Интеллектуальная система оповещения и управления эвакуацией людей на основе информационного моделирования чрезвычайных ситуаций в здании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра пожарной безопасности зданий и автоматизированных систем пожаротушения федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОПОВЕЩЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭВАКУАЦИЕЙ ЛЮДЕЙ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ В ЗДАНИИ

Николаев Денис Валерьевич - кандидат педагогических наук, доцент;

Мукаев Дияс Нуркенович -- магистрант;

Туребеков Ербол Пердебаевич -- магистрант;

Иманжанов Динмухаммет Шайдуллаевич -- магистрант

г. Санкт-Петербург

Аннотация

интеллектуальный эвакуация пожар массовый

актуальна проблема эвакуации людей из зданий с массовым пребыванием людей (МПЛ). В крупных торговых центрах пребывают люди разного пола и возраста, что сильно затрудняет проведении эвакуации. Для повышения эффективности проведения работ по эвакуации было проведено исследование на основе анализа уязвимости человека в зоне чрезвычайной ситуации и сделаны выводы о необходимости совершенствования системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре с внедрением единой интеллектуальной самоорганизующейся сенсорной сети на основе В1М-технологий.

Ключевые слова: эвакуация людей, система оповещения и управление эвакуацией, «маломобильные группы населения», В1М-моделирование, уровни уязвимости личности, паника, толпа, поведение толпы.

Основная часть

Обстановка с пожарами в Российской Федерации продолжает оставаться напряженной и оказывать существенное влияние на экономическую и социальную сферы общества. Государственная противопожарная служба МЧС России принимает меры по стабилизации обстановки с пожарами, вносит изменения в нормативные документы, регламентирующие деятельность по обеспечению пожарной безопасности объектов защиты.

В настоящее время в нашей стране в крупных городах и населенных пунктах ведется активное строительство различных по масштабу и назначению гражданских (жилых, общественных, административных) и промышленных (производственных, складских) зданий и сооружений. Многие из них относятся к категории объектов с массовым пребывание людей (МПЛ). Абсолютное большинство таких объектов являются многоэтажными и имеют в своей основе сложные комбинированные объемно-планировочные и конструктивные решения, реализованные с использованием типовых и уникальных строительных конструкций из строительных материалов с различными свойствами пожарной опасности.

В зданиях должны быть предусмотрены конструктивные, объемно-планировочные и инженерно-технические решения, обеспечивающие, в случае пожара, возможность эвакуации людей, независимо от их возраста и физического состояния, наружу на прилегающую к зданию территорию до наступления угрозы их жизни и здоровью, вследствие воздействия опасных факторов пожара.

Согласно Федеральному закону от 22.07.2008 N 123-ФЗ (ред. от 02.07.2013) "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" эвакуация - процесс организованного самостоятельного движения людей непосредственно наружу или в безопасную зону из помещений, в которых имеется возможность воздействия на людей опасных факторов пожара [1].

В случае возникновения чрезвычайных ситуаций на таких объектах, особенно связанных со взрывами и крупными пожарами, организация своевременной эвакуации людей становится чрезвычайно проблематичной. Этот факт объясняется функциональной спецификой объектов, связанной с высокой концентрацией различной пожарной нагрузки на ограниченных площадях, блокировкой части эвакуационных и аварийных выходов на объектах вследствие воздействия на них и соответствующие пути эвакуации опасных факторов пожара (ОФП) с критичными для жизни и здоровья людей параметрами, а также неэффективными, с точки зрения своевременной эвакуации, действиями людей различных возрастных групп и категорий мобильности, постоянно или временно находящихся на объектах (рис. 1).

Рис. 1 Скопление людей на путях эвакуации при пожаре в здании

СОУЭ должна проектироваться в целях обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре [2].

Оповещение людей о пожаре, управление эвакуацией людей и обеспечение их безопасной эвакуации при пожаре в зданиях и сооружениях должны осуществляться одним из следующих способов или комбинацией следующих способов [2]:

1. Подача световых, звуковых и (или) речевых сигналов во все помещения с постоянным или временным пребыванием людей;

2. Трансляция специально разработанных текстов о необходимости эвакуации, путях эвакуации, направлении движения и других действиях, обеспечивающих безопасность людей и предотвращение паники при пожаре;

3. Размещение и обеспечение освещения знаков пожарной безопасности на путях эвакуации в течение нормативного времени;

4. Включение эвакуационного (аварийного) освещения;

5. Дистанционное открывание запоров дверей эвакуационных выходов;

6. Обеспечение связью пожарного поста (диспетчерской) с зонами оповещения людей о пожаре;

7. Иные способы, обеспечивающие эвакуацию.

Несмотря на широкую номенклатуру современных СОУЭ и их разнообразные функциональные возможности, обеспечить их высокоэффективную работу в условиях чрезвычайных ситуаций на сложных объектах с МПЛ не всегда удается.

Одним из последних и наиболее резонансных примеров такой малоэффективной работы СОУЭ на объектах с МПЛ, является трагедия в торговом центре «Зимняя вишня», в Кемерово 25 марта 2018 года, унесшая жизни более 60 человек (рис. 2).

Рис. 2 Пожар в ТРК «Зимняя вишня», г. Кемерово, 25 марта, 2018 г.

Эффективное решение проблемы снижения пожарного риска, количества человеческих жертв и материального ущерба требует поиска новых высокотехнологичных решений и подходов, обеспечивающих защиту посетителей объектов с массовым пребыванием людей в полуавтоматическом и автоматическом режимах с оперативным учетом динамики ОФП и меняющихся параметров объектов зашиты [5]. Также, при этом, обязательному учету должны подлежать следующие особенности подобных объектов:

1. Здания с МПЛ (торгово-развлекательные комплексы, спортивные сооружения, крупные медицинские центры и т.п.) занимают огромные площади, в них одновременно могут находиться десятки тысяч человек.

2. Конструктивные и объемно-планировочные решения зданий основаны на использовании строительных конструкций с невысокой огнестойкостью (металлические несущие и ограждающие конструкции, конструкции с использованием полимерных материалов и т.п.) [4].

3. Возраст людей, находящихся в зданиях с МПЛ, составляет очень широкий диапазон. Это могут быть грудные дети с родителями, дети дошкольного и школьного возраста, люди других возрастных категорий, включая пожилых. Возможно присутствие людей с ограниченными физическими возможностями. Возраст и физическое состояние отражаются не только на скорости движения людского потока в случае эвакуации, но и на психофизиологическом состоянии и особенностях поведения в стрессовой ситуации.

4. В подобных зданиях имеется большое количество помещений различного функционального назначения с различной степенью пожарной опасности.

5. Обычно в таких зданиях (прежде всего в наиболее многочисленных торговоразвлекательных комплексах (ТРК)) имеются огромные торговые площади и большое количество складских помещений для хранения и реализации товаров с постоянным наличием большого количества людей.

6. При больших площадях торговых помещений зоны прямой видимости для находящихся в них людей ограничены многочисленными стеллажами с товарами и секционными перегородками.

7. В зданиях с МПЛ люди находятся в различном эмоциональном состоянии, что связано с наличием помещений различного функционального назначения.

В виду указанных особенностей и большого многообразия различных типов помещений в зданиях с МПЛ в случаях возникновения пожара или других чрезвычайных ситуаций необходимо разделение здания на зоны оповещения для организации эффективной эвакуации людей.

В каждом конкретном случае необходимое количества зон оповещения должно формироваться динамически с учетом масштабов и опасности развития чрезвычайной ситуации и индивидуальных особенностей объекта (например - по этажам, по пожарным отсекам и т.п.).

Исходя из указанных требований, можно сделать вывод, что современные и перспективные СОУЭ сложных объектов с МПЛ должны обладать собственными интеллектуальными возможностями, как на уровне централизованного управления всей системой, так и на уровне отдельных периферийных устройств - датчиков, оповещателей и другого оконечного оборудования, объединенных межд собой в единую интеллектуальную самоорганизующуюся сенсорную сеть.

В ходе проведенных исследований установлено, что первым шагом в реализации^ интеллектуальных СОУЭ нового поколения, обеспечивающих максимально полный учет особенностей функционирования сложных и масштабных объектов с МПЛ, должна стать разработк цифровых моделей (цифровых двойников), сопровождающих эксплуатацию каждого объекта защиты на всех стадиях его жизненного цикла (ЖЦ) [6].

В основу разработки и использования такю моделей может быть положена BIM- технология (Building Information Modelling - информационное моделирование зданий), представляющая собой современную методологию создания и использования единой, структурированной и взаимосвязанной информационной модели (BIM-модели) объектов защиты, процессов их ЖЦ, включая различные чрезвычайные ситуации (ЧС) [7].

В составе указанной системы можно выделить следующие основные компоненты:

• центральная подсистема управления мониторингом пожарной безопасности объекта, оповещением и эвакуацией людей;

• подсистема формирования, модификации и управления BIM-моделью объекта с МПЛ;

• подсистема контроля трафика посетителей объекта с МПЛ;

• подсистема мониторинга температурного режима электроустановок объекта;

• подсистема контроля безопасности большепролетных строительных конструкций;

• подсистема динамического формирования зон оповещения;

• подсистема автоматического контроля и управления аппаратными средствами пожарной сигнализации, оповещения, управления эвакуацией, дымоудаления и автоматического пожаротушения объекта защиты;

• аппаратные средства динамическ^зон оповещения 1- N.

С учетом информации от датчиков и В1М-модели о состоянии строительный конструкций объекта, динамики распространения опасных факторов пожара, количестве людей на объекте, местах их сосредоточения, возможной блокировки отдельных эвакуационных путей и выходов могут формироваться следующие разновидности зга оповещения:

• один или несколько смежных этажей объекта, наиболее подверженных воздействию опасных факторов пожара;

• отдельные группы административных помещений дежурного персонала объекта для предварительного оповещения;

• отдельные группы функциональных помещений для посетителей объекта;

• подвальные, цокольные, верхние части здания при наличии там персонала или посетителей объекта;

• помещения с высокой концентрацией людей (торговые залы, кинозалы, рестораны, игровые комнаты и т.п.);

• склады;

• подсобные (вспомогательные) помещения;

• вычислительные центры и машинные залы объекта.

При разделении объекта на зоны оповещения людей о пожаре должна быть разработана специальная очередность оповещения о пожаре людей, находящихся в различных помещениях объекта.

Размеры зон оповещения, специальная очередность оповещения людей о пожаре и время начала оповещения людей о пожаре в отдельных зонах определяются исходя из условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре.

Выбор вида управления определяется функциональным назначением, конструктивными особенностями объекта с МПЛ и исходя из условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре. Однако, в любом случае, наивысшим приоритетом обладает информационный сигнал, поступающий с микрофона диспетчера.

Все перечисленные подсистемы, входящие в структурный состав предлагаемой СОУЭ, позволяют максимально эффективно реализовывать планы эвакуации с учетом любых конструктивных и объемно-планировочных особенностей объектов с МПЛ.

Таким образом, необходимость работы системы от резервных источников питания в дежурном режиме должна составлять не менее 24 часов, а в режиме оповещения и управления эвакуацией людей в течение времени, необходимого для ее успешного завершения. С учетом этих требований должен осуществляться расчет емкости резервных источников питания для реального объекта.

Другие показатели надежности и живучести предлагаемой СОУЭ, также в полном объеме должны соответствовать требованиям нормативных документов.

Таким образом, применение н современных объектах с массовым пребыванием людей СОУЭ на основе ВГМ-моделирования и с предлагаемыми структурными и функциональными особенностями должно способствовать значительному повышению эффективности принятия управленческих решений по организации безопасной эвакуации людей и спасению материальных средств.

Список литературы