Контроль над местонахождением пожарных в помещении дымокамеры.
1. Проблемы контроля над перемещением пожарных в дымокамере
Обеспечение безопасности личного состава пожарной охраны является одной из важнейших проблем деятельности подразделений пожарной охраны. Профессия пожарного предъявляет повышенные требования к физическому состоянию организма человека и навыкам работы в условиях сильного задымления, высокой температуры, высоты, низкой освещенности и других неблагоприятных факторов.
В реальных условиях пожарный, особенно сотрудник подразделений газодымозащитной службы (ГЗДС), выполняет работы различной степени тяжести (от легкой до очень тяжелой), а в случае эвакуации из зоны огня людей и выноса материального имущества (с применением средств индивидуальной защиты органов дыхания и кожи)— сверхтяжелую [1].
Оперативно-тактическая обстановка в очаге пожара характеризуется непредсказуемостью последующих событий. Пожарный ГЗДС должен принимать правильное решение в условиях недостатка сведений о происходящих событиях, окружающей обстановке и при дефиците времени. Из литературы известно [2], что дыхание кислородом под избыточным давлением, вибрации и шумы вызывают состояние психической напряженности. Таким образом, только надев кислородный изолирующий противогаз, пожарный уже подвергается мощному стрессовому воздействию.
Перечисленные факторы оказывают значительное воздействие на нервно-психологическое состояние пожарного. Успешность и безопасность труда пожарных в экстремальных условиях могут быть существенно повышены правильно организованной практической подготовкой, проводимой на специально оборудованных полигонах и тренажерах. Одним из звеньев в цепи тренировочных занятий является тренировка пожарных в учебной дымокамере (теплодымокамере), имитирующей условия горящего или заполненного дымом сооружения.
Как правило, дымокамера представляет собой помещение с передвижными перегородками, что позволяет легко изменять внутреннюю планировку тренажера. Для быстрого и равномерного заполнения дымом помещение должно иметь развитую вентиляционную систему. На время тренировки производится затемнение и задымление помещения. Наиболее сложные комплексы включают в свой состав снаряды типа «змейка», «подвесной мостик», «узкий лаз» и др., а, например, дымокамера Санкт-Петербургского института инженеров пожарной безопасности имеет несколько этажей. Использование в системе подготовки различных тренажеров, моделирующих различные характерные для деятельности пожарного факторы, повышает уровень готовности пожарных к работе на реальных объектах.
Таким образом, дымокамера является сложным инженерно-техническим сооружением, в котором ориентирование и выполнение учебной задачи представляет значительную трудность. Во время выполнения тренировочного задания в дымокамере руководителем ставится конкретная задача, например, необходимо отыскать и вынести на свежий воздух «пострадавших», провести разведку с целью обнаружения и ликвидации «очага пожара», ориентироваться в пределах помещения, перекрыть вентиль, выключить рубильник, выполнить иные действия, имитирующие ситуацию реального тушения пожара.
Однако, поскольку руководитель занятий находится вне пределов собственно дымокамеры, он имеет весьма приблизительное представление о действиях подразделения на объекте, местонахождении каждого пожарного, направлении его продвижения. Связь между руководителем и отдельными звеньями ГЗДС в лучшем случае осуществляется по рации, причем не всегда пожарные могут уверенно сообщить о своем местоположении.
Руководитель занятий не имеет возможности контролировать перемещение обучаемых в помещении дымокамеры, корректировать их действия, что зачастую приводит к невыполнению задачи - не все помещения осматриваются, звено ГЗДС может заблудиться и приходится прерывать занятие. Необходимость наличия приборов контроля за местонахождением тренирующихся газодымозащитников декларируется, например, в [3], однако на данный момент в учебных центрах пожарной охраны подобное оборудование практически отсутствует.
В методических указаниях по проведению занятий с личным составом ГЗДС рекомендуется использовать систему «квадрат» (так в оригинале) [8], принцип действия которой — пеленгация малогабаритных [низкочастотных] генераторов, размещаемых на боевой одежде пожарных. Недостатки подобной системы совпадают с недостатками системы на основе индукционных ответчиков (см. ниже).
Получившие в последнее время широкое распространение в охранной деятельности системы инфракрасного теленаблюдения, во-первых, недостаточно эффективны в условиях затемненных и задымленных помещений, а во-вторых, требуют большого количества мониторов для отображения обстановки в нескольких помещениях, что значительно рассеивает внимание руководителя занятий.
Кроме того, применение подобных систем не позволяет персонифицировать участников тренировки (различать их, выбирать и наблюдать за действиями конкретных пожарных), а также отыскивать в экстремальных условиях потерявших сознание людей.
