Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 72512 10.12737/2219-0767-2023-16-4-40-48 Технические науки Технические науки Mathematical modeling in the management of fire protection systems of objects Математическое моделирование при управлении системами противопожарной защиты объектов Кочнов Олег Владимирович Kochnov Oleg Vladimirovich Кочегаров Алексей Викторович Kochegarov A. V. kochiegharov77@mail.ru Сазонова Светлана Анатольевна Sazonova Svetlana Anatol'evna ООО «Эскорт Групп» Россия Escort Group LLC Russian Federation Воронежский государственный технический университет Voronezh State Technical University 20 12 2023 20 12 2023 16 4 40 48 18 12 2023 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/72512/view

Рассматривается задача надежности систем противопожарной защиты на этапе производства и на этапе проектирования. Математическое моделирование процессов, направленное на обеспечение безопасной эвакуации людей при пожаре с учетом коэффициента соответствия технического решения, используемого в методике расчета величины индивидуального пожарного риска. Проанализированы структурные построения систем противопожарной защиты с демонстрацией способов оценки надежности и структурной значимости различных структурных построений СПЗ на основе и примере статистических данных. Для определения коэффициента соответствия СПЗ, в виде вероятностей эффективной работы СПЗ учтены такие параметры как: вероятность эффективного срабатывания системы пожарной сигнализации, системы противодымной защиты, системы оповещения СОУЭ. Графически показана статистика работоспособности СОУЭ за период с 2013 по 2021 года. Показано, что результирующая вероятность эффективной работы СПЗ определяется структурным построением, приведены соответствующие формулы и примеры. Построены зависимости эффективности функционирования СПЗ от эффективности СОУЭ при различных структурных построениях. Построены зависимости работоспособности СПЗ на основании статистических данных. Выведены аналитические и приведены графические зависимости надежности СОУЭ от надежности СПС для различных структурных построений. В зависимости от решаемой задачи, надежностью (а также и эффективностью) СПЗ можно управлять, при этом надежность СПЗ определять в зависимости от требуемого пожарного риска. Таким образом одним из наиважнейшим мероприятием, минимизирующим индивидуальный риск следует считать повышение эффективности каждой из подсистем входящих в состав СПЗ, в том числе СОУЭ, а также оптимизацию структурного построения СПЗ.

The problem of reliability of fire protection systems at the production stage and at the design stage is considered. Mathematical modeling of processes aimed at ensuring the safe evacuation of people in case of fire, taking into account the coefficient of compliance of the technical solution used in the methodology for calculating the amount of individual fire risk. The structural constructions of fire protection systems are analyzed with a demonstration of methods for assessing the reliability and structural significance of various structural constructions of fire protection systems on the basis and example of statistical data. To determine the coefficient of compliance of the fire alarm system, in the form of probabilities of effective operation of the fire alarm system, the following parameters are taken into account: the probability of effective operation of the fire alarm system, smoke protection system, and emergency warning system. The performance statistics of the SOUE for the period from 2013 to 2021 are graphically shown. It is shown that the resulting probability of effective operation of the SPS is determined by the structural design, and the corresponding formulas and examples are given. The dependences of the efficiency of the functioning of the SPZ on the efficiency of the SOUE for various structural arrangements have been constructed. Dependencies of the performance of the SDR were constructed based on statistical data. Analytical and graphical dependences of the reliability of the SOUE on the reliability of the SPS for various structural constructions are derived. Depending on the task being solved, the reliability (as well as efficiency) of the fire protection system can be controlled, while the reliability of the fire safety protection system can be determined depending on the required fire risk. Thus, one of the most important measures that minimizes individual risk should be considered to be increasing the efficiency of each of the subsystems included in the SDR, including the SOUE, as well as optimizing the structural design of the SDR.

 Математическое моделирование вероятность эффективной работы систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре СОУЭ минимизация величины индивидуального пожарного риска надежность и значимость системы противопожарной защиты коэффициент соответствия СОУЭ. Mathematical modeling probability of effective operation of warning systems and management of evacuation of people in case of fire SOUE minimizing the amount of individual fire risk reliability and significance of the fire protection system compliance coefficient of SOUE.

