Несмотря на подавляющее количество публикаций, которые во главу угла обеспечения жизнедеятельности общества ставят повышение производительности труда в промышленности и сельском хозяйстве [1; 2], в частности увеличение сбора продуктов растениеводства и садоводства, а также рост поголовья скота и птицы [3], авторы считают сложнейшими задачами:
во-первых, обеспечение пожарной безпасности жизнедеятельности населения, в жилом секторе [4],
во-вторых, сохранение урожаев от пожаров сельхозугодий, лесов и торфяников [5; 6].
Оптимизация и определение условий самоорганизации технологий функционирования инженерных систем зданий жилого сектора и их противопожарной защиты, а также агропромышленных технологий и технологий противопожарной защиты сельхозугодий и лесных массивов.
Если интеграция технологий функционирования инженерных систем зданий жилого сектора, и их противопожарной защиты исследована и описана достаточно подробно [7-9], в том числе защищена патентами РФ [10; 11], то публикаций, посвященных комплексированию методов и средств агропромышленных технологий с методологией обеспечения пожарной безопасности сельхозугодий – единицы [12; 13].
В настоящее время и для растениеводства, и для садоводства, и для контроля состояния почв, и для обнаружения пожаров торфяников и лесных массивов разрабатываются и применяются различные системы мониторинга, в том числе средствами малой авиации и дельтапланами [14; 15], беспилотными летательными аппаратами (БПЛА) и спутниками [16; 17], но, по мнению авторов, это делается бессистемно [18; 19].
Именно поэтому предлагается осуществить пространственно-временной анализ пожаров в Сибири [20], по результатам которого выполнить моделирование «виртуального внедрения» предлагаемых инноваций [21], после чего с помощью метода ретропрогноза [22], доказавшего свою эффективность на Юге России [4; 7; 23], осуществить социально-экономическую оценку взаимодействия органов власти субъектов и региональных подразделений МЧС России, Росагропрома и Рослесхоза, для нахождения и включения процессов «межведомственной самоорганизации» в обеспечение уровня безопасной жизнедеятельности в каждом регионе не ниже 0,999999 по ГОСТ 12.1.004 [4; 22; 24].
Материалы и методы исследования
Первоначально метод пространственно-временного анализа был отработан на массивах автоматизированной системы обработки данных о пожарах (АСОД «ПОЖАРЫ»), которая была разработана во ВНИИ противопожарной обороны МВД СССР в прошлом веке [25].
В 1995 году АСОД «ПОЖАРЫ» была поставлена на вооружение в региональных Управлениях пожарной охраны МВД РФ [26], после чего в 2002 году в Ростовском государственном строительном университете (РГСУ) был разработан и введен в учебный процесс подготовки специалистов пожарной безопасности программный комплекс с её использованием [27; 28]. В дальнейшем АСОД «ПОЖАРЫ» была доработана в МЧС России и применяется до сих пор в качестве государственной системы учета причин и последствий пожаров в России [29].
Разработанный в РГСУ комплекс программ позволял осуществить коррелированную выборку данных в виде гистограмм (рис. 1), обработка которых на компьютере методом выравнивания средних показала, что все огибающие имеют экстремумы и с достаточной точностью описываются трансцендентными функциями вида [27; 28]:
y = a·tb·exр(-c t), (1)
где b/c – максимум функции, (b+√b)/c – «правая» точка перегиба, (b-√b)/c – «левая» точка перегиба, которые при интегрировании давали гамма-распределения (распределения Эрланга 2-го порядка) пожаров (рис. 1), ущерба, гибели, площадей и т.д. по временам выполнения оперативно-тактических задач (ОТЗ).
