Критерий эффективности управления пожарным риском при использовании средств аварийной эвакуации

англ; Под ред. Дж. Моудера, С. Элмаграби. -М.: Мир, 1981. -Т. 2. -677c.

3. Бурков, В.Н. Большие системы: моделирование организационных механизмов [Текст] / В.Н. Бурков, Б. Данев, А.К. Еналеев [и др.]. -М.: Наука, 1989. -248 с.

4. Весин, В.Р. Управление персоналом. Теория и практика: Учебник [Текст] / В.Р. Весин. -М.: Проспект, 2011. - 688 с.

5. Леоненков, А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH [Текст] / А.В. Леоненков. -СПб.: БХВ-Петербург, 2005. -736 с.

6. Караваев, А.П. Модели и методы управления составом активных систем [Текст] / А.П. Караваев. -М.: ИПУ РАН, 2003. -138 с.

8. Квашнина, Г.А. Донозологический мониторинг комплексной оценки для управления адаптивным состоянием субъекта в условиях экстремальной ситуации: монография [Текст] / Г.А. Квашнина, Я.О. Мун. -Воронеж: Изд-во ГОУВПО Воронеж. гос. технологич. ун-та, 2008. - 111 с.

Кудрявцев, Д.В. Системы управления знаниями и применение онтологий: Учеб. пособие для вузов [Текст] / Д.В. Кудрявцев. -СПб.: Изд-во Политехн. унта, 2010. - 343 с.

10. Миротин, Л.Б. Основы менеджмента и управление персоналом, логистическая концепция: Учебник [Текст] / Л.Б Миротин, А.К. Покровский, В.М. Беляев. -М.: Горячая линия-Телеком, 2010. -238 с.

11. Кравец, А.Г. Согласованное управление ре-

гиональными ресурсами рынка труда и качеством подготовки специалистов. Информ. модель специалиста: Монография [Текст] / А.Г Кравец. -Москва-Волгоград: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, Волгоградский гос. технич. ун-т, 2004. -115 с.

12. Колосова, О.В. Синтез автоматизированных систем профессионального кадрового обеспечения: Монография [Текст] / О.В. Колосова. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. -112с.

13. Квашнина, Г.А. Рациональное управление развитием персонала организации на основе когнитивного динамического моделирования: Монография [Текст] / Г.А. Квашнина. -Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2004. -260 с.

14. Зущина, Г.М. Трудовые ресурсы и трудовой потенциал общества: Учеб. пособие [Текст] / Г.М. Зущина, Л.А. Костин. -М.: Изд-во АТиСО, 1996. -143 с.

15. Станкевич, Л.А. Когнитивный подход к моделированию и прогнозированию в социотехнических системах [Текст] / Л.А. Станкевич, Д.Л. Тимакин // Тр. конф. Системный анализ в проектировании и управлении. -СПб.:Изд-во СПбГТУ, 1999.

16. Копейкина, Е.В. Совершенствование таможенного оформления и таможенного контроля судов загранплавания через повышение качества использования человеческих ресурсов [Текст] / Е.В. Копейкина, В.А. Пархоменко, К.В. Швецов // XXXIX Неделя науки СПбГПУ: Матер. междунар. науч.-практич. конф. Ч. XVIII. -СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2010, -200 с.

УДК 614.847.7

М.В. Иванов, А.В. Матвеев

критерий эффективности управления пожарным риском при использовании средств аварийной эвакуации

Пожары - наиболее распространенные причины чрезвычайных ситуаций на объектах с массовым пребыванием людей. Поэтому снижение пожарного риска до социально приемлемого уровня, включая сокращение числа погибших и получивших травмы в результате пожара людей, может рассматриваться как важнейший индикатор и оценка эффективности функционирования системы пожарной безопасности.

В последнее время в целом ряде регионов России зарегистрировано увеличение числа пожаров, при которых отмечается большое количество погибших и травмированных людей, в т. ч. детей [1].

