ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННОЕ УСТРОЙСТВО ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ГАЗОДЫМОЗАЩИТНИКА

Полезная модель относится к устройствам информационной поддержки принятия управленческих решений газодымозащитника, предназначена для совместного использования с дыхательными аппаратами и может быть применена при работе звеньев газодымозащитной службы на пожарах и при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, преимущественно на критически важных объектах.
Пожарным часто приходится работать в сложных условиях сопряженных с риском для жизни, например в тоннелях метрополитена, опасных производственных зданиях и сооружениях, на критически важных объектах. Во всех случаях для работы при таких условиях газодымозащитников оснащают средствами индивидуальной защиты органов дыхания и зрения, другими словами - дыхательными аппаратами на сжатом воздухе (почти в 90% случаев тушения пожара). В связи с развитием информации и информационных технологий, в конструкцию дыхательных аппаратов внедряют устройства сбора и передачи данных. Все эти устройства относятся к телеметрическим системам мониторинга. Как правило, такие устройства выступают в роли обеспечения персональной системы безопасности газодымозащитников, например - имеют «тревожную кнопку», сигнализацию (звуковое оповещение, световое оповещение) и т.п.
Известен комплекс «Маяк спасателя» (Руководство по эксплуатации СПНК.425624.013 РЭ Ред. 1.3, 2011 г.) содержащий мобильную приемопередающую станцию и индивидуальные передатчики (не более пяти) предназначенные для совместного использования с дыхательными аппаратами, на которых размещена система определения и индикации давления (СОИД). СОИД устанавливается предприятием-изготовителем на дыхательный аппарат. Индивидуальный передатчик подает питающее напряжение на СОИД. СОИД определяет текущее давление Р в баллоне дыхательного аппарата, рассчитывает время Т, оставшееся до окончания дыхательной смеси. Значения передаются на мобильную приемопередающую станцию, где отображаются на цифровых индикаторах. Оператор мобильной приемо-передающей станции получает указанную информацию, на основе которой принимает управленческие решения и по радиосвязи передает команды личному составу звеньев газодымозащитной службы.
Недостатками указанного комплекса являются то, что индивидуальный передатчик крепится либо на спасательном поясе, либо на боевой одежде, либо на лямках дыхательного аппарата, газодымозащитнику требуется производить дополнительные движения, чтобы считать с него графическую информацию. Определение прогнозных параметров безопасности основано на детерминированном подходе, т.е. расчеты данных основаны на средних значениях легочной вентиляции, не учитывающих индивидуальность каждого газодымозащитника в составе звена и вид выполняемых работ. Личный состав звеньев получает информацию о параметрах безопасности и команды от оператора, что снижает скорость реагирования на изменение ситуации при сложных условиях тушения пожаров или ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций.
Известна «Система информационной поддержки управления звеньями газодымозащитной службы при ликвидации пожаров в зданиях» (Патент на изобретение РФ №2605682, МПК G08B 25/00, 2016 г.), принятая за прототип, включающая в себя адресные средства измерения абсолютных значений температуры в притолочном слое помещения очага пожара и абсолютных значений давления в баллонах дыхательных аппаратов газодымозащитников. Система снабжена модулем, позволяющим рассчитывать предельно-допустимые значения параметров, а также модулем, позволяющим получать прогнозные значения параметров. Программное обеспечение предназначено для цифровой обработки результатов измерения и отображения на интерфейсе приложения следующей информации: место возникновения пожара на планировке этажа здания, время, необходимое для ликвидации горения в помещении очага пожара, оставшееся время защитного действия дыхательных аппаратов, астрономическое время подачи команды на выход из непригодной для дыхания среды пожара, время, необходимое для подачи огнетушащего вещества, при котором пожар будет ликвидирован.
Недостатком вышеуказанной системы является ее сложность, а также то, что ее работа основана на детерминированном подходе к моделируемым параметрам безопасности, т.е. расчеты данных основаны на средних значениях параметров, не учитывающих индивидуальность каждого газодымозащитника в составе звена. Система контролирует давление в баллоне дыхательного аппарата и подвижное состояние газодымозащитников, однако определение прогнозных параметров безопасности, основанных на детерминированном подходе может быть недостаточно при решении задач, связанных с работой газодымозащитников при сложных условиях тушения пожаров или ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, в следствии продолжительного времени работы и разнородного спектра выполняемых задач.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение уровня безопасности газодымозащитника при работе в непригодной для дыхания среде и при ограниченном времени, что обеспечивается повышением точности определения прогнозных параметров безопасности с учетом индивидуальности каждого газодымозащитника и разнородности выполняемых задач, при обеспечении удобства эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что персонализированное устройство информационной поддержки газодымозащитника, предназначенные для совместного использования с дыхательным аппаратом, на котором размещена система определения и индикации давления, содержащее блок сбора-передачи данных, выполненный с возможностью взаимодействия по беспроводным каналам связи с системой определения и индикации давления, индикатор информации, содержит корпус с элементом крепления на запястье пользователя в виде браслета, в котором установлена печатная плата, на которой размещены процессор с интегрированной персональной математической моделью потребления дыхательной смеси пользователя соединенный с блоком питания, блоком сбора-передачи данных и с индикатором информации.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 приведено персонализированное устройство информационной поддержки газодымозащитника (внешний вид).