В 2010 году было разработано новое уравнение оперативно-тактической деятельности (ОТД) [20; 27]:
(2)
а) б)
Рис. 1. Гистограммы и огибающие функции плотности вероятностей: а) времён свободного горения (мин.); б) радиусов выезда (км) времена, коэффициенты качества и вероятности в котором описывались уже распределениями Эрланга разного порядка, в соответствии со свойством аддитивности [28]:
и 
(3)
и 
(4)
- нулевого порядка для времён
ti → tрд, tсб, tсл, tр, tбр и tлик: b=1, c=ti ,
P = 1 – exp(-t/ti); (5)
- первого порядка для времени идентификации (обнаружения и решения диспетчером задачи
(tид = ТС + tрд): b = 2, с = tид,
Р = 1–exр(-t /tид)·(1 + t /tид); (6)
- первого порядка для времени прибытия
(tпр = tсб + tсл): b = 2, с = tпр,
Р =1 – exр(-t /tпр)·(1 + t/tпр); (7)
- второго порядка для времени локализации
(tл =ТЛ-tр-tбр): b = 3, с = tл,
Р =1 – exр(-t /tл)·(1 + t/tл +t2/2t2л); (8)
- третьего порядка для времени тушения
(tтуш= tр+tбр+tл+tлик): b = 4, с = tтуш,
Р = 1–exр(-t/tтуш)·[1 + t/tтуш + t2/2t2туш +t3/6t3туш]; (9)
- четвертого порядка для времени свободного развития (tсвр=tид+tсл+tр+tбр), учитывая, что время обнаружения пожара и решения диспетчером задачи (tид) совмещается с временем сбора боевого расчета (tсб) по тревоге: b = 5, с = tсвр,
Р = 1- exр(-t/tсвр)·
·(1+t/tсвр+t2/2t2свр+t3/6t3свр+t4/24t4свр) (10)
Коэффициенты качества и соответствующие вероятности начальной стадии пожаров определялись по формулам [27]:
(11)
В качестве времён, коэффициентов качества и соответствующих вероятностей обнаружения пожаров и начального этапа привлечения сил и средств на тушение пожаров были использованы результаты статистического анализа надежности автоматической пожарной сигнализации (АПС) и решения ОТЗ задач, из которых следовало [4; 30; 31]:
Роб – определялась, как вероятность безотказной работы «усредненного» пожарного извещателя, которая равна 0,99176;
Рср – определялась, как произведение вероятностей достоверного срабатывания (отсутствие ложного срабатывания) «усредненного» пожарного извещателя, его безотказной работы, а также схемы верификации (отсеивание ложного срабатывания) и безотказной работы «усредненного» приемно-контрольного прибора, которое равно 0,89688;
Рсс – определялась, как вероятность безотказной работы «усредненного» приемно-контрольного прибора, которая равна 0,96175;
tоб – определялась, как время срабатывания «усредненного» пожарного извещателя, которое равно 2,8 мин.;
tср – определялась, как время работы схемы верификации «усредненного» приемно-контрольного прибора, которое равно 0,2 мин.;
tсс – определялась, как время передачи сигнала тревоги в пожарную часть (ПЧ) «усредненным» приемно-контрольным прибором, которое равно 0,1 мин.;
tрд – время решения диспетчером задачи высылки боевых расчетов (длительность процесса идентификации объекта пожара, определения высылаемых сил и средств по расписанию выездов, формирования и передачи приказа на выезд в ПЧ);
tсб – время сбора боевого расчёта по тревоге (длительность процесса сбора боевых расчетов и выезда пожарных автомобилей), которое не должно превышать 45 секунд.
Результаты исследования и их обсуждение
Преобразуя уравнение (5) и подставляя указанные выше результаты, имеем [27]:
(12)
Учитывая граничные условия, которые определялись из достижений по пожарно-прикладному спорту, где (tрд+tсб) = 1,033 мин. и Ррд=Рсб=1, было получено [32]
tАПС + (tрд + tсб) = 3,1686 + 1,0333 = 4,2 (13)
а) б)
Рис. 2. Функции плотности вероятностей: а) времён обнаружения и сообщения в городах (мин.); б) времён обнаружения и сообщения в сельских районах (мин.)
а) б)
Рис. 3. Функции плотности вероятностей: а) радиусов выезда в городах и ПГТ (км); б) радиусов выезда в сельских районах (км)
Через отношения времён сообщения ТС к временам срабатывания АПС были определены текущие коэффициенты качества и вероятности сообщения о пожаре в каждом городе, ПГТ и в сельском районе (рис. 2) каждого региона Центральной Сибири [20; 27], но в настоящей статье воспользуемся усредненными результатами:
kC =ТС /tАПС = 4,409/3,1687 = 1,3914
и РС = tАПС/ТС = 0,7187. (14)
Коэффициенты качества и соответствующие вероятности прибытия к месту пожара определялись из «половины» второго выражения нового уравнения ОТД (2) [4; 20; 27]:
(15)
Рсд – вероятность достижения конструктивно возможной скорости движения пожарным автомобилем (ПА), вычисляется очевидным соотношением средней скорости движения пожарного автомобиля (ПА) по дорогам к его паспортной/рекомендуемой скорости (рис. 3), т.е. в городах и ПГТ – 40,6/70,0 = 0,581, в сельской местности – 35,4/70,0 = 0,506, а среднее значение по Центральной Сибири – 0,5435.
Для расчета вероятности ДТП с боевым расчетом использовался параметр λДТП=1,63∙10-6 ДТП/км при среднем радиусе выезда [33]:
в городах и ПГТ – РДТПг = 1 – ехр(-1,63∙10-6 ДТП/км∙7,9 км) = 0,0000538 (16)
в сельской местности – РДТПс = 1 – ехр(-1,63∙10-6 ДТП/км∙14,7 км) = 0,0000111 (17)
среднее по Центральной Сибири – 0,00003245 (18)
В связи с законодательным изменением нормативов расположения пожарных депо и выезда боевых расчетов на пожар (10 мин. для городов и 20 мин. для сельских районов – ст. 76 123-ФЗ) коэффициент качества маршрута и вероятность проезда ПА по кратчайшему пути к месту пожара рассчитывались как соответствующие отношения нормативов к временам прибытия (рис. 4) [4; 34]:
а) б)
Рис. 4. Функции плотности вероятностей: а) времён прибытия в ПГТ и городах (мин.); б) времён прибытия в сельских районах (мин.)
kм = ТН / ТПР → в городах и ПГТ: 10/7,5=1,3333 и Рмг = 1/1,3333 = 0,750 (19)
kм = ТН / ТПР → в сельской местности: 20/13,0=1,5385 и Рмс = 1/1,5385 = 0,650, (20)
средние значения – 1,4359 и 0,6964, а произведение в формуле (15) kмkсд -1,1207.