По результатам опроса практических работников пожарной охраны были сформулированы следующие общие требования к системам контроля за местоположением пожарных (СКМП) в учебных дымокамерах:
Кроме того, высказывались пожелания о необходимости следующих возможностей СКМП:
В настоящее время Санкт-Петербургским институтом пожарной безопасности совместно с Санкт-Петербургским электротехническим университетом разрабатывается система контроля за местонахождением пожарного в учебной дымокамере.
При этом система слежения за перемещением пожарного должна:
Системы контроля за местонахождением пожарного в учебной дымокамере проектировались исходя из заранее известного плана помещения и возможности заблаговременной установки необходимого контрольного оборудования.
В зависимости от характера тренировочных задач и финансовых возможностей заказчика все системы можно разделить на 3 группы:
В случае тренировки группы из нескольких человек целесообразно ввести персонификацию, т.е. ответить на вопросы «где?» и «кто?» с выводом оперативной информации о местоположении участников тренировки на контрольный дисплей руководителя тренировки.
К усложняющим условия работы системы факторам следует отнести
Разработчиками предлагается следующая схема исполнения системы, общая для всех вариантов реализации:
Все нижеперечисленные системы в качестве контрольного дисплея используют компьютер не хуже IBM PC 586 /8 Mb ОЗУ / 140 Mb HDD / 1.44FDD.
На дисплей концентратора планируется выводить следующую информацию:
По желанию оператора контрольного дисплея могут также быть выведены следующие сведения:
Примерный вид изображения на экране дисплея показан на рис.1. Возможны следующие особенности исполнения системы:
Рис. 1. Изображение на дисплее концентратора.
Ниже рассматриваются возможные варианты реализации подобной системы, основанные на различных физических принципах
2. Тензометрическая система контроля
Для построения подобной системы пол дымокамеры разбивается на квадраты со стороной 75-100 см, под каждым таким квадратом размещаются датчики давления (тензометры) или сенсоры. Квадрат выполняется в виде отдельного модуля, выполненного, например, из дсп. Информация о нагрузке на модуль от по проводам поступает на дисплей. По сути, ответчиком является вес челевека.
Достоинства:
Недостатки:
3. Система определения прохода контрольных точек
А) Система на основе индукционных ответчиков.
Основой системы является сеть индукционных запросчиков, выполненных в виде катушек, охватывающих места возможного прохода пожарных (как дверной проем, так и участки пола). Носимая часть представляет собой пассивный ответчик, выдающий индивидуальный код пожарного. Запросчики периодически посылают запросные импульсы. При прохождении пожарного в непосредственной близости от катушки ответчик за счет энергии запросного импульса излучает ответный персонифицированный сигнал. Декодированный ответный сигнал передается на дисплей по проводам, используя либо индивидуальные линии связи для каждого приемо-передатчика, либо единую шину и адресный опрос. Подобными «системами предотвращения краж» с крепящимися на товаре индукционными датчиками оснащаются магазины.
Достоинства:
Недостатки:
Б) Система на основе радио или аккустических запросчиков.
Каждая контрольная точка оборудуется автономным радио или аккустическим запросчиком, постоянно излучающий радио или аккустический сигнал, однозначно определяющий его номер. Носимый ответчик представляет собой ретранслятор сигнала маяка, расположенного в непосредственной близости от ответчика. При этом ретранслируемый сигнал запроса преобразуется в радиосигнал и дополняется индивидуальным кодом пожарного. В радиоканале используется кодовое или частотное разделение.
Достоинства:
Недостатки:
4. Дальномерная система
Основу системы составляют электромагнитные запросчики, расположенные в контрольных точках помещений и связанные с концентратором индивидуальной проводной линией связи. Носимая часть представляет собой аккустический ответчик, излучающий индивидуальный код пожарного. Если сигнал от ответчика достигает запросчика, определяется зона возможного присутствия оператора вблизи запросчика. В случае получения сигнала несколькими запросчиками, возможно точное определение координат оператора по времени прихода сигнала маяка на различные запросчики данного помещения. Для этого в каждом помещении должно быть как минимум по три запросчика.
Достоинства:
Недостатком является наличие проводных линий связи.
Возможны и другие варианты реализации системы. Наиболее перспективным авторы считают дальномерный метод, подробно описанный, например, в [4,5,6,7]. При разработке программного обеспечения предполагается использование предельно простого интерфейса, рассчитанного на неподготовленного пользователя. Следует отметить возможность оснащения СКМП промышленно опасных предприятий, на которых необходимо постоянное слежение за местонахождением и перемещением операторов - например - предприятий атомной промышленности.
Литература: