Введение к работе
Постановка проблемы и ее актуальность. В последнее время решение задачи по обоснованию мест размещения и ресурсной потребности оперативных подразделений пожарной охраны для защиты городских и сельских поселений, городских округов (далее - населенных пунктов) от пожаров и чрезвычайных ситуаций (ЧС) приобрело особую значимость в связи с наличием ряда процессов в сфере государственного управления. Необходимость решения этой задачи обусловлена проводимой административной реформой, направленной на разграничение функций и полномочий федерального центра, субъектов Российской Федерации и органов местного самоуправления, а также государственной политикой, связанной с созданием систем технического регулирования в области пожарной безопасности.
В рамках концепции административной реформы в области пожарной безопасности тушение пожаров и проведение аварийно-спасательных работ реализуются силами и средствами различных видов пожарной охраны. В целях упорядочения их функционирования, разграничения ответственности и полномочий принят ряд государственных решений. В соответствии с протоколом оперативного совещания Совета безопасности Российской Федерации от 3 сентября 2005 г. Пр-1494 на федеральную противопожарную службу МЧС России возложены задачи по организации и осуществлению тушения пожаров в населенных пунктах. В связи с этим принят ряд федеральных законов. Федеральным законом от 25 октября 2006 г. № 172-ФЗ внесены изменения в Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ "О пожарной безопасности", касающиеся создания подразделений федеральной противопожарной службы МЧС России в целях организации профилактики и тушения пожаров в населенных пунктах (территориальные подразделения). Для установления единых критериев организации тушения пожаров, проведения аварийно-спасательных работ и объединения различных видов пожарной охраны по территориальному признаку был принят Федеральный закон от 18 октября 2007 г. № 230-ФЗ, которым в Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ "О пожарной безопасности" внесено понятие "гарнизон пожарной охраны".
При этом внесенные изменения не затрагивают предусмотренные Федеральным законом от 21 декабря 1994 г. № 69-ФЗ "О пожарной безопасности" полномочия в области пожарной безопасности органов государственной власти субъектов Российской Федерации, а также организаций, за ними сохраняются функции по созданию соответствующих видов пожарной охраны.
Для установления положений технического регулирования в Российской Федерации был принят Федеральный закон от 27 декабря 2002 г.
№ 184-ФЗ "О техническом регулировании". С его принятием потребовалась выработка системного подхода к решению проблем обеспечения пожарной безопасности различных объектов защиты, включая населенные пункты. Системный подход предусматривал использование общепризнанного в мировой практике объектно-ориентированного нормирования (по-другому, гибкого нормирования) в области пожарной безопасности. Применение принципов гибкого нормирования позволяет учесть индивидуальные особенности объекта защиты по пожарной опасности, а также характеристики его системы обеспечения пожарной безопасности. Наряду с применением принципов гибкого нормирования системный подход предусматривал установление противопожарных требований к объекту защиты для целей технического регулирования. Данные положения реализованы в Федеральном законе от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности". Установлено, что дислокация подразделений пожарной охраны на территориях поселений и городских округов определяется исходя из условия, что время прибытия первого подразделения к месту вызова в городских поселениях и городских округах не должно превышать 10 мин, а в сельских поселениях - 20 мин. Исходя из этих значений, на территориях населенных пунктов определяются нормативные области обслуживания пожарных частей. Практика применения этих нормативов показала, что существует проблема защиты зданий (сооружений), расположенных на тех территориях населенных пунктов, которые находятся вне нормативных областей обслуживания пожарных частей. Для защиты данных зданий (сооружений) необходимо соответствующее обоснование мест дислокации, состава сил и средств дополнительных пожарных частей.
Вышеизложенное позволяет утверждать, что обоснование мест дислокации и ресурсной потребности оперативных подразделений пожарной охраны является важной и актуальной хозяйственной задачей, решение которой направлено на повышение защищенности граждан и объектов экономики Российской Федерации от пожаров и ЧС.
