Академия Государственной Противопожарной Службы МЧС России
Академия Государственной Противопожарной Службы МЧС России
Translate / Übersetzen / Traduire / ترجم Версия для слабовидящих Распечатать
Личный кабинет
Бутко Вячеславу Сергеевичу
Академия Государственной Противопожарной Службы МЧС России
Показать меню
Показать инструменты

ISSN 2071-7342

http://academygps.ru/ttb

Научный журнал

ТЕХНОЛОГИИ  ТЕХНОСФЕРНОЙ  БЕЗОПАСНОСТИ

Выпуск 3 (89) 2020 г.







 

 


 

УПРАВЛЕНИЕ  В  СОЦИАЛЬНЫХ  И  ЭКОНОМИЧЕСКИХ  СИСТЕМАХ

Минаев В. А., Топольский Н. Г., Фаддеев А. О., Степанов Р. О., Грачев Д. С. Модели оценки риска с функционально различающимися воздействиями на природно-технические системы
Minaev V. A., Topolsky N. G., Faddeev A. O., Stepanov R. O., Grachev D. S. Risk assessment models with functionally different influences on natural and technical systems

Введение. Сложное сочетание факторов природного и техногенного характера,
приводящих к опасным угрозам здоровью и жизни населения, а также материальным ценностям, приводит к необходимости разработки специальных математических моделей оценки риска на соответствующих территориях. При этом важно учитывать существенные различия воздействий названных факторов. Новым направлением выступают модели, описывающие природные и техногенные риски дифференциальными уравнениями, описываемые различными семействами функций. В статье представлено развитие указанного направления.
Цели и задачи. Целью статьи выступает создание моделей оценки рисков в природно-технических технических системах (ПТС), базирующейся на учёте воздействия на них различающихся природных и техногенных факторов. Задачи включают обоснование, построение и практическую реализацию математической модели оценки рисков в виде системы дифференциальных уравнений.
Методы включают интерпретацию ПТС в терминах рисков и оценку динамического взаимодействия факторов природного и техногенного характера в виде неоднородных дифференциальных уравнений.
Результаты и обсуждение. Найдены решения моделей оценки комплексного природно-техногенного риска применительно к двум случаям, когда на ПТС оказываются функционально различающиеся внешние природное и техногенное воздействия, под которыми понимается такой их вид, при котором влияния как со стороны природных, так и со стороны техногенных факторов описываются разными зависимостями.
Выводы. В первой модели совместно рассматриваются параболический (отражающий угрозы, интенсивность которых плавно уменьшается с расстоянием от эпицентра) и линейный (отражающий внезапно возникающие угрозы) виды воздействий, во второй модели – параболический и гиперболический (отражающий угрозы, интенсивность которых резко уменьшается с течением времени) виды воздействий. Делается вывод, что необходимо составить специальный компьютерный альбом комплексных воздействий на ПТС с целью превентивного "проигрывания" различных ситуаций и выработки наиболее эффективного противодействия возникающим опасностям со стороны подразделений МЧС и других структур.
Ключевые слова: модель, оценка, природный и техногенный риски, функционально различающиеся воздействия, противодействие, подразделения МЧС.

Introduction. The complex combination of natural and technogenic factors that lead to dangerous threats to the health and life of the population, as well as to material values, creates a need to develop special mathematical models for risk assessment in the relevant territories. Herewith it is important to take into account the significant differences between these factors. The new areas of research are models that describe natural and technogenic risks using differential equations that reflect different types of functions. The article presents the development of this research area.
Goals and objectives. The goal of the article is to create a model for risk assessment in natural and technical systems (PTS), based on taking into account the influences of different natural and technogenic factors on them. Objectives include justification, construction and practical implementation of the mathematical model of risk assessment in the form of differential equations system.
Methods include interpretation of the considered influences on PTS in terms of risks and assessment of the dynamic interaction of natural and technogenic factors in the form of inhomogeneous differential equations.
Results and discussion. Solutions for models of assessing complex natural and technogenic risks in relation to two cases that differ in NTS are found: functionally different external natural and technogenic influences on PTS, which are understood as their type, in which the effects of both natural and technogenic factors are described by different mathematical functions.
Conclusions. The first model considers parabolic (reflecting threats whose intensity gradually decreases with distance from the epicenter) and linear types of influences (reflecting sudden threats). The second model considers parabolic and hyperbolic (reflecting threats, the intensity of which decreases sharply over time) types of influences. It is concluded that it is necessary to create a special computer album of complex influences on the PTS in order to prevent "replay" of various situations and develop the most effective response to emerging dangers from the EMERCOM units and other structures.
Key words: model, assessment, natural and technogenic risks, functionally different influences, counteraction, EMERCOM units.