Коэффициенты качества и соответствующие вероятности ликвидации пожаров определялись по формулам [27]:
(21)
где tр – время разведки (длительность процесса обнаружения очага пожара и пострадавших); tбр – время боевого развертывания (длительность процесса спасения пострадавших, организации боевых участков, развертывания пожарно-технического вооружения, постановки на водоисточники и т.д.); tл – время локализации пожара (длительность процесса ограничения распространения огня огнетушащими составами, включая защиту окружающих помещений и объектов); tлик – время ликвидации пожара (длительность процесса подавления горения и обработки места пожара на предмет недопущения повторного воспламенения).
Через РС обозначена вероятность соответствия сил и средств рангу пожара, т.е. при выполнении ОТЗ без привлечения дополнительных сил и средств, что определяется отношением числа таких пожаров к их общему количеству, за исключением тех, на которые пожарная охрана не выезжала, что совпало с данными регионов Юга России [4]:
РС = 1 – 0,155 = 0,845 (22)
Через РЧ обозначена вероятность выезда боевых расчетов с численностью личного состава, достаточной для выполнения ОТЗ, которая характеризуется кодом выборки, фиксирующим, что пожар потушен без привлечения дополнительных сил (штаба, газодымозащитной службы, «сбора по тревоге офицерского состава» и т.д.) [26; 27]. Отношение числа таких пожаров к их общему числу и определяет искомую вероятность, которую для Сибири возьмем по аналогии с Югом России [4]:
РЧ = 0,6294 (23)
Для получения интегрального коэффициента качества и вероятностей локализации и ликвидации пожаров разгруппируем уравнение (21) на два:
и 
(24)
а) б)
Рис. 5. Функции плотности вероятностей: а) времён локализации пожаров в ПГТ и городах (мин.); б) времён локализации пожаров в сельских районах (мин.)
Коэффициенты качества (kЛ) локализации пожара определяются по отношению времён локализации ТЛ к нормативу времени пожарно-прикладного спорта по боевому развертыванию от пожарного автомобиля (с постановкой на водоисточник и прокладкой двух линий: учебная башня и мишень, при отсутствии разведки и при «мгновенной локализации», т.е. при tл=tр=0) – 3, 4 мин. [4; 27; 32], которые для Центральной Сибири (рис. 5, где ТЛ =14,7 – как средневзвешенная) составили:
kЛ = ТЛ/tбр =14,7/3,4 = 4,3235 и РЛ = 1/4,7059 = 0,2313 (25)
Подставляя полученные значения и соответствующие дифференцированные времена из уравнений (5-10) и формул (22, 23) в уравнение (24), получили вероятность фактической интенсивности (РИ) подачи огнетушащих составов (ОТС) участниками пожаротушения:
→ РИ = 0,1916 , (26)
откуда имеем коэффициент качества и вероятность тушения пожаров при фактической интенсивности подачи ОТС и соответствия прибывших сил и средств рангу пожара:
kЛИК = 1/(0,845∙0,1916) = 6,175 и РИ = 0,1619 (27)
Очевидно, что вероятность соответствия привлекаемых сил и средств (РС) практически равна вероятности правильного решения диспетчером задачи (Ррд) высылки боевых расчетов, т.е. достоверности и оптимальности расписания выездов, а коэффициент качества (kсб) и вероятность фактического сбора по тревоге (Рсб) определится соответствующими отношениями среднего времени сбора (tсб) к усредненному по типам ПА нормативу (ТН =1,0333) [4]:
kрд tрд = tрд / 0,845→ kрд = 1,1834 и Ррд = 0,8449 (28)
kсб = tсб / ТН = 3,1/1,0333 = 2,9532 и Ррд = 0,3386 (29)
Вероятность «неиспользования» пожарно-технического вооружения (ПТВ) оценим как разность отношения пожаров, на которые государственная противопожарная служба (ГПС) выезжала и потушила ресурсами автоцистерн, т.е. без постановки на водоисточник, что (по аналогии с Югом России) составило 3,79% [4]:
(1 – Рис) = 0,0379 → Рис = 0,9621 (30)
В соответствии с уравнением (2) и граничными условиями, параметры ОТЗ по возвращению боевых расчетов в ПЧ получим в следующем виде [4; 27]:
4,7259 tбр /(1 – 0,5340) = tсв – время «свертывания ПТВ», (31)
1,5168 tсб /(1 – 0,3386) = tпбр – время постановки в боевой расчет. (32)
Группировка и подстановка полученных данных нового уравнения ОТД в применяемое до настоящего времени «старое уравнение ОТД» [29; 32] позволили провести экспертную оценку оперативно-тактической деятельности пожарной охраны Сибири по связи с фиксируемыми в государственной статистике временами выполнения ОТЗ [4; 20; 32]:
ТП = 
ТЛ = 
ТЛИК = 6,175 tлик
Так, коэффициент качества при ТС свидетельствует о том, что только в 71,87% случаев (1/1,3914) в обнаружении и сообщении о пожарах, на которые привлекалась ГПС, использовались средства связи и сигнализации. При этом вероятности обнаружения (0,99176), срабатывания (0,89688) и сообщения (0,96175) характеризуют низкий уровень надежности имеющихся установок АПС. Если добавить к оставшимся 28,13% пожаров 21,88% (рис. 1а), на которые ГПС не выезжала, то получающийся показатель 50,01% свидетельствует о низком уровне применения технических средств обнаружения и сообщения о пожаре [4; 20].
