автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математическое моделирование аварийной эвакуации людей при пожарах на объектах с массовым пребыванием людей

005007557

На правах р ¡си

Иванов Марат Валерьевич

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВАРИЙНОЙ ЭВАКУАЦИИ ЛЮДЕЙ ПРИ ПОЖАРАХ НА ОБЪЕКТАХ С МАССОВЫМ ПРЕБЫВАНИЕМ ЛЮДЕЙ

05.13.18 - математическое моделирование, численные методы и комплексы

программ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ЯНВ 2012

Санкт-Петербург 2011

005007557

Работа выполнена на кафедре Национальная безопасность Санкт-Петербургского государственного политехнического университета

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Матвеев Александр Владимирович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Синещук Юрий Иванович

кандидат технических наук, доцент Янковский Иван Григорьевич

Ведущая организация Санкт-Петербургский государственный

университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевича

Защита состоится 29 декабря 2011г. в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 205.003.04 при Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149).

Автореферат разослан «¿Ху> У 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 205.003.04 доктор технических наук, профессор /•' С.В.Шарапов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Актуальность темы. Пожары являются наиболее распространенными причинами чрезвычайных ситуаций на объектах с массовым пребыванием людей. Поэтому снижение пожарного риска до социально приемлемого уровня, включая сокращение числа погибших и получивших травмы в результате пожара людей, может рассматриваться как важнейший индикатор и оценка эффективности функционирования системы пожарной безопасности.

В последнее время в целом ряде регионов России зарегистрировано увеличение числа пожаров, при которых отмечается большое количество погибших и травмированных людей, в том числе детей.

При этом, с развитием средств информации, мир все чаще становится свидетелем того, как при пожарах в зданиях люди, будучи отрезанными от штатных путей эвакуации, вынуждены, спасаясь от огня и дыма, в отчаянии выбрасываться из окон верхних этажей. Между тем, мало кто задается мыслью, могла ли быть в подобной ситуации альтернатива гибельному шагу людей, выбрасывающихся из окон горящих зданий.

Удивительно, что в процессе обсуждения происшедших пожаров в средствах массовой информации и проведении расследований не возникает логичный вопрос о способах и путях самоспасения людей при пожарах. В таких ситуациях зачастую отрезаны штатные пути эвакуации, задерживаются с прибытием пожарные службы или вообще, прибывшие пожарные команды лишены возможности снять людей с окон.

Многим памятны фатальные последствия пожаров гостиницы «Россия» в Москве, здания УВД в Самаре, в московских студенческих общежитиях, в детских домах Якутии и Дагестана, а также последние трагические события в городе Владивостоке, наркологической клинике в Москве, унесшие значительное количество человеческих жизней.

Общая тенденция увеличения показателей гибели и травмирования людей на пожарах в Российской Федерации обуславливает необходимость внедрения новых средств и способов обеспечения пожарной безопасности, направленных на сохранение жизни и здоровья людей при возможных пожарах в зданиях.

Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является применение различных спасательных средств - индивидуальных средств защиты органов дыхания и зрения от опасных факторов пожара, а также специальных средств аварийной эвакуации из горящего здания в область пожарной безопасности.

Актуальность применения средств аварийной эвакуации при пожарах на объектах с массовым пребыванием людей обусловлена тем фактом, что именно на данных объектах зачастую могут создаваться скопления людей в процессе штатной эвакуации, приводящие к задержкам времени эвакуации и, как следст-

вие, воздействию опасных факторов пожара на людей. Именно на пожары в производственных помещениях и местах массового пребывания людей приходится наибольший социальный и материальный ущерб.

Вместе с тем, в настоящее время практически отсутствуют научно обоснованные методики определения эффективности применения спасательных средств, а также количественного оснащения и выбора типов спасательных средств в зданиях различных классов функциональной пожарной опасности.

Всё вышеупомянутое определяет необходимость проведения экспериментов с целью установления научно обоснованных данных для нормирования вынужденной эвакуации из зданий с массовым пребыванием людей и разработки рекомендаций по подготовке персонала к организации и управлению эвакуацией людей в случае возникновения пожара.

Фундаментальные исследования по моделированию процессов управления пожарной безопасностью на объектах с массовым пребыванием людей, а также вопросам моделирования эвакуации людей при пожаре принадлежат многим ученым - В.А.Акимову, В.С.Артамонову, С.В.Беляеву, В.Г.Бурлову, Ю.Л.Воробьеву, В.А.Гадышеву, В.И.Дутову, В.Г.Евграфову, Д.А.Кудрину,

A.И.Милинскому, Д.А.Самошину А.А.Таранцеву, В.В.Холщевникову,

B.М.Предтеченскому, С.Е.Якушу и др.

В настоящее время отсутствуют практические данные о возможном времени начала эвакуации из зданий с применением спасательных средств аварийной эвакуации.

Задачей первостепенной важности является проведение серий натурных наблюдений поведения людей в период подготовки к эвакуации, её организации и эвакуации людей разных возрастных групп с помощью различных спасательных средств с высоты с целью получения исходного статистического материала.

Необходимо проведение многосторонних теоретических исследований, базирующихся на полученных эмпирических данных, ранее установленных положений теории людских потоков и психофизиологии поведения людей во время эвакуации.

Необходимо установить научно-обоснованные закономерности формирования времени начала эвакуации и закономерности, определяющие значения вероятности эвакуации людей с высоты с применением специальных спасательных средств.

Данная совокупность факторов определяет актуальность настоящей работы, а целью работы является повышение эффективности управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей за счет разработки математических моделей процесса аварийной эвакуации с высоты.

Достижение цели исследования предполагает решения следующих задач:

1. Поставить и формализовать задачу моделирования аварийной эвакуации

людей с высоты в интересах управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей.

2. Разработать комплекс математических моделей процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

3. Разработать метод оценивания эффективности применения спасательных средств аварийной эвакуации при пожаре.

4. Провести проверку адекватности разработанных математических моделей на основе данных натурного эксперимента применения спасательных средств аварийной эвакуации на объектах с массовым пребыванием людей.

Результаты решения данных задач предназначены для теоретического обоснования действий лиц принимающих решения, призванных в условиях ограниченных ресурсов и времени выработать комплекс мероприятий, обеспечивающих требуемый уровень пожарной безопасности в зданиях с массовым пребыванием людей.

Объектом исследования является система управления аварийной эвакуацией людей с высоты в зданиях с массовым пребыванием людей.

Предметом исследования являются модели процесса аварийной эвакуации людей с высоты при пожарах при использовании спасательных средств.

Методологическими и теоретическими основами диссертации являются методы математического моделирования систем, методы декомпозиции и агрегирования, сравнительного анализа, системный анализ, теория эффективности, теория марковских процессов, теория вероятностей, методы статистического анализа.

Научная новизна заключается в развитии методов и совершенствовании моделей теории управления пожарным риском и проявляется в работе:

- в развитии научно-методических основ и механизмов координации управления в сфере снижения пожарных рисков на объектах с массовым пребыванием людей за счет внедрения и использования средств спасения и аварийной эвакуации;

- в разработке комплекса математических моделей процесса эвакуации людей с использованием спасательных средств, учитывающих в себе технические характеристики спасательных средств и психофизиологические аспекты при эвакуации людей;

- в прогнозировании индивидуального пожарного риска на объектах с массовым пребыванием людей при условии применения средств спасения и аварийной эвакуации людей;

- в процессе обоснования возможностей применения на объектах с массовым пребыванием людей средств спасения и аварийной эвакуации;

- в результатах практической апробации разработанных в диссертации математических моделей;

— в процессе обоснования путей обеспечения нормативных значений показателя индивидуального пожарного риска на объектах с массовым пребыванием людей.

Научная новизна подтверждается:

- использованием достижений фундаментальных наук, строгими математическими доказательствами полученных результатов;

- новыми оригинальными аналитическими методами исследования.

Достоверность научных результатов подтверждается верификацией разработанного комплекса математических моделей посредством сравнения с результатами практической апробации использования спасательных средств аварийной эвакуации.

Научно-практическая ценность определяется возможностями применения методического аппарата, разработанного в диссертации:

- при формировании формализованного замысла и решений собственников объектов с массовым пребыванием людей на внедрение и применение средств спасения и эвакуации в интересах обеспечения требуемого уровня пожарного риска;

- для разработки руководящих действий и инструкций структурными подразделениями МЧС РФ при взаимодействии с собственниками объектов, в том числе при проверке поданных собственниками деклараций пожарной безопасности;

- для разработки системы поддержки принятия решения по управлению индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей;

- для организации учебного процесса при подготовке специалистов по специальности «Безопасность и защита в ЧС».

Реализация. Основные результаты диссертационной работы внедрены в Северо-Западном региональном центре МЧС России, в Международной группе компаний «Городской центр экспертиз» (GCE Group), Санкт-Петербургском Государственном Политехническом Университете. Внедрение результатов диссертационных исследований подтверждается актами о реализации.

Апробация работы. Основные результаты, полученные в процессе проведенных исследований обсуждались и получили одобрение научной общественности на:

- XVIII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовательно-научной деятельности»; г. Санкт-Петербург, 17-18 февраля 2011 г.;

- Международной научно-практической конференции «XXXIX неделя науки СПбГПУ», г. Санкт-Петербург, 6-11 декабря 2010г.;

- Научно-методическом семинаре «Проблемы риска в техногенной и соци-

альной сферах», г. Санкт-Петербург, май 2009г.;

- XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы, г. Санкт-Петербург, 15-16 мая 2008г.;

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 в источниках, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит введение, три раздела с выводами по каждому, заключение, список использованной литературы из 161 наименования, приложения (7 страниц); изложена на 189 страницах (с учетом приложения), включает 40 рисунков, 20 таблиц.

В результате проделанной работы получены и выносятся на защиту следующие научные результаты:

1. Постановка и формализация задачи моделирования аварийной эвакуации людей с высоты в интересах управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей.

2. Комплекс математических моделей процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

3. Метод оценивания эффективности применения спасательных средств аварийной эвакуации при пожаре.

4. Численные результаты моделирования процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы цель и задачи, отражена научная новизна и практическая значимость проводимых исследований, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

Первый раздел - «Анализ состояния вопроса в части управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей». Определено, что характерной особенностью современного строительства является увеличение количества зданий с массовым пребыванием людей. Проведен анализ динамики количества пожаров, а также погибших на объектах с массовым пребыванием людей за 2002-2010 гг. Проведена оценка риска гибели людей на различных объектах с массовым пребыванием людей.

Выявлено, что в качестве основных причин, способствовавших развитию пожара и гибели людей на объектах с массовым пребыванием людей, является: задержка персоналом сообщения о пожаре в пожарную охрану, удаленное расположение пожарной части от объекта пожара, замедленность движения пожарных автомобилей.

