В роботі представлені пропозиції по модернізації системи типізованих фрагментів дерев подій, сформовані в рамках їх апробації при практичному застосуванні і в процесі передатестаційної підготовки експертів системи незалежної оцінки ризиків, які спростять алгоритмізацію побудови дерев подій надзвичайних ситуацій, що розвиваються на відкритому просторі і обумовлених пожежами, вибухами і викидами токсичних речовин.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Орлянський Іван Володимирович, Петрянін Євген Вікторович, Востоков Вадим Юрійович


The Algorithm for Determining the Most Probable Scenario of Emergency Caused by Emissions Flammable and Toxic Substances

The paper presents proposals for modernization of a system of typifyed event tree fragments. The proposals were prepared under the approbation of their practical application and in the process of pre-certification training of experts in independent risk assessment. The proposals can help simplify the algorithmization of event tree construction for open-space emergencies caused by fires, explosions and releases of toxic substances.


Область наук:
  • Енергетика і раціональне природокористування
  • Рік видавництва діє до: 2012
    Журнал: Технології громадянської безпеки

    Наукова стаття на тему 'Алгоритм визначення найбільш ймовірного сценарію розвитку надзвичайної ситуації, обумовленої викидами пожежовибухонебезпечних і токсичних речовин'

    Текст наукової роботи на тему «Алгоритм визначення найбільш ймовірного сценарію розвитку надзвичайної ситуації, обумовленої викидами пожежовибухонебезпечних і токсичних речовин»

    ?УДК 614.8

    Алгоритм визначення найбільш ймовірного сценарію розвитку надзвичайної ситуації, обумовленої викидами пожежовибухонебезпечних і токсичних речовин

    ISSN 1996-8493

    © Технології громадянської безпеки, 2012

    І.В. Орлянський, В.Ю. Востоков, Е.В. Петрянін

    анотація

    В роботі представлені пропозиції по модернізації системи типізованих фрагментів дерев подій, сформовані в рамках їх апробації при практичному застосуванні і в процесі передатестаційної підготовки експертів системи незалежної оцінки ризиків, які спростять алгоритмізацію побудови дерев подій надзвичайних ситуацій, що розвиваються на відкритому просторі і обумовлених пожежами, вибухами і викидами токсичних речовин.

    Ключові слова: дерева подій; надзвичайні ситуації; пожежі; вибухи; викиди токсичних речовин.

    The Algorithm for Determining the Most Probable Scenario of Emergency Caused by Emissions Flammable and Toxic Substances

    ISSN 1996-8493

    © Civil Security Technology, 2012

    I. Orlyansky, V. Vostokov, E. Petryanin

    Abstract

    The paper presents proposals for modernization of a system of typifyed event tree fragments. The proposals were prepared under the approbation of their practical application and in the process of pre-certification training of experts in independent risk assessment. The proposals can help simplify the algorithmization of event tree construction for open-space emergencies caused by fires, explosions and releases of toxic substances.

    Key words: event trees; emergency; fires; explosions; releases of toxic substances.

    В роботі [1] в якості інструменту, що сприяє відома процесу побудови і аналізу дерев подій надзвичайних ситуацій, що розвиваються на відкритому просторі і обумовлених пожежами, вибухами і викидами токсичних речовин, до суворої технологічною схемою була запропонована система типізованих фрагментів. Даний підхід був використаний в керівництві по оцінці ризиків надзвичайних ситуацій техногенного характеру (далі - Керівництво [2]), яке було затверджено в установленому порядку (9 січня 2008 року № 1-4-60-9) і направлено в територіальні органи МНС Росії для використання в практичній діяльності. Також вказане Керівництво [2] було включено в програму додаткової професійної освіти за передатестаційної підготовці експертів системи незалежної оцінки ризиків у сфері захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій та цивільного захисту.

    Апробація Керівництва [2] при їх практичному використанні, а також в процесі передатестаційних-ної підготовки експертів підтвердила затребуваність підходу, представленого в [1], і дозволила модернізувати систему типізованих фрагментів, що спростило алгоритмізацію побудови дерев подій надзвичайних ситуацій. Зазначена модернізація по суті звелася до ревізії деяких фрагментів і формуванню їх стійких комбінацій.

    Подальший розвиток системи типізованих фрагментів, в частині інтеграції процесу моделювання розвитку надзвичайних ситуацій в систему інформаційної підтримки прийняття управлінських рішень, пов'язане, перш за все, з розробкою алгоритму визначення найбільш ймовірного сценарію розвитку надзвичайної ситуації. Передбачається, що зазначений алгоритм буде будуватися на виборі найбільш характерною для властивостей речовини і умов об'єкта ланцюжки подій, що виходить з точки розгалуження того чи іншого типового фрагмента. Після згаданої за підсумками апробації ревізії [3] в системі сценаріїв по суті є три типи точок розгалуження (виділені колом):

    точка розгалуження тип № 1 (сценарії «Liquid-F» і «Liquid-T») - типовий фрагмент «Пролив»;

    точка розгалуження тип № 2 (сценарії «Liquid-F» і «Gaseous-F») - типовий фрагмент «Контакт парів (газу) з повітрям»;

    точка розгалуження тип № 3 (сценарії «Liquid-F», «Gaseous-F» і «Solid») - типовому фрагменті «Реагує суміш».

    Точка розгалуження тип № 1

    На рис. 1 представлена ​​точка розгалуження тип № 1 зі сценарію «« Liquid-F ».

    Для вибору найбільш характерною для властивостей речовини і умов об'єкта ланцюжки подій, вихо-

    Мал. 1. Точка розгалуження тип № 1

    дящей з точки розгалуження типового фрагмента «Пролив», розглянемо модельну задачу: на грунті сформований протоку рідини - визначити частку випарувалася (проникла в грунт) рідини за час життя протоки.

    Вирази для обчислення маси випарувалася (Тисп) і просочилася в ґрунт (тпрон) за час життя протоки (тжізні) рідини мають вигляд:

    V S т

    ісп w життя '

    S т

    пппі "-wun-ni

    де Шісп і Шпрон - інтенсивність випаровування і проникнення, відповідно, кг / (м2-с) 5 - площа протоки, м2.

    Тоді вираз для частки випарувалася рідини буде мати вигляд:

    W

    W + W

    ісп прон

    Таким чином, щоб визначити частку випарувалася рідини (зрідженого газу) необхідно обчислити швидкість випаровування і швидкість проникнення рідини.

    Для розрахунку інтенсивності випаровування скористаємося наступною формулою [4]:

    W = 0,0735 • з • u

    V v;

    де Жісп - інтенсивність випаровування, кг / (м2-с);

    с - концентрація насичених парів розлитого речовини при даній температурі, кг / м3;

    і - швидкість вітру, м / сек;

    Б - коефіцієнт молекулярної дифузії парів в повітрі, м2 / сек;

    V - коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря, м2 / сек.

    Концентрацію насичених парів розлитого речовини можна визначити, використовуючи тиск насичених парів, через рівняння стану ідеального газу

    Мр

    з =

    RT.

    ісп

    т

    прон

    Для знаходження тиску насичених парів можна скористатися формулою Антуана [5]

    рн

    10

    А-

    tz + СА

    де значення констант А, В і СА беруться з відповідних таблиць.

    Інтенсивність проникнення рідини в грунт, використовуючи закон Дарсі, може бути розрахована за формулою:

    прон р жид

    К *

    води

    жид

    де Wпрон - масова швидкість проникнення рідини в грунт, кг / (м2-с);

    ржід - щільність рідини, кг / м3; К * - коефіцієнт фільтрації води через пористе середовище, м / с;

    відведення, vжuд - коефіцієнти динамічної в'язкості води і розглянутої рідини, відповідно, Пасік.

    Результати обчислень частки бензину, випарувався за час життя протоки, для різного складу грунту наступні:

    різке охолодження протоки і / або навколишнього атмосфери;

    організацію автономних каналізаційних колекторів в місці можливого утворення протоки;

    покриття поверхні протоки шаром легшою і не змішується з рідиною, що утворила протоку, субстанцією, наприклад, піною.

