаров с рядовым и начальствующим составом;
- разработка предложений по повышению качества подготовки личного состава пожарно-спасательных подразделений.
Таким образом, предложенный программно-аппаратный комплекс (комплекс программ) позволит не только совершенствовать систему управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров и ликвидации ЧС на ХОО, но и повысить качество боевой и служебной подготовки в пожарно-спасательных гарнизонах, отработки практических навыков курсантами, студентами и слушателями образовательных учреждений МЧС России по принятию управленческих решений и моделированию действий должностных лиц, направленных на тушение пожара (ликвидацию ЧС) на химически опасных объектах.
Список литературы
1. Способы реализации графического анализа динамики развития и тушения пожара / А. В. Ермилов [и др.] // Современные проблемы гражданской защиты. 2019. № 1 (30). С. 6873.
2. Зимин Г. С., Семенов А. О. Анализ требований к средствам поддержки принятия управленческих решений при тушении пожаров на химически опасных объектах // Мониторинг, моделирование и прогнозирование опасных природных явлений и чрезвычайных ситуаций: Сборник статей по материалам VIII Всероссийской научно-практической конференции. 2018. С. 158-161.
3. Зимин Г. С., Семенов А. О., Смирнов В. А. Поддержка управления при тушении крупных пожаров на химически опасных объектах // Пожарная и аварийная безопасность, сборник материалов XIV Международной научно-практической конференции, посвященной 370-й годовщине образования пожарной охране России. Иваново, 2019. С. 137-139.
4. Костылев Д. Н., Разводов М. А., Семенов А. О., Токунов Н. А., Данилов П. В. Программа для расчета сил и средств, необходимых для ликвидации чрезвычайных ситуаций, связанных с подтоплением местности. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2017662454, 08.11.2017. Заявка № 2017617050 от 18.07.2017.
5. Семенов А. О., Тараканов Д. В., Ла-бутин А. Н. Алгоритмы формализации информации об относительной важности показателей эффективности действий по тушению пожаров на объектах химической промышленности // Современные наукоемкие технологии.
Региональное приложение. 2012. №2 (30). С.95-97.
6. Семенов А. О. Сбор и обработка данных оперативной обстановки на пожаре // Пожаровзрывобезопасность. 2006. Т. 15. № 4. С. 31-34.
7. Семенов А. О., Костылев Д. Н., Разводов М. А., Харламов А. В. Программное средство для расчета сил и средств необходимых при ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах химической промышленности. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2015611062, 23.01.2015. Заявка № 2014662445 от 01.12.2014.
8. Семенов А. О., Топольский Н. Г., Тараканов Д. В., Михайлов К. А. Модель развития пожаров на открытом пространстве с использованием клеточного автомата. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2018666496, 18.12.2018. Заявка № 2018664021 от 03.12.2018.
9. Семенов А. О., Костылев Д. Н., Данилов П. В., Давиденко А. С., Зимин Г. С. Прогнозирование масштабов заражения аварийно химически опасными веществами при авариях (разрушениях) на химически опасных объектах и транспорте. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2019619132, 11.07.2019. Заявка № 2019613941 от 11.04.2019.
References
1. Sposoby realizatsii graficheskogo analiza dinamiki razvitiya i tusheniya pozhara [Ways to implement a graphical analysis of the dynamics of development and fire extinguishing] / A. V. Ermilov [et al.]. Sovremennyye problemy
grazhdanskoy zashchity, 2019, vol. 1 (30), pp. 68-73.
2. Zimin G. S., Semenov A. O. Analiz tre-bovanij k sredstvam podderzhki prinyatiya uprav-lencheskih reshenij pri tushenii pozharov na himicheski opasnyh ob»ektah [Analysis of requirements for management decision support tools for extinguishing fires at chemically hazardous facilities]. Monitoring, modelirovanie i prognozirovanie opasnyh prirodnyh yavlenij i chrezvychajnyh situacij Sbornik statej po materi-alam VIII Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii. 2018, pp. 158-161.
3. Zimin G. S., Semenov A. O., Smirnov V. A. Podderzhka upravleniya pri tushenii krupnyh pozharov na himicheski opasnyh ob»ektah [Management support for extinguishing large fires at chemically hazardous facilities]. Pozharnaya i avarijnaya bezopasnost, sbornik materialov XIV Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashchennoj 370-j godovshchine obrazovaniya pozharnoj ohrane Rossii. Ivanovo, 2019, pp.137-139.
4. Kostylev D. N., Razvodov M. A, Semenov A. O., Tokunov N. A., Danilov P. V. Programma dlya rascheta sil i sredstv, ne-obkhodimykh dlya likvidatsii chrezvychaynykh sit-uatsiy, svyazannykh s podtopleniyem mestnosti [The program for calculating the forces and means necessary to eliminate emergency situations associated with flooding of the area]. Certificate of registration of a computer program RU 2017662454, 08112017 Application № 2017617050 of 07/18/2017.
5. Semenov A. O., Tarakanov D. V., Labutin A. N. Algoritmy formalizatsii informatsii ob otnositel'noy vazhnosti pokazateley effektivnosti deystviy po tusheniyu pozharov na ob»yektakh khimicheskoy promyshlennosti [Algorithms for formalizing information bb the relative importance
of indicators of the effectiveness of fire fighting at facilities, the chemical industry]. Sovremennyye naukoyemkiye tekhnologii. Regional'noye prilozheniye, 2012, vol. 2(30), pp. 95-97.
6. Semenov A. O. Sbor i obrabotka dannykh operativnoy obstanovki na pozhare [Collection and processing of operational data on fire]. Pozharovzryvobezopasnost', 2006, vol. 15, issue 4, pp. 31-34.
7. Semenov A. O, Kostylev D. N., Razvodov M. A., Kharpamov A. V. Programmnoye sredstvo dlya rascheta sil i sredstv ne-obkhodimykh pri likvidatsii chrezvychaynykh situ-atsiy na ob»yektakh khimicheskoy promyshlen-nosti [Software for calculating sip and relsIR necessary for emergency situations at chemical facilities]. Certificate of registration Programs for EVM RU 2015611062, 01/23/2015. No 2014662445 / 01.12.2014.
8. Semenov A. O., Topolsky N. G. Tarakanov D. V. Mikhailov KA Model' razvitiya pozharov na otkrytom prostranstve s ispol'zovaniyem kletochnogo avtomata [Model of open fire development using a cellular automaton]. Certificate of registration of a computer program RU 2018666496, 18122018 Application № 2018664021 dated 03.12.2018
9. Semenov A. O., Kostylev D. N., Danilov P. V., Davidenko A. S., Zimin G. S. Prognozirovaniye masshtabov zarazheniya avari-yno khimicheski opasnymi veshchestvami pri avariyakh (razrusheniyakh) na khimicheski opasnykh ob»yektakh i transporte [Prognosis of the extent of contamination with accidentally chemically hazardous substances in accidents (destructions) at chemically hazardous facilities and transport]. Certificate of registration of a computer program RU 2019619132, 07.07.2019 Application No.2019613941 or 11 04 2019.