Кадиев Ш. К., Хабибулин Р. Ш., Годлевский П. П., Семиков В. Л. Обзор исследований в области классификации для машинного обучения при разработке интеллектуальных систем поддержки принятия управленческих решений
Kadiev Sh. K., Khabibulin R. Sh., Godlevskiy P. P., Semikov V. L. Review of classification studies for machine learning in the development of intelligent management decision support systems

Введение. Приводится обзор исследований в области классификации как метода машинного обучения. Отобраны статьи, содержащие математические модели и алгоритмы для проведения классификации. Актуальным является и применение классификации в интеллектуальных системах поддержки принятия управленческих решений в различных предметных областях.
Цель и задачи. Целью исследования является анализ работ, посвященных проблеме классификации как методу машинного обучения. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: 1) выявить наиболее используемые методы классификации в машинном обучении; 2) выделить преимущества и недостатки каждого из выбранных методов; 3) проанализировать возможности применения методов классификации в интеллектуальных системах поддержки принятия управленческих решений для решения вопросов прогнозирования, предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Методы. Для получения результатов использовались общенаучные и специальные методы научного познания – анализ, синтез, обобщение, а также метод классификации.
Результаты и их обсуждение. По результатам анализа выявлены исследования с математической постановкой и наличием программных разработок. Рассмотрены вопросы классификации при осуществлении машинного обучения в ходе разработки интеллектуальных систем поддержки принятия решений.
Заключение. В ходе анализа выявлено, что при сортировке полученных знаний внутри предметной области используется достаточно большое количество алгоритмов для проведения классификации. Осуществление точной классификации является одной из основополагающих проблем при разработке систем поддержки принятия управленческих решений, в том числе при предотвращении и ликвидации пожаров и чрезвычайных ситуаций. Актуальным является и принятие своевременного и эффективного решения должностными лицами оперативно-дежурных смен для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Ключевые слова: поддержка принятия решений, анализ, классификация, машинное обучение, алгоритм, математические модели.

Introduction. An overview of research in the field of classification as a method of machine learning is given. Articles containing mathematical models and algorithms for classification were selected. The use of classification in intelligent management decision support systems in various subject areas is also relevant.
Goal and objectives. The purpose of the study is to analyze papers on the classification as a machine learning method. To achieve the objective, it is necessary to solve the following tasks: 1) to identify the most used classification methods in machine learning; 2) to highlight the advantages and disadvantages of each of the selected methods; 3) to analyze the possibility of using classification methods in intelligent systems to support management decisions to solve issues of forecasting, prevention and elimination of emergencies.
Methods. To obtain the results, general scientific and special methods of scientific knowledge were used - analysis, synthesis, generalization, as well as the classification method.
Results and discussion thereof. According to the results of the analysis, studies with a mathematical formulation and the availability of software developments were identified. The issues of classification in the implementation of machine learning in the development of intelligent decision support systems are considered.
Conclusion. The analysis revealed that enough algorithms were used to perform the classification while sorting the acquired knowledge within the subject area. The implementation of an accurate classification is one of the fundamental problems in the development of management decision support systems, including for fire and emergency prevention and response. Timely and effective decision by officials of operational shifts for the disaster management is also relevant.
Key words: decision support, analysis, classification, machine learning, algorithm, mathematical models.

Грачев В. Л. Расчётная модель и алгоритм экспресс-оценки качества автоматизированной системы антикризисного управления в чрезвычайных ситуациях в условиях неопределённости
Grachev V. L. Computational model and rapid quality assessment algorithm for automated crisis management system in uncertain emergencies

Введение. В федеральных органах исполнительной власти и органах исполнительной власти субъектов Российской Федерации уже длительное время эксплуатируется значительное количество автоматизированных информационно-управляющих систем антикризисного управления федерального и регионального масштабов в ЧС природного и техногенного характера (АСУЧС), определение необходимости их модернизации или замены предлагается проводить путём оценки эффективности организационно-технической реализации (организационно-технической эффективности, качества) этих систем.
Цели и задачи. Целью исследования выступает доработка методики экспресс-оценки весовых коэффициентов показателей эффективности (ПЭ) организационно-технической реализации АСУЧС в случае дефицита информации для определения их относительной важности, в частности, при ином составе ПЭ вследствие отличия набора автоматизируемых функций системы от стандартного перечня. Задачи включают анализ методов определения весовых коэффициентов, выбор подходящего метода и проверку его применимости.
Методы. Применены общенаучные методы анализа и дедукции, специальные методы теории измерений (в частности, метрологии, математической статистики и теории вероятности) и вычислительного эксперимента.
Результаты и обсуждение. На основе рассмотрения методов определения весовых коэффициентов ПЭ выдвинуто предположение, что для экспресс-оценки относительной важности ПЭ организационно-технической реализации АСУЧС в случае дефицита информации целесообразно применение третьей формулы Фишберна (при условии привлечения уже имеющихся неполных данных). Проведённый вычислительный эксперимент подтвердил указанное предположение, позволил определить условия и ограничения применения третьей формулы Фишберна в рассматриваемых задачах, выработать алгоритм выбора интервалов возможных значений весовых коэффициентов ПЭ.
Выводы. Получены обоснование возможности и способ применения третьей формулы Фишберна в задачах экспресс-оценки эффективности организационно-технической реализации АСУЧС при отличии набора автоматизируемых задач от перечня, присущего классу
таких автоматизированных систем в целом.
Ключевые слова: автоматизированная система, экспресс-оценка, эффективность, показатель эффективности, неопределённость.

