автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Совершенствование подготовки персонала противопожарной службы на основе технологий имитационного моделирования пожаров в зданиях

СУБАЧЕВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЖАРОВ В ЗДАНИЯХ

Специальность: 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук д ^

□□3455916

003455916

СУБАЧЕВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОЖАРОВ В ЗДАНИЯХ

Специальность: 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в научно-образовательном комплексе организационно-управленческих проблем Государственной противопожарной службы Академии ГПС МЧС России.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Соколов Сергей Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Присадков Владимир Иванович

кандидат технических наук, доцент Денисов Алексей Николаевич

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский университет Государственной противопожарной службы МЧС России

Защита состоится 24 декабря 2008 года в 1400 часов на заседании диссертационного совета по защите кандидатских и докторских диссертаций Д205.002.01 по адресу: 129336, г.Москва, ул. Бориса Галушкина, 4, зал совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АГПС МЧС России.

Автореферат диссертации размещен на сайте www.ipb.mos.ru.

Автореферат разослан « 20 » М-ОХ^ЛЛ 2008 г. Исх. № /"/¿Г2_

Отзыв на автореферат с заверенной подписью и печатью просим направлять в Академию Государственной противопожарной службы МЧС России по указанному адресу.

Телефон для справок: (495) 683-19-05

Учёный секретарь диссертационного совета

С.Ю. Бутузов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Совершенствование подготовки персонала противопожарной службы невозможно без внедрения в процесс обучения современных компьютерных обучающих программ, имитационных систем и тренажёров, отражающих динамику развития пожара.

Применение таких систем позволяет отразить всю совокупность этих процессов и явлений во всей её сложности и взаимосвязях, значительно снизить затраты на натурное моделирование пожаров, сократить сроки и повысить уровень подготовки специалистов к принятию эффективных решений в области пожарной безопасности. Необходимость их внедрения в процесс профессиональной подготовки специалистов противопожарной службы неоднократно отражалась в работах Брушлинского H.H., Денисова А.Н., Кафидова В.В., Коломийца Ю.И., Мисюкевича Н.С., Семикова В.Л., Соболева RH. и других.

Однако существующие на сегодняшний день модели пожаров, большой вклад в развитие которых внесли Астахова И.Ф., Кошмаров Ю.А., Пузач C.B., Рыжов А.М. и другие, и имитационные системы на их основе не реализовывались для целей обучения. Они направлены на решение конкретных практических задач пожарной безопасности, отражают частные случаи горения веществ и материалов в помещениях определённой формы. При этом требуют для своего функционирования значительного времени из-за большого объёма производимых вычислений. А разработанные до настоящего времени имитационные системы развития пожаров в большинстве случаев не содержат в своей основе достаточно адекватных моделей пожаров. Они отражают развитие пожара дискретно (выполнены в виде светового табло), либо изменение оперативной обстановки в них запрограммировано заранее, в качестве сценария деловой игры (компьютерная программа-симулятор «Emergency 4: Global Fighters for Life» и другие). Это не позволяет использовать их для исследования всей совокупности процессов, протекающих при пожаре, изменять исходные данные, изучать влияние действий обучаемого на процесс тушения пожара и т.д., что в целом существенно ограничивает область их применения и снижает эффективность их использования в процессе обучения.

В связи с этим решение научной задачи по созданию обучающих компьютерных систем, работающих в условиях реального времени, является актуальной проблемой.

Данные системы могут быть использованы при организации подготовки персонала по дистанционной форме обучения, при моделировании чрезвычайных ситуаций различного характера на базе ситуационных центров подготовки

специалистов МЧС России, а также при традиционных формах обучения.

Создание таких систем возможно на основе применения технологий компьютерного имитационного моделирования, имеющих широкие возможности в описании и визуальном представлении исследуемых процессов, в интерактивном взаимодействии с обучаемыми в реальных масштабах времени.

Цель работы.

Повышение эффективности подготовки специалистов пожарной безопасности на основе разработки учебной компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях.

Объект исследования', профессиональная подготовка кадров в области пожарной безопасности.

Предмет исследования: подготовка персонала противопожарной службы на основе учебной компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях.

Задачи исследования:

1. Обоснование необходимости совершенствования процесса подготовки специалистов пожарной безопасности на основе компьютерных имитационных систем развития и тушения пожаров.

2. Анализ существующих математических моделей пожаров на предмет их использования при разработке имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях.

3. Разработка вероятностной имитационной модели распространения пожара по площади здания, позволяющей моделировать развитие пожара (в том числе прекращение горения) при одновременном нахождении в помещениях горючих материалов с различными свойствами и позволяющей применять интегральную математическую модель пожара к любой планировке здания.

4. Разработка на основе комбинированной модели пожара компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров (КИС РТП) в зданиях.

5. Определение области учебно-практических задач, решаемых с использованием КИС РТП.

6. Разработка вариантов и алгоритмов применения КИС РТП в процессе подготовки специалистов пожарной безопасности

Методы исследования.

Основными методами исследования, соответствующими природе решаемых задач, являются методы системного анализа и имитационного моделирования.

При разработке компьютерной имитационной системы применялись методы объектно-ориентированного анализа и программирования, методы теории графов и метод итераций.

Научная новизна работы.

Впервые проведён анализ существующих моделей пожаров и

разработанных на их основе компьютерных систем на предмет их использования в процессе подготовки персонала в области пожарной безопасности.

Разработана обучающая компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях, позволяющая в режиме реального и ускоренного времени моделировать развитие пожаров при любых конфигурациях помещений, произвольном количестве видов горючей нагрузки с разными характеристиками, произвольном количестве источников зажигания и противопожарных преград.

Использование этой системы позволит повысить качество подготовки специалистов в области пожарной безопасности на основе дифференциации обучения; высвобождения времени за счёт выполнения ЭВМ трудоёмких вычислений; компьютерной визуализации учебной информации; моделирования пожаров и выполнения на его основе лабораторных и курсовых работ; а также усиления мотивации и развитая мышления (наглядно-образного и теоретического), формирования умений принимать решения.

Практическая значимость.

КИС РТП может применяться на различных уровнях системы подготовки специалистов в области пожарной безопасности: в качестве визуальной вариативной модели при изучении процесса развития и тушения пожаров, а также в качестве тренажёра по формированию и совершенствованию навыков организации тушения пожаров, оценки проектных решений противопожарной защиты зданий и сравнения их экономической эффективности, исследования пожаров и оценки действий руководителя тушения пожара, определения требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций, определения необходимого времени эвакуации и решения других задач.

Кроме того, КИС РТП может быть использована для определения необходимого времени эвакуации, требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций и решения других практических задач пожарной безопасности.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационного исследования докладывались на заседаниях кафедры управления и экономики ГПС Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, рассматривались на заседаниях кафедры пожарной профилактики, учебно-методических семинарах и конференциях Уральского института ГПС МЧС России («Современные технологии обеспечения пожарной безопасности и роль учебных заведений пожарно-технического профиля в подготовке специалистов для решения задач ГПС МЧС России»: декабрь 2005 г.; «Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности в Российской Федерации»: апрель, декабрь 2007 г. и др.), международных научно-практических конференциях: «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, РГППУ, 2008 г.), «Управление непрерывным

образованием: структура, содержание, качество» (Екатеринбург, УрГТТУ, 2008 г.), публиковались в сборниках материалов других международных и межвузовских конференциях.

Публикации.

По теме исследования опубликовано 14 работ, одна из которых опубликована в рецензируемом научном издании, включённом в реестр ВАК МОиН РФ (журнал «Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций»).

Внедрение результатов работы.

Результаты диссертационной работы внедрены в практику учебной деятельности Уральского института ГТ1С МЧС России и Академии ГТТС МЧС России.

На защиту выносится.

1. Учебно-ориентированная компьютерная имитационная система моделирования развития и тушения пожаров в зданиях.

2. Комбинированная имитационная модель развития пожара на основе модели распространения пожара по площади и интегральной математической модели пожара.

3. Результаты проверки адекватности разработанной имитационной модели и целесообразность её использования для решения задач профессиональной подготовки персонала противопожарной службы.

4. Варианты применения КИС РТП в учебном процессе для различных категорий обучаемых.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографического списка и приложения. Общий объём диссертации 113 страниц. Работа иллюстрирована 33 рисунками и 7 таблицами. Библиографический список включает 102 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована цель диссертационной работы. Раскрывается научная новизна и методы исследования, а также указываются результаты работы, выносимые на защиту и их практическая значимость.

В первой главе — «Анализ проблем разработки и использования систем моделирования пожаров в процессе подготовки кадров в области пожарной безопасности» — проведён анализ состояния исследуемой проблемы, показана ограниченность и малая эффективность применения различных имитационных систем и тренажёров в системе подготовки специалистов пожарной безопасности.

Совершенствование подготовки кадров в области пожарной безопасности невозможно без внедрения в процесс обучения современных компьютерных

обучающих программ и тренажёров.

В такой области знаний, где практически невозможно наглядно отобразить сложные процессы и явления, происходящие в реальной жизни в связи с большими масштабами их проявления, крупными материальными затратами, а нередко и социальной опасностью проведения натурных экспериментов, компьютерное моделирование особенно актуально. Моделирование в процессе обучения можно рассматривать не только как способ обобщения и представления знаний, но и как орудие (средство) его формирования.

В работе показано, что существующие на сегодняшний день имитационные системы развития и тушения пожаров имеют ряд недостатков, существенно ограничивающих их применение в процессе подготовки специалистов в области пожарной безопасности. Это обусловлено либо их техническими возможностями, не позволяющими увидеть изменение площади пожара в режиме реального времени, либо отсутствием в их основе достаточно адекватной математической модели пожара.

Причём существующие математические модели пожаров, наиболее полно отражающие всё множество процессов, протекающих при горении, разрабатывались для решения конкретных практических задач пожарной безопасности, а не для учебных целей. Они неприменимы для разработки тренажёров и имитационных систем по следующим причинам:

1) из-за высокой детализации и точности их описания, большого объёма вычислений и требуемого для этого машинного времени (дифференциальные модели);

2) в связи с необходимостью разбиения помещения на характерные зоны с минимальной степенью неоднородности температурных и других полей параметров газовой среды (зонные модели), что невозможно сделать в условиях использования тренажёра: заранее неизвестны ни планировка помещений, ни расположение горючей нагрузки, проёмов и источников зажигания. Особенно если принять во внимание, что эти условия могут изменяться в процессе моделирования (открываться-закрываться проёмы, появляться новые источники зажигания и т.п.);

3) в связи с тем, что ни интегральные, ни зонные, ни дифференциальные модели пожаров не позволяют определить площадь пожара (они лишь отражают термодинамические, физико-химические, конвективные и другие процессы, сопровождающие горение вещества на некоторой уже известной площади), а ограниченность вспомогательных моделей распространения пожара по площади не позволяет их использовать в имитационных системах, предполагающих произвольное изменение планировки здания.

На основе только этих моделей невозможно разработать имитационную систему развития и тушения пожаров в зданиях, способную в реальном времени

отображать динамику изменения параметров состояния среды в помещениях, предполагающую изменение конфигурации помещений и интерактивно взаимодействующую с обучаемым в процессе моделирования, способную сформировать комплексное понимание процессов, происходящих при пожаре, и привить навыки принятия организационно-управленческих решений по тушению пожаров в зданиях и разработки рекомендаций по повышению уровня их противопожарной защиты.

В связи с этим, для реализации поставленной цели определены и сформулированы задачи исследования.

Во второй главе — «Моделирование основных закономерностей развития и тушения пожаров в зданиях» - решаются поставленные задачи разработки модели пожара, которая может быть положена в основу компьютерной имитационной системы учебного назначения.

Предложено площадь этажа здания представить в виде множества элементов - расчётных единиц площади (соответствующих квадратному метру, сантиметру и т.п.), каждый из которых имеет свои характеристики горючей нагрузки, в том числе линейную скорость распространения пламени.

Перед перерисовкой очередного кадра анимации распространение пожара в том или ином направлении от источника зажигания определяется вероятностью загорания каждого такого элемента, вычисляемой по формуле:

V -FP 4

где V - линейная скорость распространения пламени, выраженная в единицах [элемент/кадр_анимации]', FP - параметр, характеризующий количество и относительное расположение соседних горящих элементов. Он может принимать значение в интервале [0..12], т.к. «удельный вес» горящих элементов, расположенных ортогонально по отношению к рассматриваемому, принимается в 2 раза больше, чем диагонально расположенных:

FP = 2nt+nx, (2)

где и+ - количество горящих элементов, расположенных ортогонально по отношению к рассматриваемому; пх - количество горящих элементов, расположенных по диагонали относительно рассматриваемого.

Загорание элемента на текущем кадре анимации происходит при выполнении неравенства

Random < Р, (3)

где Random - случайное действительное число в интервале [0..1), получаемое при помощи генератора случайных чисел.

Высокая скорость функционирования данной модели достигается благодаря тому, что программой обрабатываются не все расчётные единицы площади плана

здания, а только те, которые представляют собой площадь пожара. Для этого создаётся три списка элементов:

СЬескЬ1БЪ - список указателей на ещё не горящие элементы, расположенные вплотную к фронту пожара (загорание которых собственно имитирует распространение пламени в том или ином направлении);

NewList - список указателей на элементы, которые предстоит зажечь на данном шаге счёта;

Г1геЫзЬ - список указателей на уже горящие элементы. Реализация модели происходит по следующему алгоритму: обрабатывается список СЬескЫэ»:: вычисляется вероятность загорания каждого элемента, при выполнении условия (3) он переносится в список ЫездЫз);;

обрабатывается список Ые1Л1з(:: элементы списка обозначаются красным цветом, у всех соседних элементов увеличивается значение № и они заносятся в список СЬескЫэЪ;

все элементы из NewList переносятся в Fi.rel.ist;

обрабатывается список ПгеЫз^ вычисляется площадь пожара и другие параметры, необходимые для реализации интегральной модели; пропорционально скорости выгорания уменьшается масса горючего материала; при выгорании всей массы, приходящейся на данный элемент, он удаляется из списка (затухание).

Благодаря возможности присваивать каждому элементу свои характеристики, становится возможным имитировать распространение пожара при одновременном нахождении в помещении произвольного количества различных видов горючей нагрузки, в том числе загорание дверей и перегородок с последующим переходом пожара в соседнее помещение (рис. 1, а).

Очевидно, что для создания источника зажигания и запуска процесса распространения пламени достаточно лишь поместить один из элементов в список Ыет/ЯЛ б ^

Показано, что такой подход позволяет:

добавлять любое количество источников зажигания в любой момент времени, имитировать скрытое распространение горения по коммуникациям и пустотам строительных конструкций, а также при помощи генератора случайных чисел выбирать случайное время и место их возникновения (рис. 1, б);

имитировать поведение негорючих строительных конструкций при достижении предела огнестойкости по ограждающей способности: соответствующая подмодель анализирует продолжительность обогрева стен с одной стороны, и по истечении определённого времени путём создания нескольких источников зажигания на противоположной стороне имитирует переход пожара в соседнее помещение (рис. 1, в).

Рис. 1. Моделирование распространения пожара

Обосновано ограничение описанной модели. За один кадр анимации фронт пожара (периметр) может переместиться только на один элемент (У„и„ = 1 эл./кадр), поэтому максимально возможная моделируемая линейная скорость распространения пламени в каком-либо направлении равна произведению частоты кадров и линейного размера квадрата, приравненного к элементу

(4)

где V ~ частота кадров анимации, с"1; а - линейный размер расчётной единицы площади, на которые разбивается площадь здания, м.

Таким образом, получена вероятностная модель распространения пожара по площади, позволяющая получить площадь (количественно) и форму площади пожара при любых введённых пользователем конфигурациях помещений, характеристиках горючей нагрузки и произвольном количестве источников зажигания. А её синтез с интегральной математической моделью пожара позволит как в реальном, так и в ускоренном режиме времени моделировать не только распространение пожара, но и отображать динамику изменения опасных факторов пожара (ОФП) в помещениях здания.

Интегральная математическая модель пожара представлена системой обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих изменение среднеобъёмных параметров состояния газовой среды в помещении в процессе развития пожара, которые впервые были сформулированы в 1976 г. проф. Ю.А. Кошмаровым. Они вытекают из фундаментальных законов природы - первого закона термодинамики для открытой термодинамической системы, законов сохранения массы и энергии. Эта система уравнений и алгоритмы её решения зависят от планировки здания, т.е. количества помещений и наличия проёмов между ними.

Поэтому в работе обосновано, что имитационная система должна обладать функциями анализа введённой пользователем планировки здания и автоматического построения соответствующей системы балансовых уравнений, чтобы не ограничивать конечного пользователя в проектировании модели здания.

Такая адаптивность разработанной модели стала возможной благодаря применению метода идентификации гидравлической схемы здания.

Для определения газообмена между помещениями и моделирования на его основе распространения продуктов горения по зданию, изменений температуры в помещениях и пр. в рамках интегрального подхода было предложено здание заменять гидравлической схемой - графом, узлы которого моделируют помещения здания, а ветви - связи между ними (проёмы), через которые осуществляется газообмен (рис. 2). Такой подход позволяет автоматически генерировать систему уравнений газообмена и систему дифференциальных уравнений пожара в соответствии с введённой пользователем планировкой здания без изменений кода программы.

Модель пожара реализуется с применением метода секущих и метода итераций.

В момент времени г = 0 методом секущих в каждом помещении здания вычисляется давление, при котором выполняется баланс массы с заданной точностью.

Определяя давление в /-ом узле гидравлической схемы, считаем, что давления во всех узлах, связанных с /-ым, известны и равны давлениям на предыдущем временном шаге (при г = 0 - атмосферному давлению). После того, как в процессе решения достигается заданная точность, осуществляется переход к г+1-му узлу этажа. Однако, при сведении баланса массы в 1+1-ом узле схемы, баланс массы в /-ом узле нарушается. Для того чтобы получить удовлетворительную точность решения балансовых уравнений для здания в целом предложено организовать итерационный процесс, суть которого состоит в многократном повторении расчёта давлений во всех узлах схемы до тех пор, пока при допустимой погрешности решения давления во всех узлах схемы не перестанут изменяться.

При моделировании тушения пожара также предложено применять вероятностный подход, при котором затухание пламени происходит по одной из следующих причин.

1. Вследствие полного выгорания горючей нагрузки на некоторой расчётной

Рис. 2. Построение графа помещений (узел 0 - атмосфера)

единице площади.

2. При снижении концентрации кислорода в помещении в результате свободного горения или в результате подачи азота или углекислого газа. Вероятность Р, затухания элемента на каждом кадре анимации (шаге счёта) вследствие снижения концентрации кислорода в помещении определяется формулой:

Р, = 1,1-6,25АГ, (5)

где К - функция режима пожара (регулируемый нагрузкой - регулируемый вентиляцией):

0,23

•ехр

0,23

(б)

где х, - средняя массовая доля кислорода в помещении; С = 1/(1 — ОД 2 / 0,23)2.

3. Затухание пламени имитируется также при подаче на данную площадь горения определённого расхода воды. При этом время затухания зависит от отношения фактической интенсивности подачи воды 1Ф к требуемой /„. (рис. 3):

г-р—0,37 ,

где 'СТУШ - время затухания пламени, мин; к = 1ф / 1п

(7)

с.

«

1ф./1тр.

Рис. 3. Зависимость времени затухания пламени от отношения фактической интенсивности подачи воды к требуемой

При такой зависимости время затухания пламени при подаче воды требуемой интенсивности составляет около 10 минут.

Исходя из количества элементов в одном квадратном метре площади моделируемого здания, равного 1600 м"2, и количества кадров счёта в минуту 300 мин" получена формула, описывающая вероятность затухания каждого элемента на текущем шаге счёта при подаче воды:

Р2 =1600

[-(3001

(8)

Полученная модель пожара содержит алгоритмы, использующие генератор случайных чисел. Поэтому в работе проанализированы результаты

моделирования при постоянных исходных данных и различных начальных значениях генераторов случайных чисел и доказано, что распределение получаемых чисел носит действительно случайный характер, не влияющий на поведение модели и получаемые результаты.

С этой целью было проведено в общем 10 запусков программы на трёх различных компьютерах без изменения начальных условий. По результатам испытаний площадь пожара в разные контрольные моменты времени моделирования не отличалась более чем на 1,4 м2. Максимальное отличие среднеобъёмной температуры в помещениях при разных испытаниях составляет 40 °С. А значения содержания кислорода колеблются в пределах не более 10 %. Аналогичные результаты получены при анализе изменений плотности, задымлённости, концентраций углекислого и угарного газов, избыточного давления в помещении, притока и оттока воздуха в проёме.

Таким образом, полученные данные позволяют сделать вывод, что разработанная вероятностная модель обладает достаточной устойчивостью результатов, и генерация случайных чисел не приводит к неадекватному поведению модели или беспорядочному изменению результатов при неизменных исходных данных.

Следует отметить, что наряду с устойчивостью аналитических данных, получаемых с помощью разработанной модели пожара, как дидактический инструмент в целом она, всё же, обладает необходимой вариативностью: в программе может быть предусмотрена возможность моделирования случайного отказа систем пожаротушения или вентиляции, снижения предела огнестойкости строительных конструкций, случайного места и времени возникновения источника зажигания и т.п. Такие случаи приводят к принципиальному изменению моделируемой оперативной обстановки и способствуют развитию у обучаемых представления о пожаре как о случайном и, в общем случае, непредсказуемом процессе; формируют навыки анализа уровня противопожарной защиты объекта при различных вариантах развитня пожара.

Обязательным требованием, предъявляемым к любой математической модели какого-либо процесса, является её адекватность, т.е. достаточная для практического использования этой модели точность описания реального процесса. Конечно, наиболее полным и объективным методом проверки разработанной модели развития и тушения пожара было бы сравнение результатов моделирования с эмпирическими данными, полученными на реальных пожарах или в результате лабораторных исследований.

Однако, во-первых, таких данных на сегодняшний день крайне мало (кроме некоторых обобщённых характеристик задымления и температурных характеристик пожаров помещений с типичными горючими нагрузками йот определённого функционального назначения). Кроме этого, в источниках, где

приводятся эти данные, отсутствуют какие-либо описания расположения и размеров проёмов, расположения и точных характеристик горючей нагрузки и т.д., что делает невозможным моделирование аналогичного пожара. Во-вторых, аналитическая составляющая, математический аппарат комбинированной модели осиоваи на «классической» интегральной модели пожара, адекватность которой на современном уровне представлений о развитии пожара признана удовлетворительной, которая положена в основу ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования», и которая в рамках решения поставленных задач достаточно точно описывает динамику пожара. В-третьих, в процессе подготовки специалистов пожарной безопасности с применением имитационных систем важную роль играют не столько количественные, сколько качественные характеристики процессов, происходящих при пожаре, т.е. влияние различных действий обучаемого на общий характер и динамику изменения опасных факторов пожара при его развитии и тушении.

Поэтому было проведено сравнение разработанной комбинированной модели с другими аналитическими моделями пожара, применяемыми на практике, именно в качественном аспекте.

Сравнивались характеристики изменения среднеобъёмной температуры в помещении, полученные при помощи:

стандартной (рис. 4, а) и учитывающей проёмность помещения (рис. 4, б) кривой «температура - время» (с началом координат, перенесённым в точку, соответствующую 1 минуте);

методики, изложенной в ГОСТ «Пожарная безопасность. Общие требования», применяемой для определения требуемого времени эвакуации людей (рис. 4, в);

компьютерной программы «ЮТМОБЕЬ», реализующей «классическую» интегральную математическую модель пожара (рис. 4, г);

разработанной комбинированной модели развития и тушения пожара в здании (рис. 4, д).

Были получены весьма схожие результаты. Так необходимое время эвакуации, обусловленное достижением среднеобъёмной температурой критического значения (70 °С), определённое по графикам в, г и д практически совпадает и составляет около 43 секунд.

Средние скорости нарастания среднеобъёмной температуры (углы касательных к графикам, проведённых через точки, соответствующие 0,5..1,5 мин.) по результатам всех пяти моделей приблизительно одинаковы.

В момент наступления максимальной температуры пожара (3,8 мин) величины температур, полученные по моделям а, б, гид отличаются не более чем на 10% от среднего значения.

Время, мин

Рис. 4. Изменение среднеобъёмной температуры в помещении при пожаре

Для сравнения изменения парциальной плотности кислорода во времени применялись:

модель, используемая для определения необходимого времени эвакуации, изложенная в ГОСТ «Пожарная безопасность. Общие требования» (рис. 5, а); модель, воспроизводимая программой «ЮТМОБЕЬ» (рис. 5, б) и разработанная комбинированная модель пожара (рис. 5, в). Необходимое время эвакуации, обусловленное снижением парциальной плотности кислорода до критического значения (226 г/м3) по всем трём моделям составило около 96 с (с расхождением 6%).

Время, мин Рис. 5. Изменение среднеобъёмной парциальной плотности кислорода в помещении при пожаре

Таким образом, показано, что результаты, получаемые с помощью разработанной модели, аналогичны результатам, получаемым с помощью других общепризнанных математических моделей пожаров, официально применяемых на практике для определения пределов огнестойкости строительных конструкций и необходимого времени эвакуации, не только в качественном, но и при некоторых равных условиях в количественном отношении. Это обуславливает пригодность разработанной модели для широкого и многопланового применения как минимум в рамках настоящего исследования.

В третьей главе — «Применение компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях при подготовке специалистов пожарной безопасности» - приведена общая структура и краткая характеристика возможностей разработанной имитационной системы, показана эффективность её применения и примеры решения характерных учебно-практических задач пожарной безопасности.

Компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях как компьютерная программа представляет собой совокупность разработанной комбинированной имитационной модели развития и тушения пожара и комплекса программных средств, обеспечивающих ввод, изменение и обработку исходных данных, проведение имитационных экспериментов, обработку и анализ результатов моделирования (рис. 6).

При разработке имитационной системы особое внимание уделено наглядности результатов моделирования, доступности и простоте интерфейса программы, ориентированной на людей с различным (в том числе низким) уровнем подготовки к работе с компьютером. Плохое умение обучаемых работать с компьютерными программами не должно отражаться на эффективности применения подобных имитационных систем.

Ввод планировки здания, расстановка источников зажигания, систем противопожарной защиты, выбор различных опций осуществляется мышью при помощи инструментов редактирования объекта. Ввод детальных характеристик осуществляется через контекстное меню.

Модуль редактирования также оснащён открытой базой данных различных видов горючей нагрузки, что обеспечивает адаптацию имитационной системы к учебным задачам конкретных дисциплин или занятий. Есть возможность добавлять новые, а также выбирать и редактировать имеющиеся характеристики.

Обеспечена интерактивная связь между пользователем и исследуемой моделью: в процессе имитации обучаемый может управлять как процессом тушения пожара (включать-выключать вентиляцию, системы водяного и газового пожаротушения), так и изучать влияние различных действий (например, открытие оконных и дверных проёмов) на его свободное развитие.