Следует отметить, что большое количество научно-методических разработок посвящено решению рассматриваемой задачи. В зарубежных исследованиях получены следующие основные результаты. С использованием положений теории массового обслуживания созданы модели, учитывающие особенности стохастической природы возникновения инцидентов (пожаров, ЧС) и процессов их обслуживания (Blum Е., Chaiken J.). Имитационные системы функционирования пожарной охраны на средствах вычислительной техники изучены в ряде работ (Garter G., Santone L., Anderson R., Berlin G). В рамках детерминированного подхода созданы модели по определению мест дислокации исходя из
решения задач целочисленного программирования - "задач о покрытии множества" (Kolesar P., Walker W.) и решения многокритериальных задач при наличии компромиссных целей. Например, по выравниванию оперативной нагрузки на подразделения пожарной охраны (Larson R., Kolesar P., Blum E.).
В отечественной практике значительный вклад в разработку научно-методических подходов и методов решения задач в рассматриваемой предметной области осуществлен д.т.н. Н.Н. Брушлинским (основатель и руководитель научной школы по аналитическому и имитационному моделированию деятельности оперативных подразделений); д.экон.н. А.К. Микеевым (экономические исследования в области обоснования ресурсов пожарной охраны), д.т.н. Б.М. Прановым (постановка и решение задач оптимизации распределения ресурсов пожарной охраны), д.т.н. СВ. Соколовым (разработка компьютерных имитационных систем проектирования противопожарных служб), д.т.н. Ю.М. Глухо-венко (проектирование организационных структур аппаратов управления и подразделений пожарной охраны); д.т.н. В.Б. Коробко (проектирование многофункциональной пожарно-спасательной службы), д.т.н. В.И. Присадковым, д.т.н. В.Л. Семиковым, д.т.н. Е.А. Мешалкиным, д.т.н. А.В. Матюшиным, к.т.н. В.М. Гаврилеем, к.т.н. С.А. Лупановым, к.т.н. Соболевым (аналитические исследования в области обоснования ресурсов пожарной охраны в зависимости от показателей объектов защиты), д.т.н. А.А. Таранцевым, д.т.н. Г.И. Абдурагимовым (применение положений теории массового обслуживания для моделирования деятельности пожарной охраны) и другими учеными.
На основе результатов исследований российских (советских) ученых определены варианты нормирования ресурсов пожарной охраны населенных пунктов в зависимости от их численности населения и площади территории, которые внедрены в нормативные документы по пожарной безопасности (СНиП 2.07.01-89*, ВСН-1-91 СПАСР МВД России, НПБ 101-95 и др.).
Однако, как показывает анализ зарубежных и отечественных научно-методических подходов, при решении рассматриваемой задачи не применялось модельное представление о процессах развития пожаров в конкретных зданиях (сооружениях) и учет параметров их систем противопожарной защиты (пожарная автоматика, огнестойкость строительных конструкций, системы оповещения и управления эвакуацией людей и др.), а были использованы вероятностные критерии и методы имитационного моделирования. В частности, использован критерий минимизации частичных или полных отказов в обслуживании вызовов на пожар или ЧС. Для применения этого критерия и методов имитационного моделирования необходимо предварительно провести статисти-
ческий анализ обстановки с пожарами в населенном пункте и процессов функционирования гарнизона пожарной охраны.
Поэтому у предложенных методов решения задачи по обоснованию мест размещения и ресурсной потребности оперативных подразделений пожарной охраны существуют ограничения в области применения. Они не могут быть использованы при проектировании новых населенных пунктов (или микрорайонов города), а также для действующих населенных пунктов, в которых отсутствуют оперативные подразделения пожарной охраны, так как для проведения расчетов и имитации необходима соответствующая статистическая информация по вызовам на пожары и боевой работе оперативных подразделений. Обоснование мест размещения и необходимого состава сил и средств пожарной охраны для защиты отдельных, уникальных зданий (сооружений) и промышленных предприятий также не осуществляется с помощью данных методов. Это связано с тем, что указанные методы не опираются на показатели пожарной опасности конкретных зданий (сооружений) и не отражают связи между требованиями по размещению пожарных депо с требованиями пожарной безопасности, которые предусмотрены в системе защиты зданий (сооружений) населенного пункта или промышленного предприятия от пожаров.
Наличие ограничений по применимости, а также существующая актуальность решения рассматриваемой задачи для практики определяют потребность в создании новой методологии обоснования мест дислокации и ресурсных потребностей пожарной охраны. Данная методология должна быть основана на принципах объектно-ориентированного нормирования, учитывающего особенности пожарной опасности зданий (сооружений), параметры элементов систем противопожарной защиты, а также показатели тактико-технических возможностей дежурных караулов, выезжающих на ликвидацию пожаров.
Исходя из вышеизложенного целью исследования является разработка методологии проектирования гарнизонов пожарной охраны с учетом модельного представления о процессах развития пожаров и установления взаимосвязей дислокационных и ресурсных характеристик оперативных подразделений пожарной охраны с параметрами элементов противопожарной защиты зданий (сооружений) и территории населенного пункта.
Поставленная цель предусматривает решение таких задач, как:
разработка принципов (концепции) новой методологии проектирования гарнизонов пожарной охраны;
разработка метода вариантного проектирования систем обеспечения пожарной безопасности зданий (сооружений) и территории населенного пункта для определения взаимосвязей дислокационных и ре-
сурсных характеристик противопожарных подразделений с параметрами элементов противопожарной защиты зданий (сооружений) и территории населенного пункта;
формулирование целей выезда оперативных подразделений пожарной охраны на пожар и формализация условий их достижения;
разработка метода расчета максимально допустимого расстояния от защищаемого здания (сооружения) до пожарного депо при различных целях выезда дежурного караула на пожар, схем его развития и параметров противопожарной защиты здания (сооружения) и территории населенного пункта;
разработка метода обоснования мест дислокации на территории населенного пункта оперативных подразделений пожарной охраны с необходимым набором сил и средств на основе расчетов максимально допустимых расстояний как для одного здания (сооружения), так и их совокупности (в дальнейшем предполагается, что данный подход применим для промышленных предприятий, за исключением объектов, на которых осуществляются производство, переработка, хранение радиоактивных и взрывчатых веществ и материалов, объектов уничтожения и хранения химического оружия и средств взрывания);
создание метода определения зон обслуживания (зон ответственности) оперативных подразделений пожарной охраны на территории населенного пункта с учетом оптимизации маршрутов следования дежурного караула к месту пожара по транспортной сети населенного пункта при изменении ее параметров;
- создание методов обоснования ресурсных потребностей пожарной
охраны населенного пункта при одновременном возникновении двух и
более пожаров в зоне обслуживания, а также при расширении ее функ
ций с использованием имитационного моделирования оперативной дея
тельности гарнизонов пожарной охраны по тушению пожаров и прове
дению аварийно-спасательных работ (на примере дорожно-
транспортных происшествий (далее - ДТП));
- разработка автоматизированной геоинформационной системы,
предназначенной для обоснования проектных решений по размещению,
определению состава сил и средств вновь создаваемых гарнизонов по
жарной охраны, а также для экспертизы дислокационных характери
стик и ресурсных возможностей действующих гарнизонов пожарной
охраны.
Объект исследования - гарнизон пожарной охраны и система противопожарной защиты зданий (сооружений) и территории населенного пункта.
Предмет исследования - процесс организации деятельности гарнизона пожарной охраны по тушению пожаров и проведению аварий-
но-спасательных работ с учетом параметров элементов систем противопожарной защиты зданий (сооружений) и территории населенного пункта.
Методы исследования - системный и структурный анализ, методы решения нелинейных алгебраических уравнений и неравенств, теория моделирования пожара в помещении, теория алгоритмов, методы дискретного программирования и имитационного моделирования, теория вероятностей и математической статистики.
Научная новизна диссертации состоит в следующем:
- сформулирована и обоснована новая концепция проектирования
гарнизонов пожарной охраны, базирующаяся на модельном представ
лении о процессах развития пожаров и установлении взаимосвязей дис
локационных и ресурсных характеристик оперативных подразделений
пожарной охраны с параметрами противопожарной защиты зданий (со
оружений) и территории населенного пункта;
впервые сформулированы цели выезда оперативных подразделений пожарной охраны на пожар и формализованы условия их достижения;
впервые, с использованием условий достижения цели выезда оперативных подразделений на пожар, созданы теоретические положения расчета максимально допустимых расстояний от защищаемого здания (сооружения) до предполагаемого места размещения пожарного депо на территории населенного пункта;
разработана методология обоснования мест дислокации и ресурсных потребностей оперативных подразделений пожарной охраны населенного пункта, учитывающая особенности пожарной опасности зданий (сооружений), параметров их противопожарной защиты, а также показатели тактико-технических возможностей дежурных караулов, выезжающих на ликвидацию пожаров;
- усовершенствованы методы обоснования ресурсных потребностей
пожарной охраны населенного пункта при одновременном возникнове
нии двух и более пожаров, а также при расширении ее функций с ис
пользованием имитационного моделирования оперативной деятельно
сти гарнизона пожарной охраны;
- разработана автоматизированная геоинформационная система,
предназначенная для обоснования проектных решений по размещению,
определению состава сил и средств создаваемых гарнизонов пожарной
охраны, а также для экспертизы дислокационных характеристик и ре
сурсных возможностей действующих гарнизонов пожарной охраны.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы при формировании нормативной правовой базы, регламентирующей деятельность гарнизонов пожарной охраны. Предлагаемая методология позволяет проводить экспертизу эффективности
организации деятельности действующих гарнизонов пожарной охраны, обосновывать необходимость строительства новых пожарных депо, определять границы зон обслуживания пожарных частей на территории населенных пунктов, формировать требования к расписанию выездов на пожар в зависимости от особенностей пожарной опасности объектов защиты. Она может быть использована проектными организациями при формировании планов строительства и развития населенных пунктов (или их микрорайонов), а также промышленных предприятий, в части обоснования требований к их системе обеспечения пожарной безопасности.
Достоверность результатов и выводов обеспечивается применением современных методов исследования сложных функциональных систем, репрезентативностью исходных данных, полученных из официальных источников. Обоснованность научных положений и выводов диссертационного исследования доказана также положительным опытом внедрения результатов при определении дислокационных характеристик и ресурсных потребностей пожарной охраны населенных пунктов и промышленных предприятий.
Апробация и реализация результатов работы. Основные положения диссертационной работы опубликованы в реферируемом научно-техническом журнале "Пожарная безопасность" (2004-2007 гг.), в монографии "Обеспечение пожарной безопасности на территории Российской Федерации" (2006 г.), в Юбилейном сборнике трудов ФГУ ВНИИПО МЧС России (2007 г.), представлены в докладах на XVIII (2003 г.), XIX (2005 г.), XX (2007 г.) международных научно-практических конференциях ФГУ ВНИИПО МЧС России (г. Балашиха), на III Международной научно-практической конференции "Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация" (г. Минск, 2005 г.), на международной научно-практической конференции "Реорганизация пожарно-спасательных служб в странах - членах КТИФ. Текущее состояние, проблемы и перспективы" (г. С.-Петербург, 2005 г.), на Международной научно-практической конференции "Технические и социально-гуманитарные аспекты профессиональной деятельности ГПС МЧС России: проблемы и перспективы" (г. Воронеж, 2006 г.).
Полученные результаты легли в основу свода правил СП 11.13130.2009 «Места дислокации подразделений пожарной охраны. Порядок и методика определения» (утвержден и введен в действие приказом МЧС России от 25 марта 2009 г. № 181, зарегистрирован Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии).
Результаты исследований внедрены в ФГУ ВНИИПО МЧС России при проведении ОКР (государственный контракт № 13/4.14-243Г от 22 августа 2005 г.) и НИР, выполненной согласно п.1.3.10 Единого те-
матического плана НИОКР МЧС России на 2007 г., утвержденного приказом МЧС России от 9 марта 2007 г. № 123.
