ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ПОЖАРНЫХ ДЕПО ДЛЯ КРУПНЕЙШИХ ГОРОДОВ МОНГОЛИИ

Байгалмаа Энхтувшин (Монголия)

E-mail: [email protected]

Академия Государственной противопожарной службы МЧС России

Одним из способов снижения риска пожаров в Монголии является определение числа пожарных депо и максимально допустимого расстояния от пожарной части до места предполагаемого пожара.

Ключевые слова: крупные города Монголии, места дислокации ППС, пожарное депо.

THE SUBSTANTIATION OF THE NECESSARY NUMBER OF FIRE DEPOSITS FOR THE LARGEST CITIES OF MONGOLIA

Baigalmaa Enkhtuvshin

One way to reduce the risk of fires in Mongolia is to determine the number of fire stations and the maximum permissible distance from the fire department to the site of the alleged fire.

Key words: large cities of Mongolia, places of deployment of PPS, fire station.

Введение

 Для обоснования числа пунктов дислокации пожарных служб в условиях крупных городов Монголии, был изучен советский и российский опыт работы в этой сфере. Проанализорованы некоторые нормативные документы, научные исследования российских специалистов.

 Так, в исследованиях Брущельского Н.Н., Соколова С., [1] главное внимание уделяют успешной ликвидации очага возгорания любой категории. При этом самым важным элементом считают обеспечение безопаности людей, оказавшихся в зоне огня. Условия ликвидации пожара и спасения людей зависят от слаженных действий пожарных отрятов. Не менее значимым является и радиус обслуживания одного пожарного депо.

Изучив современное состояние и систему пожарной безопасности в городах Улан-Баторе, Дархане и Эрдэнэте, констатировал, что существующая инфраструктура пожарной безопасности не соответствует современным требованиям.

При рассчетах необходимого количества пожарных депо в населенном пункте логичным будет использовать форму правильного шестиугольника, площадь которого равна [1]:

${\mathrm{S}}_{\mathrm{о}\mathrm{б}\mathrm{с}}=\frac{3\sqrt{3}}{2}{\mathrm{R}}_0^2\approx \mathrm{2,6}\mathrm{ }{\mathrm{R}}_0^2$ , (1.1)

Тогда из (1,2) следует, что:

${\mathrm{S}}_{\mathrm{о}\mathrm{б}\mathrm{с}}=\frac{S_{общ}}{N_{подр}-N_{ср. зан. подр}} \frac{3\sqrt{3}}{2}{\mathrm{R}}_0^2= \frac{3\sqrt{3}}{2}* \frac{l^2}{c}=\mathrm{2,6} \frac{l^2}{k^2}$ (1.2)

Где ${ S}_{общ}$ – площадь территории города, ${км}^2$ ; $N_{подр}$ – предполагая известным число пунктов дислокации пожарных частей; $N_{ср. зан. подр}$ – среднее число одновременно занятых в городе в любой момент времени подразделений противопожарной службы; ${\mathrm{R}}_0$ – радиус обслуживания пункта дислокации, км; l – максимально допустимое расстояние по дорогам от места размещения пожарного депо до объекта предполагаемого пожара, км; к – безразмерный коэффициент извилистости уличной сети дорог;

Площадь населённого пункта S , для которого необходимо подготовить расчёт количество пожарных депо, известна. Знаем и допустимую полщадь одного пожарного депо. Это позволит рассчитать примерное количество пожарных депо – N – для крупных городов Монголии по формуле:

$\mathrm{N}=\frac{\mathrm{S}}{{\mathrm{S}}_{\mathrm{о}\mathrm{б}\mathrm{с}\mathrm{ }}}=\mathrm{ }\frac{\mathrm{S}\mathrm{*}{\mathrm{k}}^2}{\mathrm{2,6}\mathrm{*}{\mathrm{l}}^2}$ (1.3)

где S – общая площадь населённого пункта, км; ${\mathrm{S}}_{\mathrm{о}\mathrm{б}\mathrm{с}\mathrm{ }}$ – площадь обслуживания одной пожарной части, км; l – максимально допустимое расстояние по дорогам от места размещения пожарного депо до объекта предполагаемого пожара, км; к – безразмерный коэффициент извилистости уличной сети дорог;

Необходимо также учитывать и не защищённые территории, где отсутствуют пожарные подразделения. Эти расчеты готовим по формуле:

$S_{о}=\frac{S_{общ}}{N_{подр}-N_{ср. зан. подр}}=\mathrm{2,6}{R}_{о}^2$ (1.4)

где, $N_{подр}$ –

 Необходимо знать и радиус дейстивия пожарного депо городских условиях. Параметр этого показателя рассчитываем по формуле:

$R_{обс}=\mathrm{0,6}\sqrt{\frac{S_{общ}}{N_{подр}-\lambda {\tau }_{ср. зан}}}$ , (1.5)

где $\lambda$ – среднее число вызовов, поступивших (дежурных караулов) в единицу времени; ${\tau }_{ср. зан}$ – средняя продолжительность одного вызова; ${ S}_{общ}$ – площадь территории города, ${км}^2$ ; $N_{подр}$ – предполагое число пунктов дислокации пожарных частей;

  При этом число одновременных вызовов имеет большое значение для определения необходимой численности личного состава, пожарной и аварийно-спасательной техники и числа дисклокации подразделений противопожарной службы [1, 2].

  А другой российский учёный Брушлинский Н.Н. предположил, что поток вызовов, поступающий к диспетчеру ОПП, является стационарным пуассоновским и описал формулой [59]:

${р}_{к}\left(\tau \right)=\frac{{\left(\lambda \tau \right)}^{к }}{к!}{е}^{-\lambda \tau }=\left(\frac{{\alpha }^{к}}{к!}\right){е}^{-\alpha }$ (к=0,1,2,...), (1.6)

Тогда из (1,2) следует, что:

$\alpha =\frac{\lambda }{\mu }=\lambda {\tau }_{ср}$ (1.7)

где, ${р}_{к}\left(\tau \right)$ – вероятность того, что за время $\tau$ в ОПП поступит ровно K вызовов, а $\lambda$ – среднее число вызовов в единицу времени (плотность потока вызовов),

Для классификации пожарных частей в городских условиях, Брушлинский Н.Н. предложил два типа математической модели, учитывая, что в большинстве своём городские транспортные сети не прямолинейные. Он предложил формулу для расчёта радиуса действия пожарной частей, исходя из этих критериев:

$R_{обс}=\frac{{\vartheta }_{ср. сл}*{\tau }_{ср. сл}}{K_{н}}$ , (1.8)

где ${\vartheta }_{ср. сл}$ – среднее скорость движения ПА по городу, км/ч; ${\tau }_{ср. сл}$ – среднее время прибытия ПА к месту вызова, ч; $K_{н}$ – коэффициент непрямолинейности уличной сети $K_{н}$ (безразмерный) меняющийся в каждом городе от 1 до $\sqrt{2}\approx \mathrm{1,4}$ ;

среднее время прибытия ПА к месту вызова дараах томъёогоор тодорхойлно:

${\tau }_{ср. сл }=\frac{\mathrm{0,6} K_{н}}{{\vartheta }_{ср. сл}}\sqrt{\frac{S_{общ}}{N_{подр}-\lambda {\tau }_{ср. зан}}}$ , (1.9)

Определения числа пунктов дислокации в городе подразделений ППС:

$N_{пд}= \frac{\mathrm{0,36}*k_{н}^2*S_{общ}}{{\vartheta }_{ср. сл}^2*{\tau }_{ср. сл}^2}+{\lambda \tau }_{ср. зан}$ , (1.10)

  По формуле, приведенной ниже, рассчитываем тип пожарной частеи, учитываем, что пожарная часть дислоцируется в этой же зоне. А также берём во внимание особенности территории данного района.

$N_{пд}= \frac{\alpha *k_{н}^2*S_{общ}}{{\vartheta }_{ср. сл}^2*{\tau }_{ср. сл}^2}+\beta \lambda {\tau }_{ср. зан}$ , (1.11)

где $\alpha$ и $\beta$ – безразмерные эмпирические коэффициенты, учитывающие специфику конкретного города. Их значения обычно уточняются с помощью имитационной модели. Чаще всего значения $\alpha$ лежат в интервале от 0,3 до 0,5, а $\beta$ – в интервале от 1 до 1,5. На практике можно брать усредненные значения $\alpha =\mathrm{0,4}$ и $\beta =\mathrm{1,3}$

  Необходимо отметить, что показатель $\beta \lambda {\tau }_{ср. зан}$ принимается в расчетах для крупных городов. А для малых городов этот параметр не применяется, так как коэффициент числа выездов в час меньше единицы. В этом случае расчет делаем по следующей формуле:

$N_{пд}= \frac{\alpha *k_{н}^2*S_{общ}}{{\vartheta }_{ср. сл}^2*{\tau }_{ср. сл}^2}$ , (1.12)

Рассчитывают значения максимально допустимого расстояния от объекта предполагаемого пожара до ближайшего здания пожарного части $l_1$ - $l_3$ для каждой из рассматриваемых целей и соответствующих схем развития пожара по формуле [3,4]:

В случаях горения твердых веществ и материалов на площади в виде полосы с постоянной шириной:

$l_1\le \frac{{\vartheta }_{сл}}{60}\left({Т}_4- {Т}_1\right)=\frac{30}{60}\left(12-7\right)=\mathrm{2,5} км$ ,

