Статья Рыбаков, Иванов, Глотов, Сазонов. О подходе к обоснованию решений по ликвидации последствий взрывов бытового газа

• Название: О подходе к обоснованию решений по ликвидации последствий взрывов бытового газа
• Дата: 27.06.2018
• Размер: 0.65 Mb.
• Имя файла: Статья Рыбаков, Иванов, Глотов, Сазонов.docx
• Тип: Документы; #47955

Материалы III международной заочной научно-практической конференции «Проблемы техносферной безопасности» проводившейся на базе ФГБОУ ВО «Алтайский государственный университет»

О ПОДХОДЕ К ОБОСНОВАНИЮ РЕШЕНИЙ ПО ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ВЗРЫВОВ БЫТОВОГО ГАЗА

Рыбаков А.В., Иванов Е.В., Глотов Е.Н., Сазонов Д.Э.

ФГБВОУ ВО Академия гражданской защиты МЧС России, г. Химки
В статье предлагается методика расчета привлекаемых сил и средств, структурных подразделений, входящих в единую государственную систему предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, связанных со взрывами бытового газа на жилых объектах. Методика была реализована в виде интерактивной системы прогнозирования состояния жилых объектов в условиях взрывов бытового газа и выработке предложений по формированию рационального состава группировки сил и средств для ликвидации последствий взрывов.

Ключевые слова: взрывы, силы и средства, бытовой газ, информационно-управляющие системы.
В настоящее время статистика аварий по взрывам бытового газа в России неутешительна [1], об этом свидетельствуют как данные по предыдущим годам, так и последние события ноября-декабря 2017 года.


Рисунок 1 – статистические данные по взрывам бытового газа в жилых домах
Взрывы бытового газа приводят к большим человеческим жертвам, материальным потерям. Перед Министерством по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий стоят задачи по предупреждению таких взрывов, и по ликвидации их последствий (минимизации человеческих жертв и экономических потерь). Выполнение указанных задач возможно только при учете всех факторов, влияющих на обстоятельства аварийной ситуации приведшей к взрыву и при правильной организации АСДНР по ликвидации последствий взрыва.

Правильная организация и проведение аварийно-спасательных и других неотложных работ возможно только при правильной организации системы управления силами и средствами привлекаемыми к ликвидации последствий взрыва. Для помощи в принятии решений в деятельность органов управления внедрены автоматизированные информационно-управляющие системы ( далее АИУС РСЧС), на основе уже разработанных геоинфомационных систем, направленные на расширение возможности систем управления по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций, выработку оптимальных решений на всех уровнях управления, а также повышение готовности систем связи и оповещения, сил и средств к действиям в чрезвычайных ситуациях [2]. К сожалению, большое количество созданных программных продуктов (функционирующих в АИУС РСЧС), зачастую никак между собой не связанных, не упрощают работы руководителей органов управления, но и затрудняют ее. Все это в конечном итоге может привести к нерациональному использованию привлекаемых сил и средств для ликвидации последствий ЧС [3], либо к срыву выполнения поставленных задач в установленные сроки.

Поэтому возникает необходимость разработки предложений по формированию рационального состава группировки сил и средств, для ликвидации последствий взрывов. При этом, для качественного решения задачи формирования группировки предполагается проработать следующие вопросы:

- смоделировать обстановку, складывающуюся в результате взрыва бытового газа на объекте жилой застройки;

- рассчитать потребное количество сил и средств, необходимых для ликвидации последствий взрыва бытового газа;

- сформировать рациональную группировку сил и средств, требуемую для ликвидации последствий взрыва бытового газа;

- выработать предложения по прокладке оптимального маршрута ввода сил и средств на участки работ.

Моделирования обстановки, складывающейся в результате взрыва бытового газа на объекте жилой застройки осуществляется на основе сценария, где учитывается: тип объекта, год его постройки, количество комнат в квартире, где происходит взрыв, время суток, этаж, на котором расположена квартира, характер истечения бытового газа в помещения квартиры.

Избыточное давление при взрыве газовоздушной смеси рассчитывается по формуле 1, приведенной в [4].

(1)

где M_g – масса бытового газа в смеси;

Z – коэффициент участия бытового газа в горении (=0,5);

H_Т – теплота сгорания (=41,51 МДж/кг);

P₀ – начальное давление (=101 кПа);

V_св – объем помещений где происходит образование газовоздушной смеси;

T₀ – абсолютная температура, начальная, (=293 К);

С_р – теплоемкость воздуха (=1010 Дж/кг∙К);

ρ_св – плотность воздуха (=1,225 кг/м³);

К_Н – коэффициент, учитывающий негерметичность помещения (=3).

Расчет степени разрушения жилых объектов осуществляется на основании методики изложенной в [4], основывающейся на рассчитываемых значениях избыточного давления (таблица 1).
Таблица 1 – Значения избыточного давления с соответствующими степенями разрушения жилых объектов

№ п.п.	Степень поражения	Значения избыточного давления, кПа
1.	Полное разрушение зданий	100
2.	50%-ное разрушение зданий	53
3.	Средние повреждения зданий	28
4.	Умеренные повреждения зданий (повреждение внутренних перегородок, рам, дверей и т.п.)	12

Расчет потребного количества сил и средств, необходимых для ликвидации взрыва бытового газа, осуществляется на основании методик, изложенных в [5]. Полученные данные по потребному количеству сил и средств могут быть использованы руководителями структурных подразделений, осуществляющих управление РСЧС при принятии решения на ликвидацию последствий ЧС. Однако данных сведений зачастую недостаточно для принятия обоснованного решения для привлечения тех или иных структурных подразделений, относящихся к силам РСЧС.

Для формирования рациональной группировки сил и средств, требуемой для ликвидации последствий взрыва бытового газа необходимо учитывать возможность привлечения самого широкого спектра сил и средств, потребных для ликвидации последствий ЧС. Решение данной задачи будет состоять в определении оптимального плана формирования группировки сил РСЧС таким образом, чтобы работы по ликвидации последствий взрыва бытового газа были выполнены в полном объеме при минимальных затратах времени с привлечением как можно меньшего числа специалистов. При этом осуществляется решение математической задачи линейного программирования специального вида (транспортной задачи) для каждого типа специальной техники, оборудования и каждого вида специалистов (Рисунки 2 и 3) (определяются по методике [5]).


Рисунки 2,3 – Пример расчета потребного количества сил и средств в интерактивной системе
При решении транспортной задачи учитывается время прибытия структурных подразделений (с учетом очередности ввода их на участок работ), могут быть учтены - эффективность применяемых аварийно-спасательных средств, готовность личного состава подразделений и т.п. факторы.

Общий вид матрицы, необходимой для решения транспортной задачи может быть представлен следующим образом:
Таблица 2 - Матрица для решения транспортной задачи по i-му специалисту

	Район выполнения работ
	Уч 1	Уч 2	…	Уч n	Всего л/с
1 объект	t11	t12	…	t1n	x1
2 объект	t21	t22	…	t2n	x2
…	…	…	…	…	…
m объект	tm1	tm2	…	tmn	xm
Потребность для решения задач	y1	y2	…	yn	Σy/ Σx

где n – количество участков на которых осуществляются работы;

m – количество подразделений откуда привлекаются силы и средства;

y_n – потребное количество сил и средств на участках работ;

x_m – количество сил и средств в подразделениях, откуда идет при влечение на работы;

t_mn – время доставки сил и средств из каждого объекта в соответствующий участок;

В качестве информации, отображаемой в ячейках таблицы будет выступать время прибытия на участок ведения работ. Заполнение ячеек осуществляется с учетом эшелонирования сил и средств и необходимостью предусмотреть резерв.

Основой для составления начального плана (таблица 2) в программной среде, представляющей собой интерактивную систему прогнозирования состояния жилых объектов в условиях взрывов бытового газа и выработке предложений по формированию рационального состава группировки сил и средств для ликвидации последствий взрывов, будут являться подаваемые на каждые сутки в дежурную смену органа повседневного управления - регионального центра по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий и органа, сведения о силах единой государственной системы предупреждения и ликвидации ЧС (далее РСЧС) за каждое структурное подразделение, входящее в состав сил РСЧС.

Следует отметить, что применение транспортной задачи для формирования рациональной группировки сил и средств ранее уже предпринимались [6].

Кроме того, платформа интерактивной системы (базирующаяся на геоинформационной системе) позволяет осуществлять отображение маршрутов ввода структурных подразделений, участвующих в формировании группировки сил и средств в зависимости от обстановки на транспортной сети (рисунок 4).


Рисунок 4 – Пример рабочей среды интерактивной системы с решенной транспортной задачей
Таким образом, решив транспортную задачу по всем необходимым для ликвидации последствий удара специалистам, определим потребное количество сил и средств от каждой организации, входящей в подсистему РСЧС.

В работе представлена интерактивная система, базирующаяся на предлагаемом подходе и предназначенная для обеспечения функционирования АИУС РСЧС, позволяющая на основе оценки обстановки, сложившейся в результате ЧС, осуществлять расчет потребного количества сил и средств, для проведения работ по ликвидации последствий взрыва. Показано одно из направлений формирования рационального состава группировки, участвующей в его ликвидации.

Новизна предлагаемой интерактивной системы заключается в применении для формирования рациональной группировки сил и средств, предназначенной для ликвидации последствий взрыва, алгоритмов применяемых для решения транспортной задачи. Это позволит производить выбор структурных подразделений откуда планируется привлекать силы и средства для ликвидации последствий взрыва с учетом загруженности транспортной сети, эффективности применяемых аварийно-спасательных средств, готовности личного состава подразделений и т.п.

Список использованной литературы:

1. 
   Статистика взрывов бытового газа в России за 2015-2016 гг. ООО «ГАЗ-ПРОЕКТ 2017»: [Электронный ресурс]. Доступ с сайта: http://gazproekt.com/2017/02/20/statistika-vzryvov-bytovogo-gaza-po-rf-za-2015-2016/ (дата обращения 04.12.2017 г.).
   
2. 
   Постановление Правительства РФ от 16 января 1995 г. N 43 «О федеральной целевой программе «Создание и развитие Российской системы предупреждения и действий в чрезвычайных ситуациях»: [Электронный ресурс]. Доступ из справочно-правовой системы «Гарант» URL: http://base.garant.ru/1582713/ (дата обращения 21.11.2017 г.).
   

3. Катастрофическое наводнение 2013 года в Дальневосточном федеральном округе. Том I. Уроки и выводы [проект] // М.: ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2013. -216 с.

4. ГОСТ Р 12.3.047-2012 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования: [Электронный ресурс]. Доступ из справочно-правовой системы «Кодекс» URL: http://docs.cntd.ru/document/1200103505 (дата обращения 04.12.2017 г.).
5. Наставление по организации и технологии ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при чрезвычайных ситуациях. Часть II. Организация и технологии ведения аварийно-спасательных и других неотложных работ при землетрясениях. М.: ВНИИ ГОЧС, 2000. -204 с.
6. Иванов Е.В., Шишкин П.Л. Применение методов математического моделирования для обоснования формирования и наращивания требуемой группировки РСЧС // Техносферная безопасность. – 2015. - №3 (8) – С3-13.