Загрузка

Анализ планировки здания

1 г

Подготовка матрицы пикселей

Идентификация гидравлической схемы

здания и составление системы дифференциальных уравнений пожара

Модуль редактирования

База данных

к

! I

Модель распространения пожара

а ¡5

в з

5 3

\

Л \ 1

Баланс массы

Баланс энергии

Баланс кислорода

Баланс продуктов горения

Баланс опт. плотн. дыма

Ручное и автоматическое управление проёмами

Ручное и автоматическое управление системами пожаротушения и вентиляции

Модель ! поведения

строительных I конструкций

I Модель тушения водой, [азотом, углекисл. газом

Рис. 6. Общая структура КИС РТП

Постоянно происходит отображение картины пожара на экране дисплея (рис. 7), накопление и отображение графиков получаемых данных, которые после завершения моделирования могут быть выведены в различных формах (на печать, в файл в виде графиков или таблиц).

\т КИС Развития и тушения пожара - 2.5сп

Файл Редактирование имитация Анализ

|| Н Скорость: 1 J Мощнвщео- I J ф

Рис. 7. Отображение результатов моделирования

В таблице 1 приведены основные характеристики разработанной имитационной системы в сравнении с используемой в настоящее время программой «ГЫТМОБЕЬ», реализующей классическую интегральную модель пожара в помещении.

Использование КИС РТП позволяет существенно повысить эффективность подготовки персонала противопожарной службы. Во-первых, налицо экономическая эффективность: имитационная система позволяет моделировать как реально произошедшие пожары для их исследования, так и гипотетические, избавляя от больших расходов, связанных с проведением натурных испытаний.

Во-вторых, существенно сокращается время на проведение трудоёмких расчётов во время занятий, т.к. программа в результате работы выдаёт все интересующие параметры развития пожара в любой необходимой для учебного процесса форме: графики, таблицы, анимационное отображение параметров пожара. Основное внимание обучаемых отводится на анализ этих данных, изучение сущности и взаимосвязей исследуемых процессов.

В-третьих, неоднократно доказана многими учёными и педагогами профессионального образования методическая и познавательная ценность и эффективность имитационных систем.

Внедрение КИС РТП в процесс подготовки специалистов пожарной

безопасности позволит реализовать на практике деятелъностный подход и активные методы обучения, сократить время на изучение сложных газодинамических и теплообмеиных процессов, происходящих при пожаре, повысить мотивацию к занятиям.

Таблица 1

Сравнительная характеристика возможностей КИС РТП и программы «INTMODEL»

Параметр «INTMODEL» КИС РТП

Количество помещений 1 Ограничено только мощностью компьютера и соответствующим временем вычислений (помещения могут отделяться друг от Друга горючими и негорючими стенами с разными пределами огнестойкости)

Форма помещений Прямоугольная Произвольные многоугольники

Количество типов горючей нагрузки (одновременно) 1 Не ограничено

Форма площади, занятой горючей нагрузкой Прямоугольная, в центре помещения Произвольная

Источники зажигания 1 (в центре площади, занятой горючей нагрузкой) Любое количество, произвольное (в том числе случайное) место и время возникновения

Распространение горения Круговое Учитывается форма помещений, наличие проёмов и преград, расположение и характеристики горючей нагрузки и др. (в том числе с несколькими источниками зажигания)

Вентиляция Приточная и (или) вытяжная Любое количество и условие включения (при указанной температуре, задымлении и др.) приточной и (или) вытяжной вентиляции в каждом помещении; также ручное управление в процессе моделирования

Пожаротушение Азотом или углекислым газом (один источник и время включения) Азотом, углекислым газом и (или) водой (из любого количества источников с произвольным условием включения); также ручное управление в процессе моделирования

Интерфейс Операционная система MS-DOS. Табличное и графическое (графики) отображение результатов Операционная система Windows ХР. Визуальный ввод данных (при помощи мыши), анимационное отображение развития пожара в реальном и ускоренном режиме времени, графики изменения параметров состояния среды в помещениях, база данных различных видов горючей нагрузки

Следует отметить, что, с одной стороны, разработанная имитационная система является открытой для внедрения других подмоделей (например, модели эвакуации людей из здания), с другой стороны, сама модель может быть интегрирована, предположим, в системы автоматизированного проектирования зданий и сооружений, подобные АгсЫСАО, что открывает широкие перспективы для исследований в этой области.

В работе предложено использование КИС РТП в процессе решения учебно-практических задач при изучении таких дисциплин как «Пожарная тактика», «Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре», «Производственная и пожарная автоматика», «Экономика пожарной безопасности», «Прогнозирование опасных факторов пожара» и других специальных дисциплин в области пожарной безопасности, а именно:

основы теории возникновения и распространения горения, общие закономерности развития пожаров; пути распространения пожара;

тепло- и массообменные процессы и явления, сопровождающие горение; материальный и тепловой баланс процесса горения;

общие закономерности процессов прекращения горения на пожарах; закономерности поведения строительных конструкций зданий и сооружений в условиях пожара и принципы обеспечения их противопожарной устойчивости;

пределы огнестойкости строительных конструкций; степень огнестойкости зданий;

принципы внутренней планировки зданий, способствующие обеспечению пожарной безопасности; противопожарные преграды;

оценка пожарной опасности и уровня противопожарной защиты зданий; разработка рекомендаций и технических решений по повышению уровня противопожарной защиты объектов;

обеспечение безопасной эвакуации людей из зданий и сооружений; противодымная защита зданий и сооружений; анализ пожарных рисков;

выбор и сопоставление вариантов обеспечения пожарной безопасности, сравнение их экономической эффективности;

оценка времени обнаружения пожара и принципы размещения пожарных извещателей на объектах;

область применения и эффективность автоматических установок пожаротушения;

оценка и прогнозирование обстановки на пожаре, изучение и экспертиза реально произошедших пожаров; методы расчёта сил и средств, необходимых для тушения пожаров, разработка документов предварительного планирования боевых действий

пожарных подразделений;

тактика тушения пожаров в зданиях;

основные математические модели пожаров и области их применения.

В процессе рассмотрения этих вопросов часто сталкиваются с проблемой наглядного отображения различных процессов, происходящих при пожаре.

Математические методы и модели играют ведущую роль в достижении этой цели. Таким образом, математика в данном контексте является неотъемлемым инструментом обучения, но, в то же время, источником хорошо известных всем трудностей преподавания: для осознания нового материала учащемуся сначала приходится осваивать новый математический аппарат, учиться его правильно использовать, и это при условии, что изучаемое явление ему плохо знакомо. КИС РТП позволит моделировать и отображать их, не прибегая к математическим моделям непосредственно.

Только убедившись, что требуемая глубина качественного понимания увиденного достигнута, можно и нужно демонстрировать методы математической формализации, соединяя качественное и количественное описания в единое целое.

Необходимо повышать мотивацию обучаемых, имитируя их будущую практическую деятельность, усиливая возможности анализа изучаемых явлений и процессов. Вот некоторые виды такой деятельности, осуществляемые с применением КИС РТП, которые необходимо внедрять в процесс обучения:

1. Экспертиза и оценка проектных решений по противопожарной защите зданий, сравнение их экономической эффективности, разработка рекомендаций по повышению уровня противопожарной защиты объектов. Критериями оптимизации здесь могут послужить: площадь пожара; максимальная среднеобъёмная температура в помещениях, задымлённостъ, другие ОФП, продолжительность их действия и время наступления критических значений; время обнаружения пожара и срабатывания различных систем противопожарной защиты и др.;

2. Анализ пожарных рисков. Определение уровня обеспечения пожарной безопасности людей и обоснования требований к эффективности систем обеспечения пожарной безопасности людей в соответствии с приложением 2 ГОСТ 12.1.004-91 «Пожарная безопасность. Общие требования»;

3. Исследование пожаров, оценка действий руководителя тушения пожара. В этом случае большее внимание уделяется не характеристикам свободного развития пожара, а периоду его тушения. Рассматриваются различные варианты выбора решающего направления боевых действий, средств тушения, варианты вскрытия оконных проёмов, включения стационарных систем противопожарной защиты и др.;

4. Определение требуемых пределов огнестойкости строительных

конструкций, противопожарных окон и дверей. Определение необходимого запаса огнетушащих веществ, исходя из требуемой интенсивности их подачи и времени ликвидации пожара;

5. Определение необходимого (максимально возможного) времени эвакуации из здания, исходя из пожароопасных свойств горючей нагрузки и времени наступления критических значений ОФП. Поиск оптимальных вариантов расположения горючей нагрузки по площади помещений, расстановки противопожарных преград и т.п. с целью увеличения этого времени;

6. Прогнозирование обстановки на пожаре в целом. Разработка документов предварительного планирования боевых действий пожарных подразделений (оперативных планов тушения пожара) и действий персонала объектов (планов эвакуации).

В диссертации приведены примеры решения некоторых из перечисленных пожарно-технических задач с помощью КИС РТП.

В целом, использование КИС РТП целесообразно практически на всех уровнях системы подготовки специалистов пожарной безопасности, на различных формах занятий (рис. 8,9).

