Существенные изменения в социально-экономической и политической сферах деятельности, происходящие в последнее время в Российской Федерации, привели к появлению и дальнейшему нарастанию общей тенденции постепенного сокращения численности различных категорий лиц, содержащихся в учреждениях Федеральной службы исполнения наказаний (ФСИН) [1, 2, 5]. Это привело к необходимости поиска и обоснования более рациональных с функциональной и экономической точек зрения решений построения учреждений ФСИН в новых условиях. Наиболее кардинальное отражение данная проблематика получила в утвержденной Правительством Российской Федерации Концепции развития уголовно-исполнительной системы на период до 2030 г. В соответствии с данным документом одним из основных направлений совершенствования структурно-организационного построения будет являться постепенный переход от традиционных к перспективным учреждениям ФСИН объединенного типа [1, 3, 4]. Начало реализации пилотного проекта объединенного учреждения ФСИН в Калужской обл. запланировано
на конец 2023 г.
В ходе проведенного анализа установлено, что такие учреждения будут представлять собой многофункциональные, многопрофильные сложные структуры, включающие в себя [1, 2, 4]:
– управленческий аппарат;
– административно-хозяйственные и медицинские органы учреждения;
– следственный изолятор и специальные помещения, функционирующие в режиме следственного изолятора;
– женские и мужские исправительные колонии с разными режимами содержания заключенных;
– колонии-поселения;
– учреждения лечебно-профилактического типа;
– учреждения лечебно-исправительного типа;
– колонии воспитательного типа;
– дисциплинарные и штрафные изоляторы, тюрьмы;
– промышленные предприятия, склады и хранилища различного сырья и готовой продукции;
– многоуровневые надземные и подземные парковки специального, легкового
и грузового автотранспорта.
Все перечисленные структурные подразделения будут сосредоточены на относительно небольшой территории. Их размещение планируется в сложноструктурированных многоэтажных зданиях и сооружениях с уникальными конструктивными и объемно-планировочными решениями, возведенных из строительных конструкций с различными свойствами огнестойкости и пожарной опасности. Внутри большинства зданий объединенных учреждений предполагается наличие высокой концентрации пожарной нагрузки. Средний лимит наполнения таких объектов сотрудниками, подследственными и осужденными будет составлять более 5 тыс. чел. Все эти факторы существенно влияют на увеличение общей пожарной опасности и позволяют отнести данные объекты к категории потенциально опасных объектов с массовым пребыванием людей [6]. Примеры подобных объектов ФСИН приведены на рис. 1.
Вероятность своевременной и безопасной эвакуации всех категорий людей, которые могут одновременно находиться в различных помещениях таких объектов, при возникновении чрезвычайных ситуаций (ЧС) может оказаться значительно ниже допустимых пределов. Особенно это актуально для ЧС, связанных с крупными пожарами или взрывами.
Данный факт характеризуется специфическим назначением объединенных объектов ФСИН, их уникальными функциональными свойствами и особенностями режимов функционирования отдельных подразделений, наличием высокого уровня концентрации пожарной нагрузки в производственных и складских помещениях, взрывчатых веществ и боеприпасов в местах размещения охранных подразделений, общими режимными ограничениями в перемещении всех категорий лиц по коммуникационным путям и помещениям таких объектов.
Цель работы – поиск, обоснование и разработка новых более эффективных средств и методов снижения рисков ЧС на перспективных объектах объединенных учреждений ФСИН России.
Методы исследования
В соответствии с основными положениями документов, регламентирующих вопросы защиты от ЧС и пожарной безопасности на специальных объектах, защита объектов ФСИН в настоящее время осуществляется специальными подразделениями ведомственной пожарной охраны (ВПО), основными функциями которых являются следующие:
– постоянный мониторинг противопожарного состояния и реализация ведомственного пожарного надзора на объектах ФСИН;
– спасение всех категорий людей, оказание первой помощи, минимизация материального ущерба при пожарах и ЧС на объектах защиты;
– предупреждение пожаров и других ЧС на объектах защиты;
– тушение пожаров и ликвидация последствий ЧС;
– разработка и реализация мероприятий по обеспечению пожарной безопасности
на объектах ФСИН.