Коэффициент качества при ТП свидетельствует о том, что время реакции гарнизонов ГПС, т.е. прибытия к месту пожара, только в 89,23% случаев (1/1,1207) соответствует нормативу выезда. При этом вероятность достижения ПА конструктивной скорости (0,5435) говорит о неудовлетворительном состоянии дорожно-транспортной инфраструктуры, а вместе с вероятностью ДТП (3,245∙10-5) свидетельствует о том, что уровень безопасности системы управления дорожным движением (0,999967) более чем в 30 раз ниже установленной ГОСТ 12.1.004 безопасности населения (0,999999) [4; 20; 24].
Низкая вероятность оптимальной маршрутизации (0,3722), т.е. привлечения сил и средств по кратчайшим маршрутам, характеризует неадекватность оперативных планов и неоптимальность дислокации ПЧ, а вместе с невысокой вероятностью правильного решения задачи диспетчером (0,8485) свидетельствует о низком уровне автоматизации решения ОТЗ.
Коэффициент качества при ТЛ свидетельствует о том, что время локализации, т.е. разведки, боевого развертывания и локализации пожара, только в 23,13% случаев (1/4,3235) соответствует нормативам. Практически равновероятные значения при временах разведки и боевого развертывания (0,845∙0,6294=0,531) свидетельствуют об отсутствии необходимого информационного обеспечения боевых расчетов о каждом 2-м объекте пожара, а низкая вероятность локализации (0,2313) характеризует тот факт, что только на 1 из 5 пожаров привлеченные силы и средства (численность, тип и интенсивность подачи ОТС) соответствовали классу и рангу пожара [4; 20].
Коэффициент качества при ТЛИК свидетельствует о том, что время ликвидации только в 16,19% случаев (1/6,175) соответствовало оптимальному, т.е. только на каждом 6-м пожаре привлеченные силы и средства (численность, тип и интенсивность подачи ОТС) соответствовали классу и рангу пожара [20].
Рис. 6. Гистограммы пожаров и потерь в городах, ПГТ и в их жилом секторе
Рис. 7. Гистограммы пожаров и потерь в сельских районах и в жилом секторе села
Таким образом, пространственно-временной статистический анализ пожаров в Сибири (Тюменская и Иркутская области, ХМАО и Красноярский край) с 2009 по 2019 год показал, что практически каждые 2 пожара из 3, т.е. 63,24%, произошли в городах и ПГТ со средним временем свободного горения – 12,2 минуты и 16,9 минуты – роста материального ущерба (рис. 6). При этом ГПС не выезжала на каждый 12-й из указанных пожаров (7,56%), в результате чего на них погиб каждый 12-й (5,81%) и был травмирован каждый 5-й (18,72%) житель городов и ПГТ Сибири, а 71,63% количества указанных пожаров пришлось на жилой сектор, где число погибших составило 85,84% и травмированных – 81,18%, при 28,45% прямых материальных потерь от пожаров в них.
В сельских населенных пунктах и на прилегающих к ним территориях ситуация ещё хуже, т.к. почти каждый 3-й пожар (36,75%) возникает в них со средним временем свободного горения – 17,7 минуты (рис. 3), причем 75,47% из указанного количества пожаров приходится на жилой сектор, где число погибших составляет 93,3%, а травмированных – 81,6%, при 42,2% прямых материальных потерь (рис. 7). При этом ГПС не выезжала на каждый 9-й пожар в сельских районах, в результате чего на указанных пожарах погиб каждый 6-й и был травмирован каждый 3-й сельский житель (рис. 7).
Существенной особенностью ситуации с пожарами в Сибири, в отличие от Юга России, является отсутствие эффективной системы противопожарной защиты лесных массивов и сельхозугодий [4; 5].
Статистика свидетельствует, что, несмотря на то что в прилегающих к населенным пунктам лесных массивах и сельхозугодиях произошло всего 5709 пожаров (3,92%), в них погибло 60 (0,72%) и было травмировано 635 человек (6,9%), прямой материальный ущерб достиг почти 1,0 млрд руб. (7,5%), а в населенных пунктах было уничтожено 994 525 кв. м (4,97%) и повреждено 578 167 кв. м (2,09%) площадей городских и сельских зданий (рис. 8).
На каждый 4-й лесной пожар (25,97%) ГПС не выезжала (из-за отсутствия связи и т.д.), в то время как число погибших в них составило 71,43%, и травмы получили 441 человек (рис. 8), что почти в 5 раз больше спасенных в них, а диапазон расстояний привлечения сил и средств составил от 5 до 500 км.