В учебных центрах - на занятиях с рядовым и младшим нач.составом ГПС - при рассмотрении вопросов прогнози-рования обстановки на гтожаре при его тушении, эффективности применения стационарных систем противопожарной защиты,

управления эвакуацией и др.;

)

На курсах повышения квалификации и заочных формах обучения - на занятиях с практическими работниками ГПС -должностными лицами оперативных и надзорных служб и нормативно-технических отделов, а также с работниками проектных и страховых организаций_

Рис.8. Области применения КИС РТП для подготовки специалистов в области пожарной безопасности

В заключении диссертационной работы обобщаются результаты, выносимые на защиту, и излагаются основные выводы исследования.

Выявлена актуальная проблема отсутствия и необходимости внедрения в процесс подготовки специалистов пожарной безопасности имитационных систем развития и тушения пожаров как технических средств обучения.

Применение технологий компьютерного имитационного моделирования при создании таких систем значительно расширяет их возможности в описании и визуальном представлении исследуемых процессов.

В средних и высших учебных заведениях - на лекционных и практических занятиях с курсантами и студентами то специальным .дисциплинам, при выполнении ими лабораторных, контрольных, ¡курсовых и дипломных работ_

На предприятиях и в подразделениях

ГПС: при проведении вводных и текущих противопожарных инструктажей, разработке планов эвакуации и тушения пожара, отработке совместных с противопожарной ! службой действий и т.п._

КИС РТП

Лекции Визуальное сопровождение при изучении теоретических вопросов специальных дисциплин:

ЕЕ: общие закономерности развития пожаров; пути распространения пожара; тепло- и массообменные процессы и явления, сопровождающие горение; материальный и тепловой баланс; тактика тушения пожаров; обеспечение эвакуации людей; поведение строительных конструкций при пожаре и многие другие

ЦЦ в Практические занятия Формирование и совершенствование навыков решення практических задач пожарной безопасности:

определение требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций и степени огнестойкости зданий; определение необходимого времени эвакуации; анализ пожарных рисков; расчёт сил и средств, необходимых для тушения пожара

В Лабораторные работы Обобщение и систематизация знаний на основе компьютерного моделирования пожаров

Е!^ выявление и исследование закономерностей, систематизация знаний о взаимосвязях протекания газообменных и термодинамических процессов при пожаре; постановка собственных опытов и экспериментов для более глубокого изучения и анализа процессов развития и тушения пожара

да Чо Курсовое и дипломное проектирование Решение прикладных задач:

сравнение экономической эффективности проектных решений по противопожарной защите зданий; анализ пожарных рисков; определение требуемых пределов огнестойкости и необходимого времени эвакуации; анализ вариантов выбора решающего направления боевых действий по тушению пожара, средств тушения, вариантов вскрытия оконных про-ёмов, включения стационарных систем противопожарной защиты и др.

Рис.9. Варианты применения КИС РТП в учебном процессе

Проведён анализ существующих моделей основных термо- и газодинамических процессов, происходящих при пожарах в зданиях. Показаны недостатки или невозможность их непосредственного использования для разработки таких имитационных систем: из-за большого объёма вычислений и требуемого для этого машинного времени; в связи с необходимостью разбиения помещения на характерные зоны, что невозможно сделать в условиях использования тренажёра; а также в связи с тем, что существующие модели не позволяют отражать распространение пожара по нескольким помещениям.

Разработана вероятностная имитационная модель распространения пожара по площади, позволяющая с достаточной для использования в обучающих имитационных системах скоростью моделировать развитие пожара (в том числе прекращение горения) при одновременном нахождении в помещениях горючих материалов с различными свойствами и позволяющая получить площадь пожара при любой планировке здания.

На основе интегральной математической модели пожара и модели распространения пожара по площади разработана компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях, позволяющая в реальном и ускоренном режиме времени отображать динамику развития пожара. Система интерактивно взаимодействует с обучаемым в процессе моделирования, способствует формированию комплексного понимания всех процессов, происходящих при пожаре, и совершенствованию навыков принятия организационно-управленческих решений по тушению пожаров в зданиях и разработки рекомендаций по повышению уровня их противопожарной защиты.

Показана область учебно-практических задач, решаемых с использованием разработанной системы, предложены варианты применения имитационной системы в учебном процессе для различных категорий обучаемых и форм подготовки.

Её внедрение в процесс подготовки персонала противопожарной службы решает проблему наглядного отображения сложных процессов и явлений, происходящих при пожаре; позволит значительно снизить расходы, повысить эффективность обучения и уровень подготовки специалистов к принятию верных организационно-управленческих решений в области пожарной безопасности.

Основное содержание диссертации и результатов исследования отражено в следующих публикациях автора:

1. Имитационная система моделирования развития и тушения пожара в здании и разработка на её основе тренажёра по организации тушения пожаров [Текст] / C.B. Соколов, C.B. Субачев // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. - 2008. - №2. - С.102-106.

2. Проблемы и перспективы разработки обучающих программ в качестве компьютерных тренажёров по тушению пожаров в режиме реального времени

[Текст] / C.B. Субачев // Наука и образование - 2005 : материалы междунар. науч.-практ. конф. Том 35. Проблемы подготовки специалистов / Днепропетровск, 7-21 февраля. - Днепропетровск, 2005. - С.28-31.

3. Методологические основы разработки и программная реализация имитационных моделей развития и тушения пожаров в зданиях [Текст] / C.B. Субачев // Информационные и коммуникационные технологии как инструмент повышения качества профессионального образования : материалы I международной интернет-конференции / Рос. гос. проф.-пед. ун-т., Екатеринбург, 15-30 апреля. - Екатеринбург, 2005. - С.164-169.

4. Опыт использования технологии DirectX при разработке компьютерных тренажёров по тушению пожаров в зданиях [Текст] / C.B. Субачев // Динамика научных исследований - 2005 : материалы IV междунар. науч.-практ. конф. / Днепропетровск, 20-30 июня. - Днепропетровск, 2005. - С.31-34.

5. Разработка тренажёра по тушению пожаров в зданиях на основе компьютерной модели развития пожара по площади [Текст] / C.B. Субачев // Современные технологии обеспечения пожарной безопасности и роль учебных заведений пожарно-технического профиля в подготовке специалистов для решения задач Государственной противопожарной службы в системе МЧС России : материалы науч.-практ. конф. / Уральский институт ГПС МЧС России, Екатеринбург, 15 декабря. - Екатеринбург : Изд-во Уральского института ГПС МЧС России, 2005. - С.30-32.

6. Разработка тренажёра-имитатора по тушению пожаров в зданиях на основе компьютерной модели развития пожара по площади [Текст] / C.B. Субачев // Вестник Академии Государственной противопожарной службы. - 2006. — №6. -С. 120-126.

7. Новые технологии - в обучение [Текст] / C.B. Субачев // Пожарное дело. -2006. -№10. -С.32.

8. Разработка имитационной модели развития пожара реального времени [Текст] / C.B. Субачев // Современные направления теоретических и прикладных исследований : сб. науч. трудов по материалам междунар. науч.-практ. конф. Том 3. Технические науки / Одесса, 15-25 марта. - Одесса, 2007. - С.63-66.

9. Имитационное моделирование пожара в реальном времени и разработка на его основе тренажёра по тушению пожаров в зданиях [Текст] / C.B. Субачев И Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности в Российской Федерации : материалы I междунар. науч.-практ. конф. 4.2 / Уральский институт ГПС МЧС России, Екатеринбург, 19 апреля. - Екатеринбург: УрИ ГПС МЧС России, 2007. - С.21-25.

10. Разработка тренажёра по тушению пожаров в зданиях на основе имитационной модели развития пожара по площади [Текст] / C.B. Субачев // Междисциплинарные исследования проблем обеспечения безопасности

жизнедеятельности населения в современных условиях : тезисы докладов XII междунар. науч.-практ. конф. / Москва, 18-20 апреля. -М., 2007.

11. Реализация интегральной математической модели пожара в компьютерной имитационной системе развития пожара в здании [Текст] / C.B. Субачев, A.A. Субачева // Актуальные проблемы обеспечения безопасности : материалы II междунар. науч.-практ. конф. / Уральский институт ГПС МЧС России, Екатеринбург, 5 декабря 2007. - Екатеринбург: Издательский Дом «Ажур», 2008. - С.217-221.

12. Проблемы, перспективы и опыт использования имитационных мультимедийных технологий при изучении дисциплины «Прогнозирование опасных факторов пожара» [Текст] / C.B. Субачев, A.A. Субачева // Новые информационные технологии в образовании : материалы междунар. науч.-практ. конф. 4.2 / Рос. гос. проф.-пед. ун-т., Екатеринбург, 26-28 февраля. -Екатеринбург, 2008. - С.92-94.

13. Подготовка специалистов противопожарной службы на основе компьютерного тренажёра по организации тушения пожаров [Текст] / C.B. Субачев, A.A. Субачева // Управление непрерывным образованием: структура, содержание, качество : сб. науч. статей VI междунар. науч.-практ. конф. / ГОУ ВПО «УрГПУ», 28 марта. - Екатеринбург, 2008. - С.303-305.

14. Имитационное моделирование развития и тушения пожаров в системе подготовки специалистов противопожарной службы [Текст] / C.B. Субачев, A.A. Субачева // Прикладная информатика. - 2008. - №4. - С.27-37.

Академия ГПС МЧС России. Тираж 100 экз. Заказ

Введение.

