CC BY
19
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УПРАВЛЕНИЕ ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРЕ НА ОСНОВЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Терехин С.Н.1, Ракишев А.С.2, Кирсанова Н.А.3, Велибеков М.М.4 Email: Terehin6100@scientifictext.ru
1Терехин Сергей Николаевич - доктор технических наук, доцент, профессор; 2Ракишев Айбек Сержанулы - магистрант; 3Кирсанова Наталья Александровна - магистрант; 4Велибеков Мурад Магомедович - магистрант, кафедра пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего
профессионального образования Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, г. Санкт-Петербург
Аннотация: в процессе работы проводился анализ имеющихся систем оповещения и управления эвакуацией, мобильных технологий и приложений, использующихся для решения задач МЧС России.
В результате исследования были предложены требования к мобильному приложению, способному повысить эффективность работы системы оповещения и управления эвакуацией. Предлагаются идеи по совершенствованию системы оповещения и управления эвакуацией с использованием мобильных устройств. Рассмотрены преимущества и недостатки «Мобильного спасателя», созданного МЧС России.
Ключевые слова: эвакуация, система оповещения и управления эвакуацией, мобильные технологии, смартфон, мобильное приложение.
FIRE EVACUATION CONTROL BASED ON MODERN INFORMATION TECHNOLOGIES Terehin S.N.1, Rakishev A.S.2, Kirsanova N.A.3, Velibekov M.M.4
1Terehin Sergej Nikolaevich - Doctor of Technical Science, Associate Professor, Professor; 2Rakishev Afbek Serzhanuly - Master's Degree Student; 3Kirsanova Natalya Aleksandrovna - Master's Degree Student; 4Velibekov Murad Magomedovich - Master's Degree Studen , DEPARTMENT OF FIRE SAFETY OF BUILDINGS AND AUTOMATED FIRE EXTINGUISHING SYSTEMS, EDERAL STATE AUTONOMOUS EDUCATIONAL INSTITUTION
OF HIGHER PROFESSIONAL EDUCATION ST. PETERSBURG UNIVERSITY OF THE STATE FIRE SERVICE OF THE MINISTRY OF THE RUSSIAN FEDERATION FOR CIVIL DEFENSE, EMERGENCIES
AND DISASTER MANAGEMENT, SAINT-PETERSBURG
Abstract: in the course of the work, the analysis of warning and evacuation management systems, mobile technologies and applications used to solve the tasks of the Russian Emergencies Ministry was carried out.
As a result of the study, requirements were proposed for a mobile application that can increase the efficiency of the warning system and evacuation management. Ideas are
proposed for improving the warning system and evacuation control using mobile devices. The advantages and disadvantages of the "Mobile Rescuer", created by the Russian Emergencies Ministry, are considered.
Keywords: evacuation, warning and evacuation control system, mobile technologies, smartphone, mobile application.
УДК 620.9
Жизнь современного человека характеризуется все большим внедрением в повседневную практику новых информационных технологий. Несмотря на высокую сложность задач, решаемых с помощью таких технологий, они, как правило, имеют удобный, понятный широкому пользователю интерфейс.
В наше время разработка таких приложений является отдельной сферой человеческой деятельности. Одной из таких задач является определение местоположения человека и построение маршрута при следовании в точку назначения. Представляется актуальным решение подобной задачи для людей, находящихся в здании или сооружении. Особую практическую значимость она приобретает в целях повышения эффективности эвакуации людей при экстремальных ситуациях.
Одним из самых важных вопросов, связанных с охраной безопасности, является эвакуация мест скопления людей. В зависимости от назначения здания следует различать два основных вида эвакуации — постепенную и одновременную. Постепенная наблюдается, например, в зданиях административного и торгового назначения, одновременная — в зданиях для массовых собраний.
Постепенная эвакуация может трансформироваться в одновременную при наличии условий, распространяющих потребность в эвакуации на всех находящихся в здании.
В зданиях должны быть предусмотрены конструктивные, объемно-планировочные и инженерно-технические решения, обеспечивающие, в случае пожара, возможность эвакуации людей, независимо от их возраста и физического состояния, наружу на прилегающую к зданию территорию до наступления угрозы их жизни и здоровью, вследствие воздействия опасных факторов пожара.
Согласно Федеральному закону от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 02.07.2013) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" эвакуация - процесс организованного самостоятельного движения людей непосредственно наружу или в безопасную зону из помещений, в которых имеется возможность воздействия на людей опасных факторов пожара [1].
В настоящее время смартфоны могут получать координаты от базовых станций (CellID) и Wi-Fi точек.
Касаясь вычисления координат с помощью базовых станций, с учётом того, как работает система сотовой телефонии, определить местоположение абонентского устройства не составляет огромных усилий. Имея координаты трёх базовых станций можно вычислить положение абонента с приемлемой точностью. Единственное, что может помешать, это отражённые сигналы от домов или других препятствий (Рис. 1).
о
OpenCeiKD database
Рис. 1. Принцип работы базовых станций CellID
Система, использующая Wi-Fi, способна решать задачи определения местоположения людей, техники, других физических объектов в пределах вполне конкретной территории или внутри здания с высокой точностью.
Благодаря этому, реализуется возможность определения местоположения, передачи данных, причем даже в закрытых, железобетонных помещениях, тоннелях, подвалах, - там, где нет сигнала сотовой связи, и существуют ограничения для прямого беспрепятственного распространения сигнала.
Определение местоположения происходит в режиме реального времени и с точностью до 1 метра. При этом существует возможность статистической обработки данных и визуализации перемещений того или иного объекта, в границах территории или помещения, за любой промежуток времени (Рис. 2).
I)
Рис. 2. Передача информации от мобильного устройства
Каким же образом можно использовать мобильные технологии в рамках задач МЧС России?
Научные основы таких технологий, методов и методик позиционирования личного состава в зданиях и сооружениях, разработаны в работах С.Н. Терехина [4, 5, 6].
На данный момент МЧС России уже начало освоение и использование мобильных технологий для решения поставленных задач. Продуктом такой деятельности является мобильное приложение «Мобильный спасатель».
Основная цель новой мобильной технологии - ускорить процесс информирования о людях, которые попали в чрезвычайную ситуацию.
Приложение «Мобильный спасатель» (Рис. 3) позволяет:
- позвонить в службу спасения с помощью нажатия одной кнопки. Кроме того, при нажатии на эту кнопку сообщение о местонахождении и номере телефона
пользователя поступит в региональную службу спасения и на телефоны родственникам или друзьям, номера которых внесены в экстренные контакты;
- посмотреть пособие по оказанию первой медицинской помощи;
- посмотреть пособие о правилах поведения в различных чрезвычайных ситуациях;
- найти ближайшую службу экстренного реагирования.
Рис. 3. Интерфейс приложения Мобильный спасатель
Но приложение имеет определенные недочеты. Не все функции выполняют свою работу так, как должны. Справочная информация требует доработки, с точки зрения ее пригодности. Поэтому данное приложение имеет ряд отрицательных отзывов.
Также существует технология Cell Broadcast.
Использование Cell Broadcast позволяет мобильному оператору посылать сообщение, которое будет принято всеми мобильными телефонами, находящимися на определенной территории. Некоторые марки телефонов отображают такое сообщение в виде текста на экране, некоторые воспринимают его как стандартное смс-сообщение.
Говоря об усовершенствовании системы оповещения и управления эвакуацией и о роли мобильных технологий в такой системе, можно предложить следующую идею: создание приложения для управления эвакуацией.
Но что если в кармане у каждого человека будет «маленький помощник», который может подсказать, как себя вести и что делать.
С этой проблемой может справиться обычный телефон, которому современный человек доверяет больше чем окружающим.
