Алгоритм расчёта интегрального показателя технического уровня образца аварийно-спасательной техники аэромобильной группы спасательного воинского формирования

УДК 656.137

Мельников Д.И., Носков С.С., Прокопенко А.И.

АЛГОРИТМ РАСЧЁТА ИНТЕГРАЛЬНОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОБРАЗЦА АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ АЭРОМОБИЛЬНОЙ ГРУППЫ СПАСАТЕЛЬНОГО ВОИНСКОГО

ФОРМИРОВАНИЯ

В статье приведен алгоритм расчёта интегрального показателя технического уровня образца аварийно-спасательной техники с учётом конкретных условий применения образца и транспортирования его любыми видам,и транспорта. Приведён пример расчёта групповых показателей и интегрального показателя технического уровня для аварийно-спасательных машин АСМ-48-031 и МАВР-58860С. Представленный алгоритм позволяет подобрать допустимые варианты оснащения аварийно-спасательной техникой аэромобильных групп спасательных воинских формирований.

Ключевые слова: аварийно-спасательная техника, технический уровень, единичные показатели, групповые показатели, интегральный показатель, транспортабельность, грузовместимость, подвижность, аэромобильные группы, спасательные воинские формирования.

MeVnikov D.I., Noskov S.S., Prokopenko A.I.

ALGORITHM FOR CALCULATION OF INTEGRAL INDICATORS TECHNICAL LEVEL SAMPLE RESCUE EQUIPMENT AIRMOBILE RESCUE GROUPS

MILITARY FORMATIONS

The paper presents an algorithm for calculating the integral index of the technical level of the sample rescue equipment, taking into account the specific conditions of use of the sample rescue equipment and transportation by any means of transport. An example of the calculation of group indices and the integral index of the technical level for rescue vehicles AFM 48-031 and MAVR-58860S. The algorithm allows to pick up the options allowable equipment rescue equipment airmobile rescue groups, military units.

Keywords: rescue equipment, technical level, individual performance, group performance, integral index, portability, cargo capacity, mobility, airmobile group life military units.

Комплектование аэромобильной группы (AMI ) спасательного воинского формирования (СВФ) личным составом и имуществом осуществляется на основании Приказа МЧС России от 18 января 2016 года №9 [1]. Однако порядок комплектования аварийно-спасательной техникой (ACT) A Ml не определён [2] и осуществляется только на основе личного опыта командира СВФ и в зависимости от планируемых задач в зоне ЧС.

Для рационального комплектования A Ml СВФ техникой необходимо определить соответствие тактико-технической характеристики образца ACT требуемым условиям применения конкретного образца в зоне ЧС и при транспортировании.

В формализованном виде данная задача мо-

жет быть представлена следующим образом:

1. Для каждого элемента из множества {х\,х2,х3, ...,xn}, N — количество всех образцов ACT СВФ, определить интегральный показатель технического уровня (ТУ), который отражает степень соответствия тактико-технической характеристики образца ACT предъявляемым требованиям и критериям в конкретной ЧС.

Интегральный показатель ТУ ACT может принимать следующие значения:

/act > 1 — образец ACT превосходит предъявляемые требования;

/act = 1 _ образец ACT соответствует предъявляемым требованиям;

0 < /act < 1 _ образец ACT частично соответствует предъявляемым требованиям;

/act = 0 — образец ACT не соответствует предъявляемым требованиям.

2. Исключить из рассмотрения подмножество {х'1,х'2,х'3,...,х'к}, состоящее из К образцов ACT, интегральный показатель технического уровня которых /дет = 0.

3. Сформировать подмножество {х'{,х'2,х%, ...,х''}, состоящее из оставшихся L образцов ACT, интегральный показатель технического уровня которых /act > 0, для принятия решения о включении образца ACT в состав АМГ.

При явной простоте задачи проблемным вопросом остаётся количественное определение интегрального показателя технического уровня образца ACT. Представленный алгоритм расчёта интегрального показателя ТУ ACT позволяет произвести рациональный подбор техники для комплектования АМГ СВФ.