Определено, что наиболее надежный способ обеспечения безопасности людей в таких условиях - своевременная эвакуация из помещения, в котором воз-

ник пожар. Обоснованы и классифицированы основные подходы к эвакуации для обеспечения безопасности людей в здании с массовым пребыванием людей: поэтапная эвакуация; комбинированная эвакуация; эвакуация при помощи специальных средств спасения с высоты; введение зоны безопасности; эвакуация посредством лифтов.

Проведен анализ нормативных требований по обеспечению безопасности людей в зданиях при пожарах. Выявлены существующие недостатки методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности, утверждённой приказом МЧС России от 30 июня 2009г. №382:

- методика не отражает реального процесса движения людских потоков в зданиях в зависимости от класса функциональной пожарной опасности;

- методика не учитывает возрастной специфики людских потоков, то есть площадей горизонтальных проекций идущих людей разных возрастных групп, тем самым снижая надежность нормируемых параметров по обеспечению безопасных условий вынужденной эвакуации;

- в методике время начала эвакуации поставлено в зависимости от основного функционального контингента, что также не исследовано;

- методика не учитывает возможность эвакуации людей через аварийные выходы, в том числе с применением специальных спасательных средств, а также применение индивидуальных средств защиты, позволяющих, в ряде случаев, увеличить время начала воздействия опасных факторов пожара (ОФП).

Выполненный обзор современных методов анализа пожарных рисков свидетельствует о том, что и вероятностные, и индексные методы являются весьма мощными инструментами, каждый из которых занимает собственное место в спектре возможных подходов к проблеме количественной оценки риска. Вероятностные методы требуют проведения весьма трудоемкого и детального анализа с привлечением соответствующего математического аппарата и программных средств. Их применение для расчета пожарного риска в зданиях представляет значительные трудности из-за необходимости проводить расчеты развития пожара и эвакуации людей на основе дифференциальных моделей для многих сценариев. Индексные методы, реализующие эвристический подход к оценке риска, наоборот, позволяют оценивать уровень пожарной опасности и риска с минимальными вычислительными затратами, однако успешность их использования кардинальным образом зависит от правильности балльной оценки различных факторов и интерпретации результата. Для максимально эффективного использования различных методов необходимо четко представлять их область применимости, а также сильные и слабые стороны.

Сопоставлены имеющиеся подходы к анализу пожарных рисков, а также рассмотрены методические аспекты расчета индивидуального пожарного риска.

Важно иметь в виду, что Технический регламент «О требованиях пожарной безопасности» устанавливает предельное значение для индивидуального риска, т. е. нацелен на обеспечение своевременной эвакуации людей при пожаре. Нормирование абсолютной величины допустимого индивидуального риска предполагает наличие надежной методики его количественной оценки.

Результаты проведенных наблюдений в реальных ситуациях показывают, что реакция на сигналы крайней (смертельной) опасности бывает значительно замедленной. Этот фактор, в том числе, проявляется и в процессе эвакуации с высоты при использовании специальных спасательных средств. Далеко не каждый человек, добравшийся до места аварийной эвакуации, готов незамедлительно начать эвакуацию ввиду своего эмоционального состояния, особенно в начальной стадии пожара, когда еще не столь очевидна угроза опасных факторов пожара. Данные факторы необходимо учитывать при разработке математических моделей эвакуации.

В управлении первыми действиями людей и их своевременной эвакуацией большую роль играет наличие лидеров групп людей, оказывавшихся одновременно в помещении. В интересах обеспечения пожарной безопасности требуется заблаговременно выявлять таких лидеров, а также специально их подготавливать к управлению действиями коллективов в чрезвычайных ситуациях в целом и пожарах в частности.

Второй раздел - «Методические основы применения средств аварийной эвакуации». Проведенный во втором разделе анализ существующих подходов к моделированию процессов аварийной эвакуации с использованием спасательных средств, а также методик количественного оснащения зданий средствами эвакуации с высоты. Определено, что существующие подходы не учитывают психофизиологические аспекты при эвакуации людей в случае пожара, которые приводят к стохастическим процессам, требующим рассмотрения вероятностных моделей эвакуации. Существующие методики, рассматривающие детерминированные процессы, не отражают реального процесса движения людских потоков в зданиях в зависимости от класса функциональной пожарной опасности, а также возрастной специфики людских потоков.

Применение методов декомпозиции и агрегирования позволило представить результат процесса управления индивидуальным пожарным риском в виде трех основных базовых показателей эффективности: (?„ - вероятность наступления пожара на объекте защиты; Р„3 — вероятность эффективной работы системы противопожарной защиты, направленной на обеспечение безопасной эвакуации людей; Рэ - вероятность эвакуации людей из здания в случае наступления пожара.

Определена зависимость между данными показателями:

ав = 0п(\-рэ)(\-рпз), со

где <2« - показатель эффективности управления пожарной безопасностью (величина индивидуального пожарного риска на объекте защиты).

Вероятность эвакуации Рэ предлагается оценивать по формуле:

(2)

где Рэп - вероятность эвакуации людей из здания по основным эвакуационным путям;

Рэ.с - вероятность выхода из здания людей через аварийные или иные выходы с использованием дополнительных средств эвакуации.

Вероятность эвакуации по основным эвакуационным путям Рэп рассчитывается согласно специальной методике (приказ МЧС РФ №382). В рамках диссертационного исследования, требуется определить значение Рэ с - вероятности эвакуации из здания людей через аварийные выходы с использованием средств эвакуации с высоты, в зависимости от соответствующих показателей, характеризующих применение тех или иных спасательных средств.

В случае использования 2 аварийных выходов вероятность Рэ с предложено

определять следующим образом:

Рэ с = 1 ■- (1 ■- Ро с, ) -(1 - с2 ) • ....(1 - Рэ с, ) (3)

где Рэс- вероятность эвакуации из здания людей через ¡-й аварийный выход.

Поскольку индивидуальный риск определяется тем, насколько быстро люди могут эвакуироваться в условиях развивающегося пожара, первостепенное значение имеют характерные времена протекающих процессов, схематически изображенные на рис.1.

в ь о &

!, время

Рис.1. Временные характеристики процессов развития пожара и эвакуации Процесс аварийной эвакуации будет осуществляться за счет функционирования системы управления аварийной эвакуацией (СУАЭ), состоящей из ком-

и

плекса определенных спасательных средств, предназначенных для спуска с высоты, и расположенных в определенных местах аварийных выходов. Значение СУАЭ в системе обеспечения пожарной безопасности по существу сводится к определению влияния СУАЭ на уровень индивидуального пожарного риска в здании и обоснованию ее ресурсов. При этом, конечной целью является такое формирование структуры СУАЭ, при которой обеспечивались бы требуемые значения эффективности ее функционирования, т.е. требуемые значения вероятности эвакуации людей из здания в случае пожара.

Разработана структурная схема процесса формирования СУАЭ (рис.2), функционирование которой представлено последовательным выполнением трех этапов.

Рис. 2. Структурная схема процесса формирования СУАЭ

Этап 1. Формирование потока движения людей к аварийному эвакуационному выходу с интенсивностью /,('/).

Натурные наблюдения показывают, что размещение людей в потоке всегда имеет неравномерный и часто случайный характер. Расстояние между идущими людьми постоянно меняется, возникают местные уплотнения, которые затем рассасываются и возникают снова. Эти изменения неустойчивы во времени. Такую структуру потока показывают и кинограммы. Математические модели, воспроизводящие такую динамику и соответствующую статистику людского потока, получили название имитационных стохастических. Их построение базируется на описании зависимостей между скоростью и плотностью людского потока как элементарной случайной функции.

Использование при стохастическом моделировании в качестве исходных данных распределений вероятностей значений скорости движения людей позволяет отразить неоднородность состава потока как по уровню мобильных возможностей разных людей в потоке, так и по уровню их эмоциональных реакций на обстоятельства ситуации, в которой они оказались.

Этап 2. Подготовка людей к аварийной эвакуации при помощи спасательных средств с интенсивностью //, = —, где At„ = Д/„ + Д/„,,

Д/„

At„ - среднее время, затрачиваемое на подготовку к эвакуации;

Дtu - среднее время, затрачиваемое на идентификацию очередного эвакуи-

руемого (связано в первую очередь с психофизиологическими аспектами поведения людей в процессе аварийной эвакуации);

Дг„ - среднее время, необходимое на подготовку технического средства к эвакуации следующего человека (в случае необходимости).

Этап 3. Непосредственно процесс эвакуаций людей при помощи спасательных средств с интенсивностью А1Э - среднее время эвакуации человека

при использовании специального спасательного средства, т.е. перемещения человека в область пожарной безопасности.

В общем случае тип и количество спасательных устройств, необходимых для спасения людей из здания при пожаре, определяются следующими факторами, являющимися исходными данными в процессе моделирования:

- контингентом людей, находящихся в здании, с учетом их возраста и физического состояния;

- количеством людей, по тем или иным причинам, не имеющих возможности покинуть здание за расчетное время эвакуации, пользуясь основными путями эвакуации;

- расположением людей в здании на момент начала пожара, что позволит смоделировать движение людей по эвакуационным путям и их прибытие к аварийным выходам;

- средним временем идентификации и подготовки людей к эвакуации;

- средним временем подготовки спасательного устройства к работе;

- средним временем перемещения человека на(в) спасательном устройстве в безопасную зону;

- предельно допустимым временем проведения аварийной эвакуации;

- количеством человек, которые могут эвакуироваться одновременно при использовании спасательного средства (при рукавных спасательных средствах);

- этажностью здания (высотой спуска).

Разработаны математические модели процесса эвакуации людей из здания при применении спасательных средств аварийной эвакуации. При этом рассмотрены случаи стационарного и нестационарного потока прибытия людей к аварийному эвакуационному выходу, а время подготовки к эвакуации Л1„ и время спуска каждого человека в безопасную зону Ли, в общем случае, распределены по закону Эрланга порядка к и / соответственно.

Граф процесса эвакуации при использовании спасательного средства в случае стационарного потока Хя({) представлен на рис.3. Введены обозначения состояний у/,, где / - количество людей, находящихся у места аварийного выхода, где находится спасательное средство, ; = 1, л (и - число людей, которые не смогли эвакуироваться через основные эвакуационные выходы), у - подфазы процесса

подготовки человека к эвакуации, у = 1 ,к, И - подфазы процесса спуска людей, /1=й.