В значительной степени это касается молодого поколения (до 35 лет), использование смартфонов у которого характерно во всех сферах повседневной деятельности на протяжении практически всего взрослого периода жизни. Уровень доверия и привычки использовать смартфон для получения информации у такой аудитории превышает 85% (Рис. 4).
Рис. 4. Определение местоположения от сторонних систем
Благодаря имеющимся технологиям навигации и при наличии такого приложения на телефоне, мы можем помочь человеку действовать, начиная от места его нахождения и заканчивая выходом в безопасную зону.
Идею можно реализовать следующим образом: при попадании человека на территорию объекта защиты и обнаружения его телефона, ему, при наличии нашего приложения, будет присылаться сообщение о необходимости загрузить план эвакуации и действия на случай экстренной ситуации. Такие сообщения называются push-нотификациями и поддерживаются большинством мобильных операционных систем. Пользователь, приняв push-нотификацию, запустит наше приложение, которое скачает план эвакуации и алгоритм действий по каналам связи (GSM или Wi-Fi) на телефон. Загрузка данных займет не более минуты из-за малого объема.
С этого момента местонахождение абонента в здании будет постоянно отслеживаться. Данное позиционирование можно осуществить при помощи простой WI-FI сети, которые иметься практически на каждом современном объекте (Рис. 5).
Мобильная эбакуация
Мобильная эбакуоция
ш
Загрузка карта
Рис. 5. Мобильный спасатель
Приложение использует API (программное обеспечение) платформы мобильной операционной системы. API системы позиционирования автоматически использует
Wi-Fi точки для получения местоположения телефона. При этом не требуется создания дополнительной инфраструктуры.
Принцип действия системы (Рис. 6):
• Сервер, обрабатывающий поступающие данные о ЧС, отправляет push-нотификацию любым доступным способом (cell broadcasting, GPRS, Wi-Fi) на телефон абонента.
• Абонент открывает приложение.
• Приложение отправляет запрос на скачивание плана эвакуации на сервер по любому доступному каналу связи (GPRS, Wi-Fi).
• И, одновременно, приложение использует систему локального местоположения (API) для получения координат.
• Приложение отправляет запрос с координатами на сервер для получения кратчайшего пути следования.
• Сервер отправляет ответ приложению с планом и путем эвакуации.
• Протокол между сервером и клиентом обсуждаем. Наиболее подходящий вариант JSON или XML.
• Приложение постоянно получает информацию о местоположении объекта и выводит её в режиме реального времени на интерактивную карту помещения.
б^ЗОН^я станция
Рис. 6. Принцип действия системы
Преимущества системы:
• Система локального позиционирования легко масштабируется, путем добавления Wi-Fi точек.
• Позволяет определить местоположение в помещении с точностью до 1 метра.
• Использует существующие Wi-Fi сети.
• Предоставляет визуализацию изменения местоположения в реальном времени.
• Сохраняет историю перемещения объектов.
• Работает, как в открытом, так и в закрытом пространстве.
Приложение, проанализировав информацию о месте возникновения пожара, местоположении абонента и количестве людей в зоне, по заранее просчитанным алгоритмам (здесь можно использовать уже существующий алгоритм поиска кратчайшего пути), выдаст оптимальный путь следования в безопасную зону и короткую инструкцию, например: «Спокойствие. Двигайтесь направо, до двери» (Рис. 7).
Рис. 7. Интерфейс приложения
Таким образом, помимо исключительно информационной и навигационной поддержки, приложение является диалогом человека-проводника, выполняющего роль успокоителя и, тем самым, снижающего вероятность панических ситуаций.
Если человек не успел покинуть здание и оказался запертым где-либо, то тут может быть использована уже реализована функция «Мобильного спасателя» действий при ЧС. Но в нашем случае это будет простая и краткая инструкция из двух - трех изображений по принятию мер безопасности до прибытия помощи.
