Формализованное описание боевых действий на пожаре

Тушение пожара невозможно без наступательных действий пожарных подразделений: последние дают наибольший эффект при достаточном их количестве. Обозначим решительность боевых действий через R, которая характеризуется:

поставленными перед подразделениями ПО задачами r₁;

достаточностью количества применяемых сил и средств г₂;

необходимыми темпами введения сил и средств r₃;

активным наступательным характером действий r₄.

Таким образом, решительность боевых действий как фактор тушения в математическом плане может быть описана зависимостью (функционалом ¦_r) общего вида:

R = ¦_r(r₁, r₂, r₃, r₄). (1.6)

Интенсивность, т.е. насыщенность тушения активными боевыми действиями (обозначим этот фактор J), характеризуется:

высокими темпами подготовки операции j₁;

быстротой сосредоточения сил и средств пожарной охраны и введением их на исходные позиции j₂;

непрерывным ведением боевых действий j₃.

Таким образом, интенсивность боевых действий как фактор тушения в математическом плане может быть описана функциональной зависимостью (функционалом ¦_i) общего вида:

J = ¦_i (i₁, i₂, i₃). (1.7)

Высокая интенсивность боевых действий заключается в том, что они должны вестись непрерывно и активно независимо от времени года и суток, погодных условий, без больших оперативных пауз до полной ликвидации пожара.

Решительный и напряженный характер тушения пожара приводит к повышению психологической нагрузки на личный состав пожарной охраны.

Установлено, что в случаях отрицательного эмоционального состояния человека его производительность труда понижается в 2 - 3 раза.

Можно говорить о том, что, наряду с непосредственными потерями (_Dr_н), будут потери (_Dr_п) от морально-психологического воздействия опасных факторов пожара, действие которых значительно больше по отношению к другим потерям. Величина этих потерь (_Dr_п) будет колебаться в зависимости от степени подготовки (обозначим C_n) личного состава ПО в морально-психологическом отношении. Математически эта зависимость описывается функционалом вида

_Dr = _Dr_н +_Dr_п = _Dr_п +¦_Dr_п(С_n) (1.8)

и определяет основные факторы r₁ ¸ r₅ в функционале

R = ¦_R(r₁,..., r₅), (1.9)

где r_j = ¦r_j(_Dr), j = 1,...,5.

Следовательно,

R = ¦_R(¦r_j (С_n)), (1.10)

Аналогичным образом

J = ¦_J(i₁,i₂,i₃,i₄), (1.11)

где i_j = ¦i_j(_Dr), j = 1,..., 4.

Следовательно,

J = ¦_J (¦i_j (С_n)). (1.12)

Функционалы R, J, определенные таким образом, формально выражают зависимость решительности и интенсивности боевых действий от морально-психологического фактора C_n.

Через решительность R и интенсивность J боевых действий морально-психологический фактор C_n в каждый момент времени оказывает непосредственное влияние на ход и исход тушения пожара.

Заметим, однако, что функционал общего вида

W = ¦_w(P,S) (1.13)

учитывает фактор C_n не только через посредство частиц функционалов R и J, определенных в зависимости от C_n, но и косвенным образом посредством применения факторов P, Q, G_B, G_n, M, X, входящих в стратегическое планирование S в рассматриваемые моменты времени.

Математический метод дает возможность обработать статистический материал и вывести закономерности воздействия опасных факторов пожара на психофизическое состояние личного состава. Учитывая эти закономерности, руководители различных рангов могут разумно использовать объективные факторы для выполнения поставленных задач и ликвидации (снижения воздействия) опасных факторов пожара.

Исследования, проведенные в этом направлении, дают возможность использовать психофизическое состояние личного состава в интересах выполнения боевых задач. Дело в том, что опасные факторы пожара действуют на человеческий организм подавляюще в первые минуты, вызывая депрессию и аномалии в поведении человека. Спустя некоторое время шоковое состояние проходит и наступает некоторое улучшение морального состояния. Это объясняется осознанием человеком того, что он остался жив и должен предпринять какие-то меры, чтобы улучшить свое положение. После недолгого периода улучшения морального состояния опять начинается его спад. И лишь после довольно продолжительного времени моральное состояние снова улучшается.