Рис.3 Граф состояний процесса аварийной эвакуации

Система однородных дифференциальных уравнений Колмогорова-Эрланга, описывающих данный процесс имеет вид:

Фооо= ~КРт +1РгРш'>

Фт 1 ^ = ~(Л, +'М)Р,ю + 4,Д-1.н> +1НгРмм> ' = Ф„ю >Л = -пкНР„,а +

Фио! Л = -(Л + ¿А, ) Ау0 + У = 2, А;

Ф/,»! Ж = "Я + <М ) Ауо + Л Д-1 .,о + йДДучо > ' = 2." -1. У = 2 Д; _ Фи/о Iл = о + ЛЛ-ио + пкАРп,м,о, ) = 2Д;

ф10, /сЛ = -(Я, +1{1г)рт (4)

Ф/01 = + г' = 2,«-1;

Ф„0, 1 «Л = А,0. + Рм + Л А-1.01;

Ф.ОЛ IЛ = -(Л + ) Ао* + '¿"г Ао,*-,> Л = 2, /;

Ф,0А / Л = -Я + ) Ао* + А-1.0» + Ао,*-1. ' = 2,« -1, /г = 2, /;

Ф„о*1Ж = -'АгАо/, + Л Ам.о* + ¡Мг Рпв.ь-1 > й = 2, Л

В случае стационарных процессов для установившегося режима можно перейти к системе п(к+Г)+1 алгебраических уравнений и при использовании

п * г I

нормировочного условия = 1 найти все вероятности со-

! ;--] 1=1

стояний, а по ним определить абсолютную пропускную способность СУАЭ, а также значения вероятности эвакуации Рэ,с-

В случае нестационарных процессов требуется в общем виде решения системы п(к+1)+1 дифференциальных уравнений (4), что при большом п является весьма трудоемкой задачей, даже с использованием ЭВМ.

Для нестационарных процессов предложено рассмотреть векторную случайную функцию состоящую из 2-х случайных стохастически зависимых составляющих Х\{(), Х2(1). Случайный процесс Хх(г) представляет собой изменение количества людей, находящихся у аварийного выхода в ожидании эвакуации при помощи спасательных средств, который, в свою очередь, зависит от потока прибытия эвакуирующихся людей /.,(/) к аварийному выходу и интенсивности эвакуации //,(/) при помощи спасательного средства.

Х2и) представляет собой процесс использования спасательного средства при эвакуации, который может находиться в одном из 2-х состояний: Д, - состояние ожидания прибытия эвакуирующихся, либо подготовки человека к эвакуации (спасательное средство свободно), -использование спасательного средства.

Каждая из двух составляющих Х](1), Х2{() представляет собой случайный процесс. Таким образом, для каждого фиксированного момента времени / будет рассматриваться случайный вектор в 2-мерном пространстве Х{{) = {Х\(1), Х2{1)).

Для формирования дальнейших рассуждений и выводов необходимо ввести в рассмотрение граф (рис.4) случайной функции Д/)~(<5(Д/)), вершины которого представляют собой составляющие этой случайной функции. Ребра данного графа определяют те связи, которые существуют между отдельными составляющими данной случайной функции Х{{).

Оба процесса Х\((), Х2и) являются по отношению друг к другу управляющими и управляемыми, что отражено в наличии ребер Л[Лг1(г)^2(0]=1> Й[Х2(')Л(0]=1> Т-е- случайные процессы являются транзитивными.

Наличие ребра ¡{[Х^У&У)] связано с тем, что, количество людей, находящихся у аварийного выхода, влияет на интенсивность выбора и подготовки людей к эвакуации, являющейся одной из характеристик процесса -¿¡¿(О, а в случае отсутствия эвакуирующихся людей, т.е. при Х\(1) = 0 спасательное средство вообще будет простаивать и находиться в режиме ожидания эксплуатации.

Ребро Я^^УХ^)], соответственно, отражает зависимость изменения процесса Х\(!) от параметров Х2(1). Уменьшение количества людей, ожидающих эва-

куации у аварийного выхода, может происходить только в случае, когда процесс Х2{() находится в состоянии Д, т.е. когда спасательное средство используется.

Процесс Л^/) представляет собой типичную схему «гибели и размножения» с п+1 состоянием 5, (/'=0,1,2,...,«), граф которой представлен на рис.6. С учетом того, что эвакуация происходит исключительно в моменты нахождения процесса Х2{() в состоянии £>ь то условная интенсивность эвакуации //,(() определяется следующим образом:

А(0 = А2(')?,(О, (5)

где "?](') - вероятность нахождения процесса Х2(г) в состоянии /и2{0— безусловная интенсивность аварийной эвакуации людей при помощи спасательного средства.

тх1(1)

Оп

Рис.4. Граф случайной функции Х{1)

м~( 0

□1

Во ч.

МО МО 02

Рис.5. Граф состояний процессаХ2(1)

ЫЧ

5п-1 МО, Эр

МО

МО МО

Рис.6. Граф состояний процесса Х\(1) Граф случайного процесса Х2(1) при времени подготовки людей к эвакуации и времени спуска, распределенным по показательному закону, представлен на рис.5. Как было отмечено выше, на состояние процесса Х2{() оказывает влияние процесс Х\{{), что отражается на условной интенсивности перехода из состояния £>о в £>[, которая равна (/), где ¡лх(г) - интенсивность выявления и подго-

товки человека к аварийной эвакуации при помощи спасательных средств. При этом

1 _ »>*,(')

-д/

(6)

Составив систему дифференциальных уравнений для графа, изображенного на рис.6 и учитывая (5) было получено дифференциальное уравнение для математического ожидания т (/) количества людей, находящихся у аварийного выхода в ожидании эвакуации при помощи спасательных средств:

<4(0

Л

== К (0(1 - Р. (0) - К (0?, (0(1 - Ра (0), тщ (0) = 0,

где (0 = е • | А 00«, (у)е° Ф,

(7)

/)(,(')> Ри(') определяются из системы:

■ф0 / л = ^ (О А (') --Шл, (О,

Ф,/л = МЛОРм (0-Ш0+а(0)А(0

(г = 1,2,...,п-1),

Для случая, когда время подготовки людей к эвакуации и время спуска в безопасную зону распределены в общем виде по закону Эрланга порядка к и 1 соответственно, граф случайного процесса ^(О представлен на рис.7, где - /я фаза процесса подготовки человека к эвакуации, Д ^ -/-я фаза процесса спуска человека в безопасную зону, //,'(*) = А//, (1)т (Г), = ///,(7).

Рис.7. Граф состояний процесса ЛЗД при непоказательном времени обслуживания

Вероятность <7|(() в этом случае будет определяться следующим образом:

91(0= 91,1(0 + 91,2« + ••• + ЧМ, (Ю)

где ¡(/) - вероятность пребывания системы в фазе

Для определения значений необходимо решить систему дифференциальных уравнений:

с!д0,

Л

ск}„.

— = ¿А % (0 • 90<м (1)-км,тХ[{1)- (0, ¡ = 2,..., к

Л Л

= (0 ■ %к (0 - 1м2 ■ я(0.

= ■ (0 - //¿2 • 9,., (0. У = 2,...,/

(11)

при начальных условиях 9о,1(0) = 1, 9о,г(0) = ... = 9о,*(0) = 9и(0) = 91,2(0)= ... = 91,/(0) = 0.

Разработанный метод оценивания эффективности применения спасательных средств аварийной эвакуации, т.е. определения вероятности эвакуации людей при использовании спасательных средств, состоит из двух этапов: 1. обоснования оценивания; 2. формирования показателя эффективности применения спасательных средств аварийной эвакуации.

Обоснование оценивания требует:

- определить количество людей и, не имеющих возможности покинуть здание по основным эвакуационным путям;

-определить расположение людей в здании на момент начала пожара;

-определить предельно допустимое время проведения аварийной эвакуации

Обоснование оценивания предполагает:

- формализацию процесса движения людей к аварийному эвакуационному выходу в рамках теории нестационарных потоков Пуассона;

- формализацию функционирования СУАЭ в рамках двухфазного обслуживания нестационарных потоков Пуассона по законам Эрланга порядка к и / соответственно;

-разработку математической модели процесса аварийной эвакуации при использовании спасательных средств;

-представление показателя эффективности применения спасательных средств уравнением результативности.

Оценивание позволяет обосновать рациональные действия и способы их реализации на основе разработанного комплекса моделей.

При определении общей вероятности эвакуации людей из здания Рз с помощью выражения (2) необходимо знать Рэ.с за расчетное время аварийной эвакуации людей tp a, не превышающее время блокирования аварийного выхода tlna. Показатель эффективности применения спасательных средств аварийной эвакуации при пожаре за время t6,a можно определить следующим образом:

{¿(гМг-ш^СО

РэА'е,,) = Л-. (12)

п

где mXl(t6„a) - результат решения дифференциального уравнения (7).

Третий раздел - «Натурные эксперименты эвакуации людей из здания с массовым пребыванием людей в случае наступления пожара при использовании спасательных средств». Важным условием адекватного моделирования процессов аварийной эвакуации является точность воспроизведения исходных распределений времени подготовки к эвакуации f„(í) и времени непосредственно перемещения людей в область пожарной безопасности /',(')• Для этого в 3-м разделе диссертации представлены результаты серии натурных экспериментов применения спасательных средств эвакуации. Первым этапом необходимо было определить статистические характеристики выборок случайных величин, позволяющих соотнести эти выборки к тому или иному известному закону распределения (т.е. решить задачу идентификации). Оценивалось путем рассмотрения выборок {п~30 человек) {Д/„} и {Д/3}, определения по ним основных моментов, а также применением критерия Колмогорова-Смирнова для проверки статистиче-

ских гипотез о видах распределении.

Разработана блок-схема пилотной апробации процесса эвакуации (рис.8) с использованием спасательных средств, среди которых были рассмотрены: комплект индивидуального самоспасения, модель «Са-моспасатель-7»; самоспасатель «Барс»; лестница навесная спасательная «ЛНС-9»; прыжковое спасательное устройство «Куб жиз-

Рис.8. Блок-схема пилотной апробации процесса эва- ни>> («Каскад-5»). куации с использованием спасательных средств

Проведенные исследования по апробации практического применения спасательных средств эвакуации (при эвакуации с высоты 15 метров лиц возраста 19-22 лет) позволили выдвинуть и верифицировать гипотезы о теоретических распределениях потоков выбора и подготовки людей к эвакуации и потоков эвакуации людей при использовании спасательных средств, а также оценить их параметры (табл.1).

Таблица 1

Основные моменты распределений временных характеристик аварийной эвакуации

«ЛНС-9» «Самоспасатель-7» «Барс» «Каскад-5»

6,33 а™с~9= 5,64 тсш-7 =88>03 а™'1 =37,74 = 55,47 а** =31,65 т^ =11,77 сг,у5 =10,77

= 74,47 &,ис~ 9 =34>47 т™'1 =17,9 а™с~9 =8,7 т6^ =19,67 ог,;'"с = 10,06 те,У"5 =12,83 а?6 = 8,93

Определены плотности функций распределения времени подготовки людей к эвакуации и времени их спуска в зону пожарной безопасности (рис.9-16).

