Метод оценки потребности региональных подразделений МЧС России в комплексах аварийно-спасательных средств для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций

УДК 519.83

Метод оценки потребности региональных подразделений МЧС России в комплексах аварийно-спасательных средств для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций

ISSN 1996-8493

© Технологии гражданской безопасности, 2011

С.П. Тодосейчук, К.И. Самойлов, Н.Г. Климачева

Аннотация

В статье на основе аппарата теории массового обслуживания излагается вероятностно-статистический метод для оценки потребности региональных аварийно-спасательных подразделений МЧС России в аварийно-спасательных средствах (комплексах) для ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Метод рассматривается как инструмент установления оптимального баланса в соотношении «масштаб чрезвычайных ситуаций — потребность в аварийно-спасательных средствах» (ЧС—АСС).

Ключевые слова: аварийно-спасательные средства (комплексы); вероятностные и статистические характеристики; реагирование на чрезвычайные ситуации; аварийно-спасательные подразделения (формирования); потребность в аварийно-спасательных средствах; регионы Российской Федерации; чрезвычайные ситуации.

Estimation Method of Emercom Regional Divisions Demand in Complex Emergency Rescue Means for Emergency Consequences Liquidation

ISSN 1996-8493

© Civil Security Technology, 2011

S. Todosejchuk, K. Samojlov, N. Klimacheva

Abstract

Article gives probabilistic-statistic method of estimation Emercom regional divisions demand in complex emergency rescue means (complexes) for emergency consequences liquidation on the basis of mass service instrument theory. Method is viewed as the instrument of establishing optimal balance between emergency situations scale and demand in rescue means.

Key words: rescue means (complexes); probabilistic-statistic characteristics; emergency situations response; search-and-rescue divisions; search-and-rescue means need; Russian Federation regions; emergency situations.

Принятые сокращения:

АСС — аварийно-спасательные средства; АСР — аварийно-спасательные работы; АСМ — аварийно-спасательная машина; СВП — судно на воздушной подушке; ЧС — чрезвычайная ситуация.

1. Исходные положения

Проведенные оценки эффективности применения в МЧС России дорогостоящих и наукоемких образцов вооружения и военной техники, находящихся на оснащении подразделений, в рамках работ по ведению Реестра по данным образцам выявили низкий уровень функциональной и экономической эффективности целого ряда видов и образцов техники.

Низкую эффективность применения техники можно объяснить ее невостребованностью, избыточностью и нецелевым использованием в местах и условиях ее эксплуатации.

В известной степени потенциальным подтверждением сказанного являются статистические данные по ЧС за последнее двадцатилетие.

Снижение количества технических и природных ЧС в 2009 году по сравнению со среднегодовым их количеством в 90-х годах прошлого столетия измеряется в разах по всем регионам в пределах от 1,8 (Сибирский ФО) до 7,5 (Центральный ФО) и в среднем по регионам оно оценивается величиной в 3,6 раза. В то же время подобной динамики в уменьшении объемов оснащения сил МЧС России аварийно-спасательными средствами не наблюдается. Небезынтересными, с точки зрения рассматриваемого вопроса, являются такие статистические данные: в 2009 году в регионах к работам по ликвидации одной ЧС в среднем привлекалось всей аварийно-спасательной техники 20 единиц, в том числе от МЧС России 6 единиц.

С целью установления соответствия в соотношении ЧС—АСС предлагается вероятностно-статистический метод оценки потребности аварийно-спасательных формирований в комплексах аварийно-спасательных средств.

Практическое применение метода, на наш взгляд, может способствовать установлению оптимального баланса между потоком ЧС и объемами технического оснащения аварийно-спасательных формирований МЧС России, дислоцируемых в регионах, для успешного реагирования на происходящие ЧС.

При создании комплекса АСС должен учитываться ряд организационно-тактических предпосылок и ограничений:

1. Составная часть аварийно-спасательных сил МЧС России в рамках РСЧС по определению является наиболее профессиональной и, следовательно, более эффективной.

2. Основной задачей подразделений МЧС России является проведение поиска и спасения людей, пострадавших в ЧС.

3. Наиболее эффективной временной фазой спасательных работ является период первых 5-6 часов после возникновения ЧС (начала работ).

4. Комплекс АСС, формируемый на базе основных технических средств, должен быть компактным, мобильным и адекватным характеру ЧС.

Типовой состав комплекса для конкретного региона может включать различные комбинации следующих средств:

универсальные или специализированные АСМ и (или) СВП, воздушные суда;

комплект средств поиска и спасения (в составе АСМ, СВП, воздушного судна) или отдельный мобильный комплект;

возимый комплект средств жизнеобеспечения спасателей (не менее шестисуточного);

эвакуационный (санитарный) автомобиль, плавсредство, воздушное судно.

Исходя из возможностей, комплекс АСС ориентируется на ликвидацию последствий всех видов техногенных и природных ЧС (ограниченно широкомасштабных: лесные и др. пожары, наводнения).

Увеличение состава средств в целях повышения производительности комплекса может быть сделано за счет расширения типажа входящих в него основных средств.

2. Оценка потребности комплексов аварийно-спасательных средств для реагирования на поток ЧС и их ликвидации

Происходящие во времени ЧС рассматриваются как поток случайных событий, имеющий стационарный пуассоновский характер.

Применительно к потоку ЧС вероятность К событий (ЧС) определяется по формуле, выражающей закон Пуассона:

к

Рк - е-\ к - 0,1,...,

к

где а — среднее число событий в интервале времени г.

Для стационарного пуассоновского потока:

а -Х-

где X — интенсивность (плотность) потока;

г — текущее время;

х- 1,

т

Т — среднее время между ЧС (повторяемость), распределенное по экспоненциальному закону.

Зная параметры потока ЧС (Х,г), можно определить вероятности возникновения заданного количества (К) ЧС в интервале текущего времени г:

К = 0; К = 1; К> 1; К> 2 ...

Для практических целей наибольший интерес представляют значения вероятностей возникновения в интервале времени г = 1 мес. не менее одной ЧС (К > 1).

Постановка задачи по оценке потребности АСС состоит в следующем.

Даны характеристики потока техногенных и природных чрезвычайных ситуаций в регионе.

Статистические характеристики ЧС на территории регионов РФ по данным [8] за 2009 год приведены в табл. 1.

Принимается допущение, что поток ЧС в регионе стянут в одну точку, в районе которой дислоцируется аварийно-спасательное формирование, оснащенное техническими комплексами аварийно-спасательных средств. Необходимо определить, сколько потребуется комплексов АСС для обслуживания (ликвидации) данного потока ЧС с заданным уровнем вероятности.

Задача решается на основе математического аппарата теории массового обслуживания.

Система «обслуживающий орган (комплекс) АСС-ЧС» рассматривается как система массового обслуживания (СМО).

В данном случае с учетом характеристик потока ЧС и требований к качеству обслуживания применяется модель СМО для текущего потока ЧС-модель СМО с ожиданием при ограниченном числе заявок (ЧС), потоком с относительно невысокой плотностью.

В этом случае очередная ЧС ожидает обслуживания, если очередь заявок не превзойдет определенной величины.

Длина очереди определяется допустимой величиной времени запаздывания обслуживания в зависимости от заданной эффективности применения АСС. Состояние такой системы характеризуется критериями:

вероятностью того, что все обслуживающие средства (АСС) свободны:

1 (X

Р = 1' I1 [г

к=оК! \у

1

п! | 1 -А. «V

1

— | (2) пV

вероятностью того, что поступившая заявка (требование) получит отказ:

Р =

Ро

п!пг-п V V

X

г

, К > п,

Р« = 1 (-1 Р-, * = п; «! Vv

вероятностью того, что все обслуживающие средства будут заняты:

1 -

П = Р„

X

пV

1-

X

пV

средней длиной очереди (средним числом требований, ожидающих обслуживания):

Р

М1 =-п

пV

X ( Л-Лт+1 (X'

--т +1} — | + т| —

^ V ^) V ^

ч т+2

В формулах (2)—(6) обозначено:

X — среднее число заявок (ЧС), поступающих в систему за единицу времени;

— — среднее время обслуживания одним комплексом АСС одной заявки;

п — общее число обслуживающих средств;

I — наибольшее возможное число заявок, находящихся в системе одновременно;

т — наибольшая допустимая длина очереди.

Для расчета потребности в АСС в нашем случае принято достаточным применение формул (2), (3), (4) (критериев Р, Р, Рп) и следующих исходных данных:

плотность потока ЧС в регионах:

X = 0,05; 0,10; 0,15 1/ ;

сут.

среднее время обслуживания одной заявки: 1, V =1,0; 0,33; 0,171/ ;

V сут.7

длина очереди:

т = 1 (ограничена одной заявкой);

количество обслуживающих технических комплексов АСС:

п = 1; 2; 3;

наибольшее допустимое число заявок (требований):

I = m + п = 4.

Результаты расчета приведены в табл. 2.

Анализ табл. 2 показывает, что при потоке возникновения ЧС (X = 0,05 1/сут), для их обслуживания за среднее время 1-3 сут. с допустимой вероятностью отказа в «обслуживании» (не более 0,13) достаточно иметь один комплекс аварийно-спасательных средств (для наземных и надводных (подводных) АСР. Это требование можно отнести к Уральскому региону.

При возможных колебаниях параметра потока (X = 0,06 - 0,15 1/сут) и увеличении среднего времени «обслуживания» ЧС до 6 суток (в том числе при X = 0,05 1/сут.) одного комплекса аварийно-спасательных средств из-за высоких значений вероятностей отказа в «обслуживании» (Р1 = 0,04 - 0,2; Рп = 0,2 - 0,32) явно недостаточно.

С учетом закономерностей изменения вероятностных характеристик «обслуживания» ЧС при п = 1 проведена выборочная оценка этих характеристик для п =2, 3 и 4 при X = 0,10; 0,15 и 1/V = 0,17.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что при параметре потока ЧС X = 0,07-0,10 (Дальневосточный, Сибирский, Центральный регионы, г. Москва) с достаточной надежностью «обслуживания» ЧС (вероятности отказа Р, Рп < 0,06) необходимо иметь 3 технических комплекса аварийно-спасательных средств.

При повышенном значении параметра потока X = 0,11 - 0,15 1/ (Приволжский и Южный регио-

сут. 4 А А

ны) необходимо иметь не менее 4 таких комплексов.

2

1

к

п-1

п

Таблица 1

Вероятностные характеристики ЧС на территории регионов за 2009 г.

Регионы (федеральные округа) РФ

Дальневосточный Сибирский Уральский Приволжский Южный СевероЗападный Центральный г. Москва

Количество ЧС

20/9 32/85 18/0 54/8 50/15 33/15 36/1 28/0

Плотность потоков ЧС, X 1/сут.

0,06/0,02 0,09/0,24 0,05/ — 0,15/0,02 0,14/0,17 0,09/0,04 0,1/ — 0,08/ —

Повторяемость ЧС, Т = 1/Х, сутки

17/50 11/4 20/ — 7/50 7/14 11/25 10/ — 13/ —

В таблице обозначено:

в числителе — характеристики техногенных ЧС; в знаменателе — характеристики природных ЧС.

Таблица 2

Критерии оценки возможности технических комплексов аварийно-спасательных средств по «обслуживанию»

(ликвидации) ЧС на основе модели СМО

Значения критериев модели СМО по вероятности X 1/сут. среднее число заявок (ЧС) в сутки

0,05 0,10 0,15

1/\ 1/сут. среднее время «обслуживания» заявки

1,0 0,33 0,17 1,0 0,33 0,17 1,0 0,33 0,17

п = 1 число обслуживающих средств

Ро 0,95 0,88 0,72 0,90 0,78 0,50 0,85 0,61 0,37

р. 0,0^6 0,0=5 0,04 0,031 0,0=6 0,06 0,034 0,02 0,2

Рп 0,07 0,13 0,20 0,10 0,24 0,33 0,13 0,27 0,32

Значения критериев выборочные

п = 2 X = 0,10 1/У = 0,17

Ро Р, Рп П

0,55 0,02 0,1 0,78

п = 3 X = 0,10 1/\ = 0,17

0,56 023 0,06 0,66

п = 4 X = 0,15 1/\ = 0,17

0,41 0,01 0,10

Сводные данные по характеристикам потока ЧС и потребности регионов в АСС приведены в табл. 3.

Дальнейший рост значения X приводит к возрастанию очереди на обслуживание ЧС и нежелательному увеличению потребности в аварийно-спасательных комплексах.

Исходя из существующей тенденции снижения плотности потоков ЧС в регионах, принятое значение X = 0,15 '/, есть основание полагать предельным.

Приведенные в табл. 3 потребности регионов в аварийно-спасательных комплексах можно в рас-

сматриваемых условиях считать достаточными для успешного реагирования на потоки ЧС.

Степень успешности реагирования (проведение требуемого объема аварийно-спасательных работ) будет зависеть от выполнения требований организационной и тактической подготовки применения комплексов средств.

В положительном случае, как показывают опыт применения АСС и проводимые оценки эффективности, реально достижимым является уровень не ниже 0,8.

Таблица 3

Вероятностные характеристики ЧС и потребности в комплексах аварийно-спасательных средств (п) в регионах РФ

Регионы (федеральные округа) РФ

Дальневосточный Сибирский Уральский Приволжский Южный СевероЗападный Центральный г. Москва

Плотность потока ЧС, X 1/сут.

0,06/0,02 0,09/0,24 0,05/ — 0,15/0,02 0,14/0,17 0,09/0,04 0,1/ — 0,08/ —

Вероятность ЧС, P(t,K), К > 1, t = 1 мес.

0,77 0,92 0,73 0,99 0,98 0,93 0,95 0,89

Количество типовых аварийно-спасательных комплексов для реагирования на ЧС, n

3 3 1(2) 4 4 3 3 3

Выводы

1. В условиях отмечаемой тенденции снижения количества техногенных и природных ЧС в регионах России за последние два десятилетия актуальной является задача установления соответствия в количественном соотношении ЧС—АСС, которое, на наш взгляд, в настоящее время не регулируется.

2. В качестве инструмента такого регулирования предлагается вероятностно-статистический метод оценки потребности в аварийно-спасательных комплексах подразделений МЧС России в регионах.

3. С применением данного метода могут быть получены объективные данные по потребности в аварийно-спасательных средствах, привлекаемых от МЧС России, для успешного реагирования на возникающие ЧС в регионах и ликвидации их последствий.

4. Для апробации и возможности практического использования метода целесообразно:

выделить (условно) в региональных подразделениях МЧС России на базе табельного оснащения группу мобильных аварийно-спасательных средств (комплекс), способных адекватно и оперативно реагировать на возникающие в регионе ЧС;

отработать состав комплекса по результатам годовой практики применения в регионе;

на основе полученных статистических данных в соответствии с требованиями метода разработать соответствующую инженерную методику, которую в дальнейшем использовать при установлении оптимального баланса в соотношении ЧС—АСС для данного региона.

Литература

1. Овчаров Л. А. Прикладные задачи теории массового обслуживания. М.: Советское радио, 1965.

2. Саати Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и ее применения. М.: Советское радио, 1965.

3. Розенберг В. Я., Прохоров А. И. Что такое теория массового обслуживания. М.: Советское радио, 1965.

4. Вентцель Е. С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972.

5. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности. М.: Советское радио, 1975.

6. Сводный доклад о проведенном анализе деятельности в территориальных органах МЧС России за 3 квартал 2009 года с нарастающим итогом. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009.

7. Козлов К. А., Распутин О. А. Критерии оценки последствий ЧС с учетом особенностей регионов Российской Федерации // Юбилейный сборник ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ). М., 2006.

8. Шойгу С. К. Итоги деятельности Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, выполнения мероприятий гражданской обороны в 2009 году и задачи на 2010 год. М.: МЧС России, 2009.

9. Сводный аналитический отчет по оценке эффективности использования включенных в Реестр дорогостоящих и наукоемких образцов вооружения, техники и технологии, применяемых в системе МЧС России в 2007 г. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2008.

Сведения об авторах

Тодосейчук Сергей Павлович: к. т. н., ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), начальник научно-исследовательского центра, с. н. с. 121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 233-25-65. E-mail: ampe777@mail.ru

Самойлов Капитон Иванович: к. т. н., ФГУ ВНИИ ГОЧС

(ФЦ), вед. н. с., с. н. с.

121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7.

Тел.: (499) 233-25-65.

Климачева Нина Григорьевна: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), с. н. с.

121352, г. Москва, ул. Давыдковская, 7. Тел.: (499) 233-25-65.

Разработки ФГУ ВНИИ ГОЧС

/25

УДК 551.5

ББК 26.23

А 39

Акимов В. А., Дурнев Р. А., Соколов Ю. И. Опасные гидрометеорологические явления на территории России / МЧС России. — М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009. — 316 с.: ил.

ISBN 978-5-93970-038-2

В книге рассматриваются опасные гидрометеорологические явления, характерные для территории Российской Федерации.

Основные главы книги посвящены опасным метеорологическим, агрометеорологическим, гидрологическим и морским гидрометеорологическим явлениям.

Отдельные разделы книги посвящены вопросам организации защиты от опасных гидрометеорологических явлений и вопросам активного воздействия на гидрометеорологические процессы и явления.

Книга может быть полезна широкому кругу лиц, интересующихся данными явлениями, а также учащимся общеобразовательных учреждений при изучении курса «Основы безопасности жизнедеятельности» и студентам ВУЗов при изучении дисциплины «Безопасность жизнедеятельности».

© Акимов В. А., Дурнев Р. А., Соколов Ю. И., 2009

© ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Общая характеристика опасных гидрометеорологических явлений

1.3. Метеорологические станции и приборы

1.4. Опасные гидрометеорологические явления ГЛАВА 2. Опасные метеорологические явления

2.1. Ветер

2.2. Атмосферные осадки

2.3. Экстремальные значения температуры воздуха ГЛАВА 3. Опасные агрометеорологические явления

3.1. Агрометеорология

3.2. Сельское хозяйство и агрометеорология

3.3. Влияние изменения климата на агрометеоусловия

3.4. Примеры воздействия опасных явлений на сельское хозяйство России в начале XXI века

ГЛАВА 4. Опасные гидрологические явления

4.1. Гидрология суши

4.2. Колебания уровня воды

4.3. Сели

4.4. Снежные лавины

ГЛАВА 5. Опасные морские гидрометеорологические явления

5.1. Общие сведения об опасных морских гидрометеорологических явлениях

5.2. Сильные волнения на море

5.3. Цунами

5.4. Сгонно-нагонные явления

5.5. Ледовые явления на море

5.6. Сильное проникновение морских вод в устье реки

ГЛАВА 6. Организация защиты от опасных гидрометеорологических явлений

6.1. Государственная наблюдательная сеть Росгидромета

6.2. Функциональные подсистемы единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, создаваемые Росгидрометом

6.3. Координация деятельности МЧС России и Росгидромета

6.4. Прогнозы погодных условий

6.5. Порядок действий учреждений и организаций при угрозе возникновения и возникновении опасных природных явлений

6.6. Специализированное гидрометеорологическое обеспечение

ГЛАВА 7. Мероприятия по защите от опасных явлений

7.1. Мероприятия по устранению и сокращению лавинной опасности

7.2. Мероприятия по защите от селевых потоков

7.3. Защита побережья от действия волн

7.4. Служба предупреждения цунами

7.5. Страхование от опасных погодных явлений

ГЛАВА 8. Активные воздействия на гидрометеорологические процессы и явления

8.1. Противоградовая защита сельского хозяйства

8.2. Искусственное увеличение атмосферных осадков

8.3. Борьба с туманами

8.4. Предупреждение и ликвидация ледовых заторов ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

Электронная версия книги в формате PDF

http://elibrary.ru/item.asp?id=15017838

1.1. Основные метеорологические величины

1.2. Атмосферные явления