Глава 1. Анализ проблем разработки и использования систем моделирования пожаров в процессе подготовки кадров в области пожарной безопасности.

1.1. Обоснование необходимости совершенствования подготовки специалистов пожарной безопасности на основе имитационных систем моделирования пожаров.

1.2. Понятие, классификация и обзор моделей пожаров.

1.3. Классификация и структура компьютерных тренажёров.

1.4. Анализ существующих тренажёров организации тушения пожаров.

1.5. Проблемы использования математических моделей пожаров в режиме реального времени.

1.6. Выводы, постановка задач исследования.

Глава 2. Моделирование основных закономерностей развития и тушения пожаров в зданиях.

2.1. Вероятностная имитационная модель распространения пожара.

2.1.1. Метод определения площади пожара.

2.1.2. Ограничения метода.

2.1.3. Практическая реализация.

2.2. Интегральная математическая модель пожара.

2.3. Комбинированная модель пожара для системы нескольких помещений.

2.4. Моделирование процессов прекращения горения.

2.5. Устойчивость результатов моделирования.

2.6. Проверка адекватности комбинированной модели пожара.

Глава 3. Применение компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях при подготовке специалистов пожарной безопасности.

3.1. Структура и реализация КИС РТП.

3.2. Методологические основы исследования сложных систем с применением имитационного моделирования.

3.3. Применение КИС РТП в учебном процессе.

3.4. Примеры использования КИС РТП при решении учебно-практических задач в области пожарной безопасности.

3.4.1. Выбор оптимального варианта противопожарной защиты помещения серверной.

3.4.2. Определение требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций склада.

Актуальность темы исследования.

Совершенствование подготовки персонала противопожарной службы невозможно без внедрения в процесс обучения современных компьютерных обучающих программ, имитационных систем и тренажёров, отражающих динамику развития пожара.

Применение таких систем позволяет отразить всю совокупность этих процессов и явлений во всей её сложности и взаимосвязях, значительно снизить затраты на натурное моделирование пожаров, сократить сроки и повысить уровень подготовки специалистов к принятию эффективных решений в области пожарной безопасности. Необходимость их внедрения в процесс профессиональной подготовки специалистов противопожарной службы неоднократно отражалась в работах Брушлинского H.H., Денисова А.Н., Кафидова В.В., Коломийца Ю.И., Мисюкевича Н.С., Семикова B.JL, Соболева H.H. и других.

Однако существующие на сегодняшний день модели пожаров, большой вклад в развитие которых внесли Астахова И.Ф., Кошмаров Ю.А., Пузач C.B., Рыжов A.M. и другие, и имитационные системы на их основе не реализовывались для целей обучения. Они направлены на решение конкретных практических задач пожарной безопасности, отражают частные случаи горения веществ и материалов в помещениях определённой формы. При этом требуют для своего функционирования значительного времени из-за большого объёма производимых вычислений. А разработанные до настоящего времени имитационные системы развития пожаров в большинстве случаев не содержат в своей основе достаточно адекватных моделей пожаров. Они отражают развитие пожара дискретно (выполнены в виде светового табло), либо изменение оперативной обстановки в них запрограммировано заранее, в качестве сценария деловой игры (компьютерная программа-симулятор «Emergency 4: Global Fighters for Life» и другие). Это не позволяет использовать их для исследования всей совокупности процессов, протекающих при пожаре, изменять исходные данные, изучать влияние действий обучаемого на процесс тушения пожара и т.д., что в целом существенно ограничивает область их применения и снижает эффективность их использования в процессе обучения.

В связи с этим решение научной задачи по созданию обучающих компьютерных систем, работающих в условиях реального времени, является актуальной проблемой.

Данные системы могут быть использованы при организации подготовки персонала по дистанционной форме обучения, при моделировании чрезвычайных ситуаций различного характера на базе ситуационных центров подготовки специалистов МЧС России, а также при традиционных формах обучения.

Создание таких систем возможно на основе применения технологий компьютерного имитационного моделирования, имеющих широкие возможности в описании и визуальном представлении исследуемых процессов, в интерактивном взаимодействии с обучаемыми в реальных масштабах времени.

Цель работы.

Повышение эффективности подготовки специалистов пожарной безопасности на основе разработки учебной компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях.

Объект исследования: профессиональная подготовка кадров в области пожарной безопасности.

Предмет исследования: подготовка персонала противопожарной службы на основе учебной компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях.

Задачи исследования:

1. Обоснование необходимости совершенствования процесса подготовки специалистов пожарной безопасности на основе компьютерных имитационных систем развития и тушения пожаров.

2. Анализ существующих математических моделей пожаров на предмет их использования при разработке имитационной системы развития и тушения пожаров в зданиях.

3. Разработка вероятностной имитационной модели распространения пожара по площади здания, позволяющей моделировать развитие пожара (в том числе прекращение горения) при одновременном нахождении в помещениях горючих материалов с различными свойствами и позволяющей применять интегральную математическую модель пожара к любой планировке здания.

4. Разработка на основе комбинированной модели пожара компьютерной имитационной системы развития и тушения пожаров (КИС РТП) в зданиях.

5. Определение области учебно-практических задач, решаемых с использованием КИС РТП.

6. Разработка вариантов и алгоритмов применения КИС РТП в процессе подготовки специалистов пожарной безопасности

Методы исследования.

Основными методами исследования, соответствующими природе решаемых задач, являются методы системного анализа и имитационного моделирования.

При разработке компьютерной имитационной системы применялись методы объектно-ориентированного анализа и программирования, методы теории графов и метод итераций.

Научная новизна работы.

Впервые проведён анализ существующих моделей пожаров и разработанных на их основе компьютерных систем на предмет их использования в процессе подготовки персонала в области пожарной безопасности.

Разработана обучающая компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях, позволяющая в режиме реального и ускоренного времени моделировать развитие пожаров при любых конфигурациях помещений, произвольном количестве видов горючей нагрузки с разными характеристиками, произвольном количестве источников зажигания и противопожарных преград.

Использование этой системы позволит повысить качество подготовки специалистов в области пожарной безопасности на основе дифференциации обучения; высвобождения времени за счёт выполнения ЭВМ трудоёмких вычислений; компьютерной визуализации учебной информации; моделирования пожаров и выполнения на его основе лабораторных и курсовых работ; а также усиления мотивации и развития мышления (наглядно-образного и теоретического), формирования умений принимать решения.

Практическая значимость.

КИС РТП может применяться на различных уровнях системы подготовки специалистов в области пожарной безопасности: в качестве визуальной вариативной модели при изучении процесса развития и тушения пожаров, а также в качестве тренажёра по формированию и совершенствованию навыков организации тушения пожаров, оценки проектных решений противопожарной защиты зданий и сравнения их экономической эффективности, исследования пожаров и оценки действий руководителя тушения пожара, определения требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций, определения необходимого времени эвакуации и решения других задач.

Кроме того, КИС РТП может быть использована для определения необходимого времени эвакуации, требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций и решения других практических задач пожарной безопасности.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационного исследования докладывались на заседаниях кафедры управления и экономики ГПС Академии Государственной противопожарной службы МЧС России, рассматривались на заседаниях кафедры пожарной профилактики, учебно-методнческих семинарах и конференциях Уральского института ГПС МЧС России («Современные технологии обеспечения пожарной безопасности и роль учебных заведений пожарно-технического профиля в подготовке специалистов для решения задач

ГПС МЧС России»: декабрь 2005 г.; «Актуальные проблемы обеспечения пожарной безопасности в Российской Федерации»: апрель, декабрь 2007 г. и др.), международных научно-практических конференциях: «Новые информационные технологии в образовании» (Екатеринбург, РГППУ, 2008 г.), «Управление непрерывным образованием: структура, содержание, качество» (Екатеринбург, УрГПУ, 2008 г.), публиковались в сборниках материалов других международных и межвузовских конференциях.

Публикации.

По теме исследования опубликовано 14 работ, одна из которых опубликована в рецензируемом научном издании, включённом в реестр ВАК МОиН РФ (журнал «Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций»).

Внедрение результатов работы.

Результаты диссертационной работы внедрены в практику учебной деятельности Уральского института ГПС МЧС России и Академии ГПС МЧС России.

На защиту выносится.

1. Учебно-ориентированная компьютерная имитационная система моделирования развития и тушения пожаров в зданиях.

2. Комбинированная имитационная модель развития пожара на основе модели распространения пожара по площади и интегральной математической модели пожара.

3. Результаты проверки адекватности разработанной имитационной модели и целесообразность её использования для решения задач профессиональной подготовки персонала противопожарной службы.

4. Варианты применения КИС РТП в учебном процессе для различных категорий обучаемых.

Заключение

В ходе диссертационной работы были решены поставленные задачи и получены следующие результаты.

Выявлена актуальная проблема отсутствия и необходимости внедрения в процесс подготовки специалистов пожарной безопасности имитационных систем развития и тушения пожаров как технических средств обучения.

Применение технологий компьютерного имитационного моделирования при создании таких систем значительно расширяет их возможности в описании и визуальном представлении исследуемых процессов.

Проведён анализ существующих моделей основных термо- и газодинамических процессов, происходящих при пожарах в зданиях. Показаны недостатки или невозможность их непосредственного использования для разработки таких имитационных систем: из-за большого объёма вычислений и требуемого для этого машинного времени; в связи с необходимостью разбиения помещения на характерные зоны, что невозможно сделать в условиях использования тренажёра; а также в связи с тем, что существующие модели не позволяют отражать распространение пожара по нескольким помещениям.

Разработана вероятностная имитационная модель распространения пожара по площади, позволяющая с достаточной для использования в обучающих имитационных системах скоростью моделировать развитие пожара (в том числе прекращение горения) при одновременном нахождении в помещениях горючих материалов с различными свойствами и позволяющая получить площадь пожара при любой планировке здания.

На основе интегральной математической модели пожара и модели распространения пожара по площади разработана компьютерная имитационная система развития и тушения пожаров в зданиях, позволяющая в реальном и ускоренном режиме времени отображать динамику развития пожара. Система интерактивно взаимодействует с обучаемым в процессе моделирования, способствует формированию комплексного понимания всех процессов, происходящих при пожаре, и совершенствованию навыков принятия организационно-управленческих решений по тушению пожаров в зданиях и разработки рекомендаций по повышению уровня их противопожарной защиты.

Показана область учебно-практических задач, решаемых с использованием разработанной системы, предложены варианты применения имитационной системы в учебном процессе для различных категорий обучаемых и форм подготовки.

Её внедрение в процесс подготовки персонала противопожарной службы решает проблему наглядного отображения сложных процессов и явлений, происходящих при пожаре; позволит значительно снизить расходы, повысить эффективность обучения и уровень подготовки специалистов к принятию верных организационно-управленческих решений в области пожарной безопасности.

1. Абдурагимов, Г.М. Разработка методов оптимизации границ районов выезда пожарных частей гарнизона Текст. : дис. . канд. техн. наук / Г.М. Абдурагимов. - М., 1995. - 117 с.

2. Абрамов, Ю.А. Стохастическая модель нагрева резервуара с нефтепродуктом под тепловым воздействием пожара Текст. / Ю.А. Абрамов, А.Е. Басманов // Пожаровзрывобезопасность. — 2007. — №4. -С.37—43.

3. Алехин, Е.М. Разработка компьютерных имитационных систем деятельности аварийно-спасательных служб городов Текст. : дис. . канд. техн. наук / Е.М. Алехин. М., 1998.

4. Архангельский, А.Я. Delphi 7. Справочное пособие Текст. / А.Я. Архангельский. М. : ООО «Бином-Пресс», 2003. - 1024 с. : ил. - ISBN 59518-0027-7.

5. Астапенко, В.М. Термогазодинамика пожаров в помещениях Текст. / В.М. Астапенко, Ю.А. Кошмаров, И.С. Молчадский, А.Н. Шевляков. — М. : Стройиздат, 1986. 370 с.

6. Бакнелл, Джулиан М. Фундаментальные алгоритмы и структуры данных в Delphi Текст. : Пер. с англ. / Джулиан М. Бакнелл. СПб. : ООО «ДиаСофтЮП», 2003. - 560 с. - ISBN 5-93772-087-3.

7. Белоцерковский, О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред Текст. / О.М. Белоцерковский. М. : Физматлит, 1994. - 250 с.

8. Брушлинский, H.H. Моделирование пожаров и взрывов Текст. / Под ред. H.H. Брушлинского и А.Я. Корольченко. М. : Изд. «Пожнаука», 2000.492 с.

9. Ю.Брушлинский, H.H. Системный анализ и проблемы пожарной безопасности народного хозяйства Текст. / Под ред. H.H. Брушлинского. М. : Стройиздат, 1988.

10. П.Бутрин, A. Emergency 4: Global Fighters for Life. Первый взгляд Текст. / Алексей Бутрин // Игромания. 2006. - №4(103). - С.38.

11. Воланин, Е. Температурный режим и газообмен в помещениях в условиях пожара при горении ЛВЖ Текст. : автореф. дис. . канд. техн. наук // Ежи Воланин. -М., 1983.- 143 с.

12. Н.Воробьев, А.О. Средне-множественные модели распространения пожарных рисков Текст. / А.О. Воробьев // Пожарная безопасность. — 1998. — №4. — С.128-132.

13. Воробьев, OJO. Вероятностные модели пространственно-множественных рисков распространения пламени Текст. / О.Ю. Воробьев, А.О. Воробьев // Материалы XIV Всероссийской научно-практической конференции. — М. : ВНИИПО, 1997. — С.173-176.

14. Гебхарт, Б. Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен Текст. : в 2 т. / Б. Гебхарт, Й. Джалурия, Р. Махаджан, Б. Саммакия. М. : Мир, 1991. - 678 с.

15. Годунов, С.К. Численное решение многомерных задач газовой динамики Текст. / С.К. Годунов, A.B. Забродин, М.Я. Иванов, А.Н. Крайко. М. : Наука, 1982.-289 с.

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

17. Гришин, А.Ф. Разработка рекомендаций по совершенствованию оперативной деятельности пожарной охраны городов и населенных пунктов на основе применения методов имитационного моделирования Текст. : дис. . канд. техн. наук / А.Ф. Гришин. М. : 1988. - 217 с.

18. Гутов, В.Н. Математическая модель развития пламенного горения в здании Текст. / В.Н. Гутов, В.В. Лицкевич // Пожаровзрывобезопасность. 1994. -Т.З. -№4. -С.58-65.

19. Гутов, В.И. Расчет допустимой пожарной нагрузки в помещении для обеспечения огнестойкости строительных конструкций Текст. / В.И. Гутов, C.B. Зотов, И.С. Молчадский // Огнестойкость строительных конструкций : сб. науч. тр. М., 1979. - С.8-11.

20. Драйздел, Д. Введение в динамику пожаров Текст. / Д. Драйздел. М. : Стройиздат, 1990. - 424 с.

21. Есин, В.М. Метод расчёта движения продуктов горения по зданию припожаре Текст. / В.М. Есин, Ю.А. Кошмаров, П.Н. Попов // Пожарная профилактика : сб. науч. тр. М. : ВНИИПО МВД СССР, 1981. - С.79-88.

22. Есин, В.М. Математическая модель движения продуктов горения по зданию при пожаре Текст. / В.М. Есин, И.И. Ильминский, П.Н. Попов, М.П. Стецовский // Пожарная техника и тушение пожаров : сб. науч. тр. — М. : ВНИИПО МВД СССР, 1982. С. 147-149.

23. Ефремова, Т. Современный толковый словарь русского языка Текст. : в 3 т. /Т. Ефремова. М. : Изд-во «ACT», 2005. - ISBN 5-17-029521-9.

24. Квалификационные требования к уровню подготовки специалистов института по специальности 280104.65 — Пожарная безопасность Текст. — Екатеринбург : ГОУ ВПО «Уральский институт ГПС МЧС России», 2005. — 37 с.

25. Коломиец, Ю.И. Разработка принципов и средств оргпроектирования гарнизонов противопожарной службы Текст. : дис. . канд. техн. наук / Ю.И. Коломиец. М. : ВИПТШ, 1996. - 237 с.

26. Кошмаров, М.Ю. Температурный режим и критическая продолжительность пожара при воспламенении горючей жидкости Текст. / М.Ю. Кошмаров // Пожаровзрывобезопасность. — 2001. Т. 10. - №5. - С.33-39.

27. Кошмаров, Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара : лабораторный практикум Текст. / Ю.А. Кошмаров, Ю.С. Зотов, В.В. Андреев, C.B. Пузач. М. : МИПБ МВД России, 1997. - 68 с.

28. Кошмаров, Ю.А. Прогнозирование опасных факторов пожара в помещении Текст. : учебное пособие / Ю.А. Кошмаров. М. : Академия ГПС МЧС России, 2000.-118 с.

29. Кошмаров, Ю.А. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле Текст. / Ю.А. Кошмаров, М.П. Башкирцев. М. : ВИПТШ МВД СССР, 1987. — 444 с.

30. Краснов, М.В. DirectX. Графика в проектах Delphi Текст. / М.В. Краснов. -СПб. : БХВ-Петербург, 2003. 416 с. : ил. - ISBN 5-94157-033-3.

31. Ламот, Андре. Программирование игр для Windows. Советы профессионала Текст. : Пер. с англ. / Андре Ламот. М. : Издательский дом «Вильяме», 2004. - 880 с. : ил. - Перал. тит. англ. - ISBN 5-8459-0422-6 (рус.).

32. Молчадский, И.С. Моделирование пожаров в помещениях и зданиях Текст. / И.С. Молчадский, В.И. Присадков // Юбилейный сборник трудов Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны. М. :ВНИИПО МВД России, 1997. - С.157-175.

33. Молчадский, И.С. Пожар в помещении Текст. / И.С. Молчадский. М. : ВНИИПО, 2005. - 456 с.

34. Молчадский, И.С. Расчет требуемого предела огнестойкости и допустимой пожарной нагрузки для железобетонных колонн Текст. /И.С. Молчадский, C.B. Зотов // Огнестойкость строительных конструкций : сб. науч. тр. — М., 1984. С.59-65.

35. Направление подготовки дипломированного специалиста 656500 -Безопасность жизнедеятельности Текст. / Министерство образования Российской федерации. М., 2000.