В учебном центре ФГУ ВНИИПО МЧС России при очной и дистанционной подготовке специалистов организаций (экспертов) по независимой оценке рисков в области обеспечения пожарной безопасности по теме: "Пожарная охрана организаций, городских и сельских поселений. Требования пожарной безопасности к размещению подразделений пожарной охраны" (п.2.8 учебно-тематического плана учебного центра ФГУ ВНИИПО МЧС России "Пожарный аудит") также используются результаты данных исследований.
Методология использована Государственным унитарным предприятием "Инженерные работы" (г. Байконур) для обоснования мест размещения пожарных депо, ресурсной оснащенности пожарно-спасательных подразделений г. Байконур. На основе результатов обоснования разработано техническое задание на проектирование и строительство зданий пожарных депо в г. Байконур.
На основе разработанной методологии осуществлены расчеты ресурсной потребности пожарной охраны в ряде субъектов Российской Федерации. В частности, результаты расчетов использованы для составления организационно-штатного расписания и обоснования технической оснащенности пожарных частей в г. Калуга (ПЧ-69 УГПС МЧС Калужской области) и в г. Каменск-Уральский (ПЧ-26 ОГПС МЧС Свердловской области). Использование и внедрение подтверждено соответствующими актами.
Компьютерная система принята в эксплуатацию комиссией МЧС России (приказ МЧС России от 30 ноября 2006 г. № 623) и сдана в фонд алгоритмов, программ, баз и банков данных Государственной противопожарной службы (ФАП ГПС), созданный в соответствии с приказом МЧС России от 14.01.2003 г. № 9 "Об организации функционирования головных служб по учету и регистрации баз и банков данных МЧС России". На компьютерную систему Министерством юстиции Российской Федерации вьщано регистрационное свидетельство (ГЖ№ 0003846 от 21.06 2007 г.).
На защиту выносятся:
концепция проектирования гарнизона пожарной охраны, основанная на модельном представлении о процессах и схемах развития пожаров и установлении взаимосвязей дислокационных и ресурсных характеристик оперативных подразделений пожарной охраны с параметрами противопожарной защиты зданий (сооружений) и территории населенного пункта;
формализация условий достижения целей выезда оперативных подразделений пожарной охраны на пожар;
теоретические положения по расчету максимально допустимых расстояний от защищаемого здания (сооружения) до пожарного депо при различных целях выезда дежурного караула на пожар, схемах его развития, параметрах противопожарной защиты здания (сооружения) и территории населенного пункта;
методология обоснования мест дислокации и ресурсных потребностей оперативных подразделений пожарной охраны, базирующаяся на учете особенностей пожарной опасности зданий (сооружений), параметров их противопожарной защиты, а также показателей тактико-технических возможностей дежурных караулов, выезжающих на ликвидацию пожаров;
- методы обоснования ресурсных потребностей пожарной охраны
населенного пункта при одновременном возникновении двух и более
пожаров, а также при расширении ее функций с использованием ими
тационного моделирования оперативной деятельности гарнизонов по
жарной охраны;
- математическое, алгоритмическое и информационное обеспечение
автоматизированной геоинформационной системы, предназначенной
для принятия решений по размещению пожарных депо, определению
состава сил и средств создаваемых и действующих гарнизонов пожар
ной охраны.
Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликованы 52 печатные работы, из них 12 работ в научно-техническом журнале "Пожарная безопасность" (2 статьи в единоличном авторстве). Вклад автора в работы, выполненные в соавторстве, состоит в постановке проблемы и формализации задач исследования, разработке научно-методических и теоретических положений, а также непосредственном участии в создании математических моделей и алгоритмов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемой литературы и приложений. Материал изложен на 516 страницах, в том числе 461 страница основного текста, содержит 153 рисунка, 60 таблиц и 6 приложений. Список литературы включает 161 позицию.
