Автореферат (1172862), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Поэтому достаточность доказана.13Использование этого определения ценно для постановки задач управления,основанных на расчете способности ПП к ОТД на пожаре. Наглядный пример егоприменения – это управление тушением пожара в ситуациях с неограниченнымзапасом ОВ. Если тактические возможности прибывающих сил слишком малы иливремя их применения недостаточно, то огонь вернёт свою первоначальную силу втечение короткого времени и все усилия ПП окажутся бесполезными.Определение 4. Второе правило управления при пожаротушении – СиС ППдолжны быть адекватны решаемой задаче в каждой точке времени и пространства.Утверждение 2. СиС ПП должны быть адекватны решаемой оперативнойуправленческой задаче в каждой точке времени и месте пожара, а такжеприлегающей к нему территории, на которой существует угроза жизни и здоровьюграждан, имуществу при тушении пожара.Реализация задачи управления РТП (утверждение 1 и 2) по подаче ОВ в очагпожара, на охлаждаемую поверхность или в защищаемую зону водянымипожарными стволами может осуществляться ствольщиками прямыми и навесными(рис.

3) струями.Квалификацию ствольщиков на пожаре характеризует способностьобеспечить необходимую зависимость глубины тушения пожарным стволом оттипа здания и сооружения, в котором произошел пожар. Тем самым глубинатушения пожарным стволом является коэффициентом социальной эффективности,т.к. ствольщик с его помощью удовлетворяет потребителя своих услуг,ассортиментом и качеством услуг по локализации и ликвидации пожара.Рисунок 3 – Глубина и ширина полосы тушения пожарным стволом (навесная струя): А –место размещения пожарного ствола;  – угол наклона пожарного ствола, град; LMAX –наибольшая дальность струи, м; hт – глубина тушения пожарным стволом, м; D – ширинатушения пожарным стволом, мНа основе собственных исследований глубины орошения горящейповерхности (горизонтальной и вертикальной) водяными пожарными стволамикак функции от основных гидравлических характеристик (расхода и напора переднасадком пожарного ствола) предложены значения зависимости глубины тушенияпожарного ствола от типа здания и сооружения.14Функцию задачи управления РТП по подаче струи ОВ ствольщиками в очагпожара представим в следующем виде:POV  x, t   I ф t   ф x  xo t , pt , t  to , x  X ,(5)где Iф – фактическая интенсивность подачи ОВ; ф(x, p) – форма пятна орошенияструёй ОВ (круг, эллипс, составная фигура и др.); t – время; xo(t) – координатыцентра пятна орошения струёй ОВ; p(t) – параметр формы пятна орошения струёйОВ, в том числе определяющий степень концентрации ОВ.Положим, что определен необходимый порядок управления (POVтр(x, t), приt  0 и х  Х) и тип ОВ (т.е.

мы знаем форму пятна орошения струёй ОВ (ф(x, t)) играничные условия подачи этих средств (тушение объектов энергетики,химической промышленности, на больших площадях и т.д.):I ф t   I тр t , A  xo t   B, C  pt   D ,(6)где Iтр – требуемая интенсивность подачи ОВ; А, В, С, D – значения конкретныхпараметров решения задачи управления непосредственно на пожаре.Решение задачи управления ствольщиками при подаче ими ОВ заключаетсяв том, чтобы определить такие значения функций (Iф, xo(t), p(t)), благодарякоторым равенство выполнялось:(7)POVтр(x, t) = POV(x, t), при t  0 и х  Х.Определим задачу управления ствольщиками при подаче ими ОВ каквариационную задачу и для этого найдём такие значения функций (Iф, xo(t), p(t))для некоторого промежутка, что разница между решением требуемой ифактической задачи управления была минимальной:(8)POVтр(x) – POVф(x)  min.Зададим траекторию движения пятна орошения струёй ОВ (Tr) и еёинтенсивность (I).

Необходимо определить управление ствольщиком (y(t)), прикотором вариационная задача (8) достигнет минимума. Решим задачу для случая«построчной» траектории перемещения пятна орошения струёй ОВ. Тогда подтраекторией будем подразумевать отрезок [a, b] непрерывной кусочно-гладкойкривой, частным случаем которого может быть отсутствие движения (a=b), и егодлину обозначим LTr, при этом пятно орошения может перемещаться по всейнеобходимой для тушения пожара поверхности (Tr  П).Зададим траекторию движения в параметрическом виде: a1 = А1(l), b1 = В1(l),при l = [a, b], и допустив то, что центр пятна орошения струёй ОВ совпадает снекоторой точкой (z  [a, b]).

Тогда найдём функцию движения центра пятнаорошения струёй ОВ. В этом случае параметрические уравнения траекториидвижения центра пятна орошения струёй ОВ и его закон движения в полномобъёме определяют местоположение центра пятна орошения струёй ОВ на всейплоскости тушения пожара в любой момент реализации задачи управления:a1(t) = А1(l(t)), b1(t) = В1(l(t)).Преимуществом данного представления является то, что вместооперирования с двумя параметрами, работаем с одним (l(t)).С целью исследования непосредственной реализации управленческоговоздействия РТП завершающим этапом, которого является подача ОВ в очагпожара, формализовано управление СиС ПП при тушении пожара с помощьюобыкновенных дифференциальных уравнений, при разработке которых были15приняты некоторые допущения: Плотность горючей нагрузки может бытьполностью описана с помощью одной переменной (пренебрегаем неравномернымраспределением горючей нагрузки).

Тушение (результат воздействия ОВ (1) нагорящую поверхность) происходит «мгновенно». Это означает, что мы:пренебрегаем протекающими переходными процессами после попадания ОВ нагорящую поверхность; личный состав всегда знает, где находится огонь, и егопоиском, например, в пустотах не занимается. В качестве ключевых элементовиспользуются площади пожара (Sп, м2) и тушения (Sт, м2) (рис.

4): dSп2 dt  k  Sп - b  Sп  с  Sп  S т, dSт v  S т  e  Sп  S т dt(9)где v – скорость роста площади тушения пожара; с, e – коэффициентыпропорциональности, характеризующие влияние подачи ОВ на площадь пожара итушения соответственно.С целью исследования непосредственной реализации управленческоговоздействия РТП (рис. 5) завершающим этапом, которого является подача ОВ вочаг пожара, модифицировав уравнение (9) с учётом допущений, и с учётом того,что тактические возможности ПП соответствуют рангу пожара и скоростьтушения соответствует плотности горючей нагрузки, упрощаем (9):   dSп dt  f1 Sп  - S т  f 2 Sп, dS т  v  S т  ep  S т  f 2 Sп dt(10)где f 1 (Sп), f 2 (Sп) – скорость изменения площади пожара, ОВ не подаются иподаются соответственно; ep – эффективность пожаротушения.Рисунок 4 – Изменение площади пожара: –– –площадь пожара на момент ввода пожарныхстволов; - - - – площадь тушенияВыражение (8) позволилоуправления ПП на пожаре:Рисунок 5 – Виды реализации управленческогорешения РТП на подачу огнетушащих средствПП: кривые 1 – эффективное, 2 – в соответствиис (9), 3 – не эффективноесформулироватьоценкуэффективности16Па – Пдо  min,(11)где Па – исследуемый показатель (расход, интенсивность, затраты, стоимость,ущерб и т.п.) после тушения пожара (его анализа); Пдо – исследуемый показатель(расход, интенсивности, затраты, стоимость, ущерб и т.п.) при планированииведения ОТД.Сложность и проблематичность моделирования оперативного управленияпожаротушения ПП заключаются в том, что: изменение оперативно-тактическойситуации на месте пожара характеризуется вариативностью и нечёткостьюисходных данных; план тушения пожара не догма, так как возможны иныеальтернативные варианты возникновения, развития и тушения пожара; недопустимо осуществлять моделирование, исходными данными которого являютсяисключительно данные тренировок, практических занятий и состязаний(соревнований по профессии).Формализация СиС, используемых при ведении ОТД на пожаре в видересурсов пожаротушения: информационный (семантический – определяет иобеспечивает структурную устойчивость модели оперативного управленияпожаротушением и прагматический – определяет содержательный характерпроцессовфункционированиямодели);материальный;энергетический(идентифицирует интенсивность моделируемых процессов) – позволиларазработать модели описания управления пожаротушением (динамическая,алгебраическая, реляционная).В главе доказано, что в области обеспечения пожарной безопасностимобильными средствами при существующих успех отсутствует единыйкомплексный подход к решению задач поддержки управления и принятиярешений в системе управления ПП на месте пожара, что обусловливаетнеобходимость дальнейших научных исследований.В главе 2 «Формализация при моделировании управления пожарноспасательными подразделениями на месте пожара» изложена концепцияформального описания функциональных (процессных) характеристик системыуправления ПП при тушении пожаров как элементов сети Петри, позволяющаяописать процедуры синтеза и анализа системы управления на пожаре с точкизрения их структурных (узловых) характеристик.Для данной предметной области сеть Петри формально представлена какнабор характеристик вида:(12)P = <Рozp, Dt, F, Н, 0, Z>,где Рozp – позиция (конечное непустое множество состояний (p) мест дляразмещения органов управления, пожарной или приспособленной техники,пожарных стволов, позиций пожарного на месте пожара и т.п.); Dt – переход(конечное непустое множество событий (t), которые характеризуют возможностьперехода из одной позиции в другую), элемент ОТД; F: Рozр  Dt и Н: Dt  Рozр –функции входных и выходных величин (задаются матрицами Dti, Рozрi); 0 –начальная маркировка (представляет собой исходное расположение элементовсети (Рozр  (0, 1, 2, ...)): органов управления, пожарной или приспособленнойтехники, пожарного оборудования, членов расчёта); Z – функции задержкимаркеров.17Система управления пожаротушением структурирована в видемодифицированной сети Петри (12), которая состоит из системы сетей, при этомкаждая сеть моделирует отдельные этапы тушения пожаров на объектахэкономики, социальной инфраструктуры и формализует структуру управления(рис.

6):P = <Pv, Pp1, Pp2, Pt, Pz, Pl, Py, Pr, Ps, Pi>,(13)vгде P – сеть, моделирующая возникновение и процесс распространения опасныхфакторов пожара (ОФП) (Фk) между позициями на тушение пожара; Pp1 – сеть,моделирующая исходное размещение СиС пожаротушения и процесс ихперемещения на позиции для организации тушения пожара; Pp2 – сеть,моделирующая исходное размещение и процесс перемещения между позициями(mik) на тушение пожара СиС ПП для ликвидации ОФП; Pt – сеть, моделирующаяпроцесс перемещения СиС пожаротушения между позициями при тушениипожара; Pz – сеть, моделирующая влияния ОФП на объекты, СиС пожаротушения;Pl – сеть, моделирующая процесс локализации и ликвидации ОФПсосредоточенными СиС на пожаре; Py – сеть, моделирующая управление СиС прилокализации, ликвидации ОФП; Pr – сеть, моделирующая создание ииспользование резерва СиС пожаротушения; Ps – сеть, моделирующая исходноеразмещение СиС пожаротушения и процесс их перемещения к месту вызова ивозвращения в места дислокации; Pi – сеть, моделирующая информационныйобмен на месте пожара.Обосновано построение сети, моделирующей процесс перемещенияресурсов пожаротушения между позициями при тушении пожара.

Характеристики

Список файлов диссертации