диплом целиком (1218792), страница 4
Текст из файла (страница 4)
, (4)
где 
– показатель засухи почвы текущего дня; 
– показатель засухи почвы предыдущего дня; t – максимальная температура воздуха в течение дня,°С; 
– число дней после последнего выпадения осадков; 
– среднегодовое количество осадков для данной территории, мм.
По полученному числовому значению ИЛПО определяется степень пожарной опасности согласно таблице 3.
Таблица 3 – Шкала соответствия значений индекса лесной пожарной опасности Австралии
| ИЛПО | Степень пожарной опасности |
| От 0 до 5,0 | Низкая |
| От 5,1 до 12,0 | Средняя |
| От 12,1 до 24,0 | Высокая |
| От 24,1 до 50,0 | Очень высокая |
| Более 50,0 | Экстремальная |
1.4.3 Расчет класса пожарной опасности в США
Национальная рейтинговая система пожарной опасности США представляет собой модель, объединяющую промежуточные и основные группы выходных параметров. К промежуточным относят индексы влагосодержания ЛГМ, рассчитываемые для двух типов ЛГМ – для живых и отмерших. Эти индексы являются базой для дальнейших расчетов. К основным параметрам относят скорость распространения огня и количество тепловой энергии, выделяющейся при пожаре. Основные выходные параметры объединены в единый индекс горения. Расчет влагосодержания живых ЛГМ происходит путем оценки количества влаги на каждом этапе жизненного цикла растений в зависимости от региона и текущих метеоусловий. Важно, что такие расчеты ведутся для однолетних, многолетних растений, а также молодых деревьев и кустарников отдельно. Влагосодержание отмерших ЛГМ – это количество влаги в мертвых органических остатках растений, молодых деревьях и кустарниках, вычисляемое с 1, 10, 100 и 1000- часовым временным сдвигом. Под временным сдвигом подразумевается время, за которое количество влаги в отмерших ЛГМ достигает 63 % от разницы между начальным влагосодержанием ЛГМ и балансом влагосодержания окружающей среды, зависящим в свою очередь от показаний температуры, относительной влажности и количества осадков за сутки.
Индекс горения (ИГ) – показатель, зависящий от скорости распространения огня и количества тепла, выделяющегося при пожаре, формула (5):
, (5)
где СП – скорость распространения пожара, фут/мин, является функцией влагосодержания ЛГМ, скорости ветра, рельефа, относительной влажности и количества осадков; ЭВ – энерговыделение, кДж, – количество тепловой энергии, выделяющееся при пожаре на единицу площади.
Для обобщения полученных расчетов вводится итоговый индекс пожарной нагрузки (ИПН) – индекс, объединяющий влияние антропогенных факторов, грозовой активности, а также индекс горения:
, (6)
где ИПН – итоговый индекс пожарной нагрузки; ИГ – индекс горения; ЧФ – влияние человеческого фактора; ГА – влияние грозовой активности.
В основе расчетов ЧФ и ГА лежит оценка вероятности возгорания В и учет поправочных коэффициентов риска влияния человеческого фактора и уровня грозовой активности соответственно.
Вероятность возгорания В вычисляется по формуле (7):
, (7)
где В1 – вероятность начала возгорания; В2 – вероятность распространения пожара.
Лесная служба США предоставляет ежедневный отчет о степени пожарной опасности, на рисунке 10 представлен отчет за 2012 год.
Рисунок 10 – Опасность пожаров в лесных массивах на территории США за 2012 г.
1.4.4 Расчет класса пожарной опасности в Канаде
Основой расчетов рейтинговой системы лесной пожарной опасности Канады служит расчет влагосодержания ЛГМ, зависящий от метеорологических условий. ЛГМ различаются по глубине залегания и весу на единицу площади.
– индекс влагосодержания ЛГМ нижней глубины залегания (до 18 см) и весом на единицу площади до 25 кг/м2, рассчитывается по формуле (8):
, (8)
где ОС – сумма осадков за последние 24 часа, мм; t – максимальная температура.