Приказ МЧС России от 14 ноября 2022 г. №1140. Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности, 2022. - 64 с. Prikaz MChS Rossii ot 14 noyabrya 2022 g. №1140. Ob utverzhdenii metodiki opredeleniya raschetnyh velichin pozharnogo riska v zdaniyah, sooruzheniyah i stroeniyah razlichnyh klassov funkcional'noy pozharnoy opasnosti, 2022. - 64 s. Мироненко, Я. О расчете вероятности эффективной работы технических средств по обеспечению пожарной безопасности при определении расчетных величин пожарного риска на производственных объектах / Я. Мироненко // Алгоритм безопасности. - 2014. - № 6. - 71 с. Mironenko, Ya. O raschete veroyatnosti effektivnoy raboty tehnicheskih sredstv po obespecheniyu pozharnoy bezopasnosti pri opredelenii raschetnyh velichin pozharnogo riska na proizvodstvennyh ob'ektah / Ya. Mironenko // Algoritm bezopasnosti. - 2014. - № 6. - 71 s. ГОСТ 12.1.004-91. Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования. - М., 1993. - 68 с. GOST 12.1.004-91. Sistema standartov bezopasnosti truda. Pozharnaya bezopasnost'. Obschie trebovaniya. - M., 1993. - 68 s. ГОСТ Р 59639-2021. Системы оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Руководство по проектированию, монтажу, техническому обслуживанию и ремонту. Методы испытаний на работоспособность. Установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 20015 г. № 162-ФЗ. - 39 с. GOST R 59639-2021. Sistemy opovescheniya i upravleniya evakuaciey lyudey pri pozhare. Rukovodstvo po proektirovaniyu, montazhu, tehnicheskomu obsluzhivaniyu i remontu. Metody ispytaniy na rabotosposobnost'. Ustanovleny v stat'e 26 Federal'nogo zakona ot 29 iyunya 20015 g. № 162-FZ. - 39 s. Экономическая эффективности технических решений: учебное пособие ; под ред. И.В. Ершовой. - Екатеринбург, 2016. - 138 с. Ekonomicheskaya effektivnosti tehnicheskih resheniy: uchebnoe posobie ; pod red. I.V. Ershovoy. - Ekaterinburg, 2016. - 138 s. Кочнов, О.В. Специфика применения систем оповещения на объектах различного назначения. Часть 4 / О.В. Кочнов // Безопасность. - 2022. - № 2. - 5 с. Kochnov, O.V. Specifika primeneniya sistem opovescheniya na ob'ektah razlichnogo naznacheniya. Chast' 4 / O.V. Kochnov // Bezopasnost'. - 2022. - № 2. - 5 s. Кочнов, О.В. Специфика проектирования систем проводного речевого оповещения: монография / О.В. Кочнов. - Казань: Бук, 2023. - 312 с. Kochnov, O.V. Specifika proektirovaniya sistem provodnogo rechevogo opovescheniya: monografiya / O.V. Kochnov. - Kazan': Buk, 2023. - 312 s. Пожары и пожарная опасность в 2016 (2017-2021) году. Статистические сборники министерства РФ по ГО и ЧС и ликвидации последствий стихийных бедствий МЧС России. - М., 2022. - 116 с. Pozhary i pozharnaya opasnost' v 2016 (2017-2021) godu. Statisticheskie sborniki ministerstva RF po GO i ChS i likvidacii posledstviy stihiynyh bedstviy MChS Rossii. - M., 2022. - 116 s. Производственная и пожарная автоматика. Ч. 2. Автоматические установки пожаротушения / В.П. Бабуров, В.В. Бабурин, В.И. Фомин, В.И. Смирнов. - М., 2007. - 292 с. Proizvodstvennaya i pozharnaya avtomatika. Ch. 2. Avtomaticheskie ustanovki pozharotusheniya / V.P. Baburov, V.V. Baburin, V.I. Fomin, V.I. Smirnov. - M., 2007. - 292 s. Андреев, А.В. Теоретические основы надежности технических систем / А.В. Андреев, В.В. Яковлев, Т.Ю. Короткая. - Санкт-Петербург, 2018. - 221 с. Andreev, A.V. Teoreticheskie osnovy nadezhnosti tehnicheskih sistem / A.V. Andreev, V.V. Yakovlev, T.Yu. Korotkaya. - Sankt-Peterburg, 2018. - 221 s. Кочнов, О.В. Специфика расчета вероятности эвакуации людей при оценке величины индивидуального пожарного риска / О.В. Кочнов, А.В. Кочегаров, П.С. Куприенко // Гражданская оборона и природно-технические системы : сборник статей по материалам XVIII Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2022. - С. 356-361. Kochnov, O.V. Specifika rascheta veroyatnosti evakuacii lyudey pri ocenke velichiny individual'nogo pozharnogo riska / O.V. Kochnov, A.V. Kochegarov, P.S. Kuprienko // Grazhdanskaya oborona i prirodno-tehnicheskie sistemy : sbornik statey po materialam XVIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii. - Voronezh, 2022. - S. 356-361. Боровиков, С.М. Расчет показателей надежности радиоэлектронных средств / С.М. Боровиков, И.Н. Цырельчук, Ф.Д. Троян. - Минск: БГУИР, 2010. - 71 с. Borovikov, S.M. Raschet pokazateley nadezhnosti radioelektronnyh sredstv / S.M. Borovikov, I.N. Cyrel'chuk, F.D. Troyan. - Minsk: BGUIR, 2010. - 71 s. Дружинин, Г.В. Надежность автоматизированных производственных систем / Г.