    За підсумками представлених міркувань можна сформувати матрицю визначення найбільш ймовірного напрямки розвитку надзвичайної ситуації в точці розгалуження тип № 1 (табл. 1).

    Точка розгалуження тип № 2

    На Рис. 2 представлена ​​точка розгалуження тип № 2 зі сценарію «« Liqшd-F ».

    Мал. 2. Точка розгалуження тип № 2

    в

    дисп (глина) = 0,98, 8ісп (пісок) = 0,026.

    Подібні результати (значення) для інших пролитих рідин широко представлені в літературі (наприклад, дані по несиметричного діметілгі-дразіну можна знайти в [6]), що дозволяє зробити наступні спрощують припущення про те, що можна знехтувати:

    проникненням рідини в грунт при формуванні протоки на глинистий грунт або підготовлену поверхность1;

    випаровуванням рідини з поверхні протоки при її попаданні на пісок або торф.

    Що стосується третьої ланцюжка - «Локалізація протоки», що має на увазі виключення як проникнення рідини в грунт, так і потрапляння її парів в атмосферу - то вона може бути реалізована тільки при здійсненні додаткових дій по недопущенню (різкого зниження) надходження парів рідини в атмосферу в разі формування протоки на глинистому ґрунті або підготовленій поверхні. До числа таких додаткових дій можна віднести:

    При протоці пари горючої речовини в контакті з киснем повітря можуть спалахнути. Запалення може виникнути як в режимі самозаймання, так і під дією зовнішніх джерел. У разі самозаймання процес горіння буде носити дифузний характер (горіння протоки), при якому екзотермічна реакція окислення йде в тонкому шарі при стехіоме-тричних співвідношенні парів пального і кисню повітря. Якщо займання ініційовано зовнішнім джерелом (підпалено), то реалізація режиму дифузійного горіння залежить від ряду умов [8]:

    концентрація палива в місці підпалу повинна знаходитися всередині концентраційних меж поширення полум'я;

    повинна існувати лінія від місця підпалу до кромки протоки, протягом якої концентрація палива також повинна знаходитися всередині концентраційних меж поширення полум'я;

    швидкість вітру, в середньому, в місці підпалу і на

    Таблиця 1

    Матриця визначення найбільш ймовірного напрямки розвитку надзвичайної ситуації

    в точці розгалуження тип № 1

    Наявність заходів щодо недопущення надходження парів рідини в атмосферу Відсутність заходів по недопущенню надходження парів рідини в атмосферу

    Підготовлена ​​поверхня, глинистий і / або промерзлий грунт Локалізація протоки Випаровування з поверхні протоки

    Торф, пісок Проникнення в грунт і воду

    1 Очевидно, що це припущення можна поширити і на промерзлий грунт.

    протягом зазначеної лінії повинна бути менше швидкості поширення полум'я в паливовіз-задушливій суміші.

    З огляду на те:

    що швидкість поширення полум'я в палив-вовоздушной суміші вимірюється сантиметрами в секунду, місце підпалу має перебувати у землі або в циркуляційної зоні, утвореній при обдувании вітром будь-якого предмета на поверхні землі;

    що через наявність атмосферної турбулентності важко говорити про шлейфі парів за протокою як про односвязанном просторі на відстані вже порівнянному з характерним розміром протоки [9], місце підпалу має перебувати в безпосередній близькості з крайкою проліва2.

    В іншому випадку запалав паливо-повітряна суміш буде віднесена вітром, і ми зіткнемося формально з реалізацією гілки «Формування хмари» (рис. 2) і подальшим виникненням іншого режиму горіння, розглянутого нижче.

    Схожий сценарій може реалізовуватися і при попаданні в атмосферу займистих газів. В цьому випадку процес дифузійного горіння часто називається смолоскиповим горінням.