Рис. 8. Гистограммы пожаров и потерь от них в лесах и сельхозугодиях Сибири
Полученные результаты свидетельствуют о том, что отсутствует мониторинг сибирских территорий на предмет раннего обнаружения загораний, т.е. практически нет систем АПС в жилом секторе городов и ПГТ, а также средств обнаружения и тушения пожаров в сельских населенных пунктах и лесных массивах. Результаты моделирования показали (табл. 1-3), что решить проблемы Сибири можно с помощью следующих инновационных решений (рис. 9):
в жилом секторе – путем применения электро-газо-счетчиков-извещателей-подавителей пожарно-энергетического вреда (ЭГСИП ПЭВ), запатентованных в РФ [10; 11];
в лесах и сельхозугодиях – применением агропожарных дирижаблей с соответствующей аппаратурой мониторинга агропожарных параметров [35; 36] и мембранными азотными установками тушения пожаров сепарированным из воздуха азотом, которые также защищены патентами РФ [37; 38].
На массиве более 150,0 тыс. пожаров, произошедших в Центральной Сибири с 2009 по 2019 год, были вычислены статистические вероятности причин возникновения и распространения пожаров в жилом секторе и их источников, в т.ч. от бытовых электрических и газовых приборов, которые составили:
для городов и ПГТ – 0,51392;
для сельских населенных пунктов – 0,66511.
ЭГСИП ПЭВ (рис. 9а), осуществляя мониторинг качества потребляемой электроэнергии, помимо сглаживания флуктуаций напряжения и тока, компенсирует реактивную мощность, возникающую в жилом секторе из-за работы индуктивных нагрузок (холодильников, стиральных машин, СВЧ-печей, сплит-систем и т.д.), подавляя возникающий пожарно-электрический вред, который сокращает их пожаробезопасный ресурс и приводит к пожароопасным отказам, а также отключает электроснабжение и/или газоснабжение квартиры/индивидуального дома при пожароугрожаемых режимах потребления/утечки указанных энергоресурсов и/или возникновения опасных факторов пожара и взрыва (ОФПВ) [8-11]. В этом случае можно утверждать, что, во-первых, все пожары в жилом секторе будут достоверно обнаружены на ранней стадии, а во-вторых, все пожары по «электро-газовым» причинам будут предотвращены (табл. 1 и 2).
а) б)
Рис. 9. Структурные схемы: ЭГСИП ПЭВ ОФП (а) и агропожарного дирижабля (б)
Таблица 1
Выборка пожаров и последствий от них в жилом секторе городов и ПГТ
|
Выполнение ОТЗ (мин., км) |
Пожары в жилом секторе городов и ПГТ |
с электро-газо-счетчиком извещателем-подавителем ПЭВ |
||||||||||
|
кол-во |
травмы |
гибель |
ущерб |
уничтож. |
поврежд. |
пожары |
травмы |
гибель |
ущерб |
уничтож. |
поврежд. |
|
|
свободное развитие |
67743 |
3688 |
4941 |
2760812 |
1309280 |
2070569 |
34814 |
1895 |
2539 |
1418837 |
674133 |
1064111 |
|
1-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4-9 |
3 |
0 |
0 |
10 |
0 |
1 |
2 |
1 |
0 |
7 |
2 |
6 |
|
10-21 |
140 |
3 |
4 |
508 |
3 |
39 |
95 |
46 |
14 |
365 |
85 |
311 |
|
22-45 |
2686 |
60 |
91 |
13834 |
106 |
1294 |
1762 |
469 |
228 |
9724 |
2440 |
8161 |
|
46-93 |
19406 |
623 |
861 |
195068 |
2693 |
26710 |
12086 |
1086 |
1159 |
131047 |
37923 |
106953 |
|
94-189 |
31834 |
1884 |
2226 |
1028760 |
43445 |
286661 |
18178 |
291 |
1067 |
636512 |
239179 |
493914 |
|
190-381 |
5397 |
834 |
772 |
1105090 |
328627 |
1030369 |
2684 |
2 |
71 |
598288 |
344809 |
427985 |
|
382-765 |
17 |
16 |
10 |
98709 |
674326 |
624884 |
6 |
0 |
0 |
42868 |
49581 |
26770 |
|
766-1439 |
0 |
0 |
0 |
88 |
171722 |
21690 |
0 |
0 |
0 |
25 |
115 |
12 |
|
1<>1439 |
8259 |
268 |
978 |
318745 |
88360 |
78922 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
без ГПС |
12,2% |
7,3% |
19,8% |
11,5% |
6,7% |
3,8% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
|
ts = |
23,17 |
30,06 |
28,01 |
40,14 |
103,90 |
66,64 |
22,41 |
12,89 |
18,76 |
38,29 |
44,75 |