С развитием средств информации мир все чаще становится свидетелем того, как при пожарах в зданиях люди, будучи отрезанными от штатных путей эвакуации, вынуждены, спасаясь от огня и дыма, в отчаянии выбрасываться из окон верхних этажей. Между тем, мало кто задается мыслью, могла ли быть в подобной ситуации альтернатива гибельному шагу людей, выбрасывающихся из окон горящих зданий.

При этом в процессе обсуждения происшедших пожаров в средствах массовой информации и проведении расследований не возникает логичный вопрос о способах и путях самоспасения людей при пожарах. В таких ситуациях нередко

отрезаны штатные пути эвакуации, задерживаются с прибытием пожарные службы или вообще, прибывшие пожарные команды лишены возможности снять людей с окон.

Одно из перспективных направлений решения данной проблемы - применение различных спасательных средств: индивидуальных средств защиты органов дыхания и зрения от опасных факторов пожара, а также специальных средств аварийной эвакуации с высоты.

Применение средств аварийной эвакуации при пожарах особо актуально на объектах с массовым пребыванием людей по причине того, что именно на данных объектах могут создаваться значительные скопления людей в процессе штатной эвакуации, приводящие к задержкам времени эвакуации и, как следствие, воздействию опасных факторов пожара на людей. Именно на пожары в местах массового пребывания людей приходится наибольший социальный и материальный ущерб [1].

В связи с принятием в 2008 г. Федерального закона №123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [2] особую актуальность приобретают выработка и внедрение в отечественную практику научно-обоснованных методик количественной оценки пожарного риска, позволяющих устанавливать соответствие

реально существующего уровня риска законодательно установленному предельному значению.

В соответствии с [2, ст. 90] для зданий, сооружений и строений должно быть обеспечено устройство индивидуальных и коллективных средств спасения людей. При этом существующая методика определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности [3] не учитывает возможность применения средств аварийной эвакуации.

Применение методов декомпозиции (рис. 1) позволило представить результаты процесса управления индивидуальным пожарным риском в здании в виде трех основных базовых показателей эффективности [4]. Предложенными показателями эффективности являются: QП - вероятность наступления пожара на объекте защиты; РПЗ - вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей; РЭ - вероятность эвакуации людей из горящего здания.

Данный подход позволяет сформировать модель управления пожарной безопасностью на объекте защиты в целом, основанной на установлении формальной аналитической зависимости между тремя базовыми показателями эффектив-

Процесс управления индивидуальным пожарным риском в здании

т

Рис. 1. Структурная схема процесса управления пожарным риском в здании

ности управления пожарной безопасностью и общим интегральным показателем эффективности управления индивидуальным пожарным риском в здании.

В рамках данного подхода определена зависимость между данными показателями [5]:

Qв = Qп

где Qв - интегральный показатель эффективности управления пожарной безопасностью (величина индивидуального пожарного риска на объекте защиты).

Средством, обеспечивающим выполнение приоритетных требований, направленных на обеспечение безопасности людей при пожаре, нормы [2, ст. 89] считают прежде всего «своевременную и беспрепятственную эвакуацию людей». Как показал опыт расчетов величин пожарных рисков на объектах различных классов пожарной опасности, на многих объектах с массовым пребыванием людей [6] не выполняется условие РЭ = 0,999. Данный фактор требует разработки комплексных мероприятий, направленных на своевременную и беспрепятственную эвакуацию. Сложнее всего обстоит дело со зданиями старой постройки, где нет возможности в полной мере удовлетворить требования пожарной защиты к эвакуационным путям и выходам. В ряде случаев выход кроется в аварийной эвакуации с использованием специальных спасательных средств.

Вероятность эвакуации РЭ предлагается оценивать по формуле:

РЭ = 1 -

где РЭП - вероятность эвакуации людей из здания по основным эвакуационным путям; РЭС - вероятность эвакуации из здания людей через аварийные или иные выходы с использованием спасательных средств эвакуации.