В соответствии с основами теории квали-метрии [3], существуют две принципиальные формы свертки единичных показателей в групповой показатель — мультипликативная и аддитивная. Мультипликативная форма предполагает произведение единичных показателей

п

оценки: IIj- = П Щ*г гДе ^С — интегральный

г=1

показатель оценки ACT, Щ — единичный показатель оценки i-ro свойства ACT, а^ — коэффициент весомости i-ro свойства ACT.

Мультипликативная форма свертки применяется для единичных показателей, имеющих определяющее влияние на интегральный показатель оценки. В результате, нулевое значение хотя бы одного из них обуславливает нулевое значение интегрального показателя оценки: lim ЯЕ = 0.

щ^о

Учитывая, что единичные показатели ТУ выбраны так [4], что при несоответствии каждого из них предъявленным требованиям применение образца ACT или его транспортирование оказывается невозможным, будем использовать мультипликативную форму свертки.

Алгоритм расчёта решения задачи включает три основных этапа. На первом этапе осуществлялось определение коэффициентов весомости единичных показателей оценки посредством экспертного опроса. Порядок выбора единичных показателей ТУ ACT и определение их весомостей изложен в работах [4, 5]. На втором этапе проводилось свертка единичных показателей в групповые показатели ТУ ACT. На заключительном этапе рассчитывался интегральный показатель ТУ ACT. Связь единичных технических показателей образца ACT с комплексными, групповыми и интегральным показателем ТУ ACT показан на рисунке 1.

В общем виде интегральный показатель ТУ ACT определяется по формуле:

/

act = ПАС гт

х Г

аста

х Т

АСТаТ,

где П^СТат — значение группового показателя подвижности ACT; 1\стат — значение группового показателя грузовместимости ACT; Т4Стат — значение группового показателя транспортабельности ACT; а^,ат,<У-т — относительные коэффициенты весомости указанных выше показателей.

При оценке ТУ ACT приняты следующие ограничения и допущения:

— проводилась оценка технического уровня аварийно-спасательной техники, экономический уровень ACT не рассматривался;

— оценка технического уровня ACT пред-

назначена для оценки колёсных образцов ACT;

— количество единичных показателей технического уровня не превышает 25 наименований, что обуславливается необходимостью обеспечения чувствительности интегрального показателя ТУ ACT к изменению единичных показателей ACT.

Для формирования групповых показателей ТУ из единичных показателей также используется мультипликативная форма свертки.

Групповой показатель транспортабельности рассчитывается по формуле:

Tact = kf х kfh х kfb х kf9

ah

•ab

2016,4

где k¡,kh,kb,kg — относительные показатели

длины, высоты, ширины и положения центра тяжести ACT, kt = kh = j^, kb = gf,

и _ ¿габ

_ !аст'

а.1 ,аь,ад — относительные коэффициенты весомости указанных выше показателей соответственно;

Плет -показатель^ подвижности

Vict _ показатель скорости движения Sact - псжазатель запаса года

Гаст ~ псжазатель _ рузсеместимпсти

Tact - показатель транспортабельно

Наст -поктт ель прох одимости

Wact ~ показатель вместимости

грузоподъемности

Ract - пок азат ель ^ манёвренности

h— показатель профильной проходимости

к--показатель апорно-сцепнай , проходимости

"С

{

V^-максимальная скорость движения Vq, - средняя скорость движения по твердым грунтовым дорогам З^ты - запас х ода по т опливу

R™ " минимальный радиус поворота J-- мппшальньп'иабаршный коридор Мр- — момент нарупевом колесе On -наибольший угол преодолеваемого подъема Рлы - наибольшийугол преодолеваемого коссгopa Н] - дорожный просвет R -продольный радиус У] - угол переднего свеса уз - угол заднег о свеса Н - высота пресдодеваемого вертикального препятствия Р. - сипа тжи автомобиля

Р» - сипасопротивления дороги

W, - объем отводимый для экипажа - объем отводимый для монтажа вспомогательных конструкций Wach.o-объем отводимый для размещения АС И и О и,- масса экипажа - масса монгируемьп вспомогательных конструкций iiUciia о-масса размещаемого АСИ и О

Lct ~ длина ACT Ьаст - высота ACT Ьаст - ширина ACT Сщ.-расположение центра тяжести ACT

W„

Рисунок 1 Связь единичных технических показателей образца ACT с комплексными, групповыми и интегральным показателем технического уровня

Значение относительных показателей определяется на основание следующего правила:

если ^ 1, тогда выполняется условие

¿аст

к[ _ если ^ ^ 1, тогда к[ _ 0. Это же

¿аст ¿аст

правило применяется и для оставшихся относительных единичных показателей транспорта-

бельности kh,kb, kg.

Для остальных групповых показателей ACT также используем мультипликативный метод свертки единичных показателей. Однако эти показатели не будут принимать значение «0».

Показатель грузовместимости ACT определяется по формуле:

Г = ^^аст * -^АСТ,

где: ^аст — относительный показатель вме- грузоподъёмности. Показатель относительной стимости; Маст — относительный показатель вместимости определяется по формуле:

лтт _ ь.а%'и .. шкга i^aACVimOv

^АСТ = Kws х kWbcк х kWАСИИО

где &э,&вск,&АСИиО — относительные ква- ных конструкций, объёма для размещения зиноказатели объёма отводимого иод эки- аварийно-спасательного инструмента и обору-

паж, объёма, для монтажа вспомогатель- дования (АСИиО), kwa =

Ж

этреб

, kwñ

т^вскаст ,к-№\сш о = тУАСИи0аст тел ей соответственно.

^всктреб ^АСИиОтреб

,Ывск'ооV — относительные коэф- Показатель относительной грузоподъёмно-

фициенты весомости указанных выше показа- сти определяется по формуле:

М , = /~аэт ^авскт LfOiOm ivlACI = ^тэ х ^твси х ^тАСИиО ,

где: кт™,^сииот _ относительные квазипоказатели массы экипажа, массы для монтажа вспомогательных конструкций, массы для размещения АСИиО, кт9 = тЩ^ ,ктвсК =

товск ъ _ тАСИиО .

твск ,ЛтАСИ и О = тАСИиО'

эт, &вскт, ^АСИиОт _ относительные коэффициенты весомости указанных выше показателей соответственно.

Групповой показатель подвижности ACT определяется по формуле:

Паст = ^аст х 5аст х Даст х Даст,

где: Vact — относительный показатель ско- ный показатель проходимости, рости движения; Sact — относительный пока- Относительный показатель скорости движе-

затель запаса хода; Даст — относительный по- ния определяется по формуле: казатель манёвренности; Даст — относитель-

тг _ ь.а^тах .. t,avcp

^АСТ ^vmax х ^vcp

где kvn

kv,

ср

относительные ква-

зипоказатели максимальной скорости движения, средней скорости движения, кутах =

Утахжт ь. _ Усраст.

Утахтреб , Уср Усржт'

&Утах, &УсР — относительные коэффициен-

ты весомости указанных выше показателей соответственно.

Относительный показатель запаса хода определяется по формуле:

= ьа зтах

ОАСТ = ^втах , V0/

где Бтах — относительный квазипоказатель ву. запаса хода по топливу, к8пш* = Относительный показатель манёвренности

втах — относительные коэффициенты ве- определяется по формуле: сомости квазипоказателя запаса хода по топли-

R^rr, = каRmin v каJrK v каМрк ЛАСТ = &Rmin х ftJrK х ^Мрк ,

где kRmin, kj км

рк

относительные ква-

зипоказатели минимального радиуса поворота, минимального габаритного коридора, момента

Втгпжт ъ _

—

на рулевом колесе, kR JM

JMpKTpefi

Лкаст ^^ _ JMpKacT .

