Диссертация (Методы, модели и алгоритмы поддержки управления пожарно-спасательными подразделениями при тушении пожаров), страница 7

Поэтому достаточность доказана.Выполнение условий (1.1, 1.2) подтверждается еще и тем, что неувеличивается площадь пожара, т. е. точка наибольшего значения на кривой 1(рис. 1.8 [203, 278, 280]), скорость роста площади пожара и линейная скоростьраспространения пламени равны нулю, VSп = 0 и Vл = 0, т. е. сил и средств дляликвидации пожара достаточно.Кривая 1 (рис. 1.8) отображает изменения во времени требуемого расходаОВ и площади пожара. Огнетушащее вещество при тушении описываемогопожара подавалось на всю его площадь, поэтому она изображена равнойплощади тушения пожара.

Для построения кривой 3 принимаются значения техподразделений (Nотд.), которые реализуют управленческое воздействие РТП поподаче пожарных стволов на тушение. Пересечение линий 1 (кривой) с 3(ломаной) определяет то, что расходы ОВ (требуемый и фактический)становятся равны, таким образом, выполнено необходимое условие (1.2)локализации пожара. В том случае, когда получается пересечение линий 1 и 3, точто личный состав пожарно-спасательного подразделения правильно реализовалзадачу управления и это пересечение называется точкой локализации пожара.Погрешность между фактической локализацией пожара и построенной наоснове переданной информации, как правило, незначительная.

Если подача ОВв очаг происходила не по всей площади, то линии 2 и 3 не пересекаются. В этомслучае требуется построить кривые изменения требуемого расхода ОВ длятушения пожара во времени и площади его тушения. Кривая 4 описываетизменение площадей пожара и тушения во времени и означает, что додостижения величины пути, миновавшего фронтом горения, т.

е. радиусапожара – равной глубине тушения применяемых пожарных стволов онисовпадали. Изменение длины периметра площади горения в зданиях изменяетсяво времени до того, пока горение не дойдет до негорючих поверхностей (стен),после этого величина её становится постоянной (рис. 1.8). Тогда требуемый43расход на её тушение и площадь тушения тоже станут постоянными вовремени. Достижение необходимого условия локализации пожара означаетпересечение линий 4 и 3, т. е., что Iф > Iт и Vл = 0, Qф > Qтр и Vsп = 0.“Впрактикепожаротушенияцелесообразноиспользоватьтакиеинтенсивности подачи ОВ, которые могут быть реализованы существующимитехническими средствами подачи и обеспечивать эффективность тушения сминимальными расходами ОВ и за оптимальное время” [204].

Многомерныйанализ описания крупных пожаров [168, 169, 300–308] и показателейоперативного реагирования пожарно-спасательных подразделений [166–171,218, 219, 295, 300, 306] на пожары, произошедшие на городских объектах,позволяет сделать вывод о том, что несмотря на то, что интенсивность подачиОВ, в частности воды, возрастает с ростом размера города, в которомпроисходит пожар, при этом, как правило, в других городах (малые, средние,большие)фактическаяинтенсивностьподачиОВниженормативныхпоказателей, а в крупнейших городах – выше нормативных показателей(таблица 1.5, рис. 1.12).Для достижения условий локализации также необходимо, чтобы числопозиций ствольщиков соответствовало требуемому количеству, т.

е. расстояниемежду ними должно быть расчётным.Таблица 1.5 – Фактическая интенсивность подачи огнетушащих средств (воды)Предприятияторговли и складскиеОбщественные зданиязданияпоказатели нормативной интенсивности0,08-0,10,06-0,20,1-0,2показатели фактической интенсивностиПромышленныепредприятияРазмер городамаксимакси- минимакси- миниминисредняясредняясредняямальнаямальная мальнаямальная мальнаямальнаямалыйсредний, большойкрупныйкрупнейший0,010,020,010,030,090,140,130,180,340,480,530,680,020,010,020,040,080,110,130,340,230,330,982,460,010,010,030,020,090,10,140,140,40,230,510,4144Рисунок 1.12 – Распределение значений интенсивности подачи огнетушащихвеществ (вода) пожарно-спасательными подразделениями в зависимости отразмера городаЗадача управления ствольщиками при подаче ими огнетушащеговеществаКак свидетельствует практика управления пожарно-спасаетльнымиподарзделениями при тушении пожаров, от своевременности реализации задачиуправления РТП по подаче ствольщиком первого пожарного ствола нарешающем направлении зависит результативность тушения пожара.

Для егоподачи пожарный раньше (до 2005 г.) должен был проникнуть к очагу пожара(подойти как можно ближе к месту горения); направлять струю огнетушащихвеществ (воды или водных растворов поверхностно-активных веществ): в местас наиболее интенсивным горением; против распространения огня; сверху внизпри тушении вертикальных поверхностей («построчная» траектория); не в дым,а на видимые проявления горения – предметы и объекты [309–315].В настоящее время ключевым элементом постановки задачи управленияРТП ствольщикам на позициях по тушению заключается в том, что при подаче45ОВ, прежде всего, для локализации пожара требуется прибегнуть кзадействованию объектовых стационарных установок и систем тушенияпожаров.

При применении ручных пожарных стволов ствольщикам требуетсяподдерживать подачу ОВ непосредственно в очаг пожара с соблюдениемправил техники безопасности и охраны труда [205, 316–318].Реализация задачи управления РТП (выполнение условий 1.1 и 1.2) поподаче огнетушащего вещества в очаг пожара на охлаждаемую поверхностьиливзащищаемуюзонуводянымипожарнымистволамиможетосуществляться ствольщиками прямыми (рис. 1.13) и/или навесными (рис.

1.14)струями.Рисунок 1.13 – Схематичная траектория струи огнетушащего вещества изручного пожарного ствола: а – угол расположения ручного пожарного ствола,град; в – угол падения струи воды на плоскость, град; с – угол отражения струиводы от поверхности: с  в , град; к – коэффициент потери энергии при удареkVводы о плоскость: k  V0 ;0V0– скорость истечения огнетушащего вещества изнасадка пожарного ствола, м  с 1 ; V 0 – скорость струи огнетушащего веществапосле удара о поверхность, м  с 1 ; взаимосвязь углов a  90 0  в46Рисунок 1.14 – Глубина и ширина полосы тушения пожарным стволом(навесная струя): А – место размещения пожарного ствола;  – угол наклонапожарного ствола, град; LMAX – наибольшая дальность струи, мНезависимо от вышеприведенных нормативных требований, наличиядостаточного количества сил и средств, характера развития пожара и природноклиматическихусловий,оперативно-тактическиедействияпожарно-спасательных подразделений в период локализации пожара должны бытьнаправленынавыполнениепринятыхуправленческихрешенийРТП,достижение необходимых и достаточных условий локализации пожара,реализация которых на пожаре – обязанность ствольщика.Функцию задачи управления РТП по подаче струи огнетушащих веществствольщиком в очаг пожара представим в следующем виде [318, 319]:POV  x, t   I ф t   ф x  xo t , pt , t  to , x  X ,гдеIф–фактическаяинтенсивностьподачиогнетушащих(1.7)веществ;ф(x, p) – форма пятна орошения струёй огнетушащих веществ (круг, эллипс,составная фигура и др.); t – время; xo(t) – координаты центра пятна орошенияструёй огнетушащих веществ; p(t) – параметр формы пятна орошения струёй47огнетушащих веществ, в том числе определяющий степень концентрацииогнетушащих веществ.Координаты центра пятна орошения струёй огнетушащих веществ (xo(t))соответствуют максимальному значению функции формы пятна орошенияструёй огнетушащих веществ (ф(x, t)) (рис.

1.15, [242, 243, 253, 306, 318, 320–322]) или вычисляются аналитическим, а также статистическими методами. Таккак функция “форма пятна орошения струёй огнетушащих веществ” (ф(x, p))является неотрицательной (в случае её подачи) и нормируемой таким образом,что интеграл от неё равен единице.Положим, что определен необходимый порядок управления (POVтр(x, t),при t  0 и х  Х) и тип огнетушащего средства (т.

е. мы знаем форму пятнаорошения струёй огнетушащих веществ (ф(x, t)) и граничные условия подачиэтих средств (тушение объектов энергетики, химической промышленности, набольших площадях и т. д.):I ф t   I тр t , A  xo t   B, C  pt   D ,(1.8)где Iтр – требуемая интенсивность подачи огнетушащих веществ; А, В, С, D –значения конкретных параметров решения задачи управления непосредственнона пожаре.Решение задачи управления ствольщиком при подаче им огнетушащеговещества заключается в том, чтобы определить такие значения функций (Iф,xo(t), p(t)), благодаря которым равенство выполнялось:POVтр(x, t) = POV(x, t), при t  0 и х  Х.(1.9)В общем случае решение задачи управления ствольщиком при подаче имогнетушащего вещества (1.9) не существует. В связи с этим рациональноопределять задачу управления ствольщиком при подаче им огнетушащеговещества как вариационную задачу и для этого найти такие значения функций(Iф, xo(t), p(t)) для некоторого промежутка, что разница между решениемтребуемой и фактической задачи управления была бы минимальной:POVтр(x) – POVф(x)  min.(1.10)48а)б) в) Рисунок 1.15 – Распределение интенсивности при подаче огнетушащеговещества из пожарного ствола: а – компактной водяной струей с насадком25 мм; б – компактной водяной струей с насадком 13 мм; в – водяной струей изранцевого лесного огнетушителя (модифицированного)49Чем меньше будут значения промежутков, тем будет выше точностьрешения задачи управления ствольщиком по подаче им огнетушащего веществапри тушении пожара.Зададим траекторию движения пятна орошения струёй огнетушащихвеществ (Tr) и её интенсивность (I).