36. Нган, Б.В. Исследование и разработка системы противопожарной защиты города (на примере городов Ханой и Хошимин) Текст. / Буй Ван Нган : дис. . канд. техн. наук. М. : ВИПТШ, 1988. - 139 с.

37. НПБ 88-2001. Установки пожаротушения и сигнализации. Нормы и правила проектирования.

38. Ожегов, С.И. Словарь русского языка Текст. / С.И. Ожегов. М. : Изд-во «ОНИКС 21 век», 2003. - 1200 с. - ISBN 5-329-00836-0.

39. Павловский, A.B. Моделирование процессов распространения пламени по поверхности твёрдых горючих материалов Текст. / A.B. Павловский, В.В. Ушанов // Пожарная безопасность. 2005. - №6. - С.50-58.

40. Павловский, Ю.Н. Имитационные системы и модели Текст. / Ю.Н. Павловский //Математика и кибернетика. — 1990. №6. — С.44.

41. Патанкар, С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости Текст. / С. Патанкар. М. : Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.

42. Повзик, Я.С. Тактическая и психологическая подготовка руководителя тушения пожара Текст. / Я.С. Повзик, В.М. Панарин. — М. : Стройиздат, 1988.- 112 с. : ил.

43. Присадков, В.И. Разработка методов выбора рациональных вариантов систем противопожарной защиты промышленных зданий Текст. : дис. . док. техн. наук / В.И. Присадков. М., 1990.

44. Пузач, C.B. Методы расчета тепломассообмена при пожаре в помещении и их применение при решении практических задач пожаровзрывобезопасности зданий Текст. : монография / C.B. Пузач. М. : Академия ГПС МЧС России, 2005.-336 с.

45. Роберт, И. В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования Текст. / И. В. Роберт.- М. : Школа-Пресс, 1994. 205 с.

46. Рыжов, A.M. Моделирование пожаров и пожаротушения в помещениях Текст. / A.M. Рыжов // Пожаровзрывобезопасность. 1995. - №4. -С.87-94.

47. Ройтман, В.М. Метод оперативной оценки ключевых параметров температурных режимов пожара Текст. / В.М. Ройтман, В.Н. Демехин, Ю.М. Головачёв, М.А. Маджид // сб. науч. тр. ВИПТШ МВД СССР. М. : ВИПТШ МВД СССР, 1990.

48. Самарский, A.A. Теория разностных схем Текст. / A.A. Самарский. — М. :1. Наука, 1983.-380 с.

49. Седов, JI. И. Методы подобия и размерностей в механике Текст. / Л.И. Седов. Изд. 9-е. - M., 1981.

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

51. Теребнёв, В.В. Пожарная тактика Текст. / В.В. Теребнёв, A.B. Подгрушный. Екатеринбург: Издательство «Калан», 2007. - 538 с. - ISBN 5-91017-019-8.

52. Теребнёв, В.В. Справочник руководителя тушения пожара. Тактические возможности пожарных подразделений Текст. / В.В. Теребнёв. М. : Пожкнига, 2004. — 248 с. : ил. - (Пожарная тактика).

53. Филатова, H.H. Мультимедиа тренажерные комплексы для технического образования Текст. / H.H. Филатова, Н.И. Вавилова, O.JI. Ахремчик // Образовательные технологии и общество. 2003. — №3. — С. 164—186.

54. Хартел, Г. Действительно ли моделирование позволяет понять предмет лучше? Текст. / Герман Хартел // Компьютерные инструменты в образовании. 1999. - №2. - С. 17-22.

55. Шебеко, Ю.Н. Оценка потенциального пожарного риска для топливозаправочного пункта, применяющего для заправки диметиловый эфир Текст. / Ю.Н. Шебеко, И.М. Смолин, B.JI. Малкин и др. // Пожарная безопасность. 2005. - №6. - С.28-35.

56. Шевчук, А.П. Количественная оценка пожарного риска Текст. / А.П.

57. Шевчук, В.И. Присадков // Юбилейный сборник трудов Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны. М. : ВНИИПО МВД России, 1997. - С.259-269.

58. Baum H.R. Mathematical Modeling and Computer Simulation of Fire Phenomena / H.R. Baum , K.B. McGrattan, R.G. Rech // Fire Safety Science : proceeding of the forth international symposium. 1994. — P.l85-194.

59. Carter, G.M. A Simulation Model of Fire Department Operations. Design and preliminary result / G.M. Carter, E.J. Ignall // IEEE Trans. System Sci. and Cybernetics. 1970. - № 40. - P.282-293.

60. Chow, W.K. CFD Simulation of Air Movement in a Big Hall Induced by a Bare Cabin Fire and Studies on Free Boundary Conditions / W.K. Chow, R. Yin // Journal of Fire Sciences. 1998.

61. Combustion Science & Engineering : электронный журнал. Режим доступа: www.firemodelsurvey.com.

62. Cooper L.Y. A Program for the Development of a Benchmark Compartment Fire Model Computer Code / L.Y. Cooper, J.A. Rockett, H.E. Mitler, D.W. Stroup // Math. Model. Fires. 1988. - P.l 16-127.

63. Fitzsimmons, J. A Methodology for Emergency Ambulance Deployment / J. Fitzsimmons //Management Sci. 1973. - № 6. - P.627-636.

64. Forney G.P. Analyzing and Exploiting Numerical Characteristics of Zone Fire Models / G.P. Forney, W.F. Moss // Fire Science and Technology. 1994. — Vol.14.-№ 2.-P.49-59.

65. Friedman, R. An International Survey of Computer Models for Fire and Smoke / Raynold Friedman // Journal of Fire Protection Engineering. 1992. - Vol.4. — №3. — P.81-92.

66. Fusegi, T. Numerical Study on Interactions of Turbulent Convection and Radiation in Compartment Fires / T. Fusegi, B. Farour // Fire Science and Technology. 1988. - Vol.8. -№ 1. - P. 15-28.

67. HadjisophocIeous, G.V. Computer Modeling of Compartment Fires / G.V. Hadjisophocleous, M. Cacambourus // Journal of Fire Protection Engineering.1993. Vol.5. - № 2. - P.39-52.

68. Jia, F. The Prediction of Fire Propagation in Enclosure Fires / F. Jia, E.R. Galea, M.K. Patel // Fire Safety Science : proceeding of the fifth international symposium. 1997. - P.439-450.

69. Kumar, S. Mathematical Modeling of Fire in Road Tunnels Validation of JASMINE / S. Kumar, G. Cox // Transport and Road Research Laboratory Contractor : Report №28. - 1986.

70. Larson, R.C. Urban Police Patrol Analysis / R.C. Larson. — M.I.T. Press, Cambridge, Massachusetts, 1972.

71. Lewis, M.J. Field Modeling of Non-Charring Flame Spread / M.J. Lewis, P.A. Rubini, J.B. Moss // Fire Safety Science : proceeding of the sixth international symposium. 1999.

72. Lewis, R.V. The Application of Microcomputers to Fire Station Location Planning / Robert V. Lewis // International Fire Chief. — 1986. — Feb.

73. Luo, M. A Study of Non-Flashover and Flashover Fires in a Full-Scale Multi-Room Building / M. Luo, V. Beck // Fire Safety Journal. 1996. - Vol.26. - №3. -P.191-219.

74. Luochan, S. Numerical Study of the Compartment Fire with Transient Developing Source / S. Luochan, Y. Jianping, F. Jianren // Fire Science and Technology : Proc. 1st Asian Conf., Beiling. 1993. - P.33-334.

75. Morita, M. Numerical Simulation of Fire Temperature Stratified Atrium with a Mathematical Field Model / M. Morita, Y. Yamauchi, A. Manmoto // Fire Science and Technology. 1992. - Vol.12. - № 1. - P.23-27.

76. Ryzhov, A.M. Numerical Simulation of Fires in Compartments / A.M. Ryzhov //

77. Proceedings of the Russian-Japanese seminar on combustion / The Russian section of the Combustion Institute. 1993. - P.85-86.

78. Satoh, K. A Numerical Study of Window-to-Window Propagation in High-Rise Building Fires / K. Satoh // Rep. Fire Res. Inst., Jap. 1992. - № 73. - P.47-56.

79. Sauders, P.B. A Computer Model for Simulating the Response Activities of a Fire Department / Patsy B. Sauders// NBS report 10488. 1971. - Sept.

80. Savas, E.S. Simulations and Cost-Effectiveness Analysis of New York's Emergency Ambulance Service / E.S. Savas // Management Sci. 1969. — Vol.15. - № 12. - P.608-627.

81. Walker, W. Fire Department Deployment Analysis / W. Walker, J.M. Chaiken, E. Ignall. North Holland, New York, 1979.

82. Woodburn, P.J. CFD Simulation of a Tunnel Fire. Part 1, Part 2 / P.J. Woodburn, R.E. Britter // Fire Safety Journal. 1996. - Vol.26. - № 1. -P.35-90.

83. Zhenghua, Y. CFD Simulation of Upward Flame Spread over Fuel Surface / Yan Zhenghua, Goran Holmstedt // Fire Safety Science : proceeding of the fifth international symposium. 1997. - P.345-356.