Rmimpe6'

Лктреб' '"м Рк

относительные коэф-

фициенты весомости указанных выше показателей соответственно;

Рассчитаем групповой показатель проходимости, состоящий из квазипоказателей и входящий в групповой показатель подвижности.

Относительный показатель проходимости определяется по формуле:

НАст = kf х kf х кООЦ1 х kf х к^ х кх kf

2016'4

где кх, hp ,кх,кн i,k-R,k1i,k12,kH — относительные квазипоказатели наибольшего угла преодолеваемого подъёма, наибольшего угла преодолеваемого угла косогора, дорожного просвета, продольного радиуса проходимости, угла переднего свеса, угла заднего свеса, высоты преодолеваемого вертикального препятствия, к\ =

Ласт и = Ласт о = Раст nj 1 = %1аст -i-> = Лтреб, Л Лтреб , ^ ртреб , п Штреб,

Каст = 71аст « = 72аст ОУ = Нжт . Ктреб, ' 71треб, ' 72треб, п %треб'

а л , аи 1, ап ~ относитель-

ные коэффициенты весомости указанных выше показателей соответственно.

Исходными данными для расчёта интегрального показателя ТУ ACT являются технические характеристики образца ACT и требования по транспортабельности, грузовместимо-

сти и подвижности, изложенные в нормативно-технических документах [6-10].

В качестве примера представлен расчёт интегрального показателя ТУ (/дет) АСМ-48-031.

Показатель транспортабельности рассчитаем из условия транспортирования АСМ-48-031 воздушным транспортом. За эталонные значения выбраны габаритные размеры грузовой кабины самолёта Ил-76ТД.

Габаритные размеры грузовой кабины, предназначенной для погрузки техники, имеют следующие размеры длина I = 17000мм, ширина b = 3150мм, высота^ = 3250мм. Габаритные размеры АСМ-48-031 длина/ = 8850мм, ширинаб = 2550мм, высота h = 3150мм.

Расчёт показателя транспортабельности проведём по формуле 2:

TACT = M66 х M51 х 1,012 х 1 = 1,240

= 17/8,85

3,15/2,55

3,25/3,15

1,921; kf 1,235; kf 1,032; kf1

где кг = -М 1,9210'235 = 1,166 кь = ^ = 1,2350'235 = 1,051

= ^габ — ^аст

1,032°>164 = 1,012

кд = 1°>164 = 1;

С учётом коэффициента В6СОМОСТИ ¿й^АСТ получим: Т^Тт = 1,240°'383 = 1,085.

Показатель грузовместимости рассчитываем по формуле 3: "

Каждый из показателей, входящий в формулу 3, рассчитываем с учётом коэффициентов

весомости квазипоказателей по формулам 4 и 5:

т/. _ ъ.aэ'v „ ши^ *иаАСИиС^ _

УАСТ = &УЭ х лУвск х лУАСИиО =

1 227- М^т = каэт V кавскт V ^аАСИиОт = 1,22<, ШАСТ = х лтвск х =

1,102.

С учётом коэффициента весомости <уУаст и «Маст получим:

уаст = 1,227°'5 = 1,107, М%^Т = 1,102°'5 = 1,049 .

Таким образом показатель грузовместимости Гаст с учётом коэффициента весомости ар  Г^т = 1,163°'283 = 1,043. Групповой показатель подвижности Паст рассчитываем по формуле 6.

Рассчитаем каждый из показателей с учётом коэффициентов весомости квазипоказателей по формулам 7, 8, 9, 10:

Vact _ k~' х _ 1,190; Sact _

smax _ 3 2'

™smax 3,2)

ra ct _ k%mzn х х к^г _ 0,814

Ract _ k%mmnn х kf^ х kf^r _ 0,814;

Ha ct _ kfX х kf х kfff1 х kf* х к?Ц1 х kff х к^ _ 0,793

С учётом коэффициента весомости olVact, &Sa ct ,oîRact ,oîHact'-

Vact _ 1,190°>33 _ 1,059; Sact _ 3,2°>17 _ 1,218 Ract _ 0,814°'2 _ 0,959 Hact _ 0,793°'3 _ 0,932.

На основании полученных значений показатель подвижности Паст:

ПАСТ _ Va ct х Sact х Ract х Hact _ 1,059 х 1,218 х 0,959 _ 1,152.

С учётом коэффициента весомости (хИаст получим: П^т _ 1,152°'334 _ 1,048.

Интегральный показатель ТУ ACT рассчитываем по формуле 1:

1АСТ _ ПастхгастхТаст _ 1,048х 1,043х 1,085 _ 1,185.

Полученное числовое значение интегрального показателя оценки ТУ ACT (таблица 1) больше 1 на 0,185, таким образом, аварийно-спасательная машина АСМ-48-031 соответствует предъявляемым требованиям к технике аэромобильной группы при транспортировании самолётом Ил-76ТД, а по отдельным показате-

Таблица 1 - Групповые показатели и интегральный показатель ТУ ACT

Показатели ACT АСМ-48-031

Групповые показатели подвижности, Наст 1,048 1,021

грузовместимости, Tact 1,043 0,972

транспортабельности, Tact 1,085 1,090

Интегральный показатель ТУб Iact 1,185 1,081

лям превосходит установленные нормативно-технические требования.

Также проведен расчёт интегрального показателя ТУ для аварийно-спасательной машины МАВР-58860С. Результаты представлены в таблице 1.

Показатель подвижности Наст МАВР-58860С меньше на 0,27 по сравнению с АСМ-48-031, что связано с меньшим запасом хода по топливу Sagt- Показатель грузовместимости Гаст меньше на 0,073, что связано с меньшим объёмом кузова-фургона МАВР-58860С. Показатель транспортабельности Iact У обоих машин примерно равен, небольшая разница объясняется меньшими габаритными размера-

ми МАВР-58860С.

Представленные расчёты показывают, что данный алгоритм существенно облегчает работу командира СВФ по комплектованию техникой аэромобильной группы путём заведомого исключения образцов ACT, имеющих интегральный показатель ТУ равный 0. На основании представленного алгоритма может быть разработано прикладное программное обеспечение для подбора допустимых вариантов оснащения аэромобильных групп техникой и дальнейшего формирования организационно-штатной структуры аэромобильной группы спасательного воинского формирования.

Литература

1. Приказ МЧС России от 18 января 2016 года №9 «Об обеспечении готовности аэромобильных группировок МЧС России к ликвидации чрезвычайных ситуаций и пожаров».

2. Методические рекомендации по созданию, оснащению и порядку применения аэромобильных групп территориальных органов МЧС России, утверждены главным военным экспертом МЧС России 30 мая 2014 года.

3. Квалиметрия для инженеров механиков / Г.Г. Азгальдов, В.А. Зорин, А.П. Павлов — М.: МАДИ-ТУ, 2006. - 144 с.

4. Носков С.С., Прокопенко А.И. Методология обоснования тактико-технических требований к базовым шасси аварийно-спасательных машин //Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. — 2010. — №3. С. 65-68.

5. Прокопенко А.П., Носков С.С. Современное состояние аварийно-спасательных машин и перспективы их развития / / Современные аспекты гуманитарных операций при чрезвы-

чайных ситуациях и вооружённых конфликтах. Материалы XIV международной научно-практической конференции по проблемам защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Москва. 2009. С. 238-244.

6. ГОСТ Р 22.9.24-2014. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Машины аварийно-спасательные. Классификация. Общие технические требования.

7. ГОСТ Р 22.9.29-2015. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Машины-аварийно-спасательные. Методы испытаний.

8. ГОСТ 22653-77. Автомобили. Параметры проходимости. Термины и определения.

9. НПБ 163-97 **. Пожарная техника. Основные пожарные автомобили. Общие технические требования. Методы испытаний.

10. НПБ 312-03. Пожарная техника. Автомобиль аварийно-спасательный. Общие технические требования. Методы испытаний.

Рецензент: доктор технических наук, доцент Рыбаков A.B.