    За підсумками представлених міркувань можна сформувати матрицю визначення найбільш ймовірного напрямки розвитку надзвичайної ситуації в точці розгалуження тип № 2 (табл. 2), в якій:

    під зовнішніми джерелами загоряння розуміються, перш за все, відкрите полум'я і електрообладнання, що не відповідає параметрам іскробезпе-запасних електричного кола і / або пристрої;

    під зоною контакту парів (газу) з повітрям розуміється:

    для займистих газів - простір навколо отвору, через яке відбувається витікання газу в атмосферу, з характерними розмірами отвору;

    для горючих рідин (скраплених охолодженням газів) - площа протоки, яка визначається відповідно до нормативних документів, наприклад, [10] проблема визначення площі протоки (товщини плівки) докладно висвітлена в [11]).

    Точка розгалуження тип № 3

    На рис. 3 представлена ​​точка розгалуження тип № 3 з сценарію «« Liquid-F »(« Gaseous-F »).

    Мал. 3. Точка розгалуження тип № 3

    Спочатку, як реагує суміші розглянемо топливовоздушную суміш. У цьому випадку умова реалізації ланцюжка «Горіння суміші» в розглянутому фрагменті тільки одне - концентрація палива в місці підпалу повинна знаходитися всередині концентраційних меж поширення полум'я. Для реалізації другого ланцюжка - «Вибух суміші» - крім дотримання умови реалізації ланцюжка «Горіння суміші», необхідно:

    в суміші повинна бути область, в якій концентрація палива знаходиться всередині концентраційних меж вибуховості, які лежать всередині концентраційних меж поширення полум'я, тобто інтервал значень концентрацій значно вужче;

    є порушення тепловідведення від місця тепловиділення.

    Остання умова може бути реалізовано, якщо топливовоздушная суміш потрапляє в обмежений будь-яким чином простір (пересічена місцевість, наявність будівель, конструкцій і так далі).

    Для оцінки максимальних відстаней (Л +) від місця протоки або викиду хмари пари (газу), на яких може бути досягнута та чи інша концентрація палива в повітрі (С), можуть бути використані співвідношення, отримані в рамках підходів, які застосовуються в [12] :

    Таблиця 2

    Матриця визначення найбільш ймовірного напрямки розвитку надзвичайної ситуації

    в точці розгалуження тип № 2

    Наявність зовнішніх джерел займання в зоні контакту парів (газу) з повітрям Відсутність зовнішніх джерел займання в зоні контакту парів (газу) з повітрям

    Здатність парів (газу) до самозаймання в умовах контакту Горіння протоки (смолоскипна горіння)

    Нездатність парів (газу) до самозаймання в умовах контакту Горіння протоки (смолоскипна горіння) Формування хмари

    2 В безпосередній близькості кромки протоки на невеликій відстані концентрація палива змінюється від 0 до 1, так що при кінцевому розмірі «місця підпалу» концентрація палива гарантовано знаходиться всередині концентраційних меж поширення полум'я.

    Таблиця 3

    Матриця визначення найбільш ймовірного напрямки розвитку надзвичайної ситуації

    в точці розгалуження тип № 3

    Наявність зовнішніх джерел займання в шлейфі за протокою або на шляху прямування хмари Відсутність зовнішніх джерел займання в шлейфі за протокою або на шляху прямування хмари

    Відкритий простір Горіння суміші Розсіювання хмари

    Пересічена місцевість і / або наявність будівель, конструкцій і.т.д. вибух суміші

    в разі протоки -

    я +

    - = 6,68-1,75,

    я, V сі

    де Я0 - радіус протоки, м; Wuсп - інтенсивність випаровування, кг / (м2-с);

    і - швидкість вітру, м / сек, С - концентрація палива в повітрі, кг / м3;

    в разі дрейфуючого хмари -

    = 4,14 • 3 М,

    V з

    де М - маса горючої речовини в хмарі, кг.

    За підсумками представлених міркувань можна сформувати матрицю визначення найбільш ймовірного напрямки розвитку надзвичайної ситуації в точці розгалуження тип № 3 (табл. 3).