${Т}_1={\tau }_{об}+{\tau }_{с}+{\tau }_{сб}+{\tau }_{бр}=7 мин$ ,

${Т}_4=\frac{Q_{ст}}{J_{тр}mn{\vartheta }_{л}}=\frac{14}{\mathrm{0,2}*2*2*\mathrm{0,025}}=700 с \approx 12 мин$ ,

В формулах (6)-(9) параметр $S_{пож}$ определяют из выражения:

$S_{пож}=mn{\vartheta }_{л}\left({Т}_1+\frac{60l_1}{{\vartheta }_{сл}}\right)=2*2*\mathrm{0,013}\left(7+\frac{60*\mathrm{2,5}}{\mathrm{0,5}}\right)=16 {м}^2;$

$l_2\le \frac{{\vartheta }_{сл}}{60А}\left.{\tau }_{по}-\left({Т}_0+{Т}_1А\right)\right]=\frac{30}{60*1}\left.15-\left(\mathrm{0,83}+7*1\right)\right]=\mathrm{3,6} км$ , при $\frac{S_{пож}}{S_{пол}=m*{\vartheta }_{л}*{Т}_1}=<1$ ,

${Т}_0=\frac{5}{60J_{тр}}=\frac{5}{60*\mathrm{0,10}}=\mathrm{0,83}$

$А=1+\frac{\mathrm{0,5}mn{\vartheta }_{л}}{{60 J}_{тр}}=1+\frac{\mathrm{0,5}*2*2*\mathrm{0,013}}{60*\mathrm{0,10}}=1$ ,

$l_3\le \frac{{\vartheta }_{сл}}{60 А}\left.{\tau }_{нб}-\left({Т}_0+{Т}_1А\right)\right]=l_{\min \left(доп\right)}=\mathrm{1,4} км$ , при $\frac{S_{пож}}{S_{пол}}<1$ ,

Моделирование и определение численности и мест дислокации подразделений пожарной охраны в крупных городах Монголии

Теперь проверим приемлемость формулы в условиях крупных городов Монголии: Улан-Батор, Дархан и Эрдэнэт. Параметры этих городов приведены в таблице.

Таблица 2.30 – Параметры городской среды для определения необходимого числа ППС

Вычислим число пожарных депо, требуемых в городе Улан-Батор:

$N_{пд}= \frac{\mathrm{0,4}*k_{н}^2*S_{общ}}{{\vartheta }_{ср. сл}^2*{\tau }_{ср. сл}^2}=\frac{\mathrm{0,4}*\mathrm{1,96}*2116}{\mathrm{0,25}*\mathrm{156,25}}=42$ депо (1.12)

Расчеты по той же формуле (8) дают следующие результаты:

Для города Дархана: $N_{пд}= 3$ депо

Для города Эрдэнэта: $N_{пд}=4$ депо

Вычислим радиуса обслуживания одного ПД для города Улан-Батора:

$R_{обс}=\mathrm{0,6}\sqrt{\frac{S_{общ}}{N_{подр}-\lambda {\tau }_{ср. зан}}}=\mathrm{0,6}\sqrt{\frac{4704}{14-\mathrm{0,2}*2}}=11 км$ (1.5)

Для города Дархана: $R_{обс}= \mathrm{4,3} км$

Для города Эрдэнэта: $R_{обс}=5$ км

Подставляя эти данные в (8), получим, что в настоящее время в г. Улан-Баторе желательно иметь N = 42 (количество пожарных депо в городе Улан-Баторе сейчас равна 14), в Дархане - N = 3 (сейчас - 2), в Эрдэнэте - N = 4 (сейчас - 3).

На основе сделанных рассчетов и исследований резюмируем , что на ближайшие 10 лет в городах: Улан-Баторе, Дархане и Эрдэнэте целесообразно запланировать строительство 29-ти пожарных депо для экстренного реагирования подразделений пожарной охраны на вызовы, возникающие в разных точках городов. Предлагаю строить компактные депо, на 2-3 пожарных автомобиля. Эти данные рекомендую внести в новую редакцию Генерального плана развития Улан-Батора. Отметим, что руководство столицы Монголии намерено возводить город-спутник, строительство которого планируют начать 2019 году.

Литература

1.  Брушлинский, Н.Н. Математические методы и модели управления в Государственной противопожарной службе: Учебник / Н.Н. Брушлинский , С.В. Соколов. – М.: Академия МЧС России, 2011. –173 с.
2.  Теребнев В.В. Расчет параметров развития и тушения пожаров (Методика. Примеры. Задания) – Екатеринбург: ООО Издательство «Клапан», 2011. –460 с.
3.  СП 11.13130.2009 «Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения». - М.: ВНИИПО, 2009. - 14 с.
4.  Порошин А.А. Методология проектирования гарнизонов пожарной охраны: авто- реф. дис. д-ра техн. наук, 2009. 50с.