Поскольку индивидуальный риск определяется тем, насколько быстро люди могут эвакуироваться в условиях развивающегося пожара, первостепенное значение имеют характерные времена протекающих процессов, схематически изображенные на рис. 2.

Возникновение и развитие пожара сопровождается распространением пламени и дыма, что приводит к возникновению опасного состояния среды как в помещении, где начался пожар, так и в соседних помещениях и на путях эвакуации. Спустя определенное время после возникновения пожара показатели опасного состояния среды могут достичь критических значений, что делает дальнейшую эвакуацию людей невозможной (блокирование путей эвакуации). Соответствующий интервал времени (см. рис. 2) называется временем блокирования путей эвакуации. Данное время зависит от геометрии помещения, характеристик очага пожара, работы противодымной вентиляции и т. п. Другим важнейшим временем является время эвакуации людей Данное время складывается из собственно времени движения людей (т. н. расчетное время эвакуации tр) и времени начала эвакуации tнэ, которое, в свою очередь, складывается из времени оповещения tоп и задержки начала движения t Наконец, время оповещения складывается из времени обнару-

Рис. 2. Временные характеристики процессов развития пожара и эвакуации

жения пожара tоб и возможной задержки, необходимой, например, для ручной активации системы оповещения.

Перечисленные выше составляющие времени эвакуации (за исключением tоб для системы автоматического обнаружения пожара и, возможно, tоп, если оповещение также осуществляется автоматически) существенным образом зависят от поведенческих особенностей, психофизиологического состояния людей и т. п., поэтому их моделирование сопряжено со значительными неопределенностями. Например, для времени задержки начала движения ? в литературе рассма-

Р =

1 эп

0,8

бл р

триваются три составляющие процесса (осознание, интерпретация и действие) [7]. В [3] время начала эвакуации устанавливается в зависимости от функционального назначения помещений, косвенно характеризующего состояние находящихся в них людей, наличия и типа систем оповещения и управления эвакуацией, но не учитывается, что время обнаружения зависит от других характеристик: параметров очага пожара и геометрии помещения.

Вероятность эвакуации по основным эвакуационным путям РЭП, согласно [3] рассчитывают по формуле:

С

, если ? <0,8- г, < / + * и * < 6 мин

0,999, если * + / < 0,8  и и * < 6 мин

0,000, если Гр > 0,8 • /б

бл

или г„„ > 6 мин

где (р - расчетное время эвакуации людей, мин; tнэ - время начала эвакуации (интервал времени от возникновения пожара до начала эвакуации людей), мин; ?бл - время от начала пожара до блокирования эвакуационных путей в результате распространения на них ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения, мин; tск - время существования скоплений людей на участках пути.

Применение спасательных средств эвакуации необходимо в том случае, если требуемое время эвакуации людей ?э оказывается больше времени блокирования основных путей эвакуации tбл (с коэффициентом запаса 0,8). В этом случае к временным характеристикам добавляется время подготовки спасательного средства к применению ?акт, расчетное время эвакуации через аварийные выходы tр а, а также время блокирования аварийных путей эвакуации £

Процесс аварийной эвакуации представляется последовательным выполнением ряда этапов.

Этап 1. Формирование потока движения людей к аварийному эвакуационному выходу с интенсивностью

Натурные наблюдения показывают, что размещение людей в потоке всегда имеет неравномерный и часто случайный характер. Расстояние между идущими людьми постоянно меняется, возникают местные уплотнения, которые затем рассеиваются и возникают снова. Эти изменения

неустойчивы во времени. Такую структуру потока показывают и кинограммы [8]. Математические модели, воспроизводящие такую динамику и соответствующую статистику людского потока, получили название имитационных стохастических. Их построение базируется на описании зависимостей между скоростью и плотностью людского потока как элементарной случайной функции [8].

Использование при стохастическом моделировании в качестве исходных данных распределений вероятностей значений скорости движения людей позволяет отразить неоднородность состава потока как по уровню мобильных возможностей разных людей в потоке, так и по уровню их эмоциональных реакций на обстоятельства ситуации, в которой они оказались. Это позволяет наиболее полно оценить «возможность эвакуации людей независимо от их возраста и физического состояния...» [9].

Этап 2. Формирование интенсивности подготовки людей к аварийной эвакуации при

1

помощи спасательных средств, и =-, где

Д'п

А?п = А?и + А?т, А?п - среднее время, затрачиваемое на подготовку к эвакуации; А?и - среднее время, затрачиваемое на выявление и идентификацию очередного эвакуируемого (появление данного промежутка времени связано в первую очередь с психофизиологическими аспектами поведения

людей в процессе эвакуации [7]); Atт - среднее время, необходимое на подготовку технического средства к эвакуации каждого следующего человека (в случае необходимости).

Этап 3. Формирование интенсивности ц2 перемещения людей в безопасную зону при помощи

с^л™ И, = где Ч - среднее

время перемещения человека в безопасную зону при использовании специального спасательного средства.

Далее, с целью определения значения вероятности аварийной эвакуации при использовании спасательных средств, необходимо сформировать математическую модель процесса аварийной эвакуации, основанную на установлении формальной аналитической зависимости Р„„ = РТА, , At,

эс 4 л' п'

Atэ) между тремя базовыми компонентами, полученными при рассмотрении этапов аварийной эвакуации.

В случае использования г аварийных выходов и, соответственно, г спасательных средств вероятность РЭС будет определяться следующим образом:

рэс = 1 - (1 - рэс1)(1 - рэс2)х ... к1 - Рэпл (4) где РЭС - вероятность эвакуации из здания людей через /-й аварийный выход.

Оптимальное оснащение средствами спасения с высоты применительно к конкретному объекту зависит от возможных сценариев развития чрезвычайной ситуации, определяемых экспертным путем.

Для каждого /-го сценария развития пожара условие безопасной эвакуации людей состоит в том, что требуемое значение вероятности эвакуации людей РЭ удовлетворяет требуемым значениям. В противном случае часть эвакуируемых может подвергнуться воздействию поражающих факторов. Поскольку гибель людей может явиться результатом различных сценариев развития пожара, при вероятностном анализе риска необходимо рассмотреть совокупность всех возможных сценариев 8. (/ = 1, ..., NS), для каждого из них определить вероятность реализации сценариев Р(8) и последствия РЭ(8), а затем вычислить суммарный риск. При этом удобно выделить частоту возникновения пожаров Qп и вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты РПЗ отдельным множителем, а в качестве Р(8) рассматривать условные вероятности сценариев

при возникновении инициирующего события -пожара. Тогда общая формула для определения величины индивидуального пожарного риска примет вид:

¡=1

В общем случае тип и количество спасательных устройств, необходимых для спасения людей из здания при пожаре, определяются следующими факторами, являющимися исходными данными в процессе моделирования:

контингентом людей, находящихся в здании, с учетом их возраста и физического состояния;

количеством людей, по тем или иным причинам не имеющих возможности покинуть здание за расчетное время эвакуации, пользуясь основными путями эвакуации;

расположением людей в здании на момент начала пожара, что позволит смоделировать движение людей по эвакуационным путям и их прибытие к аварийным выходам;

средним временем идентификации и подготовки людей к эвакуации;

средним временем подготовки спасательного устройства к работе;

средним временем перемещения человека на/в спасательном устройстве в безопасную зону;

предельно допустимым временем проведения аварийной эвакуации;

количеством человек, которые могут эвакуироваться одновременно при использовании спасательного средства (при рукавных спасательных средствах);

этажностью здания (высотой спуска). Таким образом, в настоящей статье получила развитие методика, изложенная в [3]. Важно иметь в виду, что Технический регламент [2] устанавливает предельное значение для индивидуального пожарного риска, т. е. нацелен на обеспечение своевременной эвакуации людей при пожаре. При этом, однако, не затрагиваются вопросы о применении средств спасения с высоты, которые в ряде случаев могли бы позволить сократить расчетное время эвакуации людей при пожарах. Именно на решение данной проблемы и направлена настоящая работа.