    Представлені вище міркування, в принципі, вірні не тільки для хмар, що містять в тій чи іншій формі горючі речовини (пилу, аерозолі і т.д.), але і для конденсованих вибухових речовин будь-якого класу, які є, по суті, сухими і / або рідкими сумішами, концентрація горючих компонентів завжди знаходиться всередині концентраційних меж вибуховості. Тому наявність джерела загоряння, практично гарантовано для більшості конденсованих вибухових речовин, призводить до реалізації ланцюжка «Горіння суміші». Можливість переходу від неї (ланцюжки «Горіння суміші») до ланцюжка «Вибух суміші» визначається умовами тепловідводу: місцем, де відбувається горіння, наявністю неоднорідностей (каверн і внутрішніх тріщин) в тілі речовини.

    Кондиційні заряди метальних (порохів) і бризантних конденсованих вибухових речовин, як правило, горять на відкритому просторі без вибуху. Виняток становлять ініцііруюшіе (первинні) вибухові речовини, для яких реалізація ланцюжка «Горіння суміші» практично неможлива - підпал (підведення відповідної кількості тепла) неминуче призводить до вибуху.

    література

    1. Востоков В.Ю. Типізація фрагментів дерев подій // Пожежна безпека. 2008. № 2.

    2. Акімов В.А., Биков А.А., Востоков В.Ю. та ін. Методики оцінки ризиків надзвичайних ситуацій та нормативи прийнятного ризику надзвичайних ситуацій: Керівництво по оцінці ризиків надзвичайних ситуацій техногенного характеру, в тому числі при експлуатації критично важливих об'єктів Російської Федерації // Проблеми аналізу ризику. 2007. Т. 4. № 4. С. 368-404.

    3. Орлянський І.В., Маркідонова Є.Ю., Востоков В.Ю. Побудова дерев подій - перехід від типових фрагментів до їх стійким комбінаціям // Технології громадянської безпеки. 2012. Т. 9. № 2. С. 58-63.

    4. Методика визначення площі зони захисних заходів, яка встановлюється навколо об'єктів із зберігання хімічної зброї та об'єктів по знищенню хімічної зброї. МО РФ, 1999..

    5. НПБ 105-95 «Визначення категорій приміщень і будинків по вибухопожежної і пожежної небезпеки».

    6. Екологічні проблеми та ризики впливів ракетно-космічної техніки на навколишнє природне середовище: довідковий посібник / за загальною редакцією В.В.Адушкіна. - М .: «Анкіл», 2000..

    7. Дубровін А.А. Типізація дерев подій при транспортуванні залізничним транспортом небезпечних вантажів // Проблеми аналізу ризику. 2008. Т. 5. № 3. С. 86-95.

    8. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.І., Либрович В.Б., Махвіладзе Г.М. Математична теорія горіння і вибуху. М .: Наука, 1980.

    9. Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Турбулентність і горіння. М .: Наука, 1986.

    10. Визначення категорій приміщень, будинків та зовнішніх установок за вибухопожежною та пожежною небезпекою (НПБ-105-03). М .: ФДМ ВНІЇПО, 2003.

    11. Востоков В.Ю. Про методичні підходи, які використовуються при розрахунку випаровування пролитої рідини // Проблеми аналізу ризику. 2006. Т. 3. № 4. С. 379-382.

    12. Акімов В.А., Биков А.А., Востоков В.Ю. і ін. Методичні рекомендації щодо визначення кількості постраждалих при надзвичайних ситуаціях техногенного характеру. // Проблеми аналізу ризику. 2007. Т. 4. № 4. С. 347-367.

    Відомості про авторів

    Орлянський Іван Володимирович: ФГБУ ВНДІ ГОЧС (ФЦ), н. з.

    Сто двадцять одна тисяча триста п'ятьдесят два, Москва, вул. Давидковской, д. 7. Тел .: (495) 445-44-63. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Петрянін Євген Вікторович: ФГБОУ ВПО МФТІ (ГУ). 141700, Моск. обл., м Долгопрудний, Університетський пров., буд. 9.

    Тел .: (916) 726-98-51. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Востоков Вадим Юрійович: к. Т. Н., Доц., ФГБУ ВНДІ

    ГОЧС (ФЦ), вед. н. з.

    Сто двадцять одна тисяча триста п'ятьдесят два, Москва, вул. Давидковской, д. 7.

    Тел .: (495) 449-9020.

