Россия
Россия
Россия
Статья посвящена вопросам обеспечения безопасности сотрудников МЧС России при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ в условиях низких температур. Объектом исследования являются технические параметры боевой одежды пожарного. Целью данной работы является определение наиболее значимых технических параметров боевой одежды пожарного, влияющих на показатели надежности и защиты, при эксплуатации в условиях низких температур. В работе проведена экспертная оценка значимости технических параметров боевой одежды пожарного при эксплуатации в условиях низких температур. На основании полученных данных выявлены наиболее значимые параметры боевой одежды пожарного, влияющие на показатели надежности и защиты в условиях низких температур.
боевая одежда пожарного, методика комплексной оценки, низкие температуры, технические параметры, экспертная оценка
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. Анализ травматизма и гибели личного состава МЧС России за 2022 год. URL: https://fireman.club/literature/analiz-travmatizma-i-gibeli-lichnogo-sostava-mchs-rossii-za-2022-god/ (дата обращения: 23.06.2023).
2. Сорокин Д.В. Проектирование и исследование свойств теплозащитного композиционного текстильного материала для боевой одежды пожарного: автореф. дис. … к-та техн. наук. Иваново: Ивановская. пож.-спас. акад. ГПС МЧС России, 2021. 40 с.
3. Логинов В.И. Конструирование и комплексная оценка качества специальной защитной одежды пожарных: автореф. дис. … д-ра техн. наук. М.: Всерос. науч.-исслед. ин-т противопожарной обороны, 2010. 48 с.
4. Кузнецов А.А. Исследование изменения защитных свойств боевой одежды пожарных при многоцикловых эксплуатационных воздействиях // Вестник Витебского государственного технологического университета. 2014. № 2. С. 38-45.
5. Болибрух Б.В., Хмель М. Разработка и верификация расчетной модели теплового состояния теплозащитной одежды пожарного при различных видах испытаний // CNBOP-PIB. 2015. Vol. 38. Iss. P. 53-61.
6. Гусаров А.М., Кузнецов А.А. Оценка и прогнозирование теплозащитных свойств пакетов материалов для специальной защитной одежды пожарных: монография. Витебск: УО «ВГТУ», 2017. 174 c.
7. Влияние температурно-влажностного режима подкостюмного пространства на защитные свойства боевой одежды пожарного / Д.В. Сорокин [и др.] // Современные проблемы гражданской защиты. 2018. № 2 (27). С. 12-16.
8. ГОСТ Р 53264-2019. Одежда пожарного специальная защитная. Общие технические требования. Методы испытаний. Национальный стандарт Российской Федерации. М.: Стандартинформ, 2019. 45 c.
9. НПБ 157-99. Боевая одежда пожарного. Общие технические требования. Методы испытаний (утв. приказом ГУГПС МВД Рос. Федерации от 12 авг. 1999 г. № 61) (в ред. от 30 дек. 2002 г.). Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
10. Рупосов В.Л. Методы определения количества экспертов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 3 (98). С. 286-292.
11. Brownlee K.A. Statistical theory and methodology in science and engineering. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1960. P. 236.
12. Климова Е.В. Методы дескриптивной статистики в анализе токсичных составляющих отработавших газов судовых дизелей // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер.: Морская техника и технология. 2010. № 2. С. 88-95.
13. Таранцев А.А., Шилин К.Ю. Методы многопараметрической оптимизации в задачах выбора решений: учеб.-метод. пособие. СПб.: С.-Петерб. ун-т ГПС МЧС России; ИПТ РАН, 2019. 31 с.
14. Орлов А.И. Организационно-экономическое моделирование: учеб.: в 3-х ч. Ч. 2: Экспертные оценки. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 486 с.