Вторым этапом проведена проверка адекватности моделей, разработанных в диссертации. При этом был проведен сравнительный анализ результатов, полученных на основе моделей, разработанных в диссертации и результатов, полученных на основе подхода, предложенного в Своде Правил «Средства индивидуальной защиты и спасения людей при пожаре. Нормы и правила размещения и применения» (методика СП). Результаты проведенных экспериментов представлены на рис.17.

О 10 20 30 40 50

/;"-'(/) = 0,158<Г0''5" Рис. 9. Кривая распределения А/„ («ЛНС-9»)

(4-0,013)^,.^, 3!

Рис. 10. Кривая распределения А1, («ЛНС-9»)

50 100 150 200

0 10 20 30 40 50

4!

Рис. 11. Кривая распределения Л1„ («Самоспасатель-7»)

,,«-1 _ (4-0,056) з ^.р.0561 3!

Рис. 12. Кривая распределения А1, («Самоспасатель-7»)

50 100 150 200

10 20 30 40 50

у-бярс^, _ (3-0,018) 2 -з^.ощ 2!

гбарс _ (4-0,05) ^-4.0.05, 3 3!

Рис. 13. Кривая распределения ¿3/„ («Барс») Рис. 14. Кривая распределения А1, («Барс»)

О 10 20 30 40 50

О 10 20 30 40 50

/;*(/) = 0,085£Г°<Ш' Рис. 15 Кривая распределения Лг„ («Каскад-5»)

/;1Й(О = (2-0,078)2/е"20'071" Рис. 16. Кривая распределения Л13 («Каскад-5»)

В серии натурных экспериментов эвакуация осуществлялась с высоты 15 метров. Было проведено 4 эксперимента (при использовании каждого из рассмотренных на предыдущем этапе спасательных средств). В качестве исходных данных натурного эксперимента рассматривалась аварийная эвакуация и=15 человек.

Время аварийной эвакуации с использованием спасательных средств определялось из соотношения: ^звак = - 1„,,ти„, где f 6л - время блокирования аварийного эвакуационного выхода в результате распространения ОФП, имеющих предельно допустимые для людей значения; (актш - время подготовки спасательного устройства к действию, перевод его из режима ожидания в работоспособное состояние.

Вероятность эвакуации при натурном эксперименте рассчитывалась как отношение числа людей, спустившихся на спасательном средстве в безопасную зону, к общему числу эвакуируемых людей.

400 600 800 1000 1200 ten.ii сек

-Расчеты по методике диссертации

- Расчеты по методике СП

- Натурный эксперимент_

200 400 600 800 1000 1200 V... сек

— Расчеты по методике диссертации

— Расчеты по методике СП

~ Натурный эксперимент_

— Расчеты по методике диссертации

— Расчеты по методике СП

I — Натурный эксперимент_

— Расчеты по методике диссертации

— Расчеты по методике СП

— Натурный эксперимент_

Рис.17. Расчетные значения вероятности эвакуации при использовании спасательных средств

Серия натурных экспериментов проводилась на том же объекте, что и пилотная апробация практического применения спасательных средств, т.е. проводилась эвакуация людей той же возрастной категории. Осуществлялась эвакуация людей, не участвовавших в пилотной апробации. Таким образом, как и в

процессе апробации, рассматривалась категория неподготовленных людей, что обеспечило получение адекватных исходных данных модели.

Проведенные исследования свидетельствуют о высокой адекватности разработанных в диссертации моделей. Так при эвакуации по навесной спасательной лестнице «ЛНС-9» максимальная относительная погрешность расчетов составила 8,19%, на комплекте индивидуального самоспасения «Самоспасатель-7» - 19,5% (при этом относительная погрешность уменьшается с увеличением /"6,), на самоспасателе «Барс» - 3,92%, при использовании пневматического спасательного мата «Каскад-5» - 2,85%.

Сравнительный анализ относительных погрешностей при расчетах по методике, разработанной в диссертации, и методике, предложенной в Своде Правил «Средства индивидуальной защиты и спасения людей при пожаре. Нормы и правила размещения и применения» показал, что разработанный в диссертации инструмент обладает большей точностью расчетов.

Разработанный комплекс математических моделей процесса эвакуации людей из здания с массовым пребыванием людей при использовании современных спасательных средств позволяет решать, в том числе, и обратную задачу - определения расчетного времени эвакуации людей из здания в условиях применения аварийных средств спасения и эвакуации.

Кроме того, разработанный комплекс адекватных математических моделей позволяет разработать научно обоснованные требования к оснащению объектов с массовым пребыванием людей средствами спасения и эвакуации с высоты для поддержания на объектах требуемого показателя значения индивидуального пожарного риска, осуществить прогноз практических результатов при внедрении на объектах с массовым пребыванием людей дополнительных средств спасения и эвакуации с высоты.

В заключении приведены основные научные и практические результаты, полученные в работе, основные направления их дальнейшего развития и пути реализации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. Поставлена и формализована задача управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей за счет применения современных средств аварийной эвакуации.

2. Разработан комплекс математических моделей процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

3. Разработан метод оценивания эффективности применения спасательных средств эвакуации при пожаре.

4. Получены численные результаты моделирования процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Иванов М.В., Матвеев A.B., Шевченко А.Б. Аналитическая модель системы управления пожарной безопасностью АЭС. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Том 6. Информатика. Телекоммуникации. Управление, СПб, СПбГПУ. 2010г., с.91-95.

2. Иванов М.В., Матвеев А.В, Шевченко А.Б. Алгоритм технико-экономического анализа построения системы обеспечения пожарной безопасности. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Том 2. Информатика. Телекоммуникации. Управление, СПб, СПбГПУ. 2011г., с. 174-178.

3. Иванов М.В., Матвеев A.B. Критерий эффективности управления пожарным риском при использовании средств аварийной эвакуации. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Том 6. Информатика. Телекоммуникации. Управление, СПб, СПбГПУ. 2011г.

Статьи в иных научных изданиях:

4. Иванов М.В. Модель аварийной эвакуации людей при показательном законе распределения времени эвакуации. Материалы XV Всероссийской научно-методической конференции «Фундаментальные исследования и инновации в национальных исследовательских университетах». 12-13 мая 2011 года, Санкт-Петербург. Том 3. - СПб.: «Стратегия будущего», 2011.

5. Иванов М.В., Матвеев A.B., Шевченко А.Б. Модель системы управления пожарной безопасностью на основе страховой деятельности. Материалы XVIII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в национальных исследовательских университетах». 17-18 февраля 2011 года, Санкт-Петербург. Том 4. - СПб.: "Стратегия будущего", 2011.

6. Иванов М.В., Матвеев A.B. Системный подход к управлению пожарной безопасностью региона. Материалы XVIII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в национальных исследовательских университетах». 17-18 февраля 2011 года, Санкт-Петербург. Том 4. - СПб.: "Стратегия будущего", 2011.

7. Иванов М.В., Матвеев A.B., Тимофеева Ю.А. Обоснование путей обеспечения пожарной безопасности на объектах сферы науки и образования. Материалы XVII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовании и науке». 11-12 февраля 2010 года, Санкт-Петербург. Том 3. Национальная безопасность. - СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2010.

8. Иванов M.B. Анализ расчетов величин пожарного риска на объектах с массовым пребыванием людей. Материалы международной научно-практической конференции. XXXIX неделя науки СПбГПУ. 4.XVIII. - СПб.: Изд-во Политехи, ун-та, 2010.

9. Иванов М.В., Матвеев A.B., Грищенко A.A. Страховые методы управления пожарным риском предприятий региона. Материалы XVII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовании и науке». 11 - 12 февраля 2010 года, Санкт-Петербург. Том 3. Национальная безопасность. - СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2010.

10. Иванов М.В., Матвеев A.B. Анализ уровня пожарной безопасности образовательных учреждений в г.Санкт-Петербурге. Материалы XIII Всероссийской конференции «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах» по проблемам науки и высшей школы. Секция 15 «Комплексная безопасность». 13-14 мая 2009 года, Санкт-Петербург. - СПб., 2009.

П. Иванов М.В., Матвеев A.B., Магулян Г.Г. Методика оценивания эффективности профилактических противопожарных мероприятий. Материалы XVI Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовании и науке». Секция 8 «Комплексная безопасность». 13-14 февраля 2009 года, Санкт-Петербург. - СПб., 2009.

12. Иванов М.В. Обеспечение безопасности хозяйствующего субъекта на основе управления пожарным риском. Сборник «Фундаментальные исследования и инновации в технических университетах» материалов XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы. Секция 15 "Комплексная безопасность". 15-16 мая 2008 года, Санкт-Петербург. - СПб., 2008.

Подписано в печать 25.11.2011 Формат 60><84 ¡/¡6

Печать цифровая Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149

Введение.

1. Анализ состояния вопроса в части управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей.

1.1. Проблема обеспечения пожарной безопасности в зданиях с массовым пребыванием людей.

1.2. Анализ нормативных требований по обеспечению безопасности людей при пожарах.

1.3. Структура и методические основы оценки индивидуального пожарного риска.

1.3.1. Подходы к анализу пожарного риска в зданиях.

1.3.2. Методики определения величин индивидуального пожарного риска в зданиях.

1.4. Психофизиологические аспекты при эвакуации людей.

Выводы по 1-му разделу.

2. Методические основы применения средств аварийной эвакуации

2.1. Анализ методических подходов к применению спасательных средств эвакуации людей при пожарах.

2.2. Формализация критерия эффективности управления индивидуальным пожарным риском в здании при использовании средств спасения и эвакуации.

2.2.1. Основные компоненты модели управления индивидуальным пожарным риском в здании.

2.2.2. Основные компоненты модели процесса аварийной эвакуации людей при использовании спасательных средств.

2.3. Моделирование процесса аварийной эвакуации людей из здания с массовым пребыванием людей в случае наступления пожара при использовании современных спасательных средств.

2.3.1. Модель процесса аварийной эвакуации при стационарном потоке людей.

2.3.2. Модель процесса аварийной эвакуации при нестационарном потоке людей.

2.3.3. Модель процесса аварийной эвакуации в условиях непоказательного закона распределения временных характеристик при использовании спасательных средств.

2.4. Общая схема выработки управленческих решений по обеспечению пожарной безопасности на основе предложенного подхода.

Выводы по 2-му разделу.

3. Натурные эксперименты эвакуации людей из здания с массовым пребыванием людей в случае наступления пожара при использовании спасательных средств.

3.1. Теоретические основы апробации практического применения средств эвакуации людей.

3.1.1. Характеристики случайных величин, связанных с процессом эвакуации.

3.1.2. Отнесение выборок случайных величин, связанных с процессом эвакуации, к известным законам.

3.2. Определение законов распределения временных характеристик процессов эвакуации людей при использовании различных спасательных средств.