    E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Розробки ФГБУ ВНДІ ГОЧС (ФЦ)

    / 71

    "-р-

    . -Г% Я

    / V'-лг я

    Актуальні

    Зміст Глава 1.

    Основи безпеки туристської діяльності.

    1.1. Поняття безпеки в туризмі.

    1.2. Основні джерела небезпек і загроз туристської діяльності. Фактори, що впливають на безпеку туристської діяльності.

    1.3. Стандарти і правила туристського обслуговування.

    1.4. Державна політика в галузі забезпечення безпеки туризму.

    1.5. Безпека туризму при загрозах виникнення надзвичайних ситуацій.

    турістскоі

    діяльності

    глава 2.

    Нормативна правова база в галузі забезпечення безпеки туристської діяльності в Російській Федерації.

    2.1. Нормативна правова база федерального рівня.

    2.2. Нормативна правова база суб'єктів Російської Федерації і муніципальних утворень.

    2.3. Міжнародне законодавство в галузі забезпечення безпеки туристської діяльності.

    глава 3.

    Забезпечення безпеки туристської діяльності.

    Актуальні питання забезпечення безпеки туристської діяльності / За заг. ред. І.В. З-Сунов. МНС Росії. М .: ФГБУ ВНДІ ГОЧС (ФЦ), 2012. 124 с.

    ISBN 978-5-93970-067-2

    У монографії викладені питання правового, організаційного та технічного забезпечення безпеки туристської діяльності, загальні підходи до вирішення питань безпеки в сфері туризму на федеральному, регіональному і муніципальному рівнях за участю структур МНС Росії, а також розвитку сервісу забезпечення безпеки туристської діяльності.

    Монографія призначена для працівників органів управління та рятувальних служб МНС Росії, організаційних структур, відповідальних за надання послуг в сфері сервісу безпеки туризму, органів державного управління суб'єктів Російської Федерації та органів місцевого самоврядування.

    Монографія може бути використана органами державної влади суб'єктів РФ, органами місцевого самоврядування при організації туристської діяльності, в освітніх закладах МНС Росії і Ростуризму.

    У підготовці монографії брали участь Олтян І.Ю., Артюхін В.В., Соколов Ю.І., Корнійчук Л.В., Ляховец Т.Л., Котосонова М.Н., Котосонов А.С., Маркін Д. В., Зінов'єв С.В., Добров В.М., Акімова А.В.

    3.1. Організаційні питання забезпечення безпеки туристської діяльності.

    3.2. Технічна оснащеність туристських груп та маршрутів.

    3.3. Перспективні технології забезпечення безпеки туристської діяльності.

    3.4. Питання страхування життя і майна туристів.

    3.4.1. Основні поняття і історія розвитку страхування в туризмі.

    3.4.2. Види страхування в туризмі.

    3.4.3. Особисте страхування туристів.

    3.5. Сервіс забезпечення безпеки туристської діяльності.

    глава 4.

    Забезпечення безпеки туристської діяльності на рівні суб'єктів Російської Федерації і муніципальних утворень.

    4.1. Вплив туризму на соціально-економічний розвиток регіонів Російської Федерації.

    4.2. Види туризму в різних регіонах Російської Федерації.

    4.3. Діяльність органів виконавчої влади суб'єктів Російської Федерації щодо забезпечення безпеки туристської діяльності.

    4.4. Діяльність органів місцевого самоврядування щодо забезпечення безпеки туристської діяльності.

    Додаток 1. Пам'ятка для туристів (екскурсантів) щодо заходів безпечної поведінки на кінних маршрутах Красноярського краю.

    Додаток 2. Електронно-довідковий посібник для інструкторів-провідників з питань забезпечення безпеки туристської діяльності в Красноярському краї.


    Ключові слова: ДЕРЕВА ПОДІЙ / НАДЗВИЧАЙНІ СИТУАЦІЇ / ПОЖЕЖІ / ВИБУХИ / ВИКИДИ ТОКСИЧНИХ РЕЧОВИН / EVENT TREES / EMERGENCY / FIRES / EXPLOSIONS / RELEASES OF TOXIC SUBSTANCES

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити