Диссертация (1172885), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Все эти недостатки приводят к дестабилизации системы35управления в постоянно меняющейся обстановке на пожаре, что оказываетнегативное влияние на процесс поддержки управления УТП.В настоящее время отсутствуют модели и алгоритмы, которые быобъединили в себе возможности современных систем мониторинга параметровбезопасности участников тушения пожара и программные возможности дляреализации современных подходов в управлении. Однако существуют аналоги,которые используются без систем мониторинга как специальное программноеобеспечение для звена ГДЗС [118, 119].
К такому аналогу относится «КалькуляторГДЗС», который предназначен для работы постового на посту безопасности.Данное программное средство не подходит для решения задач мониторинга, таккак информация, которую получает постовой от ДА, определяется скоростьюпадения давления, где данные программы рассчитаны на средние значениялегочной вентиляции, что не подходит для решения средств мониторинга.Очевидно, что внедрение аналогичных программ в систему контроляпозволит исключить ручной ввод данных и получать необходимые длякачественного управления прогнозные значения параметров безопасности, чтоявляется синергетическим эффектом для программно-технического решения.В классической методике расчетов используют детерминированную модель[75, 79], которая оценивает следующие параметры безопасности:– общее время пребывания в НДС;– время работы у очага пожара;– времени подачи команды на возвращения звена ГДЗС из НДС;– контрольное давление на выход.Изначально расчеты в непригодной для дыхания среде производились пометодике [79], в которой использовались средние значения легочной вентиляции,в зависимости от степени тяжести выполняемых работ [114].
Это говорило о том,что при выполнении работ различной сложности на пожаре расход воздуха у всехучастников тушения пожара составлял одну и ту же величину, вне зависимости отиндивидуальности легочной вентиляции. В настоящее время расчеты параметров36работы в СИЗОД производятся по методике [75], средний расход воздуха вкоторой составляет 40 л/мин, при этом вид работ уже не учитывается.Для детального анализа детерминированной модели рассмотрим пример, вкотором «Звено ГДЗС включилось в дыхательные аппараты со сжатым воздухом,в комплект которых входят 2 баллона вместимостью по 4 л каждый, в 16 часов20 минут. Давление воздуха в баллонах в это время составляло 300, 280, 270кгс/см2.Завремяпродвижениякместуработывчетырехэтажномадминистративном здании оно снизилось соответственно до 260, 250, 255 кгс/см2.Время прибытия к очагу пожара – 16 часов 25 минут.
Требуется определитьожидаемое время возвращения звена ГДЗС из НДС, время работы у очага пожараи контрольное время подачи команды постовым на возвращения звена ГДЗС изНДС» [75].Так как звено двигалось до очага пожара 5 минут, за это время давление угазодымозащитников снизилось на:падРmax= Рвкл − Роч ;(5)падР max1 = 300 − 260 = 40 ( атм );падРmax2 = 280 − 250 = 30 ( атм );падР max3 = 270 − 255 = 15 ( атм ).Зная значения, построим график зависимости давления от времени длякаждого газодымозащитника, где G – расход воздуха (рисунок 13).В ходе решения данной задачи по классической методике контрольноедавление на выход составит 70 атм., общее время работы 47 минут, а времяработы у очага пожара 32 минуты [75].
При этом звено не сможет проработатьрассчитанное время, так как на 28 минуте необходимо будет подавать команду навыход по показанию манометра третьего газодымозащитника, а значит,поставленная задача не будет выполнена в полном объеме. Исходя из рисунка 13,видно, что условия безопасной работы не выполняются, поэтому необходимоучитывать индивидуальный расход воздуха для каждого газодымозащитника.37Рисунок 13 – Индивидуальный расход воздуха газодымозащитниковЕсли использовать детерминированную модель в соответствии с методикой[75], то можно построить график по среднему значению расхода воздуха(рисунок 14), в котором условия безопасности выполняются.Рисунок 14 – Средний расход воздуха газодымозащитников38Анализ рисунков 13 и 14 показал, что поддержка управления безопасностьюгазодымозащитников должна основываться на индивидуальном расходе воздуха.Прииспользованиисредствмониторингапараметровбезопасностиучастников тушения пожара используют методику расчета, изложенную в [103],которая математически представлена линейным алгоритмом.
Данные для работыэтого алгоритма поступают в режиме реального времени от системы определенияи индикации давления, которая внедрена в конструкцию дыхательного аппарата.Система определяет текущее давление Ртек в баллоне дыхательного аппарата ирассчитывает время Т до конца израсходования запаса дыхательных ресурсов, приэтом математическая основа СОИД первые несколько минут ведет расчеты поформуле:Т = Р ,К(6)где Ртек – текущее давление в баллоне дыхательного аппарата;К – коэффициент потребления.Коэффициент К первые несколько минут равен К = К 0 = 5 (бар / мин), вдальнейшем К вычисляется по формуле:К тек = МАХ (К 0 ; К тек .МАХ ) ,(7)где MAX – оператор, возвращающий из совокупности Ki, i = 1, n максимальноезначение.Значения давления и времени отображаются на индикаторе СОИД ипередаются на пост управления МППС в виде цифровых значений.