– индекс влагосодержания ЛГМ средней глубины залегания (до 7 см) и весом на единицу площади до 5 кг/м2, вычисляется по формуле (9):
, (9)
где ОВ – минимальное значение относительной влажности в течение дня, %, ВЛN – коэффициент влагосодержания данного типа ЛГМ, рассчитанный для текущего дня по формуле (10):
, (10)
где 
– коэффициент влагосодержания данного типа ЛГМ, рассчитанный для прошедшего дня; 
– поправка на осадки; 
– поправка на 
.
, (12)
, (13)
где 
– индекс влагосодержания ЛГМ средней глубины залегания, рассчитанный на предыдущий день.
– индекс влагосодержания ЛГМ верхней глубины залегания (до 1,2 см) и весом на единицу площади до 0,025 кг/м2, рассчитывается по формуле:
, (14)
где CB – максимальное значение скорости ветра в течение дня, км/ ч; 
– коэффициент влагосодержания данного типа ЛГМ, рассчитанный для текущего дня.
Итоговым Индексом пожарной опасности Канады (ИПО) является функция от влажности различных типов ЛГМ и выделения энергии, которая рассчитывается по формуле (15)
, (15)
где ЭВ – выделение энергии, кВт/м; Клгм1,2 – коэффициент, объединяющий ЛГМ1 и ЛГМ2 для удобства расчета
(16)
Помимо этого, существуют индексы прогнозирования возгорания (ИПВ) по причине антропогенного фактора и действия грозовой активности.
ИПВ по причине антропогенного фактора рассчитывают по каждому региону Канады с учетом поправочного коэффициента на причину пожара, получаемого из статистических данных.
ИПВ по причине действия грозовой активности также вычисляют по отдельно взятому региону с учетом степени влажности ЛГМ и поправочного коэффициента на грозовую активность, получаемого из статистических данных. В таблице 4 представлена шкала соответствия значений Индекса пожарной опасности Канады [12].
Таблица 4 – Шкала соответствия значений Индекса пожарной опасности
Канады
| ИПО | Степень пожарной опасности |
| От 0 до 5,0 | Низкая |
| От 5,1 до10,0 | Средняя |
| От 10,1 до 20,0 | Высокая |
| От 20,1 до 30,0 | Очень высокая |
| Более 30,0 | Критическая |
Ежедневный отчет о пожарной опасности Канады за 19 апреля 2012 г. представлен на рисунке 11.
Рисунок 11 – Пожароопасность в лесных массивах на территории Канады за 2012 г.
Из анализа методов можно видеть, что в индексе В.Г. Нестерова учитывается наименьшее число факторов – только метеопараметры, и не учитывается влажность ЛГМ. ИЛПО Австралии – единственный индекс, оценивающий влагосодержание в почве. Самыми многофакторными являются индексы пожароопасности США и Канады, учитывающие не только метеоданные и влажность ЛГМ, а также количество тепла, выделяемого при горении, антропогенную нагрузку и грозовую активность. Априори трудно сказать, с какой точностью можно прогнозировать эти дополнительные факторы для индексов пожароопасности и насколько их учет способствует повышению точности прогнозов.
1.5 Техническое задание
Автоматизированная информационная система (АИС) предназначена для оценки риска возникновения лесных пожаров на территориях ближайших к населенным пунктам. Разработанная АИС должна выполнять следующие функции:
– хранение информации о погодных данных для населенных пунктов;
– обеспечение непротиворечивости данных;
– поиск данных в соответствии с пользовательскими запросами;
– анализ погодных данных и последующее вычисление коэффициента пожарной опасности по формуле Нестерова;
– получение отчетов об оценке полученного коэффициента пожарной опасности.
Исходные данные: необходима возможность ввода данных в ручном и полуавтоматическом режиме.
Выходные данные: файлы документов в формате, поддерживаемым Microsoft Office, пригодными для выведения на печать.
Требования к временным характеристикам: время обработки запроса на получение информации о риске возникновения пожарной опасности не должно превышать 5 минут.
Требования к емкостным характеристикам не предъявляются.
АИС должна осуществлять контроль ограничений целостности, обусловленных предметной областью. АИС должна работать с базой данных разработанной конфигурации в соответствии с алгоритмами функционирования. Для предотвращения некорректной работы программы необходимо реализовать:
– проверку ввода данных пользователем;
– вывод сообщений об ошибках;
– возможность повторного ввода данных.
Технические требования
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