На фиг. 2 приведена схема персонализированного устройства информационной поддержки газодымозащитника.
Персонализированное устройство информационной поддержки газодымозащитника содержит корпус 1 с элементом крепления на запястье пользователя в виде браслета 2, на внешней поверхности корпуса 1 размещен индикатор информации 3 в виде экрана. В корпусе установлена печатная плата 4, на которой размещены процессор 7 соединенный с блоком сбора-передачи данных 5, с блоком питания бис индикатором информации 3. Блок сбора-передачи данных 5 выполнен с возможностью взаимодействия по беспроводным каналам с системой определения и индикации давления дыхательного аппарата. В процессор 7 интегрирована математическая модель потребления дыхательной смеси пользователя.
Устройство работает следующим образом.
Предварительно в процессор 7 персонализированного устройства информационной поддержки газодымозащитника интегрируют персональную математическую модель потребления дыхательной смеси пользователя. По результатам исследования установлено, что отклонение реальной величины потребления дыхательной смеси отдельных участников эксперимента от средней регламентируемой составляет 25-45% в зависимости от физической подготовки и персональных особенностей организма, как в сторону увеличения потребления дыхательной смеси, так и в сторону уменьшения, а так же отклонение реальной величины потребления дыхательной смеси от средней регламентируемой в зависимости спектра и вида выполняемых работ составляет до 40%. Данные для персональной математической модели потребления дыхательной смеси пользователя получают во время тренировок на учебных объектах для подготовки личного состава противопожарной службы. Использование персональной математической модели потребления дыхательной смеси пользователя (газодымозащитника) позволяет максимально учесть все риски вероятности наступления деструктивных событий для успешного и безопасного ведения работ в непригодной для дыхания среде в условиях ограниченного времени. Персональная математическая модель построена на основе вероятностного метода моделирования потребления дыхательной смеси при работе в дыхательных аппаратах на сжатом воздухе и с использованием результатов наблюдения за реальными значениями потребления воздуха при работе пользователя в дыхательном аппарате. Указанный метод позволяет получить необходимые параметры нормального распределения запаса воздуха, а также определить интервалы значений запаса воздуха при заданной доверительной вероятности, что позволяет учесть весь комплекс, влияющих на процесс факторов, входящих в доверительный интервал с заданной вероятностью, в том числе наличие и существенное влияние случайности, позволяет корректировать результаты моделирования на основе наблюдений за моделируемым процессом в режиме реального времени.
Пользователь закрепляет персонализированное устройство информационной поддержки газодымозащитника на руке, поверх защитной одежды в области запястья. Такое размещение устройства обеспечивает пользователю возможность постоянного контроля информации на экране устройства (индикаторе информации 3). Сигналы от системы определения и индикации давления о результатах измерений абсолютных значений давления баллона дыхательного аппарата, поступают по каналам беспроводной связи (радиоканал, wi-fi соединениям) в блок сбора-передачи данных 5. В блоке сбора-передачи данных 5 формируется информационная база данных о текущих значения контролируемых параметров безопасности (давление Р, время Т) при выполнении различных работ. Далее полученная и обработанная информация поступает в процессор 7. В процессоре 7 с помощью персонализированной математической модели потребления дыхательной смеси пользователя в режиме реального времени рассчитывают значения контролируемых параметров безопасности:
- текущее значение давления оставшегося воздуха в баллоне дыхательного аппарата, атм.;
- прогнозное значение интервала времени до подачи команды «на выход из непригодной для дыхания среды», мин;
- уровень риска, отн. ед.
Контроль текущего значения давления оставшегося воздуха в баллоне дыхательного аппарата позволяет газодымозащитнику корректировать свои действия с учетом специфики потребления дыхательной смеси, повышает уровень безопасности газодымозащитника при работе в непригодной для дыхания среде и при ограниченном времени. Контроль изменения прогнозного значения интервала времени оставшегося до подачи команды «на выход из непригодной для дыхания среды» обеспечивает возможность определения объема работ, который способен выполнить газодымозащитник, способствует успешному и безопасному ведению работ в непригодной для дыхания среде в условиях ограниченного времени. Значения уровня приемлемого и критического риска определяют в зависимости от условий реализации работ по тушению пожара исследований по специфике потребления дыхательной смеси и условий воздействия опасных факторов пожара на газодмозащитника при выполнении работ в непригодной для дыхания среде. Контроль уровня риска позволяет газодымозащитнику сопоставить плановый объем работ с текущим.
Данные из процессора 7 поступают на индикатор информации 3 в виде экрана, и наглядно доступны для газодымозащитника (пользователя). Текущее значение давления оставшегося воздуха в баллоне дыхательного аппарата и прогнозное значение времени до подачи команды «на выход из непригодной для дыхания среды» транслируются в виде цифровых значений, уровень риска в виде цветового фона. Экран снабжен цветовым индикатором риска: зеленый цвет фона - уровень риска неудачи в выполнении планируемого объема работ находится в пределах выше приемлемого уровня; желтый цвет в пределах от приемлемого значения до критического; и красный цвет - значение уровня риска ниже критического. Беспрерывную автономную работу персонализированного устройства информационной поддержки газодымозащитника обеспечивает блок питания 6, который может быть выполнен, например, в виде аккумулятора.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение уровня безопасности газодымозащитника при работе в непригодной для дыхания среде и при ограниченном времени.