В ходе проведенных исследований и анализа статистических данных [5] установлено, что, несмотря на значительные усилия со стороны ВПО ФСИН по недопущению пожаров на объектах защиты, их количество существенно не уменьшается. Последними примерами таких пожаров являются пожары в исправительной колонии № 7 под г. Красноярском (20 марта 2022 г., площадь пожара 1 200 м2), в исправительной колонии № 4 в г. Пензе (17 мая 2022 г., площадь пожара 300 м2). Наиболее резонансным стал пожар в п. Сосьва (25 апреля 2023 г.), где полностью было уничтожено огнем лечебно-исправительное учреждение (ЛИУ) ФСИН № 23 (рис. 2).
С учетом высокой организационно-структурной сложности объединенных объектов ФСИН и режимных особенностей их функционирования в качестве методологической основы решения поставленной проблемы были использованы методы системного анализа, синтеза, статистической обработки больших массивов априорных данных, системно-структурный методы, метод прогнозирования.
Результаты исследования и их обсуждение
Переход от традиционных к перспективным учреждениям ФСИН объединенного типа, имеющих более сложные организационно-пространственные структуры, многопрофильное функциональное назначение, высокую концентрацию людей на ограниченных площадях, специальный режим функционирования с ограничениями возможности свободного перемещения по путям эвакуации, ограничения в использовании средств и систем пожарной автоматики будет способствовать усилению негативных факторов, способных привести к значительному увеличению пожарных рисков и рисков различных ЧС на объектах защиты.
Все это делает особо актуальным разработку и обоснование новых подходов к решению социально важной научно-технической задачи снижения пожарных рисков и рисков ЧС на объектах объединенных учреждений ФСИН с учетом следующих их особенностей:
1. Большое количество разнопрофильных многофункциональных учреждений, размещаемых в многоэтажных зданиях и сооружениях, наличие складских и производственных помещений, помещений для содержания заключенных, наличие транспортных автостоянок грузового, пассажирского и специального транспорта.
2. Использование строительных конструкций с различными пределами огнестойкости из строительных материалов с различными параметрами пожарной опасности, сложные объемно-планировочные и конструктивные решения.
3. Одновременное присутствие в различных помещениях большого количества людей различного возраста с различными физическими и другими возможностями, наличие осужденных и подследственных, склонных к побегу и организации массовых противоправных действий.
4. Существенные режимные ограничения в перемещении по территории объединенного учреждения ФСИН людей всех категорий.
5. При больших площадях отдельных помещений и коридоров объекта зоны прямой видимости ограничены многочисленными секционными перегородками и тамбур-шлюзами.
6. Ограниченная пропускная способность путей эвакуации и емкость безопасных зон.
7. Нормативные ограничения по применению в отдельных помещениях объединенного учреждения ФСИН средств и систем пожарной автоматики.
Установлено, что наибольшую пожарную опасность в перспективных объединенных учреждениях ФСИН будут составлять промышленные и складские зоны, в которых возможно нахождение и оборот большого количества различных горючих материалов (их складирование, хранение, переработка) на больших площадях (рис. 3).
С учетом выявленных особенностей перспективных объединенных учреждений ФСИН в случаях возникновения пожара или других ЧС наиболее эффективным и экономически целесообразным способом снижения рисков причинения вреда здоровью и жизни находящихся в них людей будет являться организация и управление безопасной эвакуацией с оперативным учетом динамики распространения опасных факторов пожара (ОФП)
и меняющихся параметров объектов защиты. Практическая реализация данной концепции возможна при существенной интеллектуализации систем пожарной автоматики объектов и, прежде всего, систем оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ). В этом случае СОУЭ перспективных объектов ФСИН должны быть способны в реальном масштабе времени формировать динамически изменяющиеся с учетом индивидуальных особенностей объекта и масштабов развития ЧС (поэтажно, посекционно и т.п.) зоны оповещения, что возможно только при наличии у СОУЭ собственных интеллектуальных возможностей как на уровне центрального управления всей системой, так и на уровне отдельных элементов оконечного оборудования.
Анализ результатов современных исследований в области интеллектуализации сложных автоматических систем комплексной безопасности показал, что проектирование и реализация высокоэффективных СОУЭ перспективного поколения для объектов объединенных учреждений ФСИН должны базироваться на разработке и широком внедрении их цифровых моделей, которые будут сопровождать эксплуатацию каждого объекта защиты на основных стадиях его жизненного цикла (ЖЦ). Такие модели должны быть способны не только к анализу последствий изменения его основных технических и объемно-планировочных характеристик, но и к анализу возможных сценариев развития ЧС и пожаров на объекте.
Разработка и практическая реализация цифровых моделей объединенных учреждений ФСИН может базироваться на принципах BIM-моделирования сложных пространственных объектов (BIM – Building Information Modelling – информационное моделирование сложных объектов) в совокупности представляющих собой методологию создания и использования единой, структурированной информационной модели (BIM-модели) объектов защиты, процессов их ЖЦ, включая варианты реагирования на различные ЧС [11–15].
Проектирование сложных объектов различного функционального назначения на основе BIM-моделирования уже давно широко применяется в строительной индустрии [16], но в рамках проблематики снижения рисков ЧС и пожарной опасности перспективных объектов объединенных учреждений ФСИН BIM-модели в отечественной практике пока не применялись.
Разработанная структурная схема интеллектуальной СОУЭ перспективных объектов объединенных учреждений ФСИН на основе использования BIM-моделирования для снижения рисков пожарной опасности и ЧС в реальных условиях их функционирования приведена на рис. 4.
В структуре предлагаемой интеллектуальной СОУЭ можно выделить в качестве основных следующие компоненты:
– модуль управления мониторингом и контроля пожарной безопасности объекта;
– модуль формирования, модификации и управления цифровой моделью объекта объединенного учреждения ФСИН;
– программно-аппаратный модуль лазерного сканирования новых элементов объекта ФСИН;
– модуль контроля трафика людей на объекте ФСИН;
– модуль контроля параметров термобарических режимов производственных установок объекта ФСИН;
– модуль динамического формирования зон оповещения на объектах объединенного учреждения ФСИН;
– аппаратно-программные средства динамических зон оповещения 1–N.
Модуль управления мониторингом и контроля пожарной безопасности объекта представляет собой аппаратно-программный комплекс, включающий в себя специализированный компьютер со специальным программным обеспечением для управления системой в различных режимах ее функционирования, интерфейсное оборудование, обеспечивающее прием и передачу между всеми компонентами системы информационных и управляющих цифровых кадров, телекоммуникационное проводное и радиочастотное оборудование для передачи сигналов тревоги и информации о динамике развития ЧС (рис. 5).
Модуль формирования, модификации и управления цифровой моделью объекта представляет собой аппаратно-программный комплекс, предназначенный для формирования и разработки цифровой модели объекта. На этапе целевой эксплуатации объекта комплекс выполняет задачи хранения модели, оперативного внесения изменений в модель и предоставления по запросам пользователей и взаимодействующих модулей необходимой информации об эксплуатационных и функциональных параметрах объекта. Пример построения цифровой модели объекта приведен на рис. 6.
Программно-аппаратный модуль лазерного сканирования предназначен для оперативной фиксации изменений объемно-планировочных и пространственно-технических характеристик объекта, а также изменения расположения и объема временной пожарной нагрузки. Выявленные в ходе периодического лазерного сканирования изменения основных параметров объекта в виде облака цифровых точек передаются в программно-аппаратный модуль формирования, модификации и управления цифровой моделью (рис. 7). Систематическая актуализация цифровой модели позволяет организовать более эффективное планирование процессов обслуживания и эксплуатации объекта защиты, а также разработать и провести моделирование и оценивание результативности действий персонала при различных сценариях развития возможных ЧС.
Модуль контроля трафика людей на объекте ФСИН представляет собой совокупность специальных программно-технических средств, реализующих процедуру подсчета числа людей различных категорий (персонал, содержащиеся под стражей) в различных зонах объекта защиты в реальном масштабе времени с помощью 3D-видеосчетчиков, что позволяет снизить риски причинения вреда жизни и здоровью людей в случаях организации
их эвакуации и спасения при различных ЧС и пожарах.
Модуль контроля параметров термобарических режимов производственных установок в промышленных и складских зонах объекта ФСИН представляет собой совокупность радиочастотного приемо-передающего оборудования и специальных датчиков на основе поверхностных акустических волн (ПАВ). Данный модуль решает задачи раннего обнаружения нарушения термобарических режимов функционирования основного электротехнического оборудования в промышленных и складских зонах объекта защиты и формирования сигналов предупреждения аварийных и взрывопожароопасных ситуаций, которые поступают и обрабатываются в модуле управления мониторингом и контроля пожарной безопасности объекта для принятия соответствующих решений. Принцип дистанционного определения критических параметров температуры и давления в технологическом оборудовании производственных и складских помещений показан на рис. 8.
Модуль динамического формирования зон оповещения на объектах объединенного учреждения ФСИН включает в себя специализированные микропроцессорные обрабатывающие устройства и комплекс специального программного обеспечения для конфигурирования и управления коммутационным адресным оборудованием для решения задач формирования состава и масштабирования технических средств оповещения
и управления эвакуацией различных категорий людей объекта защиты. Разделение объекта на зоны и очередность подачи сигналов и сообщений в сформированные зоны оповещения определяются масштабами и динамикой развития ЧС.
Размеры зон оповещения, специальная очередность оповещения сотрудников объекта о пожаре и время начала оповещения в отдельных зонах определяются исходя из функционального назначения (режима) объекта объединенного учреждения ФСИН, условия обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре и т.п.
Совокупность технических средств оповещения и управления эвакуацией людей в сформированных зонах представляет собой комплекс специализированного аудио, видео и мультимедийного оборудования, предназначенного для решения следующих задач:
– формирование и подача световых, звуковых и (или) речевых сигналов в установленные помещения объекта защиты с постоянным или временным пребыванием различных категорий людей;
– разработка, хранение и трансляция специально разработанных текстов о необходимости эвакуации, путях эвакуации, направлении движения и других действиях, обеспечивающих безопасность всех категорий людей и предотвращение паники при пожаре;
– размещение и обеспечение освещения знаков пожарной безопасности на путях эвакуации в течение нормативного времени;
– включение эвакуационного (аварийного) освещения от резервных источников электропитания;
– обеспечение связью пожарного поста (диспетчерской) с зонами оповещения людей
о ЧС или пожаре.
Параметры надежности и живучести всех компонентов и подсистем предлагаемой СОУЭ должны быть реализованы в вандалоусойчивом исполнении с учетом присутствия криминального контингента на объектах ФСИН и обеспечивать ее нормальное функционирование в течение всего времени, необходимого для завершения эвакуации всех категорий людей из объектов защиты объединенного учреждения ФСИН.
Заключение
Таким образом, проведенные исследования показали, что в настоящее время в соответствии с требованиями Концепции развития уголовно-исполнительной системы на период до 2030 г. ожидается переход от традиционных к объединенным учреждениям ФСИН. Этот переход потребует разработки и внедрения нового научно-методического и инженерно-технического обеспечения снижения рисков пожарной опасности и ЧС
на подобных объекта. В данной работе показано, что одним из основных направлений достижения сформулированной цели может стать применение на объектах объединенных учреждений ФСИН нового поколения СОУЭ на основе их цифрового моделирования с предлагаемыми структурными и функциональными особенностями.