37,24 |
|
tm = |
69,5 |
90,2 |
84,0 |
120,4 |
311,7 |
199,9 |
67,2 |
38,7 |
56,3 |
114,9 |
134,2 |
111,7 |
|
t (b) |
3,47E-06 |
1,22E-06 |
1,63E-06 |
3,85E-07 |
8,58E-09 |
5,07E-08 |
3,97E-06 |
3,62E-05 |
8,07E-06 |
4,65E-07 |
2,49E-07 |
5,20E-07 |
|
ехр |
8,04E-05 |
3,68E-05 |
4,55E-05 |
1,55E-05 |
8,92E-07 |
3,38E-06 |
8,89E-05 |
4,66E-04 |
1,51E-04 |
1,78E-05 |
1,12E-05 |
1,94E-05 |
|
tL (левая точка) = |
46,34 |
60,13 |
56,01 |
80,27 |
207,80 |
133,27 |
44,81 |
25,79 |
37,52 |
76,59 |
89,49 |
74,48 |
|
tR (правая точка) = |
139,03 |
180,39 |
168,03 |
240,82 |
623,39 |
399,82 |
134,44 |
77,37 |
112,57 |
229,77 |
268,48 |
223,43 |
Таблица 2
Выборка пожаров и последствий от них в жилом секторе сельских районов
|
Выполнение ОТЗ (мин., км) |
Пожары в жилом секторе сельских районов |
с электро-газо-счетчиком извещателем-подавителем ПЭВ |
||||||||||
|
кол-во |
травмы |
гибель |
ущерб |
уничтож. |
поврежд. |
кол-во |
травмы |
гибель |
ущерб |
уничтож. |
поврежд. |
|
|
свободное развитие |
41905 |
3469 |
1975 |
1590022 |
4032234 |
1380816 |
27814 |
2297 |
1317 |
1056205,2 |
2680471 |
917478 |
|
1-3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4-9 |
0 |
0 |
0 |
3 |
1 |
3 |
1 |
0 |
0 |
3 |
1 |
3 |
|
10-21 |
22 |
1 |
1 |
153 |
47 |
148 |
45 |
1 |
1 |
187 |
40 |
153 |
|
22-45 |
527 |
21 |
17 |
4451 |
1596 |
4297 |
926 |
30 |
28 |
5185 |
1358 |
4270 |
|
46-93 |
5831 |
287 |
205 |
70934 |
34752 |
68376 |
7608 |
341 |
273 |
75528 |
28928 |
62931 |
|
94-189 |
19870 |
1390 |
794 |
468395 |
413294 |
450265 |
15508 |
1212 |
737 |
422666 |
329954 |
359867 |
|
190-381 |
10619 |
1299 |
519 |
728907 |
1785395 |
697493 |
3704 |
692 |
273 |
500230 |
1322277 |
441280 |
|
382-765 |
289 |
92 |
20 |
118401 |
1451548 |
112476 |
23 |
21 |
4 |
52341 |
953317 |
48907 |
|
766-1439 |
0 |
0 |
0 |
351 |
83256 |
329 |
0 |
0 |
0 |
65 |
44597 |
68 |
|
1<>1439 |
4747 |
378 |
418 |
198426 |
262345 |
47429 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
без ГПС |
11,3% |
10,9% |
21,2% |
12,5% |
6,5% |
3,4% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
0,0% |
|
ts = |
31,83 |
38,22 |
33,92 |
46,09 |
73,35 |
46,01 |
25,29 |
32,50 |
28,54 |
41,57 |
70,47 |
42,11 |
|
tm = |
95,5 |
114,7 |
101,8 |
138,3 |
220,1 |
138,0 |
75,9 |
97,5 |
85,6 |
124,7 |
211,4 |
126,3 |
|
t (b) |
9,74E-07 |
4,69E-07 |
7,55E-07 |
2,22E-07 |
3,45E-08 |
2,23E-07 |
2,45E-06 |
8,97E-07 |
1,51E-06 |
3,35E-07 |
4,05E-08 |
3,18E-07 |
|
ехр |
3,10E-05 |
1,79E-05 |
2,56E-05 |
1,02E-05 |
2,53E-06 |
1,03E-05 |
6,18E-05 |
2,91E-05 |
4,30E-05 |
1,39E-05 |
2,86E-06 |
1,34E-05 |
|
tL (левая точка) = |
63,67 |
76,44 |
67,84 |
92,17 |
146,71 |
92,01 |
50,58 |
64,99 |
57,08 |
83,13 |
140,95 |
84,22 |
|
tR (правая точка) = |
191,00 |
229,32 |
203,53 |
276,52 |
440,12 |
276,03 |
151,73 |
194,97 |
171,23 |
249,40 |
422,84 |
252,66 |
Таблица 3
Выборка пожаров и последствий от них в сельхозугодиях и лесных массивах
|
Выполнение ОТЗ (мин., км) |
пожары в лесах, сельхозугодниях и территориях вне населенных пунктов |
в т.ч. потушенные с применением авиации |
||||||||||
|
кол-во |
травмы |
гибель |
ущерб |
уничтож. |
поврежд. |
пожары |
травмы |
гибель |
ущерб |
уничтож. |
поврежд. |
|
|
свободное развитие |
5709 |
60 |
535 |
951251 |
994525 |
578167 |
6 |
2 |
0 |
0 |
113949 |
100210 |
|
1-3 |
710 |
5 |
9 |
24336 |
45453 |
17018 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4-9 |
1805 |
11 |
27 |
479652 |
102458 |
57840 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
10-21 |
1431 |
10 |
43 |
154478 |
190315 |
47762 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
22-45 |
297 |
1 |
10 |
53314 |
160690 |
57072 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
46-93 |
138 |
4 |
3 |
24275 |
138908 |
53365 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