Предложенный подход позволяет оценить влияние количественного состава и вида спасательных средств эвакуации с высоты на значение величины индивидуального пожарного риска в

здании. Кроме того, оказывается возможным решение обратной задачи - выработки управленческих решений по оснащению объектов современными средствами спасения и эвакуации с высоты

списокл

1. Брушлинский, Н.Н. Динамика и анализ рисков гибели детей и взрослых при пожарах в РФ за 1991-2008 гг. [Текст] / Н.Н. Брушлинский, С.В. Соколов, Е.А. Клепко [и др.] // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. -2009. -№ 4. -С.21-26.

2. Технический регламент о требованиях пожарной безопасности [Текст] / Федеральный закон от

22.07.2008 №123-ФЗ.

3. Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности [Текст] / Приказ МЧС России от

30.06.2009 г. №382.

4. Матвеев, А.В. Системное моделирование управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций: Дис. ...канд. техн. наук [Текст] / А.В. Матвеев. -СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2007.

5. Матвеев, А.В. Методические подходы к анализу пожарного риска в зданиях [Текст] / А.В. Матвеев //

с целью обеспечения на объектах требуемого значения индивидуального пожарного риска.

Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента РФ, грант № МК-15.2011.10.

гературь1

Матер. XV Всерос. науч.-метод. конф. Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах: 12-13 мая 2011. -СПб.: Стратегия будущего. - 2011. -Т. 3.

6. Матвеев, А.В. Анализ уровня пожарной безопасности образовательных учреждений в Санкт-Петербурге [Текст] / А.В. Матвеев, М.В. Иванов // Матер. XIII Всерос. конф. Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах по проблемам науки и высшей школы: 13-14 мая 2009. -СПб., 2009.

7. Yung, D. Principles of Fire Risk Assessment in Buildings [Text] / D. Yung. -N.Y.: J. Wiley & Sons, 2008.

8. Холщевников, В.В. Натурные наблюдения людских потоков: Учеб. пособие [Текст] / В.В. Холщев-никйов, Д.А. Самошин, И.И. Исаевич. -М.: Академия ГПС МЧС России, 2009. -191 с.

9. Пожарная безопасность зданий и сооружений [Текст] / СНиП 21-01-97*.

УДК 004.021

И.А. Ходырев, С.В. Попова

сравнение алгоритмов process mining для задачи поиска моделей процессов

Исследование процессов (process mining) - достаточно молодая область информатики [1]. Ее центральная задача - построение и верификация моделей процессов по журналам событий информационных систем. Область применения process mining в домене бизнес-процессов изображена на рис. 1.

На сегодняшний день существует множество алгоритмов по извлечению моделей процессов из журналов событий, описание большинства из которых можно найти в работе [2]. Наиболее широко из них используются следующие: а-алгоритм Ван Дер Аалста [3] («а»), эвристический алгоритм Вейтерса [4] («Н») и генетический алгоритм Медейрос [2] («G»). Характеристики

этих алгоритмов обычно комментируются на качественном уровне [2-5, 9], но в литературе мало внимания уделяется их численному сравнению. Известна единственная статья [5], посвященная данному вопросу, в которой предложено численное сравнение пяти алгоритмов, включая три упомянутых выше. Но их анализ представляется неполным. В нем отсутствует существенный для практического использования показатель времени работы; модели процессов фиксированы по размеру, что не позволяет оценить изменение качества результатов при увеличении сложности моделей; отсутствует тестирование на реальных журналах событий.