В. Дружинин. - М. : Энергия, 1977. - 482 с. Druzhinin, G.V. Nadezhnost' avtomatizirovannyh proizvodstvennyh sistem / G.V. Druzhinin. - M. : Energiya, 1977. - 482 s. Викторова, С. Анализ надежности и эффективности многоуровневых технических систем / С. Викторова, А.С. Степанянц. - Москва, 2020. - 168 с. Viktorova, S. Analiz nadezhnosti i effektivnosti mnogourovnevyh tehnicheskih sistem / S. Viktorova, A.S. Stepanyanc. - Moskva, 2020. - 168 s. Викторова, С. Модели и методы расчета надежности технических систем / С. Викторова, А.С. Степанянц. - М.: ЛЕНАНД, 2014. - 219 с. Viktorova, S. Modeli i metody rascheta nadezhnosti tehnicheskih sistem / S. Viktorova, A.S. Stepanyanc. - M.: LENAND, 2014. - 219 s. Острейковский, В.А. Теория надежности / В.А. Острейковский. - М.: Высшая школа, 2003. - 463 с. Ostreykovskiy, V.A. Teoriya nadezhnosti / V.A. Ostreykovskiy. - M.: Vysshaya shkola, 2003. - 463 s. Арутюнян, Д.М. Новые технологии гарантированного предотвращения пожаров : монография / Д.М. Арутюнян. - М.: СПЕЦИНФОРМАТИКА-СИ, 2014. - 230 с. Arutyunyan, D.M. Novye tehnologii garantirovannogo predotvrascheniya pozharov : monografiya / D.M. Arutyunyan. - M.: SPECINFORMATIKA-SI, 2014. - 230 s. Кононенко, В.Н. Надежность и живучесть систем связи и оповещения / В.Н. Кононенко // Технологии гражданской безопасности. - 2008. - Т. 5, № 4(18). - С. 81-96. Kononenko, V.N. Nadezhnost' i zhivuchest' sistem svyazi i opovescheniya / V.N. Kononenko // Tehnologii grazhdanskoy bezopasnosti. - 2008. - T. 5, № 4(18). - S. 81-96. Performance of fire alarms on building construction projects in Hong Kong / A. Nadeem [et al.] // Third International Conference on Construction in Developing Countries (ICCIDC-III) Advancing Civil, Architectural and Construction Engineering & Management. Bangkok, Thailand. - 2012. - July 4-6. Performance of fire alarms on building construction projects in Hong Kong / A. Nadeem [et al.] // Third International Conference on Construction in Developing Countries (ICCIDC-III) Advancing Civil, Architectural and Construction Engineering & Management. Bangkok, Thailand. - 2012. - July 4-6. Operational analysis of fire alarm systems with a focused, dispersed and mixed structure in critical infrastructure buildings / K. Jakubowski, J. Pas, S. Duer, J. Bugaj // Energies. - 2021. - Vol 4(1). - S. 7893. - DOI: 10.3390/en14237893. Operational analysis of fire alarm systems with a focused, dispersed and mixed structure in critical infrastructure buildings / K. Jakubowski, J. Pas, S. Duer, J. Bugaj // Energies. - 2021. - Vol 4(1). - S. 7893. - DOI: 10.3390/en14237893. Gupta, S. Performance characteristics and assessment of fire alarm system / S. Gupta, S. Kanwar, M. Kashyap // Materials Today Proceedings. - 2022. - Vol. 57. - Pp. 2036-2040. - DOI: 10.1016/j.matpr.2021.11.184. Gupta, S. Performance characteristics and assessment of fire alarm system / S. Gupta, S. Kanwar, M. Kashyap // Materials Today Proceedings. - 2022. - Vol. 57. - Pp. 2036-2040. - DOI: 10.1016/j.matpr.2021.11.184. Selected issues associated with the operational and power supply reliability of fire alarm systems / T. Klimczak [et al.] // Energies. - 2022. - Vol. 15. - S. 8409. - DOI: 10.3390/ en15228409. Selected issues associated with the operational and power supply reliability of fire alarm systems / T. Klimczak [et al.] // Energies. - 2022. - Vol. 15. - S. 8409. - DOI: 10.3390/ en15228409. Valikhujaev, Y. Automatic fire and smoke detection method for surveillance systems based on dilated / Y. Valikhujaev, A. Abdusalomov, Y.I. Cho // Atmosphere. - 2020. - Vol. 11(11). - S. 1241. - DOI: 10.3390/atmos11111241. Valikhujaev, Y. Automatic fire and smoke detection method for surveillance systems based on dilated / Y. Valikhujaev, A. Abdusalomov, Y.I. Cho // Atmosphere. - 2020. - Vol. 11(11). - S. 1241. - DOI: 10.3390/atmos11111241. Mukhiddinov, M. Automatic fire detection and notification system based on improved YOLOv4 for the blind and visually impaired / M. Mukhiddinov, A.B. Abdusalomov, J. Cho. // Sensors. - 2022. - Vol. 22. - S. 3307. - DOI: 10.3390/s22093307. Mukhiddinov, M. Automatic fire detection and notification system based on improved YOLOv4 for the blind and visually impaired / M. Mukhiddinov, A.B. Abdusalomov, J. Cho. // Sensors. - 2022. - Vol. 22. - S. 3307. - DOI: 10.3390/s22093307. Fire risk assessment methodologies / A.K. Arsic [et al.] // ICDQM-2020. - Prijevor, Srbija, 2020. - Pp. 169-173. Fire risk assessment methodologies / A.K. Arsic [et al.] // ICDQM-2020. - Prijevor, Srbija, 2020. - Pp. 169-173.