Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
The article is devoted to the issues of ensuring the safety of employees of EMERCOM of Russia when extinguishing fires and conducting emergency rescue operations at low temperatures. The object of the study is the technical parameters of the firefighter's combat clothing. The purpose of this work is to determine the most significant technical parameters that affect the reliability and protection indicators when operating at low temperatures. The paper provides an expert assessment of the significance of the technical parameters of the firefighter's combat clothing during operation at low temperatures. Based on the data obtained, the most important parameters of the firefighter's combat clothing that affect the reliability and protection indicators in low temperature conditions are identified.
firefighter's combat clothing, integrated assessment methodology, low temperatures, technical parameters, expert assessment
Наиболее частыми причинами травмирования и гибели сотрудников МЧС России на территории Российской Федерации являются воздействие высоких температур и открытого огня, возникающих при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ [1]. Для защиты пожарных от данных травмирующих факторов применяется специальная защитная одежда, наиболее распространенной из которой является боевая одежда пожарного (БОП).
С целью прохождения процедуры сертификации новых образцов БОП организации-производители осуществляют проведение испытаний одежды, в результате которых определяются значения таких параметров, как: время наступления критических температурных показателей и показателей защиты пожарного, а также изменений защитных свойств материалов, из которых изготовлена одежда. Данные испытания проводятся по методикам, описанным в работах [2–7] и включают в себя ряд теоретических и экспериментальных исследований. В этих исследованиях оценка проводится по таким показателям, как: значение предельной температуры подкостюмного пространства, угрожающей жизни и здоровью пожарного; время достижения предельной температуры подкостюмного пространства; изменение технических и качественных показателей материалов и тканей, используемых при изготовлении БОП; термическое разрушение элементов БОП; физиологические параметры пожарного. Система экспериментальных проверок (лабораторные, огневые полигонные и эксплуатационные) позволяет проверять БОП по показателям защиты, эргономики, надежности.
Результаты данных исследований легли в основу разработки нормативно-правовой базы [8, 9] для определения минимальных требований к техническим параметрам изделий.
Однако данные исследования не учитывают значимость влияния тех или иных технических параметров БОП на показатели надежности и защиты при эксплуатации в условиях низких температур. В связи с этим возникает необходимость определения значимости влияния таких технических параметров методом экспертной оценки.
Проведение экспертной оценки
Определение значимости влияния технических параметров БОП на показатели надежности и защиты при эксплуатации в условиях низких температур выполнено на основе мнений пяти специалистов [10], обобщенные сведения о которых представлены в табл. 1.
Таблица 1
Сведения об экспертах, привлеченных к опросу
|
Занимаемая должность |
Стаж работы, лет |
Количество |
|
Заместитель начальника Главного управления МЧС России по субъекту (по Государственной противопожарной службе) |
23 |
1 |
|
Начальник отряда федеральной противопожарной службы |
18 |
2 |
|
Заместитель начальника службы пожаротушения – начальник дежурной смены |
19 |
1 |
|
Начальник караула пожарной части |
15 |
1 |
Эксперты провели ранжирование технических параметров, определенных на основании [8], в зависимости от степени значимости их влияния на показатели надежности и защиты при эксплуатации в условиях низких температур. Каждый из экспертов проставил ранги от 1 до 15. При этом рангу 1 соответствует самый значимый параметр, рангу 15 – наименее значимый. В случае если эксперт считает параметры равноценными, то их значение определяется как среднее их суммы, первичные результаты опроса представлены в табл. 2.
Таблица 2
Матрица ранжирования значимости технических параметров БОП
|
№ п/п |
Наименование технического параметра БОП |
Ранги |
|||||
|
№ эксперта |
Сумма рангов |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
1 |
Водонепроницаемость материалов при статическом давлении 1 000 мм вод. ст. |
1 |
1 |
2 |
2 |
2,5 |
8,5 |
|
2 |
Время надевания |
15 |
9 |
15 |
13 |
11,75 |
63,75 |
|
3 |
Жесткость |
14 |
8 |
13 |
10 |
11,75 |
56,75 |
|
4 |
Защита от воздействия теплового потока |
2 |
6 |
1 |
7 |
2,5 |
18,5 |
|
5 |
Масса |
9 |
7 |
5 |
4 |
7,5 |
32,5 |
|
6 |
Морозостойкость |
12 |
3 |
14 |
8 |
2,5 |
39,5 |
|
7 |
Теплопроводность, теплоизоляция подкладки |
3 |
2 |
6 |
3 |
4,5 |
18,5 |
|
8 |
Устойчивость к многократному изгибу |
10 |
15 |
8 |
14 |
11,75 |
58,75 |
|
9 |
Устойчивость к однократному воздействию |
5 |
5 |
11 |
6 |
7,5 |
34,5 |
|
10 |
Устойчивость материалов к воздействию |
4 |
4 |
9 |
5 |
4,5 |
26,5 |
|
11 |
Устойчивость материалов к воздействию температуры окружающей газовоздушной среды до 300 °С |
8 |
10 |
10 |
11 |
7,5 |
46,5 |
|
12 |
Устойчивость материалов к воздействию теплового потока 40 кВт/м2 |
6 |
12 |
3 |
12 |
4,5 |
37,5 |
|
13 |
Устойчивость материалов к истиранию |
11 |
11 |
4 |
15 |
11,75 |
52,75 |
|
14 |
Устойчивость материалов к контакту с нагретыми до 400 °С твердыми поверхностями |
7 |
13 |
12 |
9 |
7,5 |
48,5 |
|
15 |
Цена |
13 |
14 |
7 |
1 |
15 |
50 |
По матрице определены суммы рангов (значимость) каждого параметра (чем величина суммы рангов меньше, тем вариант предпочтительнее для выбора).