Introduction. A considerable number of automated information systems have been in use for a long time in the federal executive authorities and the executive authorities of the constituent entities of the Russian Federation. It is proposed that crisis management systems of federal and regional scope in natural and man-made emergencies should be identified and replaced by an evaluation of the effectiveness of the institutional and technical implementation (organizational and technical efficiency, quality) of these systems.
Goals and objectives. The aim of the research is to refine methods of rapid estimation of the weight coefficients of efficiency indicators (hereinafter referred to as PE) the organizational and technical implementation of ASCS in case of lack of information to determine their relative importance, in particular, when different composition of PE due to the differences of a set of automated functions of the system from the standard list. The tasks include the analysis of the weighting, the selection of an appropriate method, and the verification of its applicability.
Methods. General scientific methods of analysis and deduction, special methods of measurement theory (in particular, metrology, mathematical statistics and probability theory) and computational experiment are applied.
Results and discussion. Based on a review of weighting methods of PE coefficients, it is assumed, that a third Fishburne formula is appropriate for the rapid assessment of the relative importance of PE in the implementation of ASCS in the event of a lack of information (subject to the inclusion of already incomplete data). The computational experiment performed confirmed this assumption, allowed us to determine the conditions and limitations of using the third Fishburne formula in the problems considered, and to develop an algorithm for selecting the intervals of possible values of the PE weighting coefficients.
Conclusions. The author substantiates the possibility and method of applying the third Fishburne formula in the tasks of rapid assessment of the effectiveness of organizational and technical implementation of ASMSS, while differentiating the set of automated tasks from the list inherent in the class of such automated systems as a whole.
Key words: automated system, rapid assessment, efficiency, efficiency indicator, uncertainty.

Маслов А. В., Суровегин А. В., Тараканов Д. В., Баканов М. О. Моделирование надёжности принятия решений в структуре управления пожарно-спасательными подразделениями на крупных пожарах
Maslov A. V., Surovegin A. V., Tarakanov D. V., Bakanov M. O. Modeling the reliability of decision-making in the management structure of fire and rescue units in large fires

Введение. Специфика тушения пожаров в зданиях и на открытых пространствах на территории Российской Федерации определяет, что пожар, принявший масштабы, позволяющие отнести его к крупному, тушится с привлечением сил и средств нескольких пожарно-спасательных подразделений. В этом случае для улучшения качества управления большим количеством пожарно-спасательных подразделений различной подчинённости создают развитую структуру системы управления.
Цели и задачи. Целью исследования является анализ структуры системы управления, создаваемой при тушении крупных пожаров, требующих привлечения значительного количества пожарно-спасательных подразделений. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: 1) выявить зависимость динамики надёжности принятия решений от опыта оперативной работы должностных лиц пожарно-спасательного гарнизона, выполняющих обязанности руководителя тушения пожара; 2) определить этап накопления опыта оперативной работы, на котором потенциальным руководителям тушения пожара информационная, методическая и аналитическая поддержка принесёт максимальный эффект.
Методы. Для построения зависимости опыта работы и вероятности ошибки при руководстве силами и средствами на пожарах использовалась модель обучения Хала.
Результаты и их обсуждение. Увеличение скорости роста надёжности принятия решений у потенциального руководителя тушения пожара наблюдается на интервале оперативной работы от 0 до 4-х лет, после этого скорость роста снижается.
Выводы. В характеристической зависимости надёжности принятия решений от опыта оперативной работы должностного лица, выполняющего обязанности руководителя тушения пожара, на этапе экспоненциального роста происходит максимальное влияние положительного изменения опыта оперативной работы на увеличение значений надёжности принятия решений.
Ключевые слова: тушение пожара, структура управления, надёжность принятия решений.

Introduction. The specifics of extinguishing fires in buildings and open spaces on the territory of the Russian Federation determines that a fire that has taken on a scale that allows it to be attributed to a large one is extinguished with the help of the forces and means of several fire and rescue units. In this case, a developed structure of the control system is created in order to improve the quality of management of a large number of fire and rescue units of different subordination.
Goals and objectives. The purpose of the study is to analyze the structure of the control system created at large fires requiring the a significant number of fire and rescue units. To achieve the goal, it is necessary to solve the following tasks: 1) to identify the dependence of the dynamics of reliability of decision making on the experience of the operational work of fire and rescue garrison officials who perform the duties of the fire extinguishing driver.; 2) to determine the stage of accumulation of operational experience at which information, methodological and analytical support will bring maximum effect to potential fire extinguishing managers.
Methods. To build the dependence of work experience and the probability of error when directing forces and means on fires, the Hala training model was used.
Results and its discussion. An increase in the growth rate of decision reliability in a potential fire extinguishing supervisor is observed at the interval of operational work from 0 to 4 years, after which the growth rate decreases.
Conclusions. In the characteristic dependence of the reliability of decision making on the experience of the operational work of the official performing the duties of the fire extinguishing manager, at the stage of exponential growth, the maximum effect of the positive change in the operational work experience on increasing the values of the reliability of decision making occurs.
Key words: fire extinguishing, control structure, decision-making reliability.