94-189 |
73 |
2 |
0 |
4734 |
50822 |
38705 |
2 |
2 |
0 |
0 |
8800 |
210 |
|
190-381 |
23 |
0 |
0 |
36067 |
13890 |
6918 |
1 |
0 |
0 |
0 |
5000 |
0 |
|
382-765 |
13 |
2 |
4 |
268 |
112739 |
106039 |
1 |
0 |
0 |
0 |
150 |
0 |
|
766-1439 |
5 |
0 |
0 |
30420 |
101149 |
109999 |
1 |
0 |
0 |
0 |
99999 |
99999 |
|
1<>1439 |
1196 |
28 |
444 |
176710 |
77921 |
83200 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
без ГПС |
20,95% |
46,67% |
82,99% |
18,58% |
7,83% |
14,39% |
0,00% |
0,00% |
0,00% |
0,00% |
0,00% |
0,00% |
|
ts = |
18,3 |
56,1 |
38,9 |
68,8 |
224,3 |
395,8 |
374,7 |
141,0 |
0,0 |
0,0 |
991,2 |
1100,0 |
|
tm = |
12,2 |
37,4 |
25,9 |
45,8 |
149,5 |
263,9 |
249,8 |
94,0 |
0,0 |
0,0 |
660,8 |
733,3 |
|
t (b) |
1,54E-06 |
4,51E-07 |
6,09E-07 |
2,76E-08 |
3,47E-09 |
1,78E-08 |
9,82E-04 |
3,40E-05 |
1,02E-04 |
1,84E-05 |
5,32E-07 |
9,68E-08 |
|
ехр |
4,37E-05 |
1,74E-05 |
2,18E-05 |
2,14E-06 |
4,52E-07 |
1,54E-06 |
1,09E-01 |
3,57E-02 |
5,15E-02 |
2,91E-02 |
8,92E-03 |
5,05E-03 |
|
tL (левая точка) = |
5,4 |
16,4 |
11,4 |
20,1 |
65,7 |
115,9 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
tR (правая точка) = |
31,2 |
95,7 |
66,4 |
117,4 |
382,9 |
675,7 |
0,0036 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
а) б)
Рис. 10. Передвижная МАУ (а) и электрозащитная сетка (б)
Применяя метод ретропрогноза [22], принципиальное отличие которого заключается в том, что вектор прогноза устремляется в прошлое, и его фазовое пространство строится не на данных в будущем, дисперсия которых велика и корректно определяется с трудом, а на статистически достоверных событиях в прошлом (пожарах, гибели, травмах, материальном ущербе, уничтоженных и поврежденных площадях), которые установлены экспертами и зафиксированы документально, т.е. на данных с практически нулевой дисперсией, по аналогии с Югом России, получим следующие оценки (табл. 1, 2) [4; 20].
Если бы в 2009 году в жилом секторе городов и ПГТ Центральной Сибири были начаты работы по внедрению ЭГСИП ПЭВ и ОФПВ, то к 2020 году удалось бы предотвратить 32 928 пожаров, чем сохранить жизнь 1793 и здоровье 2402 жителям городов и ПГТ, сократить прямые и косвенные потери от пожаров на общую сумму в 9,02 млрд руб., спасти от уничтожения 637,6 тыс. кв. м и от повреждения 1,01 млн кв. м жилых площадей (табл. 1). А если бы это было сделано в жилом секторе и сельских населенных пунктах, то к 2020 году удалось бы предотвратить 14 005 пожаров, чем сохранить жизнь 1157 и здоровье 663 сельским жителям Сибири, сократить прямые и косвенные потери от пожаров на общую сумму в 3,6 млрд руб., спасти от уничтожения 1,3 млн кв. м и от повреждения 461,9 тыс. кв. м жилых площадей (табл. 2).
Агропожарный дирижабль (рис. 9б), осуществляя мониторинг сельхозугодий, торфяников и лесных массивов [12; 13], помимо выполнения агротехнологий точного земледелия и лесоводства, предназначен для раннего обнаружения загораний лесных массивов и торфяников, а с помощью контейнерных мембранных азотных установок (МАУ) может прибыть и подавить на начальной стадии пожары сепарированным из воздуха азотом путем его сверхзвуковой подачи через сопла Лаваля при зависании над очагами [37; 38].
Более того, в дополнительном контейнере дирижабля предложено расположить оборудование для «азотирования торфяников» – отечественное инновационное решение, которое обеспечивает не только подавление пожаров торфяников, но и предотвращает их возникновение, путем ежегодной диагностики и подачи сепарированного из воздуха азота, в т.ч. от той же МАУ дирижабля, в обнаруженные зоны саморазогрева газоторфяными стволами – термоэлектрозондами (рис. 10а), сохраняя тем самым возможность эксплуатации торфяных месторождений, что невозможно при тушении их водой [39].