Для проведения дальнейшего математического анализа определена степень согласованности суждений экспертов, статистическая значимость исследования (p-уровень), а также уровень распределения суждений экспертов. Согласованность мнений экспертов оценивается по коэффициенту конкордации С, который лежит в пределах от 0 до 1 – если мнения экспертов полностью совпадают, то С = 1, а если имеет полный «разнобой» в мнениях экспертов, то С = 0. Величина С в общем случае находится по формуле:
где
За критическое значение при расчете коэффициента конкордации, сравнивая семь и более параметров, принимается значение, равное 0,3.
P-уровень – это оцененная мера значимости результата, указывающая на уверенность в его «истинности» («репрезентативности выборки») и являющаяся показателем надежности результата [11].
Чем выше p-уровень, тем более низкая статистическая значимость исследования. Этот показатель представляет вероятность ошибки, связанной с распространением наблюдаемого результата на всю матрицу параметров.
Для нашего исследования показатель p≤0,05 не является приемлемым пределом статистической значимости, поскольку это указывает на довольно высокую вероятность ошибки – 5 % [12].
Результаты статистической значимости на уровне p<0,01 рассматриваются как статистически значимые, а результаты с уровнем p<0,005 или p<0,001 – как высоко
значимые [12].
Для определения вышеизложенных параметров использовался программный продукт STATISTICA Automated Neural Networks (рис. 1).
На рис. 2 представлена диаграмма распределения суждений экспертов, позволяющая визуально оценить степень зависимости между параметрами.
Подтвердив с помощью программного продукта STATISTICA Automated Neural Networks правильность и допустимость применения распределения суждений экспертов, степень согласованности мнений экспертов, а также статистическую значимость исследования, был проведен математический анализ полученных экспертных оценок.
Для проведения анализа полученных данных использованы методы средних арифметических и медиан рангов [13, 14]. Это сделано с целью нивелирования субъективизма при обработке исходных экспертных оценок и получения реальной действительности. Эта рекомендация подтверждается общенаучной концепцией устойчивого развития, которая предписывает использовать различные методы анализа одних и тех же данных для получения выводов, полученных одновременно всеми методами.
Результаты математического анализа вышеуказанными методами приведены в табл. 3.
Таблица 3
Результат экспертной оценки значимости технических параметров БОП при эксплуатации
в условиях низких температур
|
№ п/п |
Наименование технического параметра |
Сумма рангов |
Среднее арифметическое рангов |
Итоговый ранг |
Медианы рангов |
Итоговый ранг по медианам |
Итоговый ранг |
|
1 |
Водонепроницаемость материалов при статическом давлении 1 000 мм вод. ст. |
8,5 |
1,7 |
1 |
2 |
1 |
1 |
|
2 |
Время надевания |
63,75 |
12,75 |
15 |
13 |
14,5 |
15 |
|
3 |
Жесткость |
56,75 |
11,35 |
13 |
11,75 |
12,5 |
12,5 |
|
4 |
Защита |
18,5 |
3,7 |
2,5 |
2,5 |
2 |
2 |
|
5 |
Масса |
32,5 |
6,5 |
5 |
7 |
7 |
6 |
|
6 |
Морозостойкость |
39,5 |
7,9 |
8 |
8 |
8 |
8 |
|
7 |
Теплопроводность, теплоизоляция подкладки |
18,5 |
3,7 |
2,5 |
3 |
3 |
3 |
|
8 |
Устойчивость |
58,75 |
11,75 |
14 |
11,75 |
12,5 |
14 |
|
9 |
Устойчивость |
34,5 |
6,9 |
6 |
6 |
5,5 |
5 |
|
10 |
Устойчивость материалов |
26,5 |
5,3 |
4 |
4,5 |
4 |
4 |
|
11 |
Устойчивость материалов |
46,5 |
9,3 |
9 |
10 |
10 |
9,5 |
|
12 |
Устойчивость материалов |
37,5 |
7,5 |
7 |
6 |
5,5 |
7 |
|
13 |
Устойчивость материалов |
52,75 |
10,55 |
12 |
11 |
11 |
11 |
|
14 |
Устойчивость материалов |
48,5 |
9,7 |
10 |
9 |
9 |
9,5 |
|
15 |
Цена |
50 |
10 |
11 |
13 |
14,5 |
12,5 |
Заключение
В результате проведенной экспертной оценки значимости технических параметров БОП при эксплуатации в условиях низких температур определены такие параметры, как: водонепроницаемость материалов при статическом давлении 1 000 мм водяного столба, защита от воздействия теплового потока; теплопроводность и теплоизоляция подкладки; устойчивость материалов к воздействию открытого пламени; устойчивость к однократному воздействию открытого пламени.