Еще одной из важных возможностей может быть сигнал «SOS». За последние годы работа службы пожарной охраны тоже совершенствовалась. Одним из таких усовершенствований является идея использования специального электронного устройства (планшета) у руководителя тушения пожара, на котором, при прибытии на место пожара, будет иметься информация об объекте защиты (его план). На таком устройстве имеется функция отслеживания личного состава на объекте защиты, как раз с использованием систем локального позиционирования. Такое устройство придумано для координации действий личного состава внутри здания. Тогда если мы совместим две эти системы, приложение и устройство руководителя тушения пожара, мы можем по тем же каналам связи получить сигнал SOS от запертого в здании человека. То есть у руководителя тушения пожара появится возможность узнать об имеющихся в здании людях и их количестве и даже возможность определить местоположение людей, которых необходимо вытащить из здания (Рис. 8).
Рис. 8. Интерфейс приложения на планшете
Приведенный анализ состояния современных систем оповещения и управления эвакуацией людей из зданий и сооружений, а также развития мобильных информационных технологий показывает возможность и целесообразность их использования в задачах повышения эффективности управления эвакуации.
Данное направление является практически значимым, особенно с учетом развития в стране строительства новых объектов с массовым пребыванием людей (спортивных, культурных, развлекательных).
Новизна данного направления обоснована в ряде исследований последних лет [5, 6, 7]. К числу требований, предъявляемых к разработке подобных мобильных приложений, можно отнести:
1. Доступность. Такое приложение должно подходить для использования на всех основных видах мобильных операционных систем.
2. Простота и наглядность. При работе с приложением у человека не должно возникать вопроса: что делать? Лишь готовность выполнить понятные и четкие инструкции для спасения собственной жизни.
3. Малый информационный вес. Приложение не должно содержать лишних функций, потому что, от этого напрямую зависит скорость его работы.
4. Наличие функций определения местоположения и построения кратчайшего пути к выходу.
5. Наличие основной информации о методах выживания до прибытия помощи.
6. Наличие функции «SOS». В нашем случае, это сигнал руководителю тушения пожара о местонахождении человека внутри здания.
7. Надежность. Приложение должно работать в любой точке здания, независимо от второстепенных условий.
Результатом дальнейших исследований в данном направлении будет являться тактико-техническое задание на разработку мобильного приложения для управления эвакуацией людей из зданий и сооружений.
Список литературы /References
1. Федеральный закон от 22.07.2008 № 123-Ф3 (ред. от 02.07.2013) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".
2. "СП 3.13130.2009. Свод правил. Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности" (утв. Приказом МЧС РФ от 25.03.2009 № 173).
3. Свод правил. Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения. Актуализированная редакция СНиП 35-01-2001.
4. Филиппов А.Г. Навигационно-информационное обеспечение органов управления и подразделений пожарной охраны МЧС России при ликвидации чрезвычайных ситуаций [Текст]: монография / А.Г. Филиппов, В.С. Артамонов, С.Н. Терехин и др. СПб.: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2012. 19,8/3,5 п.л.
5. Терехин С.Н., Баринов С.П., СинещукЮ.И. Построение навигационной системы на базе псевдоспутников при решении задач управления аварийно-спасательными формированиями МЧС России при возникновении чрезвычайных ситуаций // Электронный научно-аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России» № 3, 2011. 0,4/0,1 п.л., vestnik.igps.ru.
6. Терехин С.Н. Методы повышения значений характеристик навигационных систем на базе псевдоспутников при определении местоположения подразделений пожарной охраны МЧС России в закрытых помещениях зданий и сооружений // Научный интернет-журнал «Технологии техносферной безопасности». № 4, 2011. 0,6/0,6 п.л., ipb.mos.ru/ttb.
7. Терехин С.Н., Балов А.В., Филиппов А.Г. Требования к параметрам сигнала систем позиционирования подразделений пожарной охраны МЧС России при проведении операций в закрытых помещениях зданий и сооружений // Надзорная деятельность и судебная экспертиза. № 2, 2011. 0,2/0,1 п.л.
