CC BY
16
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 004.023
СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОЖАРНО-ТАКТИЧЕСКОЙ ЗАДАЧИ
А.О. Семенов, М.О. Баканов, О.Н. Белорожев, Д.В. Тараканов
Разработана общая структурно-логическая модель автоматизированной пожарно-тактической задачи для создания линейного иерархического алгоритма ее решения. Предложены пути совершенствования автоматизированного решения пожарно-тактической задачи при контроле уровня профессиональных знаний должностных лиц пожарно-спасательных гарнизонов.
Ключевые слова: автоматизация, пожарно-тактическая задача, подготовка должностных лиц.
В общей концепции борьбы с пожарами в зданиях и на открытых пространствах Российской Федерации необходимо рассматривать пожарно-тактическую подготовку как отдельный способ совершенствования боевых действий
подразделений пожарной охраны [1]. Пожарно-тактическая подготовка (ПТП) - это непрерывный многоплановый, циклический процесс, который в общем виде содержит методологические аспекты изучения боевых действий подразделений пожарной охраны для повышения эффективности их реализации. Важным элементов ПТП является пожарно-тактическая задача (ПТЗ), используемая при аттестации должностных лиц пожарно-спасательных подразделений. На практике совокупность мероприятий аттестации адаптирована под конкретные виды боевых действий, которые с наибольшей вероятностью будут востребованы (реализованы) на территории рассматриваемого пожарно-спасательного
гарнизона. Однако, исходя из содержания общих боевых действий подразделений пожарной охраны, можно заключить, что существуют элементы действий, присущие всем пожарно-спасательным гарнизонам, а, следовательно, и всем пожарно-тактическим задачам [2].
Для оптимизации этапов аттестации должностных лиц пожарно-спасательных гарнизонов приоритетным и современным направлением является алгоритмизации и программная реализация ПТЗ. Тогда в общем случае будем считать, что результатом программной реализации элементов боевых действий подразделений пожарной охраны будет
выступать автоматизированная пожарно-тактическая задача (АПТЗ) [3,4]. Однако для формализованного описания процесса создания АПТЗ необходима разработка общей структурно -логической модели, позволяющей
автоматизировать процесс решения широкого класса ПТЗ, применяемых при аттестации должностных лиц пожарно-спасательных гарнизонов.
На основе опыта и анализа существующих форм и методов ПТП можно сделать вывод, что для автоматизации отдельных видов ПТЗ необходима разработка структурно-логической модели, которая должна учитывать [5,6]:
1. Особенности конструктивного исполнения объекта в условии ПТЗ, характеризуемые следующими параметрами: объемно-планировочные решения, специфика технологического процесса.
2. Параметры обстановки на месте пожара на момент введения первых приборов подачи огнетушащих веществ. К общему перечню рассматриваемых параметров необходимо отнести опасные факторы пожара, а также параметры, характеризующие развитие пожара, такие как: линейная скорость пламени, скорость роста площади пожара, мощность тепловыделения при пожаре и др.
3. Общие параметры тушения пожара, такие как: скорость локализации и ликвидации пожара, интенсивность подачи огнетушащих веществ и требуемый их удельный расход.
4. Допустимые способы реализации боевых действий при ликвидации горения с
учетом особенностей транспортирования огнетушащих веществ к приборам их подачи. При анализе данных способов используются параметры, зависящие от расстояния до водоисточника, а также параметры сети водоснабжения.
Совокупность рассматриваемых условий в дальнейшем будет определять систему требований к структурно-логической модели АПТЗ.
На основе опыта проектирования и по результатам апробации применения АПТЗ в подготовке будущих специалистов пожарной охраны сформирована многоуровневая иерархическая структурно-логическая модель ПТЗ.
На первом уровне структурно-логической модели располагается база данных с исходными параметрами. При автоматизации процесса решения АПТЗ важно обеспечить возможности формирования запросов и обработки первичных компонент базы данных в соответствии со структурой выбранного способа решения. Однако с точки зрения функциональной структуры необходимо ввести ограничения на результаты запроса, не позволяющие отнести запрос к помощи при решении задачи, а реализуя лишь
функцию информационного сопровождения.
