Целью исследования является совершенствование подходов к применению беспилотных летательных аппаратов для координации деятельности подразделений, задействованных в ликвидации чрезвычайных ситуаций, а также разработка формализованной модели выбора оптимальных типов беспилотных летательных аппаратов для решения различных оперативных задач. В качестве методов исследования использованы системный анализ, структурно-функциональное моделирование, метод кластеризации механизмов координации, а также математическое моделирование в форме нормализованной взвешенной оценки эффективности и целочисленного линейного программирования для оптимального распределения беспилотных летательных аппаратов при ограниченных ресурсах. Анализ отечественных и зарубежных источников позволил оценить современные практики использования беспилотных летательных аппаратов и выделить ключевые функциональные направления их применения. Основные результаты исследования включают разработанную классификацию механизмов координации действий спасательных подразделений с применением беспилотных летательных аппаратов, сопоставление их типов с задачами ликвидации ЧС, а также формирование математической модели выбора оптимального аппарата в зависимости от критериев миссии. В работе также предложена таблица типологизации беспилотных летательных аппаратов по ключевым параметрам и управленческим преимуществам, а также усовершенствованный алгоритм принятия решений, сопоставляющий потребности ликвидаторов ЧС с возможностями беспилотных летательных аппаратов. Научная значимость исследования заключается в формировании комплексного подхода к интеграции беспилотных летательных аппаратов в систему управления силами и средствами при ЧС, что позволяет повысить эффективность координации и сократить неопределённость в процессе принятия решений. Новизна работы состоит в объединении кластерного анализа функций координации, типологизации беспилотных летательных аппаратов и математической модели выбора в единый управленческий инструментарий, что ранее не применялось в отечественных исследованиях по тематике ликвидации ЧС.
Проведенный в статье анализ чрезвычайных ситуаций и материального ущерба, наносимого экономике страны, показывает актуальность задач по совершенствованию прогнозирования чрезвычайных ситуаций и управления силами и средствами при угрозе их возникновения. Работа посвящена разработке системы информационной поддержки деятельности оперативной дежурной смены центра управления в кризисных ситуациях, позволяющей начальнику смены рационально распределять задачи, контролировать сроки их выполнения и устранять ошибки. Задача формулируется в виде исходных предположений и ограничений, в которых отражены основные положения и начальные данные, на основании которых создается информационная система. Решение задачи строится с использованием теоретических положений системного анализа, теории управления и информатики. В статье проведен анализ чрезвычайных ситуаций различной природы и характера, рассмотрена организационная структура оперативной дежурной смены, предложено описание трехуровневой архитектуры системы и блок-схема алгоритма ее функционирования. Дано подробное описание каждого блока алгоритма. В заключении сделан вывод о преимуществах, перспективах внедрения и возможном использовании программного обеспечения для повышения уровня управляемости силами и средствами оперативной дежурной смены в повседневной деятельности и в условиях чрезвычайных ситуаций.
В предыдущих работах автора были рассмотрены многокритериальные модели управления подразделениями пожарной охраны при тушении пожаров в резервуарных парках, вызванных военными средствами поражения, где ключевым фактором успеха является качество управленческих решений в условиях экстремальной неопределенности. Цель данного исследования формализовать ранг пожара как управленческую категорию, отграничить его от ресурсной категории «номер вызова» и предложить модель уровней управления (I-IV), в которой управленческая зрелость руководителя тушения пожара (РТП) выступает критерием соответствия сложности задачи. Использованы структурно-функциональный анализ системы управления тушением пожара, сравнительный анализ отечественных и международных подходов (ICS), методы формализации управленческих категорий и риск-ориентированного анализа. Введено понятие ранга пожара как динамической характеристики сложности управленческой задачи. Обосновано, что номер вызова отвечает за объем ресурсов, а ранг - за требуемый уровень управления. Разработана четырехуровневая модель управления (I - регламентное, II - ситуационно-тактическое, III - риск-ориентированное, IV - системное), где каждый уровень соотносится с определенной степенью неопределенности, риска и типом управленческих решений. Показано, что РТП является не штатной должностью, а квалификационным статусом, реализуемым через категорию «управленческая зрелость», включающую способность к своевременной эскалации управления. Предложенная модель коррелирует с цвето-металлическими моделями ICS (Bronze/Silver/Gold/Platinum) и развивает их применительно к отечественной практике. Выявлено, что психологическая устойчивость управления является неотъемлемым компонентом управленческой зрелости и интегрирована в описание каждого уровня. Сформулированы объективные признаки для повышения и понижения ранга пожара в ходе его развития. Переход от количественной оценки пожара (номер вызова) к содержательной (ранг пожара) создает методологическую основу для унификации критериев оценки действий РТП, повышения обоснованности управленческой эскалации и совершенствования программ подготовки руководящего состава с учетом опыта тушения сложных пожаров, в том числе в условиях военных действий.
