Разработка робототехнического комплекса многорежимного пожаротушения тяжелого класса

4. Чижова-Ноткина Е.А. Численное исследование динамического нагружения конденсированной среды с полиморфными фазовыми переходами. Диссертация кандидата физико-математических наук, БГТУ «Военмех», 2003.

5. Михайлов Н.П., Бригадин И.В., Дорошенко С.И. Совершенствование технологии резки, сварки и упрочнения металлов. Сб. «Взрывное дело», № 109/67- С. 101-117.

6. Способ взрывного разрезания твёрдых материалов и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2119398, 1998.

РАЗРАБОТКА РОБОТОТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА МНОГОРЕЖИМНОГО ПОЖАРОТУШЕНИЯ ТЯЖЕЛОГО КЛАССА

Е.В. Павлов, заместитель начальника ВНИИПО МЧС России, г. Балашиха

При проведении пожарно-спасательных и аварийно-восстановительных работ в условиях взрывоопасности, при наличии на больших площадях местности радиации, химической и биологической зараженности для исключения поражения людей возникает необходимость применения технологий с использованием робототехнических комплексов различного назначения. Практика осуществления операций по ликвидации пожаров на объектах в перечисленных условиях выявила существенные недостатки существующей группировки наземных роботизированных пожарно-спасательных средств, для преодоления которых необходимо создание специального робототехнического комплекса.

В соответствии с результатами решения оптимизационной задачи [1] по выбору рационального комплекта робототехнических систем (РТС) из числа существующих предлагается создать робототехнический комплекс многорежимного пожаротушения (РТК-ПМ) тяжелого класса, в котором реализуются следующие технические решения.

1. В состав комплекса включаются все основные типы пожарных РТС узкоцелевого назначения, целесообразные для использования во всех возможных ситуациях крупномасштабных аварий: инженерно обеспечивающую машину разграждения (РТС-РЗ), базовую машину пожаротушения (РТС-П), специальную машину для высотного пожаротушения (РТС-ВС), машины-заправщики водой необходимого объема в условиях отсутствия доступного водоема (РТС-ЗВ), рукавную машину для подачи воды из водоема (РТС-РК), легкую насосную машину для забора воды из водоема (РТС-НС), подвижный пункт управления комплексом РТС (ППУ-РТК), включающий беспилотную вертолетную систему (БПВС) мониторинга и ретрансляции управления РТС, машину технического обслуживания (МТОР-РТК), вспомогательный автомобиль (ВТА-РТК), тягачи с трейлерами.

2. Предусматривается комплексность применения привлекаемых к операции систем - планируется согласованное функционирование отдельных систем как элементов единого комплекса, взаимодействие систем подчинено достижению конечной цели. Определены наборы систем, которые должны взаимодействовать в различных условиях.

3. Реализуется многорежимность пожаротушения, означающая, что в зависимости от складывающейся обстановки обеспечивается предварительно определенное функционирование создаваемого робототехнического комплекса в одном или одновременно нескольких (в зависимости от состава и потребности в этом) режимах пожаротушения:

а) режимы разового цикла (при тушении отдельно возникающего очага пожара с использованием мобильного средства):

- при автономном применении РТС-П с возимым запасом воды;

- с использованием РТС-П совместно с РТС-ВС (высотное пожаротушение);

б) режимы длительного цикличного пожаротушения (при тушении крупномасштабного пожара при отсутствии расположенных вблизи источников воды с использованием комплекса, в состав которого включены насосная станция РТС-НС и заправщики водой РТС-ЗВ для пополнения возимого запаса воды) при совместном использовании:

- РТС-НС, РТС-ЗВ и РТС-П»;

- РТС-НС, РТС-ЗВ, РТС-П и РТС-ВС» (высотное пожаротушение);

в) режимы длительного непрерывного пожаротушения (при тушении пожара с использованием комплекса с роботизированными насосно-рукавной РТС-НС и рукавной системой РТС-РК):

- при совместном использовании РТС-НС, РТС-РК (рукавная линия) и РТС-П;

- при совместном использовании РТС-НС, РТС-РК, РТС-П и РТС-ВС;

- с использованием укороченной длины гибкой рукавной линии, расположенной на РТС-НС, при совместном использовании РТС-НС и РТС-П или РТС-НС, РТС-П и РТС-ВС;

4. Планируется применение тяжелых гусеничных шасси, однотипных для всех РТС комплекса, со свободной платформой значительных размеров, позволяющей расположить комплекс пожарного оборудования, с грузоподъемностью до 40 т. Предлагается использовать шасси танка Т-72 с возможностью обеспечения управления в дистанционном и экипажном режимах.

5. Предусматривается групповое управление всеми РТС, входящих в состав разрабатываемого комплекса, с единого пункта.

Представленные выше технические решения обеспечивают формирование только общего облика РТК-ПМ тяжелого класса.

Для оптимизации количественного состава РТК-ПМ по каждому из средств, достижения рациональных значений их технических характеристик и

внедрения обеспечивающих мероприятий, направленных на достижение высокой эффективности применения комплекса, предлагается применить методику, обеспечивающую регулярное совершенствование комплекса. Основной проблемой, решаемой с использованием предлагаемой методики, является целевое бюджетирование проекта - распределение выделяемых материальных (денежных) средств по мероприятиям, планируемых в целях совершенствования комплекса.

Сложность, связанную с тем, что зачастую зависимость конечного результата от денежных средств, распределяемых по мероприятиям, не является очевидной, а носит лишь качественный характер, предусматривается разрешить на основе обработки статистических данных с применением интервально-корреляционного подхода [2]. Суть подхода заключается в оценке степени влияния проводимых мероприятий на конечные результаты посредством оценки степени «синхронности» изменения фактических значений частных показателей, которыми измеряются результаты проводимых мероприятий, и показателей, которыми измеряются конечные результаты -степень достижения конечных целей.

Успешно решить задачу распределения ресурсов по мероприятиям можно при наличии некоторой зависимости конечных показателей от планируемых затрат или частных показателей. Автором предложен метод преобразования результатов применения интервально-корреляционного подхода в линейную модель взаимной зависимости приращений значений конечных и частных показателей. В дальнейшем она используется для коррекции планируемых величин этих показателей, а вместе с этим и распределения денежных средств, на следующий плановый период. В зависимости от складывающихся условий распределение денежных средств сводится к применению АВС-анализа [3], решению системы линейных уравнений [4] или задачи линейного программирования [5].

Таким образом, автором предложена методика разработки робототехнического комплекса многорежимного пожаротушения тяжелого класса, включающая два этапа: а) формирование общего облика комплекса; б) оптимизацию количественного состава его элементов и их технических характеристик на основе применения интервально-корреляционного подхода.

Список использованной литературы

1. Северов Н.В. Развитие, технология и эффективность применения робототехники в чрезвычайных ситуациях. Ч. 1: Монография / Северов Н.В. -Академия ГСП МЧС России, 2012. - с. 120-158.

2. Саати Т., Кернс К. Аналитическое планирование. Организация систем. - М.: Радио и связь, 1991 - 224 с.

3. Баканов М.И., Мельник М.В., Шеремет А.Д. Теория экономического анализа. Учебник. / Под ред. М.И. Баканова. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.:

Финансы и статистика, 2005. - 536 с: ил.

4. Ильин В.А., Позняк Э.Г. Линейная алгебра: Учебник для вузов. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. - 277 с.

5. Васильев Ф.П. Численные методы решения экстремальных задач: Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. - 552 с.

АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ

ВЕЩЕСТВ В АТМОСФЕРЕ ПОСЛЕ ТЕХНОГЕННЫХ АВАРИЙ

И.Н. Пантелеев, доцент, к.ф.-м.н., доцент

А.И. Пантелеев

Воронежский государственный технический университет,

г.Воронеж

Кратковременные выбросы в атмосферу загрязняющих веществ большой мощности возникают при взрывах боеприпасов, емкостей с горючими материалами, запусках ракет и т.д. Особую опасность представляют техногенные чрезвычайные ситуации на объектах хранения и транспортировки сжиженных газов, в результате которых происходит образование облаков взрывоопасных или токсических газов [1 -3]. В рассмотренных выше случаях за короткий промежуток времени в атмосферу поступает большое количество газообразных и твердых загрязняющих веществ, которые затем мигрируют вместе с потоками воздуха, вступают между собой в реакции, образуя опасные химические соединения, осаждаются на подстилающую поверхность, загрязняя растительность, почву, воду.

Математическое моделирование процессов распространения загрязняющих веществ в атмосфере и их воздействие на объекты природы позволяет описать динамику чрезвычайных ситуаций, получить прогнозные оценки величин экологического и экономического ущербов для выработки управленческих решений по их ликвидации. Кроме того, применение моделирования при планировании размещения взрывоопасных объектов среди экологически значимых зон позволит минимизировать величину ущерба в случае аварии.

В монографии [4] предложена математическая модель, для описания процессов распространения загрязняющих веществ в атмосфере. Применим аналогичный подход для решения нестационарной задачи об оценке ущерба, вызванного внезапным точечным выбросом загрязнений в атмосферу.

Пусть в точке г0 = х/ + в момент времени = 0 произведен выброс загрязняющей примеси массой Q. Требуется построить математическую модель, описывающую процессы распространения загрязнений в атмосфере, процессы повреждения объектов, попавших в зону загрязнения и на этой

247