На втором уровне модели располагается структура преобразований параметров в АПТЗ. Данный основной элемент модели определяет перечень возможных, допустимых и требуемых преобразований над объектами базы данных с исходными параметрами. Таким образом, структура АПТЗ формируется из базы данных путем реализации заданной совокупности преобразований, а их оптимальная, в известном смысле слова, последовательность определяет исход решения ПТЗ, а, следовательно, и общую систему требований к результатам решения.
На третьем уровне структурно-логической модели располагаются результаты решения задачи. Здесь стоит отметить, что возможность реализации многоуровневых преобразований в структуре модели позволяет самостоятельно при проектировании задачи определить перечень параметров, которые будут при решении АПТЗ отнесены к ее результатам.
Общая иллюстрация структурно -логической модели автоматизированной пожарно-тактической задачи представлена на рисунке.
широкого класса пожарно-тактических задач и включают в себя
- данные об объекте пожара (8): объемно-планировочные решения зданий и сооружений; особенности технологического процесса;
ООО О ООО
<S, G, T, C> 1. Исходные данные
Рис. Структура пожарно-тактической задачи
Дадим общие пояснения к структурным элементам АПТЗ.
1. Исходные данные для решения пожарно-тактической задачи сформированы в соответствии с системой требований для охвата
специфика противопожарного водоснабжения; ассортимент сил и средств для тушения пожара;
- данные о параметрах развития пожара (в): форма площади пожара; линейная скорость распространения пламени; время свободного развития пожара; совокупность данных о наличии задымления на путях ввода приборов подачи огнетушащих веществ;
- данные о параметрах тушения пожара (Т): скорость локализации и ликвидации пожара; интенсивность подачи огнетушащих веществ и требуемый их удельный расход;
- данные о допустимых способах реализации боевых действий пожарных подразделений (С): допустимые принципы прекращения горения; возможные способы достижения условий для реализации выбранных принципов.
2. Общая структура задачи состоит из двух уровней иерархии преобразований над параметрами исходных данных. На первом уровне осуществляется расчет старших параметров, которые в общем случае входят на правах компонент в общую реализующую пожарно-тактической задачи.
На первом уровне определяют значения старших параметров по формуле
Р = 1 Р ) (1)
где р - параметры исходных данных; / -функциональное преобразование над исходными данными, которое необходимо выполнить для расчета старшего параметра задачи Р.
На втором уровне иерархии необходимо определить единственный результат решения задачи:
п = , (2)
где Р1 - старшие параметры пожарно-тактической задачи; g - функциональное преобразование над старшими параметрами, которое необходимо выполнить для того, чтобы получить результат пожарно-тактической задачи.
3. Результаты задачи. В общем случае результаты задачи задаются кортежем Р>, где при проектировании АПТЗ указывается, какой из старших параметров (Р) будет считаться результатом задачи и общая результирующая всей задачи (Ц). Такой подход к формированию результатов задачи позволяет осуществить поэтапную процедуру аттестации и отмечать временные затраты на калькуляцию старших параметров задачи.
Реализация предложенной структурно-логической модели АПТЗ реализована в виде программного средства [7], используемого для изучения боевых действий подразделений пожарной охраны при борьбе с пожарами в зданиях и сооружениях.
Пожарно-тактические задачи как средство аттестации должностных лиц пожарно-спасательных гарнизонов используются в рамках пожарно-тактической подготовки и позволяют учитывать параметры тушения пожара, являются основополагающими при расчете необходимого количества сил и средств подразделений пожарной охраны для эффективного тушения пожаров в зданиях, сооружения и на открытых пространствах.
Предложенная в работе структурно-логическая модель автоматизированной пожарно-тактической задачи позволяет производить анализ вариантов эффективного использования сил и средств пожарных подразделений в зависимости от параметров качественного и количественного содержания, и одновременно многоуровневая структура задачи позволяет осуществлять информационное сопровождение ее решения с учетом сформулированных в работе требований.
Развитие предложенной модели предполагается в части ее применения для оценки необходимого количества сил и средств для эффективной организации и проведения учений, которые являются высшей формой пожарно-тактической подготовки пожарных.
Библиография
1. Тараканов Д.В., Саттаров И.Ф. Компьютерная модель ликвидации пожаров для тактической подготовки пожарных / Д.В. Тараканов, И.Ф. Саттаров // Технологии техносферной безопасности. - 2014. - № 6 (58). - С. 14.
2. Тараканов Д.В., Варламов Е.С., Илеменов М.В. Компьютерное моделирование процессов развития и тушения пожаров в зданиях / Д.В. Тараканов, Е.С. Варламов, М.В. Илеменов // Технологии техносферной безопасности. - 2014. - № 5 (57). - С. 15.
3. Соколов С.В., Субачев С.В. Имитационная система моделирования развития и тушения пожара в здании и разработка на ее основе тренажера по организации тушения пожаров / С.В. Соколов, С.В. Субачев // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2008. -№ 2. - С. 102-106.
4. Субачев С.В., Субачева А.А. Имитационное моделирование развития и тушения пожаров в системе подготовки специалистов противопожарной службы / С.В. Субачев, А.А. Субачева // Прикладная информатика. - 2008. -№ 4 (16). - С. 27-37.
5. Тараканов Д.В., Кузнецов А.В., Саттаров И.Ф., Палин Д.Ю. Концепция разработки компьютерных тренажеров по организации пожаротушения в городах / Д.В. Тараканов, А.В. Кузнецов, И.Ф. Саттаров, Д.Ю. Палин // В сб. материалов XI Международной научно-практической конференции, посвященной Году пожарной охраны: Пожарная и аварийная безопасность. - 2016. - С. 326-327.
6. Гринченко Б.Б., Захаров Д.Ю., Тараканов Д.В., Саттаров И.Ф. Теоретическая подготовка газодымозащитников с использованием компьютерного моделирования узлов и механизмов дыхательных аппаратов / Б.Б. Гринченко, Д.Ю. Захаров, Д.В. Тараканов, И.Ф. Саттаров // Современные тенденции развития науки и технологий. - 2017. - № 3-3. - С. 38-41.
7. Тараканов Д.В., Варламов Е.С., Илеменов М.В. Система моделирования развития и тушения пожаров в зданиях. Свидетельство об официальной регистрации в Реестре программ для ЭВМ № 2013612151 от 15 февраля 2013 г. (Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам)
References
1. Tarakanov D.V., Sattarov I.F. Komp'yuternaya model' likvidacii pozharov dlya takticheskoj podgotovki pozharnyh /D. V. Tarakanov, I.F. Sattarov // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. - 2014. - № 6 (58). - S. 14.
2. Tarakanov D.V., Varlamov E.S., Ilemenov M.V. Komp'yuternoe modelirovanie processov razvitiya i tusheniya pozharov v zdaniyah / D.V. Tarakanov, E.S. Varlamov, M.V. Ilemenov // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti. - 2014. - № 5 (57). - S. 15.
3. Sokolov S.V., Subachev S.V. Imitacionnaya sistema modelirovaniya razvitiya i tusheniya pozhara v zdanii i razrabotka na ee osnove trenazhera po organizacii tusheniya pozharov / S.V. Sokolov, S.V. Subachev // Problemy bezopasnosti i chrezvychajnyh situacij. -2008. - № 2. - S. 102-106.
4. Subachev S.V., Subacheva A.A. Imitacionnoe modelirovanie razvitiya i tusheniya pozharov v sisteme podgotovki specialistov protivopozharnoj sluzhby / S.V. Subachev, A.A. Subacheva // Prikladnaya informatika. -2008. - № 4 (16). - S. 27-37.