В статье рассматривается проблема оптимизации процессов сушки арболита - экологически ориентированного композитного материала на основе древесного заполнителя и цементного вяжущего. Недостаточная изученность физико-химических процессов твердения и нестационарного массопереноса приводит к образованию усадочных дефектов и снижению прочностных характеристик изделий. Целью работы является разработка математической модели, описывающей распределение влагосодержания в блоке-сырце при различных граничных условиях. В основу исследования положено нелинейное дифференциальное уравнение А. В. Лыкова для капиллярно-пористых тел. Получено аналитическое решение задачи с использованием безразмерных критериев подобия (Фурье, Кирпичева) для трех технологических схем размещения блоков: на проницаемом, непроницаемом и частично проницаемом основании. Проведен численный эксперимент, демонстрирующий пространственно-временную эволюцию влажностного поля. Результаты показывают, что схема с непроницаемым основанием вызывает асимметрию профиля влажности и риск трещинообразования, тогда как частично проницаемый настил обеспечивает оптимальный баланс между скоростью сушки и качеством структуры. Разработанная модель позволяет прогнозировать дефекты и может служить основой для создания цифрового двойника технологического процесса.
Процессы фракционирования и перемешивания сыпучих строительных материалов являются ключевыми этапами подготовки сырья для производства высококачественных строительных изделий. От их эффективности напрямую зависят качество продукции, энергопотребление и себестоимость. В современных условиях промышленность сталкивается с зависимостью от импортного оборудования для переработки сыпучих сред - вибрационных грохотов и смесителей, стоимость которых достигает 30 млн рублей за единицу, а запасные части и обслуживание формируют устойчивую внешнюю зависимость. Это противоречит задачам технологического суверенитета и импортозамещения, поставленным государством. Несмотря на широкое применение, фундаментальные механизмы движения частиц в виброожиженных слоях остаются недостаточно изученными. Современные теоретические модели не позволяют прогнозировать поведение многокомпонентных дисперсных систем при изменении режимных и конструктивных параметров. Эмпирический подход доминирует в проектировании, что снижает эффективность оборудования и увеличивает затраты. Целью настоящей работы является разработка универсальной стохастической модели процессов виброгрохочения и виброперемешивания, основанной на аппарате цепей Маркова. Предлагаемая модель позволяет описывать кинетику обоих процессов на единой математической основе, что представляет собой научную новизну описания движения ансамбля частиц в виброожиженном слое. Для этого предлагается использовать ячеечный подход, где рабочий объем аппарата делится на зоны (ячейки), а переход частиц между ними описывается вероятностями. Разработана одномерная модель для периодического грохочения и перемешивания. Показано, что известные качественные закономерности этих процессов (например, асимптотическое стремление эффективности грохочения к максимуму или снижение неоднородности смеси до минимума) могут быть получены в результате численного эксперимента по предложенной модели. Результаты подтверждают адекватность и перспективность применения стохастических моделей для решения задач цифрового моделирования и оптимизации технологий переработки сыпучих материалов. Данное исследование имеет прямую связь с темой гражданской защиты, так как повышение качества и надежности строительных материалов, производимых с использованием таких моделей, напрямую влияет на долговечность, прочность и безопасность зданий и сооружений, особенно в сейсмоактивных и экстремальных климатических зонах.
В данной работе предложен способ получения защитного покрытия на основе наночастиц диоксида титана, синтезированного золь-гель методом, на конструкционной высококачественной низкоуглеродистой стали. Разработан и оптимизирован технологический процесс, включающий последовательные стадии подготовки поверхности металла, нанесения покрытия и фиксацию данного покрытия на металле. Изучены морфология поверхности оксидного покрытия методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии, а также его защитные свойства в соответствии с ГОСТ 9.302-881. [35] Рассмотрены перспективы применения полученных наноструктурированных покрытий для повышения коррозионной стойкости стальных конструкций.
В статье представлена динамическая модель оценки и прогнозирования уровня пожарной опасности производственных объектов хранения сжиженного водородного топлива, основанная на теории непрерывных цепей Маркова. Модель описывает объект как систему, изменяющуюся во времени через группу определенных состояний (низкий уровень пожарной опасности, средний уровень пожарной опасности, высокий уровень пожарной опасности, критический уровень пожарной опасности, пожар, тушение пожара, ремонтно-восстановительные работы). Важным элементом являются интенсивности переходов между этими состояниями, рассчитываемые на статистике отказов оборудования, экспериментальных данных значений НКПР, вероятности обнаружения утечек, температурного режима хранения сжиженного водорода. Модель позволяет количественно прогнозировать вероятность нахождения объекта в аварийном состоянии в любой момент времени, что является основой для разработки противоаварийных мер и оптимизации систем безопасности.
Древесина и материалы на её основе, являются горючими материалами. При их горении происходит быстрое развитие пожара. Состав, структура, свойства, наличие огнезащитной обработки существенно влияют на поведение материала в условиях пожара. Целью работы являлось исследование поведения древесных материалов при термическом воздействии различной природы. Решение данной актуальной задачи, позволит разработать эффективные мероприятия, обеспечивающие эффективную защиту деревянных материалов от воздействия огня.
В статье проведен анализ пожарной опасности литий-ионных аккумуляторов (ЛИА), являющихся ключевым элементом современной энергетики и транспорта. На основе анализа статистических данных выявлен экспоненциальный рост числа пожаров, связанных с ЛИА, с выделением наиболее уязвимых сегментов. Рассмотрены конструктивные особенности и электрохимические системы ЛИА, определяющие их энергетический потенциал и термическую стабильность. Подробно рассмотрен механизм теплового разгона, как каскада экзотермических реакций, инициируемого механическими, электрическими, термическими воздействиями или производственными дефектами. Проведен обзор международной и отечественной нормативно-правовой базы, выявлены существенные пробелы, особенно в области противопожарного регулирования жизненного цикла устройств с ЛИА. Сделан вывод о необходимости разработки комплексных инженерных и нормативных мер для минимизации рисков возникновения пожаров ЛИА.
В работе проведена оценка устойчивости пористого строительного материала - камня ракушечника, добываемого на территории Республики Крым, к действию температуры. Методом синхронного термического анализа проведён комплекс испытаний, направленных на изучение изменений физических и механических свойств материала при нагревании. Результаты исследования позволяют определить пределы температурной стойкости камня ракушечника и дают рекомендации по его применению в условиях, связанных с повышенными температурами. Полученные данные могут быть использованы для оценки огнестойкости строительных конструкций и обеспечения пожарной безопасности объектов защиты. Экспериментально установлено, что наименьшая убыль массы при нагревании камней ракушечника наблюдается у менее пористых образцов, обладающих наибольшей теплопроводностью. Полученные данные согласуются с результатами работ, в которых отмечается, что образцам с более высокой пористостью соответствует бóльшая потеря массы при нагреве до 1000 °С. Определение остаточной массы при нагревании образцов камней ракушечника позволяет сделать вывод, что образцы имеют отличающийся химический состав.
В статье рассматривается показатель времени реагирования и прибытия первого пожарного подразделения к месту пожара, как ключевой элемент оперативной эффективности пожарно-спасательных служб. Время прибытия первых подразделений пожарной охраны к месту пожара является критически важным фактором, определяющим успешность тушения огня и спасение человеческих жизней. Настоящая статья посвящена исследованию времени реагирования и прибытия первых подразделений к месту вызова на основе отечественного и зарубежного опыта, на примере России, США, Германии, Великобритании, Бельгии, Греции и Франции. Анализируются подходы к нормированию и мониторингу временных параметров реагирования, включая разложение на этапы: обработка вызова, выезд, следование к месту вызова. Показано, что время реагирования в разных странах не может быть унифицировано требованиями стандартов, так как имеются различия не только модели пожарной охраны (профессиональная/добровольная), но и плотности дорожной сети, удаленности населенных пунктов и многих других факторов.
В условиях потенциальных чрезвычайных ситуаций и современных требований по снижению экологических рисков для населения требуется выбор наиболее безопасного и эффективного реагента для обеззараживания воды. В статье представлены результаты оценки рисков применения двух реагентов для обеззараживания воды - гипохлорита натрия и диоксида хлора. Анализ проведён с применением реестра и матрицы рисков по таким категориям, как обращение с реагентом, влияние на здоровье персонала, опасность при чрезвычайных ситуациях и вредоносность после очистки воды. Установлено, что доля событий с критическими последствиями и высокой/очень высокой вероятностью для гипохлорита натрия составляет 21 %, для диоксида хлора - 29 %. Гипохлорит натрия предпочтительнее с точки зрения логистики и эксплуатационной простоты (готовый реагент, не требующий синтеза на месте), однако его применение связано с риском образования канцерогенных веществ. Исследования водопроводной воды выявили повышенное содержание остаточного активного хлора, тем не менее расчётный канцерогенный и неканцерогенный риск для здоровья населения соответствуют низкому уровню. Для снижения содержания остаточного хлора и тригалогенметанов рекомендуется применять при обеззараживании комбинацию гипохлорита натрия с ультрафиолетовым излучением. Такой подход, соответствующий наилучшим доступным технологиям, снижает расход реагента, обеспечивает пролонгированный эффект обеззараживания и уменьшает образование хлорорганических соединений.