Данная оценка дает возможность более детального исследования технических параметров, влияющих на показатели надежности и защиты.
Данные исследования могут быть применимы при разработке и производстве новых образцов средств защиты пожарного, в том числе для эксплуатации в условиях низких температур, а также с целью достижения наилучших показателей защиты и надежности позволяют обратить внимание на улучшение определенных технических параметров.
1. Analiz travmatizma i gibeli lichnogo sostava MCHS Rossii za 2022 god. URL: https://fireman.club/literature/analiz-travmatizma-i-gibeli-lichnogo-sostava-mchs-rossii-za-2022-god/ (data obrashcheniya: 23.06.2023).
2. Sorokin D.V. Proektirovanie i issledovanie svojstv teplozashchitnogo kompozicionnogo tekstil'nogo materiala dlya boevoj odezhdy pozharnogo: avtoref. dis. … k-ta tekhn. nauk. Ivanovo: Ivanovskaya. pozh.-spas. akad. GPS MCHS Rossii, 2021. 40 s.
3. Loginov V.I. Konstruirovanie i kompleksnaya ocenka kachestva special'noj zashchitnoj odezhdy pozharnyh: avtoref. dis. … d-ra tekhn. nauk. M.: Vseros. nauch.-issled. in-t protivopozharnoj oborony, 2010. 48 s.
4. Kuznecov A.A. Issledovanie izmeneniya zashchitnyh svojstv boevoj odezhdy pozharnyh pri mnogociklovyh ekspluatacionnyh vozdejstviyah // Vestnik Vitebskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. 2014. № 2. S. 38-45.
5. Bolibruh B.V., Hmel' M. Razrabotka i verifikaciya raschetnoj modeli teplovogo sostoyaniya teplozashchitnoj odezhdy pozharnogo pri razlichnyh vidah ispytanij // CNBOP-PIB. 2015. Vol. 38. Iss. P. 53-61.
6. Gusarov A.M., Kuznecov A.A. Ocenka i prognozirovanie teplozashchitnyh svojstv paketov materialov dlya special'noj zashchitnoj odezhdy pozharnyh: monografiya. Vitebsk: UO «VGTU», 2017. 174 c.
7. Vliyanie temperaturno-vlazhnostnogo rezhima podkostyumnogo prostranstva na zashchitnye svojstva boevoj odezhdy pozharnogo / D.V. Sorokin [i dr.] // Sovremennye problemy grazhdanskoj zashchity. 2018. № 2 (27). S. 12-16.
8. GOST R 53264-2019. Odezhda pozharnogo special'naya zashchitnaya. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytanij. Nacional'nyj standart Rossijskoj Federacii. M.: Standartinform, 2019. 45 c.
9. NPB 157-99. Boevaya odezhda pozharnogo. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytanij (utv. prikazom GUGPS MVD Ros. Federacii ot 12 avg. 1999 g. № 61) (red. ot 30 dek. 2002 g.). Dostup iz sprav.-pravovoj sistemy «Konsul'tantPlyus».
10. Ruposov V.L. Metody opredeleniya kolichestva ekspertov // Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2015. № 3 (98). S. 286-292.
11. Brownlee K.A. Statistical theory and methodology in science and engineering. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1960. P. 236.
12. Klimova E.V. Metody deskriptivnoj statistiki v analize toksichnyh sostavlyayushchih otrabotavshih gazov sudovyh dizelej // Vestnik Astrahanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Ser.: Morskaya tekhnika i tekhnologiya. 2010. № 2. S. 88-95.
13. Tarancev A.A., Shilin K.Yu. Metody mnogoparametricheskoj optimizacii v zadachah vybora reshenij: ucheb.-metod. posobie. SPb.: S.-Peterb. un-t GPS MCHS Rossii; IPT RAN, 2019. 31 s.
14. Orlov A.I. Organizacionno-ekonomicheskoe modelirovanie: ucheb.: v 3-h ch. Ch. 2: Ekspertnye ocenki. M.: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2011. 486 s.