На основеэтойинформациипроизводитсяподдержкауправленияпообеспечениюбезопасных условий работ в НДС.Для детального анализа расчета, используемого в методике [103],рассмотрим модельный пример, в котором газодымозащитник «включился» вдыхательный аппарат, оборудованный СОИД, и выполнял работу в течение 15минут. Информация о расходе дыхательных ресурсов поступала на мобильнуюприемно-передающую станцию каждую минуту. Фактические и расчетныезначения давления представлены в таблице 5.39На основе данных таблицы 5 построим график фактического расходадыхательных ресурсов (атм∙мин-1) для газодымозащитника (рисунок 15) и графикрасхода дыхательных ресурсов (атм∙мин-1) с использованием СОИД (рисунок 16).109Давление Р, атм8765432101234567891011121314151415Время Т, минРисунок 15 – Фактический расход дыхательных ресурсов109Давление Р, атм87654321012345678910111213Время Т, минРисунок 16 – Расчетный расход дыхательных ресурсов в СОИД40Таблица 5 – Расход дыхательных ресурсов в минуту (системы СОИД)Т123456789101112131415Рфак5557686107786566Ррасч55577881010101010101010ΔР000010203324544Разность в расчетном и фактическом расходе дыхательных ресурсоввычисляется по формуле (8) и представлена на рисунке 17.∆ Р = Р расч − Р фак ,(8)где Ррасч – расчетный расход дыхательных ресурсов в СОИД (атм∙мин-1);Рфак – фактический расход дыхательных ресурсов (атм∙мин-1).5Давление ΔР, атм43210123456789101112131415Время Т, минРисунок 17 – Неточности прогнозирования расхода дыхательных ресурсов СОИД41Рассчитаем кумулятивную сумму для значений Ррасч, Рфак, ΔР и представимих в таблице 6.
На основе данных таблицы 6 построим графики кумулятивнойсуммы для значений Ррасч и Рфак (рисунок 18) и для кумулятивной суммы ΔР(рисунок 19).Таблица 6 – Кумулятивная сумма расхода дыхательных ресурсовТ123456789101112131415Рфак51015222836425259667480859197Ррасч51015222937455565758595105115125ΔР00001133691115202428130120y = 4,2985x1,231R² = 0,99Давление Р, атм110100908070y = 6,8821x - 4,2571R² = 0,996050403020100123456789101112131415Время Т, минКумулятивная сума Р расчетногоКумулятивная сумма Р фактическогоЛинейная (Кумулятивная сума Р расчетного)Степенная (Кумулятивная сумма Р фактического)Рисунок 18 – Кумулятивная функция расхода дыхательных ресурсов для Ррасч и Рфак4230272421y = 0,2119x2 - 1,4304x + 1,989R² = 0,9918151296301234567Кумулятивная сумма ΔР89101112131415Полиномиальная (Кумулятивная сумма ΔР)Рисунок 19 – Кумулятивная функция расхода дыхательных ресурсов для ΔРАнализ полученных данных, представленных на рисунках 15–19, показал,что расхождения в линейном алгоритме моделирования [103] незначительны прикратковременных работах (5–7 минут), однако с увеличением продолжительностиработ расхождения в расчетах существенно растут.
Поэтому такие модель иалгоритм неприемлемы для объективной оценки прогнозируемых параметровбезопасности для случаев работы на пожарах в сложных условиях, в такихусловияхнеобходимоучитыватьматематическуюструктурурезультатовмониторинга и применять модель управления, основанную на теории принятиярешений в условиях риска и неопределенности.1.4 Постановка задачи исследованияПроведенный анализ со всей остротой показал актуальность задачподдержки управления безопасностью участников тушения пожара. В результатеанализавыявлено,чтопроцессэффективногоиспользованиясредствиндивидуальной защиты органов дыхания и зрения ограничен временем их43защитногодействия.Приэтомвсуществующейсистемеобеспечениябезопасности, с одной стороны, управление безопасностью проводится только накачественном уровне с использованием ограниченного массива данных, с другойстороны, отсутствуют механизмы поддержки принятия решений, учитывающиеструктуру результатов мониторинга безопасности – количественной информациидля принятия решений.
Определен ряд требований к получению, обработке иотображению информации для принятия решений при поддержке управлениябезопасностью в количественном виде для ее дальнейшего использования винформационной системе.Сформирована научная задача исследования, состоящая в разработкемоделей и алгоритмов поддержки управления безопасностью участников тушенияпожара при работе в непригодной для дыхания среде на основе мониторингапараметров безопасности.Определено, что для решения научной задачи необходимо:1.
Разработать модели поддержки управления безопасностью участниковтушения пожара при работе в непригодной для дыхания среде на основетеоретических аспектов управления риском реализации деструктивных событий.2. Разработать алгоритм поддержки управления безопасностью участниковтушения пожара на основе сравнения плановых и фактических параметровбезопасности, получаемых посредством мониторинга.3. Разработать алгоритм синтез информационных ресурсов плановыхзначений параметров безопасности участников тушения пожара при работе внепригодной для дыхания среде, необходимого для эффективной реализациимоделей и алгоритмов поддержки принятия решений в единой структурепрограммного комплекса.4.Разработатьпрограммныйкомплексподдержкиуправлениябезопасностью участников тушения пожара в непригодной для дыхания среде,который позволит на своей основе объединить системы мониторинга параметровбезопасности и получаемую от нее информацию для возможности практическойреализации разработанных моделей и алгоритмов поддержки управления.441.5 Выводы по первой главеТаким образом, при решении первой задачи исследования, состоящей ванализе системы управления безопасностью участников тушения пожара приработе в непригодной для дыхания среде, получены следующие результаты:1.
На основе коэффициента ранговой корреляции Спирмена проведенкорреляционный анализ пожаров, взятых на статистический учет, и случаевгибели пожарных. Определены причины гибели участников тушения пожара,показано, что гибель пожарных при работе в непригодной для дыхания средесоставляет 25 % от общего числа случаев.2. Проведен ретроспективный анализ СИЗОД по отношению к развитиюсистемы управления безопасностью УТП при работе в НДС.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