3.3. Результаты натурных экспериментов процессов эвакуации из зданий с массовым пребыванием людей при использовании спасательных средств.

Выводы по 3-му разделу.

Актуальность исследований. Пожары являются наиболее распространенными причинами чрезвычайных ситуаций на объектах с массовым пребыванием людей. Поэтому снижение пожарного риска до социально приемлемого уровня, включая сокращение числа погибших и получивших травмы в результате пожара людей, может рассматриваться как важнейший индикатор и оценка эффективности функционирования системы пожарной безопасности.

В последнее время в целом ряде регионов России зарегистрировано увеличение числа пожаров, при которых отмечается большое количество погибших и травмированных людей, в том числе детей [75].

При этом, с развитием средств информации мир все чаще становится свидетелем того, как при пожарах в зданиях люди, будучи отрезанными от штатных путей эвакуации, вынуждены, спасаясь от огня и дыма, в отчаянии выбрасываться из окон верхних этажей. Между тем, мало кто задается мыслью, могла ли быть в подобной ситуации альтернатива гибельному шагу людей, выбрасывающихся из окон горящих зданий.

Удивительно, что в процессе обсуждения происшедших пожаров в средствах массовой информации и проведении расследований не возникает логичный вопрос о способах и путях самоспасения людей при пожарах. В таких ситуациях зачастую отрезаны штатные пути эвакуации, задерживаются с прибытием пожарные службы или вообще, прибывшие пожарные команды лишены возможности снять людей с окон.

Многим памятны фатальные последствия пожаров гостиницы «Россия» в Москве, здания УВД в Самаре, московских студенческих общежитий, в детских домах Якутии и Дагестана, а также последние трагические события в городе Владивостоке, наркологической клиники в Москве, унесшие значительное количество человеческих жизней.

Общая тенденция увеличения показателей гибели и травмирования людей на пожарах в Российской Федерации обуславливает необходимость внедрения новых средств и способов обеспечения пожарной безопасности, направленных на сохранение жизни и здоровья людей при возможных пожарах в зданиях.

Одним из перспективных направлений решения данной проблемы является применение различных спасательных средств - индивидуальных средств защиты органов дыхания и зрения от опасных факторов пожара, а также специальных средств аварийной эвакуации из горящего здания в область пожарной безопасности.

Актуальность применения средств аварийной эвакуации при пожарах на объектах с массовым пребыванием людей обусловлена тем фактом, что именно на данных объектах зачастую могут создаваться скопления людей в процессе штатной эвакуации, приводящие к задержкам времени эвакуации и, как следствие, воздействию опасных факторов пожара на людей. Именно на пожары в производственных помещениях и местах массового пребывания людей приходится наибольший социальный и материальный ущерб.

Вместе с тем, в настоящее время практически отсутствуют научно обоснованные методики определения эффективности применения спасательных средств, а также количественного оснащения и выбора типов спасательных средств в зданиях различных классов функциональной пожарной опасности.

Разнообразие объектов с массовым пребыванием людей требует создание на них объективных технических условий для выполнения основных требований пожарной безопасности, которые предусматривают проведение профилактических мероприятий и содержание всех систем защиты от пожаров в соответствии с требованиями проектной, технической и нормативной документации. Важнейшей составляющей таких систем являются средства оповещения, которые должны обеспечить передачу своевременной информации о возникновении угрозы пожара, выборе наиболее безопасных путей эвакуации в зависимости от реализуемого сценария развития пожара, в том числе, в направлении ближайшей зоны безопасности здания — специально оборудованного помещения, предназначенного для защиты людей от опасных факторов пожара.

Технический регламент [1] о требованиях пожарной безопасности установил ряд новых понятий и требований. Прежде всего, стоит упомянуть оценку допустимого уровня пожарного риска. В статье 6 ФЭ-123 определено: "Пожарная безопасность объекта защиты считается обеспеченной в том случае, если пожарный риск не превышает допустимых значений.".

Определение величины индивидуального пожарного риска осуществляется в соответствии с методикой [7], утверждённой приказом МЧС России от 30 июня 2009 г. № 382. Однако, в явном виде видны недостатки существующей методики:

- методика не отражает реального процесса движения людских потоков в зданиях в зависимости от класса функциональной пожарной опасности;

- методика не учитывает возрастной специфики людских потоков, то есть площадей горизонтальных проекций идущих людей разных возрастных групп, тем самым снижая надежность нормируемых параметров по обеспечению безопасных условий вынужденной эвакуации;

- в табл.5 Приложения 5 к методике время начала эвакуации поставлено в зависимости от основного функционального контингента, что также не исследовано;

- методика не учитывает возможность эвакуации людей через аварийные пути эвакуации, в том числе с применением специальных спасательных средств, а также применение индивидуальных средств защиты, позволяющих в ряде случаев увеличить время начала воздействия опасных факторов пожара (ОФП).

Поэтому требование по обеспечению вероятности эвакуации Рэ - 0,999 не может быть выполнено в полной мере. Следует также учесть тот факт, что правильная организация эвакуации также оказывает значительное влияние на вероятность эвакуации, что не нашло своего отражения в методике [7].

За прошедшие десятилетия были изучены параметры взрослых здоровых людей для их эвакуации из зданий различного назначения в нормальных и аварийных условиях [146], а также людей с физическими ограничениями [158].

Эвакуация детей и подростков долгое время оставалась без должного внимания. 30 лет тому назад были выполнены работы, посвященные проектированию зданий с массовым пребыванием детей и подростков [91].

Всё вышеупомянутое определяет необходимость проведения экспериментов с целью установления научно обоснованных данных для нормирования вынужденной эвакуации из зданий с массовым пребыванием людей и разработки рекомендаций по подготовке персонала к организации и управлению эвакуацией людей в случае возникновения пожара.

Фундаментальные исследования по моделированию процессов управления пожарной безопасностью на объектах с массовым пребыванием людей, а также вопросам моделирования эвакуации людей при пожаре принадлежат многим ученым - В.А.Акимову, В.С.Артамонову, С.В.Беляеву, В.Г.Бурлову, Ю.Л.Воробьеву, В.А.Гадышеву, В.И.Дутову, В.Г.Евграфову, Д.А.Кудрину, А.И.Милинскому, Д.А.Самошину А.А.Таранцеву, В.В.Холщевникову, В.М.Предтеченскому, С.Е.Якушу и др.

В настоящее время отсутствуют практические данные о возможном времени начала эвакуации из зданий с применением спасательных средств аварийной эвакуации.

Задачей первостепенной важности является проведение серий натурных наблюдений поведения людей в период подготовки к эвакуации, её организации и эвакуации людей разных возрастных групп с помощью различных спасательных средств с высоты с целью получения исходного статистического материала.

Необходимо проведение многосторонних теоретических исследований, базирующихся на полученных эмпирических данных, ранее установленных положений теории людских потоков [141] и психофизиологии поведения людей во время эвакуации [90].

Необходимо установить научно-обоснованные закономерности формирования времени начала эвакуации и закономерности, определяющие значения вероятности эвакуации людей с высоты с применением специальных спасательных средств.

Данная совокупность факторов определяет актуальность настоящей работы, а целью работы является повышение эффективности управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей за счет разработки математических моделей процесса аварийной эвакуации с высоты.

Достижение цели исследования предполагает решения следующих задач:

1. Поставить и формализовать задачу моделирования аварийной эвакуации людей с высоты в интересах управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей.

2. Разработать комплекс математических моделей процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

3. Разработать метод оценивания эффективности применения спасательных средств аварийной эвакуации при пожаре.

4. Провести проверку адекватности разработанных математических моделей на основе данных натурного эксперимента применения спасательных средств аварийной эвакуации на объектах с массовым пребыванием людей.

Результаты решения данных задач предназначены для теоретического обоснования действий лиц принимающих решения, призванных в условиях ограниченных ресурсов и времени выработать комплекс мероприятий, обеспечивающих требуемый уровень пожарной безопасности в зданиях с массовым пребыванием людей.

Объектом исследования является система управления аварийной эвакуацией людей с высоты в зданиях с массовым пребыванием людей.

Предметом исследования являются модели процесса аварийной эвакуации людей с высоты при пожарах при использовании спасательных средств.

Методологическими и теоретическими основами диссертации являются методы математического моделирования систем, методы декомпозиции и агрегирования, сравнительного анализа, системный анализ, теория эффективности, теория марковских процессов, теория вероятностей, методы статистического анализа.

Научная новизна заключается в развитии методов и совершенствовании моделей теории управления пожарным риском и проявляется в работе:

- в развитии научно-методических основ и механизмов координации управления в сфере снижения пожарных рисков на объектах с массовым пребыванием людей за счет внедрения и использования на объектах средств спасения и аварийной эвакуации;

- в разработке комплекса математических моделей процесса эвакуации людей с использованием средств аварийной эвакуации, учитывающей в себе технические характеристики спасательных средств и психофизиологические аспекты при эвакуации людей;

- в прогнозировании индивидуального пожарного риска на объектах с массовым пребыванием людей при условии применения на объектах средств спасения и аварийной эвакуации людей;

- в процессе обоснования возможностей применения на объектах с массовым пребыванием людей средств спасения и аварийной эвакуации;

- в результатах практической апробации разработанных в диссертации математических моделей;

- в процессе обоснования путей обеспечения нормативных значений показателя индивидуального пожарного риска на объектах с массовым пребыванием людей.

Научная новизна подтверждается:

- использованием достижений фундаментальных наук, строгими математическими доказательствами полученных результатов;

- новыми оригинальными аналитическими методами исследования.

Достоверность научных результатов подтверждается верификацией разработанного комплекса математических моделей посредством сравнения с результатами практической апробации использования спасательных средств аварийной эвакуации.

Научно-практическая ценность определяется возможностями применения методического аппарата, разработанного в диссертации:

- при формировании формализованного замысла и решений собственников объектов с массовым пребыванием людей на внедрение и применение средств спасения и эвакуации в интересах обеспечения требуемого уровня пожарного риска;

- для разработки руководящих действий и инструкций структурными подразделениями МЧС РФ при взаимодействии с собственниками объектов, в том числе при проверке поданных собственниками деклараций пожарной безопасности;

- для разработки системы поддержки принятия решения по управлению индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей;

- для организации учебного процесса при подготовке специалистов по специальности «Безопасность и защита в ЧС».

Реализация. Основные результаты диссертационной работы внедрены в Северо-Западном региональном центре МЧС России, в Международной группе компаний «Городской центр экспертиз» (GCE Group), Санкт-Петербургском Государственном Политехническом Университете. Внедрение результатов диссертационных исследований подтверждается актами о реализации.

Апробация работы. Основные результаты, полученные в процессе проведенных исследований обсуждались и получили одобрение научной общественности на:

- XVIII Международной научно-методической конференции «Высокие интеллектуальные технологии и инновации в образовательно-научной деятельности»; г. Санкт-Петербург, 17-18 февраля 2011 г.;

- Международной научно-практической конференции «XXXIX неделя науки СПбГПУ», г. Санкт-Петербург, 6-11 декабря 2010г.;

- Научно-методическом семинаре «Проблемы риска в техногенной и социальной сферах», г. Санкт-Петербург, май 2009г.;

- XII Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы, г. Санкт-Петербург, 15-16 мая 2008г.;

- 9-й Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», г. Санкт-Петербург, 3-6 апреля 2006 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 3 в источниках, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа содержит введение, три раздела с выводами по каждому разделу, заключение, список использованной литературы из 161 наименования, приложения (7 страниц); изложена на 189 страницах (с учетом приложения), включает 40 рисунков, 20 таблиц.

Выводы по 3-му разделу:

1. С целью практического применения разработанного комплекса моделей для оценивания величин индивидуального пожарного риска на объектах при использовании спасательных средств эвакуации людей, необходимо иметь исходные данные о трех базовых компонентах моделей, определенных в предыдущей части работы, а также виды законов распределения данных характеристик. Для этого предложено провести апробацию практического применения спасательных средств эвакуации. Необходимо определить статистические характеристики выборок случайных величин, позволяющих соотнести эти выборки к тому или иному известному закону распределения (т.е. решить задачу идентификации), а затем, при необходимости, проводить воспроизведение потока случайных величин, соответствующего этому закону в интересах расчетов вероятности эвакуации при использовании спасательных средств на основе разработанного комплекса моделей, либо имитационного моделирования процессов управления эвакуацией, когда аналитическое моделирование будет невозможно.

Рассматривались выборки случайных величин времени выбора и подготовки человека к эвакуации {Д/„}, а также времени непосредственно перемещения человека в зону пожарной безопасности при использовании спасательного средства {Л/э}.

2. Разработана блок-схема пилотной апробации процесса эвакуации с использованием спасательных средств, среди которых были рассмотрены:

- Комплект индивидуального самоспасения, модель «Самоспасатель-7»;

- Самоспасатель «Барс»;

- Лестница навесная спасательная «ЛНС-9»;

- Прыжковое спасательное устройство «Куб жизни» («Каскад-5»).

3. Проведенные исследования по апробации практического применения спасательных средств эвакуации (при эвакуации с высоты 15 метров) позволили выдвинуть и верифицировать гипотезы о теоретических распределениях потоков выбора и подготовки людей к эвакуации и потоков эвакуации людей при использовании спасательных средств, а также оценить их параметры. Получены плотности функций распределения времени подготовки к эвакуации и времени спуска в зону пожарной безопасности:

- при использовании спасательного средства «ЛНС-9»: ллнс"90) = 0,158е-0'158', /Г-9(0 = (4'°^13)4 ¿V40'013',

- при использовании спасательного средства «Самоспасатель—7»: усш<-7^ (5-0,01 I)5 0,011< ус<ш-7^ (4 • 0, 056)4

- при использовании спасательного средства «Барс»: гбарс (3-0,018)3 0,018/ {6аРс(Л = (4 • 0? 05)4 -4 0,05/

И V / ^ | ? 5 ^ ' ^ | '

- при использовании спасательного средства «Каскад-5»: = 0,085е~°'°85', /7б (0 = (2 • 0,078)21ег 0•078,.

4. Предложено проверить адекватность моделей, разработанных в диссертации путем сравнения полученных результатов с результатами серии натурных экспериментов процессов эвакуации людей из здания при применении спасательных средств эвакуации. При этом предлагается провести сравнительный анализ результатов, полученных на основе моделей, разработанных в диссертации и результатов, полученных на основе подхода, предложенного в [34].

Натурные эксперименты проводились на том же объекте, что и апробация практического применения спасательных средств, т.е. проводилась эвакуация людей той же возрастной категории. При этом, эвакуировались люди, не участвовавшие в апробации применения спасательных средств. Таким образом, как и в процессе апробации, рассматривалась категория неподготовленных людей, что обеспечило получение адекватных исходных данных.

5. Проведенные исследования свидетельствуют о высокой адекватности разработанных в диссертации моделей. Так при эвакуации по навесной спасательной лестнице «ЛНС-9» максимальная относительная погрешность расчетов составила 8,19%, на комплекте индивидуального самоспасения «Самоспасатель-7» - 19,5% (при этом относительная погрешность уменьшается с увеличением ^ ), на самоспасателе «Барс» - 3,92%, при использовании пневматического спасательного мата «Каскад-5» - 2,85%.

Сравнительный анализ относительных погрешностей при расчетах по методике, разработанной в диссертации, и методике, предложенной в Своде Правил «Средства индивидуальной защиты и спасения людей при пожаре.

Нормы и правила размещения и применения» показал, что разработанный в диссертации инструмент обладает большей точностью расчетов.

6. Разработанный комплекс математических моделей процесса эвакуации людей из здания с массовым пребыванием людей при использовании современных спасательных средств позволяет решать и обратную задачу - определения расчетного времени эвакуации людей из здания в условиях применения аварийных средств спасения и эвакуации.

Кроме того, разработанный комплекс адекватных математических моделей позволяет разработать научно обоснованные требования к оснащению объектов с массовым пребыванием людей средствами спасения и эвакуации с высоты для поддержания на объектах требуемого показателя значения индивидуального пожарного риска, осуществить прогноз практических результатов при внедрении на объектах с массовым пребыванием людей дополнительных средств спасения и эвакуации с высоты.

Заключение

Пожары являются наиболее распространенными причинами чрезвычайных ситуаций на объектах с массовым пребыванием людей, входящих в инфраструктуру Российской Федерации. Поэтому снижение риска пожаров до социально приемлемого уровня, включая сокращение числа погибших и получивших травмы в результате пожара людей, рассматривается как важнейший индикатор и показатель эффективности функционирования системы пожарной безопасности.

При этом пожары на объектах с массовым пребыванием людей, как правило, чреваты гибелью большого количества людей. Наглядное подтверждение тому трагедия, разыгравшаяся в развлекательном центре «Хромая лошадь» в 2009г., или пожар в ноябре 2003г. в Москве, когда произошел сильный пожар в здании общежития Российского университета дружбы народов, унесший десятки жизней.

В настоящее время Федеральным законом от 22.07.2008 №123-Ф3 "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности" определены регламентирующие требования пожарной безопасности, предъявляемые к объектам защиты, в том числе и к объектам с массовым пребыванием людей, определены нормативные значения индивидуального пожарного риска.

Несмотря на то, что вопросам противопожарной защиты объектов с массовым пребыванием людей МЧС России уделяет особое внимание, но проблемы обеспечения пожарной безопасности в них решаются не достаточно оперативно. Проведенный анализ показывает, что многие объекты не дооборудованы необходимым количеством эвакуационных выходов, системами обнаружения и оповещения людей в случаях пожара, а расчеты, согласно методике МЧС РФ [7] показали, что на многих объектах значения индивидуального пожарного риска не соответствуют нормативным [100].

Число погибших при пожарах в зданиях с массовым пребыванием людей общежития, школы, офисы, универмаги, гостиницы и т.п.) составляет около 2% от общего количества жертв огня, но, как правило, случаи гибели людей на этих объектах имеют большой общественный резонанс. Решение проблемы снижения риска гибели людей при пожарах в зданиях различного назначения зависит, главным образом, от обеспечения своевременной и надежной эвакуации до наступления критических значений опасных факторов пожара.

Зачастую в данных случаях могут придти на помощь дополнительные средства эвакуации и спасения людей при пожарах. Однако, в настоящее время отсутствуют научно-методические разработки, которые бы позволили регламентировать количественное и качественное оснащение объектов средствами спасения и эвакуации.

Диссертационная работа представляет собой комплекс теоретических и экспериментальных исследований, включая разработку подходов к использованию средств спасения и эвакуации с высоты на объектах с массовым пребыванием людей, направленных на снижение рисков < возникновения угроз и минимизации потерь от пожаров в условиях дефицита времени и пространства для эвакуации людей. Решаемая при этом научная проблема относится к классу задач управления риском с учетом динамических ограничений на используемые ресурсы. Важность решения этой проблемы в аспекте повышения уровня пожарной безопасности подтверждается многочисленными публикациями и широким обсуждением путей ее решения для различных сценариев развития угроз и последствий воздействия опасных факторов пожара.

Конечным результатом диссертационной работы является разработка методического аппарата для определения вероятности эвакуации людей из зданий при использовании спасательных средств эвакуации в случае наступления пожара, а также выработки управленческих решений по оснащению объектов с массовым пребыванием людей современными средствами спасения и эвакуации с целью достижения на объектах требуемого уровня значения индивидуального пожарного риска.

В работе поставлены и решены следующие задачи:

1. Поставлена и формализована задача моделирования аварийной эвакуации людей с высоты в интересах управления индивидуальным пожарным риском на объектах с массовым пребыванием людей.

2. Разработан комплекс математических моделей процесса аварийной эвакуации людей с высоты при использовании спасательных средств.

3. Разработан метод оценивания эффективности применения спасательных средств эвакуации при пожаре.

4. Проведена проверка адекватности разработанных математических моделей на основе данных натурного эксперимента применения спасательных средств аварийной эвакуации на объектах с массовым пребыванием людей.

При этом следует понимать, что никакое, даже самое совершенное и широко рекламируемое снаряжение не обеспечит 100%-ную гарантию успешного самоспасения с высоты в случае потери самообладания и дополнительных форс-мажорных обстоятельств, произошедших в процессе спуска. В данном случае речь может и должна идти о минимизации риска и тяжести последствий для жизни людей.

Количество объектов в РФ, которые подлежат контролю Госпожнадзора, превышает 5 млн. Численность чиновников этого ведомства не превышает 250тыс. человек - это означает, что выявить все недостатки в области пожарной безопасности на всех объектах практически невозможно. Исходя из этого, одним из путей повышения пожарной безопасности является то, что собственники, администрация вводимого в строй здания общественного назначения при сдаче в эксплуатацию своими силами должны продемонстрировать Госпожнадзору в действии все то, что ими декларируется для возможности самоспасения находящихся в помещениях здания людей. Все сразу встает на свои места - придется вникать в особенности приобретаемого снаряжения, готовить персонал и т.д. Спасательные службы в данном случае должны будут, на период демонстрации, обеспечить страховочные функции и безопасность проведения мероприятий.

Основные направления дальнейшего использования полученных в диссертации результатов:

- предложения научно-обоснованных рекомендаций по внесению изменений в Приказ МЧС РФ №382 от 30.06.2009 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности» в части, касающейся определения расчетного времени эвакуации людей из помещений и зданий в условиях применения дополнительных средств спасения и эвакуации; при формировании формализованного замысла и решений собственников объектов с массовым пребыванием людей на внедрение и применение средств спасения и эвакуации при пожарах в интересах обеспечения требуемого уровня пожарного риска; для разработки руководящих документов и инструкций МЧС РФ при взаимодействии с собственниками объектов, в том числе при проверке поданных собственниками деклараций пожарной безопасности;

- для разработки автоматизированной информационно-управляющей системы по спасению и эвакуации людей на объектах с массовым пребыванием людей в случае наступления пожара.

1. Федеральный закон от 22.07.2008 №123-Ф3 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».

2. Федеральный закон от 21.12.1994 №69-ФЗ «О пожарной безопасности».

3. Федеральный закон от 21.12.94 г. № 68-ФЗ "О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера".

4. Федеральный закон от 27.12.02 г. №184-ФЗ «О техническом регулировании».

5. Закон Санкт-Петербурга от 18.07.2005 №368-52 «О пожарной безопасности в Санкт-Петербурге».

6. Указ Президента Российской Федерации от 09.11.01 г. № 1309 "О совершенствовании государственного управления в области пожарной безопасности".

7. Приказ МЧС России от 30.06.2009г. №382 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности».

8. Приказ МЧС России от 10.07.2009г. №404 «Об утверждении методики определения расчетных величин пожарного риска на производственных объектах».

9. Приказ МЧС России от 21.11.2008г. №714 «Об утверждении порядка учета пожаров и их последствий».

10. Приказ МЧС РФ от 10 сентября 2002 г. № 428 "Об утверждении концепции развития единых дежурно-диспетчерских служб в субъектах Российской Федерации".

11. Приказ МВД РФ от 05.07.1995 №257 «Об утверждении нормативных , правовых актов в области организации деятельности государственной противопожарной службы».

12. Приказ МВД РФ и МЧС РФ от 25 декабря 2001 г. №1150/558 "О порядке использования системы связи и оповещения Государственной Противопожарной службы"

13. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

14. ГОСТ 12.1.033-81 ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения.

15. ГОСТ 12.1.033-81. Пожарная безопасность. Термины и определения.

16. ГОСТ Р 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.

17. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля.

18. ГОСТ Р 22.0.05-94. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения.

19. ГОСТ Р 22.0.06-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники природных чрезвычайных ситуаций. Поражающие факторы.

20. ГОСТ 26342-84 "Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Типы, основные параметры и размеры".

21. ГОСТ 27990-88 "Средства охранной, пожарной и охранно-пожарной сигнализации. Общие технические требования".

22. ГОСТ Р 53296-2009 "Установка лифтов для пожарных в зданиях и сооружениях. Требования пожарной безопасности".

23. ГОСТ Р 51901.1-2002 (МЭК 60300-3-9:1995) Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем.

24. ГОСТ Р 51901.4-2005. Менеджмент риска. Руководствопо применению при проектировании.

25. НПБ 169-01. Техника пожарная. Самоспасатели изолирующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний.

26. НПБ 190-2000. Нормы пожарной безопасности. Техника пожарная.

27. Баллоны для дыхательных аппаратов со сжатым воздухом для пожарных. Общие технические требования. Методы испытаний.

28. НПБ 302-2001. Техника пожарная. Самоспасатели фильтрующие для защиты органов дыхания и зрения людей при эвакуации из помещений во время пожара. Общие технические требования. Методы испытаний.

29. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской федерации.

30. СНиП 35-01-2001 Доступность зданий и сооружений для маломобильных групп населения.

31. СНиП 2.01.02-85* Противопожарные нормы.

32. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.

33. Свод правил 1.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы.

34. Свод правил 3.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Система оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Требования пожарной безопасности.

35. Свод правил 4.13130.2009. Средства индивидуальной защиты и спасения людей при пожаре. Норма и правила размещения и применения.

36. Свод правил 4.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям.

37. Свод правил 5.13130.2009. Системы противопожарной защиты. Установки пожарной сигнализации и пожаротушения. Автоматические нормы и правила проектирования.

38. СТО 01422789-001-2009. Проектирование высотных зданий. М. : ЦНИИЭП жилища, 2009.

39. ISO TS 16732. (2005). Fire Safety Engineering Guidanceon Fire Risk Assessment. International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.

40. Bickman, L., Herz, E., Edelman, P.,.& Rivers, D. An Evaluation of Planning and Training for Fire Safety in Health Care Facilities — Phase Two (Rep.

41. No. NBS-GCR-79-179). Washington, DC: National Bureau of Standards, 1979.

42. Bryan, J. L. Smoke as a Determinant of Human Behavior in Fire Situations (Project People) (Rep. No. NBS-GCR-77-94). Washington, DC: National Bureau of Standards, 1977.

43. Bryan, J. L. Fire Research in Human Behaviour. In Proceedings of the International Meeting of Fire Research and Test Centers. Lectures (pp. 73-94). Quincy, MA: National Fire Protection Association, 1986.

44. Fahy, R. F. & Proulx, G. Human Behavior in the World Trade Center Evacuation In Y. Hasemi (Ed.), Fire Safety Science — Proceedings of the Fifth International Symposium (pp. 713-724). 1997. Boston, MA: International Association for Fire Safety Science.

45. John R. Hall // High-Rise Building Fires. NFPA. June 2009.

46. Hall, J. R. (2006). Overview of Standards for Fire Risk Assessment. Fire Science and Technology, 25, pp. 55-62.

47. Hasofer, A. M., Beck, V. R., Bennetts, I. D. (2007). Risk Assessmentin Building Fire Safety Engineering. Oxford: Butterworth-Heinemann.

48. Karlsson, B. (2002). Fire Risk Index Method Multi Storey Apartment Buildings. FRIM-MAB. Version 2.0. Tratek, Rapport 0212053.

49. Loader, K. Behaviour of People in Fires. Fire Prevention, No. 127, 1978, p.26-29,

50. Meacham, B. J. (2008). A Risk-Informed Performance-Based Approach to Building Regulation. 7th International Conference on Performance-Based Codes and Fire Safety Design Methods, pp. 1-13.

51. NFPA 551. (2007). Guide for the Evaluation of Fire Risk Assessments. National Fire Protection Association.

52. PAS 79. (2007). Fire risk assessment Guidance and a Recommended Methodology. - British Standards Institution.

53. PD-7974-7:2003. Application of Fire Safety Engineering Principles to the Design of Buildings Part 7: Probabilistic Risk Assessment. - British Standards Institution.

54. Rasbash, D., Ramachandran, G., Kandola, В., Watts, J., Law,M. (2004). Evaluation of Fire Safety. N.Y.: J. Wiley & Sons.

55. SFPE Engineering Guide to Application of Risk Assessment in Fire Protection Design. (2006). Bethesda, MD: Society of Fire Protection Engineers.

56. Watts, J. M. (2002). Fire Risk Indexing. In: SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, Ch. 10. Section 5, Fire Risk Analysis, pp. 5-125 5-142. - Quincy, MA: National Fire Protection Association.

57. Wood, P. G. The Behaviour of People in Fires (Rep. No. Fire Research Note No. 953). England: Loughborough University of Technology, 1972.

58. Yung, D. (2008). Principles of Fire Risk Assessment in Buildings. -N.Y.: J. Wiley & Sons.

59. Абергауз Г.Г., Тронь А.П., Копенкин Ю.Н., Коровина И.А. Справочник по вероятностным расчетам. М.: Воениздат, 1966. -408 с

60. Айвазян С.А., Бухтшабер В.М., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности. Справочное издание. М.: Финансы и статистика, 1989. 697 с.

61. Акимов В. А., Лапин В. Л., Попов В. М. и др. Надежность технических систем и техногенный риск. М.: Деловой экспресс, 2002.

62. Акимов В.А., Новиков В.Д., Радаев Н.Н. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации: опасности, угрозы, риски. М.: ФИД «Деловой экспресс», 2001 г. -343 с.

63. Акимов В. А., Быков А. А., Востоков В. Ю. и др. Методические рекомендации по определению количества пострадавших при чрезвычайных . ситуациях техногенного характера. Проблемы анализа риска. Т. 4, № 4, 2007,с. 347-367.

64. Анализ служебной деятельности Главного управления МЧС России по Санкт-Петербургу за 2009 год.

65. Анисимов Б.П., Парышев Ю.В., Бруевич Д.Е. Повышения эффективности хозяйственной деятельности подразделений МЧС путем совершенствования методов управления их ресурсами. Вестник СПбИГПС, №11, СПб., 2006.

66. Артамонов B.C. Основные положения теории управлении риском. Вестник СПбИГПС, №1 4., СПб., 2004. с. 22-26.

67. Артамонов B.C. Роль и место концептуального моделирования в исследовании сложных систем. Материалы межвузовской НТК. СПб.: СПб МВД России, 1994.

68. Беллман Р., Гликсберг И., Гросс О. Некоторые вопросы математической теории процессов управления. -М., ИЛ, 1962.

69. Беляев C.B. Эвакуация зданий массового назначения. — Москва, Издательство Всесоюзной академии архитектуры, 1938.

70. Болодьян И. А., Шебеко Ю. Н., Карпов В. Л. и др. Руководство по оценке пожарного риска для промышленных предприятий. М.: ВНИИПО МЧС России, 2006.

71. Большее Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. -М.: Наука, 1983.

72. Бречалов С.Л. Моделирование процессов управления боевыми действиями подразделений пожарной охраны на основе теории массового обслуживания. Дис. к-та техн. наук. Спб, 2005* - 125с.

73. Брушлинский H.H., Кафидов В.В., Козлачков В.И. и др. Системныйанализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства. -М.: Стройиздат, 1998.-413 с.

74. Брушлинский H.H. О понятии пожарного риска и связанных с ним понятиях/ Пожарная безопасность: Научно-технический журнал.-М. 1999, №3. -с.84.

75. Брушлинский H.H., Соколов С.В., Клепко Е.А., Иванова О.В., Лупанов С.А. Динамика и анализ рисков гибели детей и взрослых при пожарах в РФ за 1991-2008гг. /Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация, № 4. 2009, с.21-26.

76. Брушлинский H.H. Пожарные риски. Вып. 1. Основные понятия -М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2004.

77. Бурлов В.Г., Матвеев A.B., Матвеев В.В., Потапов В.В. Основы теории анализа и управления риском в чрезвычайных ситуациях. Монография в 2-х томах.:- СПб.: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2003. 407с.

78. Вентцель Е.С. Исследование операций. М., Наука. 1969.

79. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. -М.: Наука, 1988,-480 с.

80. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. -М.: Кнорус, 2011,- 448 с.

81. Владимиров В.А., Воробьев В.Л. и др. Управление риском. Риск, устойчивое развитие, синергетика. М., 2000. -432 с.

82. Воробьев А.О. Среднемножественные модели распространения пожарных рисков // Пожаровзрывоопасность. 1998. -Вып.7- С. 40-57.

83. Воробьев Ю. Л., Копылов Н. П. Проблема обеспечения пожарнойбезопасности в зданиях с массовым пребыванием людей / Пожарная безопасность, № 2, 2006, с. 113-124.

84. Герасимов A.A., Сои Э.Г., Гурков A.C. Экономическая оценка народнохозяйственных потерь от пожаров. В кн. Методические проблемы обеспечения пожарной безопасности. -М.: ВНИИПО, 1991, с.203-212.

85. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. М., Наука. 1966.

86. Гнеденко Б.В., Даниелян Э.А., Димитров Б.Н., Климов Г.П., Матвеев В.Ф. Приоритетные системы обслуживания. М.: Изд-во МГУ, 1973. 447 с.

87. Гмурман Е.В. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. Изд. 9-е, стереотипное. М.: Высшая школа, 2004-404 с.

88. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З. Численные методы анализа. Изд. 3-е, перераб. М.: Наука, 1967. 368 с.

89. Дутов В.И., Чурсин И.Г. Психофизиологические и гигиенические аспекты деятельности человека при пожаре. М: Защита, 1993.

90. Ерёмченко М.А., Предтеченский В.М., Холщевников В.В. Нормирование коммуникационных путей учебных помещений школ // Жилищное строительство, 1977, № 10.

91. Жагров С. Небоскребы с ограниченными возможностями // Высотные здания. -2009. № 4-5; 2010. - № 1.

92. Иванов М.В., Матвеев A.B., Шевченко А.Б. Аналитическая модель системы управления пожарной безопасностью АЭС. Научно-технические ведомости СПбГПУ. Том 6. Информатика. Телекоммуникации. Управление., СПб, СПбГПУ. 2010г., с.91-95.

93. Иванов М.В., Матвеев A.B. Оптимизация программ защиты населения и территорий в чрезвычайных ситуациях. Монография.:- СПб: «Стратегия будущего» -2010, 106 с.

94. Ильичев A.B., Волков В.Д., Грущанский В.А. Эффективность проектируемых элементов сложных систем,- М.: Высшая школа, 1982

95. Юб.Кляхин В.Н., Матвеев В.В Один из путей обеспечения защищенности особо важных и потенциально опасных объектов. Вопросыоборонной техники. Технические средства борьбы с терроризмом. Серия 16. № 1,2. 2005.

96. Корольченко А.Я. Пожарная безопасность зданий: Доклад на конференции Восьмой международной специализированной выставки REALTEX (Москва, Манеж, 25.05.2003г).

97. Кошмаров Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещениях. М.: АГПС МВД России, 2000г.

98. Липшиц А.Л., Мальц Э.А. Статистическое моделирование систем массового обслуживания. М.: Сов. радио, 1978. 248 с.

99. Ю.Матвеев A.B. Системное моделирование управления риском возникновения чрезвычайных ситуаций. Дис. к-та техн. наук. Спб, 2007. -150с.

100. Ш.Матвеев A.B. Оценка и управление риском. Учебное пособие.: — Санкт-Петербург, НПО «Стратегия будущего», 2010, 279с.

101. Матвеев A.B., Кляхин В.Н. Организационные, технические и методические аспекты обеспечения безопасности особо важных и потенциально опасных объектов при возникновении чрезвычайных ситуаций. Монография.:- СПб., ООО «НП Святогор», 2005, 146 с.

102. Матвеев A.B. О методологических основах оценивания и управления риском возникновения ЧС на потенциально опасных объектах. // Сб. Проблемы риска в техногенной и социальной сферах, вып.1, СПбГПУ,2004.

103. Материалы селекторного совещания МЧС России по вопросу применения Федерального закона от 22 июля 2008 года № 123-ФЭ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

104. Микеев А. К. Пожар: Социально-экономические, экологические проблемы М: Пожнаука, 1994. - 386 с.

105. Моисеев H.H. Математические задачи системного анализа. -М.: Наука, 1981.-238 с.

106. Молчанов В. П., Болодьян И. А., Дешевых Ю. И. и др.(2001). Концепция объектно-ориентирован но го нормирования промышленных предприятий по пожарной безопасности. Пожарная безопасность, № 4,с. 94-106.

107. Пожарная безопасность. Научно-технический журнал. -М.: ФГУ ВНИИПО, №2, 2007.

108. Пожары и пожарная безопасность в 2009 г. Статистический сборник. -М.: ВНИИПО.-2009г.

109. Предтеченский В.М., Милинский А.И. Проектирование зданий с учетом организации движения людских потоков. М.: Изд. лит. по строительству, 1969; Berlin, 1971; Köln, 1971; Praha, 1972; U.S., New Delhi, 1978; Изд. 2. M.: Стройиздат, 1979.

110. Пресс-релиз МЧС России «Статистика пожаров в Российской Федерации за 2009 г.» http://www.mchs.gov.ru

111. Процкий В.Ю. Повышение безопасности людей при пожарах в зданиях с применением самоспасателей. Дис. к-та техн. наук. Москва,2005.-124с.

112. Пузач СВ. Математическое моделирование газодинамики и тепломассообмена при решении задач пожаровзрывобезопасности. —1. М.:АГПС МЧС России, 2002.

113. Резииков Б.А. Системный анализ и методы системотехники. Часть 1. -Л; МО СССР. 1990., 522 с.

114. Риордан Дж. Вероятностные системы обслуживания. М.: Связь, 1966. -184 с.

115. Розенберг В.Я. и др. Специальное математическое обеспечение управления. М.: Советское радио, 1980.

116. Романенко П.Н., Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. М., 1977.

117. Романовский В.И. Применения математической статистики в опытном деле. М., JL: ОГИЗ, 1947. 247 с.

118. Самошин Д.А., Кудрин И.С. Истратов Р.Н. К вопросу о безопасной эвакуации людей из высотных зданий. Пожарная безопасность в строительстве №6, 2010, стр. 64-67.

119. Самошин Д.А. Расчет времени эвакуации людей. Проблемы и перспективы. //Пожаровзвывобезопасность 2004, № 1, с.33-46.

120. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. -М.: Высшая школа, 1999 г.

121. Сухорученко B.C. Проблемы обеспечения безопасности населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Управления силами и средствами в условиях риска. Вестник СПбИГПС, №1, СПб., 2005.

122. Таранцев A.A. Случайные величины и законы их распределения. Справочное руководство. СПб.: СПБ ИГПС МЧС России, 2005 г.

123. Таранцев A.A., Эрюжев М.В. Об аналитических соотношениях в одноканальных незамкнутых СМО / Теория и системы управления №3, 2004, с. 84-91.

124. Таранцев A.A., Абдурагимов Г.И. Теория массового обслуживания в управлении пожарной охраной. М.: Академия ГПС МВД России, 2000. —101 с.

125. НО.Таранцев A.A. О способе выбора параметров СМО / Автоматика и телемеханика, №7,1999 г.

126. Теория людских потоков. Научная школа /Архитектурно-строительная энциклопедия, 2001. Том VII. С. 96.

127. Теребнев В.В., Теребнев A.B., Подгрушный A.B., Грачев В.А. Тактическая подготовка должностных лиц органов управления силами и средствами на пожаре: Учебное пособие. МлПожнаука, 2006, - 304с.

128. Туркин Б.Ф. Состояние и основные направления укрепления пожарной безопасности в Российской Федерации // Науч. технический журнал ПБИиТ 3(13)-4(14).-М.: ВНИИПО, 1995.-С. 149-157

129. Хан Г., Шапиро С. Статистические модели в инженерных задачах. М.: Мир, 1969.-395 с.

130. Хинчин А.Я. Работы по математической теории массового обслуживания. М.: ГИФМЛ, 1963.

131. Холщевников В.В., Самошин Д.А. Эвакуация и поведение людей при пожарах. Учеб. пособие. М.: Академия ГПС МЧС России, 2009. - 212 с.

132. Холщевников В.В., Самошин Д.А., Исаевич И.И. Натурные наблюдения людских потоков. Учеб. пособие. М.: Академия ГПС МЧС России, 2009.-191 с.

133. Холщевников В.В. Исследования людских потоков и методология нормирования эвакуации людей из зданий при пожаре. М.: МИНЬ МВД1. России, 1999.-93 с.

134. Холщевников В.В., Самошин Д.А., Белосохов И.Р., Истратов Р.Н., Кудрин И.С., Парфененко А.П. Парадоксы нормирования обеспечения безопасности людей при эвакуации из зданий и пути их устранения. Часть 1. Пожаровзрывобезопасность №3, 2011, с. 41-50.

135. Холщевников В.В., Самошин Д.А. Анализ процесса эвакуации людей из высотных зданий. /Жилищное строительство. 8,2008, с.24-26.

136. Холщевников В.В., Самошин Д.А. К вопросу безопасности использования лифтов при эвакуации из высотных зданий. Пожаровзрывобезопасность №6, 2006, с. 45-46.

137. Холщевников В.В. Проблемы оценки безопасности людей при пожаре в уникальных зданиях и сооружениях.// Пожаровзрывобезопасность, 2003,№4, с-21-27.

138. Хемминг Р.В. Численные методы для научных работников и инженеров. Изд. 2-е, испр. М.: Наука, 1972. 400 с.

139. Чермчен У.и др. Введение в исследование операций. -М., Наука 1968.

140. Шаровар Ф.И. Автоматизированные системы управления и связь в пожарной охране /Высш. инженер, пожар.-техн. школа МВД СССР. -М.: Радио и связь, 1987. -304с.

141. Шильдс Т. Дж., Бойс К.Е., Самошин Д.А. Исследование эвакуации крупных торговых комплексов// Пожаровзвывобезопасность 2002, № 6.

142. Шурин Е.Т., Самошин Д.А. Материалы X Научно-технической конференции «Системы безопасности» Международного форума информатизации, Москва, 24 окт., 2001. М.: Изд-во Акад. ГПС МВД России. 2001, с. 114-117.

143. Шурин Е.Т., Апаков A.B. Выделение групп населения по мобильным качествам и индивидуальное движение в людском потоке как основа. моделирования движения "смешанных" людских потоков при эвакуации // Проблемы пожарной безопасности в строительстве. М.:

144. Академия ГПС МВД России, 2001. С. 36^2.

145. Якуш С.Е., Эсманский Р.К. Анализ пожарных рисков. Часть 1: Подходы и методы. / Проблемы анализа риска, том 6, 2009, № 3, с.8-25.

146. Якуш С.Е., Эсманский Р.К. Анализ пожарных рисков. Часть 2: Проблемы применения. / Проблемы анализа риска, том 6, 2009, № 3, с.26-46.161. www.sitis.ru