Топольский Н. Г., Мокшанцев А. В., Мешалкин Е. А., Овсяник А. И., Симаков В. В., Кафидов В. В., До Хоанг Тхань. Модели и алгоритмы автоматизации поддержки управления проведением поисково-спасательных работ
Topolsky N. G., Mokshantsev A. V., Meshalkin E. A., Ovsyanik A. I., Simakov V. V., Kafidov V. V., Do Hoang Thanh. Models and algorithms for automated search and rescue management support

Введение. Оперативность ведения поисково-спасательных работ (ПСР) вследствие ликвидации чрезвычайных ситуаций (ЧC) и пожаров указывает на необходимость создания структуры автоматизированной системы управления (АСУ) технологическими процессами принятия управленческих решений на природных объектах и объектах промышленности Вьетнама на основе программно-аппаратного комплекса (ПАК) для проведения ПСР в Социалистической Республике Вьетнам (СРВ).
Актуальность исследования обусловлена необходимостью внедрения современных моделей и алгоритмов автоматизации поддержки управления проведением ПСР и разработкой АСУ технологическими процессами принятия управленческих решений на природных объектах и объектах промышленности Вьетнама на основе ПАК для проведения ПСР.
Цели и задачи. Целью работы является снижение времени реагирования поисково-спасательных формирований с помощью моделей и алгоритмов поддержки управления проведением поисково-спасательных работ с использованием автоматизированной системы управления на природных объектах и объектах промышленности Вьетнама на основе программно-аппаратного комплекса.
Практическая значимость работы заключается в том, что применение рекомендуемых математических моделей, алгоритмов и разработка автоматизированной системы управления технологическими процессами принятия управленческих решений на природных объектах и объектах промышленности Вьетнама на основе программно-аппаратного комплекса для проведения поисково-спасательных работ позволяет снизить время в процессе проведения ПСР.
Методы. Для решения задач исследования использованы методы системного анализа, статистического анализа, математической статистики и др.
Результаты и их обсуждение. Результаты представляют разработанные модели и алгоритмы поддержки управления проведением ПСР с использованием АСУ на природных объектах и объектах промышленности Вьетнама на основе ПАК для проведения ПСР.
Выводы. Разработана функциональная структура автоматизированной системы управления технологическими процессами принятия управленческих решений на природных объектах и объектах промышленности Вьетнама на основе программно-аппаратного комплекса для проведения поисково-спасательных работ, позволяющая визуализировать нахождение пострадавших на открытой местности в условиях дыма, тумана, дождя.
Ключевые слова: модели, алгоритмы, автоматизация, поддержка управления, поисково-спасательные работы.

Introduction. The efficiency of search and rescue operations (PSR) due to the elimination of emergencies and fires indicates the need to create a structure for an automated control system (ACS) for technological decision-making processes at natural and industrial sites in Vietnam based on a software and hardware complex (PAC) for conducting the PSR in the Socialist Republic of Vietnam (SRV).
The relevance of the research is due to the need to implement modern models and algorithms for automating the management support of the PSR and the development of automated control systems for technological processes of management decision-making at natural and industrial sites in Vietnam based on the PAC management system.
Goals and objectives. The aim of the work is to reduce the response time of search and rescue units using models and algorithms to support the management of search and rescue operations using an automated control system for natural objects and industrial facilities in Vietnam based on a software and hardware complex.
The practicality of the work is that the use of the recommended mathematical models, algorithms and the development of an automated system for the management of technological decision-making processes in natural and industrial sites in Vietnam, based on the software and hardware set for search and rescue operations reduce the time spent in the process.
Methods. Systems analysis, statistical analysis, mathematical statistics, etc., are used to solve the problems of the study.
Results and discussion thereof. The results are represented by the developed models and algorithms for supporting the management of the PSR using automated control systems at natural and industrial sites in Vietnam based on the PAC for the PSR.
Conclusions. The functional structure of the automated control system for technological processes of management decision-making at natural and industrial sites in Vietnam based on a software and hardware complex for search and rescue operations, which allows you to visualize the location of victims in open areas in conditions of smoke, fog, rain.
Key words: models, algorithms, automation, control support, search and rescue.

Заворотный А. Г. Пороговая квадратичная модель зависимости радиационных эффектов от дозы облучения
Zavorotnyy A. G. Threshold square model of the dependence of radiation effects on radiation dose

Введение. Эксплуатация радиационно опасных объектов является реальностью современного мира и будущее мировой экономики невозможно без развития ядерных и радиационных технологий. В то же время широкое использование атомной энергии выдвигает важную и ответственную задачу обеспечения безопасности населения и окружающей среды в условиях повышенного риска воздействия ионизирующих излучений и радиоактивных веществ. В соответствии с п. 3.2.1 "Норм радиационной безопасности НРБ-99/2009", планируемое повышенное облучение лиц, привлекаемых для проведения аварийно-спасательных работ, связанных с ликвидацией последствий радиационных аварий, допускается для мужчин, как правило, старше 30 лет лишь при их добровольном письменном согласии, после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья. Под повышенным облучением понимается облучение сверх основных пределов доз в контролируемых (нормальных) условиях эксплуатации источников излучения.
Цели и задачи. Целью исследования выступает повышение функциональных возможностей аварийно-спасательных служб и пожарно-спасательных подразделений к выполнению задач по предназначению при ликвидации радиационных аварий. Задачи включают построение и обоснование модели, позволяющей конвертировать риски выхода детерминированных эффектов в риски стохастических эффектов.
Методы. При расчётах вероятности выхода стохастических и детерминированных эффектов в зависимости от дозы облучения и разработки пороговой квадратичной модели применялись метод наименьших квадратов и вероятностно-статистический метод.
Результаты и обсуждение. В статье показано, что линейная беспороговая модель взаимодействия излучения с веществом во много раз завышает риск выхода стохастического эффекта при малых дозах радиации. Например, при дозе D = 0,2 Зв/год это завышение составляет 8,13. В связи с этим разработана и предлагается к замене на пороговую квадратичную модель, которая даёт возможность повысить планируемое повышенное облучение личного состава аварийно-спасательных служб и пожарно-спасательных подразделений при ликвидации радиационных аварий в эффективной дозе с 0,2 Зв до 0,57 Зв, причём вероятность выхода стохастических эффектов Р2 = 0,0084 оста
ётся одной и той же для обеих моделей.
Выводы. Повышение максимально допустимой дозы облучения личного состава аварийно-спасательных служб и пожарно-спасательных подразделений с 0,2 Зв/год до 0,5 Зв/год даст возможность повысить функциональные возможности аварийно-спасательных служб и пожарно-спасательных подразделений к выполнению задач по предназначению при ликвидации радиационных аварий в 2,5 раза. Например, объём аварийно-спасательных работ может быть увеличен со 100 %, выполняемых при дозе D = 0,2 Зв/год, до 250 %, выполняемых при дозе D = 0,5 Зв/год.
Ключевые слова: аварийно-спасательные службы, пожарно-спасательные подразделения, радиационные аварии, облучение, линейная беспороговая модель, пороговая квадратичная модель.

Introduction. Operation of radiation hazardous facilities is a reality of the modern world, and the future of the world economy is impossible without the development of nuclear and radiation technologies. At the same time, the widespread use of atomic energy puts forward an important and responsible task of ensuring the safety of the population and the environment in conditions of an increased risk of exposure to ionizing radiation and radioactive substances. In accordance with clause 3.2.1 of the "Radiation Safety Standards NRB-99/2009", the planned increased exposure of persons involved in emergency rescue operations related to the elimination of the consequences of radiation accidents is allowed for men, as a rule, over 30 years old only with their voluntary written consent, after informing about possible radiation doses and health risks. Increased exposure refers to exposure in excess of the basic dose limits under controlled (normal) operating conditions of radiation sources.
Goals and objectives. The aim of the study is to increase the functionality of emergency services and fire and rescue subdivisions to perform tasks as intended in the elimination of radiation accidents. The tasks include the construction and substantiation of a model that allows converting the risks of deterministic effects into stochastic effects risks.
Methods. When calculating the probability of output of stochastic and deterministic effects depending on the radiation dose and developing a threshold quadratic model, the least squares method and the probabilistic-statistical method were used.
Results and discussion. The article shows that a linear non-threshold model of the interaction of radiation with matter greatly overestimates the risk of a stochastic effect emerging at doses of radiation. For example, this overestimation is 8,13 at a dose of D = 0,2 Sv/year. In this regard, a threshold quadratic model has been developed and proposed to be replaced by a threshold quadratic model, which makes it possible to increase the planned irradiation of personnel of emergency services and fire and rescue units during the elimination of radiation accidents in an effective dose from 0,2 Sv to 0,57 Sv, moreover, the probability of emergence of stochastic effects P2 = 0,0084 remains the same for both models.
Conclusions. An increase in the maximum permissible dose of radiation for personnel of emergency services and fire and rescue units from 0,2 Sv/year to 0,5 Sv/year will make it possible to increase the functionality of the emergency services and fire and rescue units to perform tasks as intended by 2,5 times when elimination of radiation accidents. For example, the scope of rescue operations may be increased from 100 %, performed at a dose of D = 0,2 Sv/year, to 250 %, performed at a dose of D = 0,5 Sv/year.
Key words: emergency services, fire and rescue units, radiation accidents, irradiation, linear no-threshold model, threshold quadratic model.
 

 

ПОЖАРНАЯ  И  ПРОМЫШЛЕННАЯ  БЕЗОПАСНОСТЬ

Назаров В. П., Степаненко Д-л А., Степаненко Д-с А. Обоснование целесообразности повышения уровня пожаровзрывобезопасности при подготовке резервуаров к ремонтным огневым работам
Nazarov V. P., Stepanenko D-l A., Stepanenko D-s A. Rationale for increasing the level of fire safety during preparation of tanks for fire repairs

Введение. В соответствии с данными статистики, Россия занимает третье место в мире по добыче нефти. Переработка, транспортировка и хранение такого большого объёма нефтепродуктов требует поддержания постоянной работоспособности резервуарных парков. Вместе с тем, на данных объектах происходит значительное количество аварий и пожаров, что существенно подрывает производственную и экономическую стабильность.
Цели и задачи. В связи с необходимостью поддержания в рабочем состоянии резервуарных парков, возникает проблема повышения уровня пожаровзрывобезопасности огневых ремонтных работ. Данный вид работ зачастую невозможен без использования оборудования, которое может послужить открытым источником зажигания, что может стать причиной возникновения взрыва.
Методы. Чтобы обосновать необходимость достижения пожаровзрывобезопасного состояния рабочих условий при подготовке резервуара к ремонту были применены методы анализа и классификации данных о пожарах, произошедших на объектах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли не только в России, но и за рубежом.
Результаты и их обсуждение. В статье предложено обратить внимание на процесс предремонтной подготовки как на одну из основных причин аварий на объектах нефтяной отрасли. Более 34,7 % взрывов связаны именно с огневыми ремонтными работами. Необходимо совершенствование нормативной базы, касающейся подготовки резервуаров к ремонту, а также применять современные механизированные мобильные очистные комплексы и привлекать для организации работ высококвалифицированный персонал.
Заключение. Развитие различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, систем электротеплообеспечения побуждает повышенный спрос на продукты нефтепереработки для успешного осуществления своей деятельности. В связи с этой необходимостью, увеличивается как количество объектов добычи, транспортировки и переработки нефти, так и численность рабочих мест и персонала для обслуживания этих объектов. Поэтому, пожарная безопасность объектов нефтегазовой промышленности на сегодняшний день является актуальной проблемой.
Ключевые слова: резервуарный парк, пожар, нефтепродукт, предремонтная подготовка, очистка, дегазация, огневые работы.

Introduction. According to statistics, Russia is the third largest oil producer in the world. The processing, transportation and storage of such a large volume of petroleum products requires maintaining the constant operability of tank farms. However, a significant number of accidents and fires are occurring at these facilities, which significantly undermines production and economic stability.
Goals and objectives. The need to keep reservoir parks in working condition poses a problem of increasing the level of fire and explosion safety of fire repairs. This type of work is often impossible without the use of equipment that can serve as an open source of ignition, which can cause an explosion.
Methods. To justify the need to achieve a fire and explosion-proof state of working conditions when preparing the tank for repair, methods of analysis and classification of data on fires that occurred at oil production and refining facilities not only in Russia, but also abroad were applied.
Results and discussion thereof. The article calls attention to the process of pre-repair preparation as one of the main causes of accidents at oil-related facilities. More than 34,7 % of the explosions are related to fire repairs. There is a need to improve the regulatory framework relating to the preparation of tanks for repair, as well as the use of modern mechanized mobile treatment plants and the use of highly skilled personnel for the organization of work.
Conclusions. The development of various industries, agriculture, and electric heating systems encourages increased demand for oil refining products for the successful implementation of their activities. This demand increases both the number of oil production, transportation and refining facilities and the number of jobs and personnel to service those facilities. Therefore, fire safety of oil and gas industry facilities is a current problem.
Key words: reservoir park, fire, oil product, pre-repair, cleaning, gas-freeing, firing.

 

БЕЗОПАСНОСТЬ  В  ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ  СИТУАЦИЯХ

Седнев В. А. Оценка классификации и сценариев развития авиационных происшествий
Sednev V. А. Assessment of classification and development scenarios of aviation accidents

Введение. Наиболее опасной аварийной ситуацией в аэропорту является авиационное происшествие с человеческими жертвами – авиакатастрофа. Она может произойти на территории аэропорта, в его окрестностях, в результате взлета или захода на посадку воздушного судна. Порядка 80 % происшествий происходит на этапах взлета, набора высоты, захода на посадку. Сложная обстановка может развиваться в результате смешанных типов аварийной ситуации, таких как: столкновение нескольких воздушных судов при движении по взлетно-посадочной полосе, столкновение в воздухе; столкновение воздушного судна с объектом инфраструктуры или топливно-заправочного комплекса аэропорта. Из-за нахождения в крыльях летательных аппаратов большого количества авиационного топлива при разрушении и ударных нагрузках пожар, например, начинается снаружи самолета, но через 1-2 минуты распространяется внутрь. Выживание людей после 5 минут нахождения в этих условиях маловероятно. К поражающим факторам, возникающим при повреждении воздушного судна, добавляются поражающие факторы, связанные с разрушением объекта столкновения. В этих условиях аварийно-спасательных сил аэропорта недостаточно для спасания людей. Поэтому на основе изучения особенностей и последствий авиационных событий, задач аварийно-спасательных формирований установлены сценарии развития обстановки при аварийных ситуациях, и другие факторы, влияющие на организацию аварийно-спасательных работ.
Цель исследования – повышение эффективности планирования, организации и проведения аварийно-спасательных работ в аэропорту за счёт выявления и устранения негативных факторов, влияющих на их организацию, недостатков в системе управления силами и средствами при реагировании на аварийные события на территории аэропорта.
Методы исследования. Для получения результатов использовались общенаучные и специальные методы научного познания – анализ, синтез, обобщение, которые опирались на общие положения теории систем, исследования операций, теории информации.
Результаты исследования. Установлены сценарии развития обстановки при аварийных ситуациях в аэропорту, особенности организации аварийно-спасательного и противопожарного обеспечения аэропорта, недостатки в системе управления силами и средствами при реагировании на аварийные события; обоснованы исходные данные, являющиеся основой для совершенствования мероприятий по защите людей и объектов аэропортового комплекса.
Заключение. Учёт рассмотренных положений позволит руководителям эффективно решать задачи по спасанию жизни людей и защите объектов на территории аэропорта. Полученные выводы являются основой для разработки методики обоснования сил и средств для выполнения аварийно-спасательных работ при чрезвычайной ситуации в аэропорту.
Ключевые слова: аэропорт, чрезвычайная ситуация, авиационное событие, последствия, задачи аварийно-спасательных формирований, организация, управление.

Introduction. The most dangerous emergency situation at the airport is an aviation accident with human victims – a plane crash. It can occur on the territory of the airport, in its vicinity, as a result of takeoff or landing of an aircraft. About 80 % of accidents occur at the stages of takeoff, altitude, and approach. A complex situation can develop as a result of mixed types of emergency situations, such as: a collision of several aircrafts while moving along the runway, a collision in the air; a collision of an aircraft with an object of the airport infrastructure or fuel-filling complex. Due to large amount of aviation fuel in the wings of aircraft during destruction and shock loads, a fire, for example, begins outside the aircraft, but spreads inside after 1-2 minutes. Survival of people after 5 minutes of being in these conditions is unlikely. The impact factors associated with the destruction of the object of the collision are added to the damage to the aircraft. The airport emergency rescue forces are not enough to save people in these conditions. Therefore, on the basis of the study of the characteristics and consequences of aviation events and the tasks of emergency and rescue units, scenarios of the development of the situation in emergency situations and other factors influencing the organization of rescue operations have been established.
The purpose of the study is to improve the efficiency of planning, organizing and conducting emergency rescue operations at the airport by identifying and eliminating negative factors that affect their organization, as well as shortcomings in the management system of forces and means when responding to emergency events on the territory of the airport.
Research methods. General scientific and special methods of scientific knowledge were used To obtain the results – analysis, synthesis, generalization, which were based on the general principles of systems theory, operations research, information theory. The results of the study. Scenarios for the development of the situation in emergency situations at the airport, features of the organization of emergency and fire protection of the airport, shortcomings in the system of management of forces and means in response to emergency events are established; the initial data that are the basis for improving measures to protect people and objects of the airport complex are substantiated.
Conclusion. Taking into account the provisions considered will allow managers to effectively solve problems of saving peoples’ lives and protecting objects on the territory of the airport. The obtained conclusions are the basis for the development of a methodology for justifying the forces and means to perform emergency rescue operations in an emergency situation at the airport.
Key words: airport, emergency, aviation event, consequences, tasks of rescue units, organization, management.

 

СИСТЕМНЫЙ  АНАЛИЗ,  УПРАВЛЕНИЕ  И  ОБРАБОТКА  ИНФОРМАЦИИ

Барковский С. А., Спиридонов А. В., Овсяник А. И., Семиков В. Л., Белкин К. А., Годлевский П. П. Сетецентрический подход к предупреждению и ликвидации лесных пожаров на основе интеграции информационных ресурсов и систем
Barkovsky S. A., Spiridonov A. V., Ovsyanik A. I., Semikov V. L., Belkin K. A., Godlevsky P. P. Network-centric approach to prevention and elimination of forest fires based on integration information resources and systems

Введение. Проводится анализ применения современных информационных ресурсов и систем при тушении природных пожаров. В качестве основного методологического подхода рассматривается сетецентрическая модель интеграции современных ресурсов и систем.
Цели и задачи. Целью исследования является совершенствование методов и средств оценки предупреждения лесных пожаров на основе интеграции информационных ресурсов и систем.
Методы. Рассматриваются методы, основанные на использовании информационных ресурсов и систем, которые позволяют проводить одновременный анализ многомерных данных с использованием цифровых карт, упрощают процедуру прогноза и оценки комплексного воздействия лесных пожаров, делают возможным оперативное выявление аномалий и принятие необходимых мер для их устранения.
Результаты и их обсуждение. По результатам анализа разработана обобщённая структура системы мониторинга лесопожарной обстановки с использованием сетецентрического подхода.
Заключение. Сетецентрическая система мониторинга объединяет все информационные ресурсы и системы на всех уровнях и направлениях. Заблаговременный мониторинг складывающейся обстановки, анализ поступающей оперативной информации о выявленных термических точках, моделирование возможных вариантов развития ситуации позволяет наиболее эффективно подходить к решению проблем защиты населения и территории от последствий лесных пожаров. Объединение преимуществ отдельных современных технологий в единую распределенную сетецентрическую систему позволяет эффективно реализовать ликвидацию последствий всех видов чрезвычайных ситуаций.
Ключевые слова: сетецентрическая система, лесные пожары, прогнозирование и предупреждение чрезвычайных ситуаций, информационные ресурсы и системы.

Introduction. The article analyzes the use of modern information resources and systems in extinguishing wildfires. The approach uses a network-centric system for modern resources and systems integration.
Goals and objectives. The purpose of the study is to identify and improve methods and tools for assessing forest fire prevention based on the integration of information resources and systems.
Methods. Information-based methods and systems that allow simultaneous analysis of multi-dimensional data using digital maps, simplify the prediction and assessment of the complex effects of forest fires are considered, make it possible to quickly identify the anomalies and take the necessary measures to eliminate them.
Results and discussion. Based on the results of the analysis, a generalized structure of the forest fire monitoring system was developed using a network-centric approach.
Conclusion. A network-centric monitoring system combines all information resources and systems at all levels and directions. Early monitoring of the current situation, analysis of current operational information about identified thermal points, and modeling of possible scenarios for the development of the situation allows the most effective approach to solving problems of protecting the population and territory from the consequences of forest fires. Combining the advantages of individual modern technologies into a single distributed network-centric system makes it possible to effectively implement the elimination of the consequences of all types of emergencies.
Key words: network-centric system, forest fires, forecasting and prevention of emergency situations, information resources and systems.
 

Дорофеев Н. В., Панькина Е. С., Греченева А. В., Романов Р. В. Информационная обработка данных динамики уровня речных вод при мониторинге устойчивости геотехнической системы
Dorofeev N. V., Pankina E. S., Grecheneva A. V., Romanov R V. Information processing of river water level dynamics during monitoring of geotechnical system stability

Введение. В ходе эксплуатации городских и сельских геотехнических систем на механические показатели устойчивости грунтового основания значительное влияние оказывает режим и динамика физико-химических свойств расположенных вблизи водоёмов, вызванная развитием карстово-суффозионных процессов. Результаты информационного анализа данных о динамике уровня речного стока и минерализации воды позволяют повысить точность прогнозных оценок потери устойчивости геотехнической системы вследствие развития карстово-суффозионных процессов.
Цели и задачи. Целью работы является повышение безопасности эксплуатации геотехнических систем и увеличение эффективности систем моделирования и прогнозирования геодинамики за счёт разработки алгоритма оценки изменения риска развития суффозионных процессов на основе анализа динамики уровня подземных и поверхностных вод.
Методы. В работе произведен анализ данных количества карстовых провалов в зависимости от динамики уровня речных вод, полученных на основе статистических источников и отчетов о режимных наблюдениях, а также в результате полевых исследований. В ходе обработки данных использован метод интерполяции сплайном, разработан алгоритм и нейронная сеть прогнозирования провалообразования с использованием метода Бейесовской регуляризации на основе сетевой обучающей функции, которая обновляет вес и смещение значения в соответствии с оптимизацией Левенберга-Марквардта.
Результаты и их обсуждение. По результатам практического использования была подтверждена эффективность разработанного алгоритма в выявлении динамики образования провалов в ходе информационной обработки данных изменения уровня вод в реке Ока и данных о появлении новых провалов в период с 2012 по 2019 годы. Точность моделирования в сравнении с имеющимися данными составила не менее 18,7 %.
Заключение. Полученные в работе результаты позволяют судить о наличии целесообразности применения разработанного алгоритма оценки возникновения карстовых провалов при мониторинге устойчивости геотехнических систем и оценке безопасности их эксплуатации в целом. Перспективы дальнейшей работы связаны с расширением набора обучающих данных и адаптацией структуры нейронной сети под индивидуальные особенности территорий за счет введения в обработку дополнительных геологических, гидрологических и климатических параметров.
Ключевые слова: геотехническая система, устойчивость, карстовый провал, бифуркационные параметры, информационная обработка данных.

Introduction. During the operation of urban and rural geotechnical systems, the mechanical indicators of the stability of the soil base are significantly influenced by the regime and dynamics of the physicochemical properties of nearby water bodies, caused by the development of karst-suffusion processes. The results of information analysis of data on the dynamics of the river runoff level and water salinity make it possible to increase the accuracy of predictive estimates of the loss of stability of the geotechnical system due to the development of karst-suffusion processes.
Goals and objectives. The aim of the work is to improve the safety of operation of geotechnical systems and increase the efficiency of modeling and forecasting systems for geodynamics
by developing an algorithm for assessing changes in the risk of developing suffusion processes based on an analysis of the dynamics of the level of groundwater and surface waters.
Methods. The paper analyzes the data on the number of karst sinkholes depending on the dynamics of the river water level, obtained on the basis of statistical sources and reports on regime observations, as well as a result of field research. In the course of data processing, a spline interpolation method was used, an algorithm and a neural network for predicting a failure using the Bayesian regularization method based on a network training function was developed, which updates the weight and bias of the value in accordance with the Levenberg-Marquardt optimization.
Results and its discussion. Based on the results of practical use, the effectiveness of the developed algorithm was confirmed in identifying the dynamics of the formation of dips during information processing of data on changes in the water level in the Oka River and data on the appearance of new dips in the period from 2012 to 2019.
Conclusion. The results obtained in the work make it possible to judge the presence of the expediency of using the developed algorithm for assessing the occurrence of karst sinkholes when monitoring the stability of geotechnical systems and assessing the safety of their operation in general. Prospects for further work are associated with expanding the set of training data and adapting the structure of the neural network to the individual characteristics of the territories by introducing additional geological, hydrological and climatic parameters into the processing.
Key words: geotechnical system, stability, karst sinkhole, bifurcation parameters, information processing of data.

 


Дата публикации выпуска - 30 сентября 2020 г.






Поделиться в соц.сетях