Здесь же располагается оборудование, для развертывания и функционирования электрозащитных полос вместо – минерализованных, запатентованных в России [40], которые блокируют распространение огня гораздо эффективнее, чем минерализованные полосы, не требуют землеройной техники и могут применяться многократно (рис. 10б).
Дело в том, что еще в конце ХХ века было обнаружено, что электрические поля воздействуют на процессы горения, и во ВНИИ противопожарной обороны [41; 42] были изобретены устройства тушения пожаров электрическими [43] и ультразвуковыми полями [44]. В это же время в результате исследований в Куйбышевском политехническом институте было зарегистрировано изобретение по тушению пожара импульсным электрическим полем [45]. Американские ученые в 2012 г. подтвердили факт тушения небольшого возгорания осциллирующим электрическим полем [46]. Однако только Дудышеву В.Д. удалось довести устройства (рис. 10б) до опытных образцов [40; 45; 47].
Резюмируя вышеизложенное, а также учитывая, что надзор за лесным хозяйством осуществляется Федеральным агентством лесного хозяйства, а статистика МЧС России по пожарам в лесах, сельхозугодиях и на территориях вне населенных пунктов (табл. 3) является не полной, будем считать полученные методом ретропрогноза оценки минимальными [4; 22].
Таким образом, если бы в 2009 году в Центральной Сибири были начаты работы по созданию и производству агропожарных дирижаблей, то к 2020 году удалось бы предотвратить 5709 пожаров в лесах, сельхозугодиях и на территориях вне населенных пунктов, чем сохранить жизнь 60 и здоровье 535 жителям Сибири, сократить прямые и косвенные потери от пожаров на общую сумму в 6,4 млрд руб., спасти от уничтожения 994,5 тыс. кв. м и от повреждения 578,2 тыс. кв. м площадей (табл. 3).
Внедрение и обслуживание ЭГСИП ПЭВ (особенно в сельской местности) в соответствии с действующим законодательством [34], следует осуществить через региональные отделения «Всероссийского добровольного пожарного общества» (ВДПО), т.к. статья 11 Федерального закона от 06 мая 2011 № 100-ФЗ «О добровольной пожарной охране» предусматривает, что «…финансовое и материально-техническое обеспечение деятельности добровольной пожарной охраны осуществляется за счет собственных средств, взносов и пожертвований, средств поддержки, оказываемой органами государственной власти и органами местного самоуправления...» [48].
Аналогичная ситуация с агропожарными дирижаблями, в связи с чем авторами были разработаны поправки в действующее законодательство, прописывающие необходимое взаимодействие администраций регионов, МЧС России, Агропрома и Рослесхоза [4; 7; 13; 19].
Выводы
Полученные результаты доказывают целесообразность, возможность и высокую эффективность противопожарной защиты жилого сектора, сельхозугодий и лесов регионов Сибири путем внедрения отечественных инноваций, при взаимодействии администраций регионов, МЧС России, Агропрома и Рослесхоза в рамках 100-ФЗ «О добровольной пожарной охране», а именно:
- электро-газо-счетчиков-извещателей-подавителей пожарно-энергетического вреда и опасных факторов пожара и взрыва в квартирах и индивидуальных жилых домах городов, ПГТ и сельских населенных пунктов, которые сглаживают броски напряжения и тока, компенсируют реактивную мощность, возникающую при работе холодильников, стиральных машин, СВЧ-печей, сплит-систем и т.д., отключают электроснабжение и/или газоснабжение квартиры/индивидуального дома при пожароугрожаемых режимах потребления/утечки указанных энергоресурсов, предотвращая тем самым взрывы и пожары по электро-газо-техническим причинам;
- агропожарных дирижаблей, способных осуществлять мониторинг окружающей среды и подстилающей поверхности аппаратурой, которую невозможно поставить на БПЛА и трудно адаптировать в бортовые варианты вертолетов, самолетов или спутников, реализуя экономичность передвижения и простоту зависания и приземления, без применения причальных конструкций, включая полив, распыление удобрений и химикатов защиты, а также пожаротушение сепарированным из воздуха азотом, и без парашютного десантирования агроспециалистов и/или пожарных-спасателей с необходимой техникой в любом месте маршрута движения дирижабля, что невозможно не только для БПЛА, но и для самолетов, и для всех вертолетов, кроме МИ-26, принимая во внимание вес контейнерной мембранной азотной станции (более 10 тонн) и такого же вспомогательного контейнера с агротехникой или ПТВ.
Библиографическая ссылка
Белозеров В.В., Никулин М.А. РЕТРОПРОГНОЗ ВНЕДРЕНИЯ НАУКОЕМКИХ ИННОВАЦИЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ ДЛЯ САМООРГАНИЗАЦИИ БЕЗОПАСНОЙ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В СИБИРИ // Современные наукоемкие технологии. – 2022. – № 8. – С. 16-31;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=39262 (дата обращения: 20.05.2024).