5. Tarakanov D.V., Kuznecov A.V., Sattarov I.F., Palin D.YU. Koncepciya razrabotki komp'yuternyh trenazherov po organizacii pozharotusheniya v gorodah / D.V. Tarakanov, A.V. Kuznecov, I.F. Sattarov, D.YU. Palin // V sb. materialov XI Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvyashchennoj Godu pozharnoj ohrany: Pozharnaya i avarijnaya bezopasnost'. - 2016. - S. 326-327.
6. Grinchenko B.B., Zaharov D.YU., Tarakanov D.V., Sattarov I.F. Teoreticheskaya podgotovka gazodymozashchitnikov s ispol'zovaniem komp'yuternogo modelirovaniya uzlov i mekhanizmov dyhatel'nyh apparatov / B.B. Grinchenko, D.YU. Zaharov, D.V. Tarakanov, I.F. Sattarov // Sovremennye tendencii razvitiya nauki i tekhnologij. - 2017. - № 3-3. - S. 38-41.
7. Tarakanov D.V., Varlamov E.S., Ilemenov M.V. Sistema modelirovaniya razvitiya i tusheniya pozharov v zdaniyah. Svidetel'stvo ob oficial'noj registracii v Reestre programm dlya EHVM № 2013612151 ot 15 fevralya 2013 g. (Federal'naya sluzhba po intellektual'noj sobstvennosti, patentam i tovarnym znakam)
STRUCTURAL AND LOGICAL MODEL OF AUTOMATED FIRE AND TACTICAL
PROBLEM
The General structural-logical model of the automated fire-tactical problem for creation of the linear hierarchical algorithm of its decision is developed. Suggested ways to improve the automated solution fire and tactical tasks under the control of the level ofprofessional knowledge of the officers of the fire and rescue the garrisons.
Keywords: automation, fire-tactical task, training of officials. Семенов А.О.,
кандидат технических наук, доцент,
доцент кафедры пожарной тактики и основ аварийно-спасательных и других
неотложных работ (в составе УНК «Пожаротушение»)
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Россия, г. Иваново,
8960 500-49-94, ao-semenov@mail.ru,
Semenov A.O.,
candidate of technical Sciences, associate Professor,
associate Professor offire tactics and basics of rescue and other urgent works (as part of the UNK «fire-Fighting»)
Ivanovo fire and rescue academy of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Ivanovo.
Баканов М. О.,
кандидат технических наук,
начальник кафедры пожарной тактики и основ аварийно-спасательных и других
неотложных работ (в составе УНК «Пожаротушение»)
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Россия, г. Иваново,
8920 347-39-57, mask-13@mail.ru
Bakanov M.O.,
candidate of technical Sciences,
head of the Department of fire tactics and basics of rescue and other urgent works (as part of UNK «fire Fighting»),
Ivanovo fire and rescue academy of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Ivanovo.
Белорожев О.Н.,
старший преподаватель кафедры пожарной тактики и основ аварийно-
спасательных и других неотложных работ (в составе УНК «Пожаротушение»)
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Россия, г. Иваново,
8910 688-19-92, Beliyon@mail.ru
Belorogov O.N.,
senior lecturer of the Department of fire tactics and fundamentals of rescue and other urgent works (part of the ESC «Fire»),
Ivanovo fire and rescue academy of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Ivanovo.
Тараканов Д.В.,
кандидат технических наук,
старший преподаватель кафедры пожарной тактики и основ аварийно-
спасательных и других неотложных работ (в составе УНК «Пожаротушение»)
ФГБОУ ВО Ивановская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России,
Россия, г. Иваново,
8926 433-92-88, dcn-pgsm@mail.ru
Tarakanov D.V.,
candidate of technical Sciences,
senior lecturer of the Department of fire tactics and basics of emergency rescue and other urgent works (as part of UNK «fire fighting»),
Ivanovo fire and rescue academy of State Firefighting Service of EMERCOM of Russia, Russia, Ivanovo.
© Семенов А.О., БакановМ.О., Белорожев О.Н., Тараканов Д.В., 2018