Опыт тушения пожаров показывает, что личный состав, наиболее подготовленный в моральном отношении, оказывается более боеспособен.

Деятельность пожарной охраны определяет потребности в разработке, производстве и содержании пожарно-технического вооружения и техники.

Потребности в средствах тушения, как и потребности общества вообще, подразделяются на три вида: абсолютные, действительные и удовлетворяемые.

Абсолютные потребности (U_а) пожарной охраны возникают как осознанная необходимость в определенном составе средств тушения, исходя из задач пожарной охраны (С_в) и из достижений (У_а) в сферах разработки и производства ПТВ и техники. Они порождаются при суммировании лучших достижений в области разработки и производства средств тушения, т.е. определяются функционалом

U_a = ¦_Ua (C_в, V_a). (1.14)

Действительные потребности (U_д) ограничиваются фактически имеющимися условиями (V_д) разработки и производства ПТВ и техники на данном этапе развития производительных сил, т.е. определяются функционалом

U_д = ¦_Uд (V_д). (1.15)

Удовлетворяемые потребности (U_y) на данном этапе ограничиваются реально существующими процессами (V_y) производства ПТВ и техники, т.е. определяются функционалом

U_у = ¦_Uу (V_у). (1.16)

Механизм действия закона роста потребностей в пожарной охране проявляется в виде постоянных количественных изменений и качественных усовершенствований образцов пожарной техники. Здесь движущей силой развития пожарной техники является постоянное требование к совершенствованию техники с учетов необходимости БД на том или ином пожаре.

Иначе говоря, движущая сила развития пожарно-технического вооружения и техники формально определяется рассогласованием

_ΔU₁=U_a - U_д = ¦_Ua (C_в, V_a)- ¦_Uд (Vд); (1.17)

_ΔU₂=U_a - U_у = ¦_Ua (C_в, V_a) - ¦_Uу (V_у), (1.18)

где U₁, U₂, U_а, U_д, U_у имеют, вообще говоря, векторный (многоаспектный) характер. Техническая политика и исходные требования к развитию пожарной техники находятся на уровне абсолютных потребностей (Ua). Именно здесь происходит постоянное сопоставление эффективности средств тушения пожара с возможными параметрами развития пожара.

Движение любой частной потребности пожарной охраны происходит по схеме, которая повторяется с такой же интенсивностью X, с какой обновляются образцы пожарной техники и ПТВ.

С одной стороны, частные потребности пожарной охраны U_а, U_д, U_у определяют цели и характер общественного производства (Х_э), а с другой – экономические возможности (Q_э) ограничивают частные потребности U_а, U_д, U_у пожарной охраны. Это обусловлено тем, что структура действительных потребностей U_д не может резко меняться из-за инертности производства. Состав и количественные показатели частных действительных потребностей и тем более удовлетворяемых потребностей U_y ограничиваются наличием производственных возможностей (V₁), наличием эффективных конструктивных решений (V₂) и запасом технологических решений (V₃), структурой производственного потребления (V₄), наличием материальных, трудовых и денежных ресурсов (Q). Другими словами, возможность увеличения объемов и изменения состава выпускаемой пожарной продукции, а также структура (V₅) научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ограничены и на определенный период (t) сохраняют некоторую тенденцию развития. Исходя из вышеупомянутого, эта тенденция в первом приближении может быть представлена функционалом

U_y(_Δt)= ¦_Uу (V_y, Q, _Δt), (1.19)

где V_y= (V₁, V₂, V₃, V₄, V₅) - определяет уровень развития экономики на рассматриваемый момент времени. Всякая перестройка производства, техническое перевооружение, расшивка "узких" мест, расширение производственных мощностей, основных фондов, накопление оборотных средств и т.п. требуют времени, сил и средств. В соответствии с определенной номенклатурой продукции складывается определенная специализация производства, научно-исследовательских и опытно-конструкторских учреждений, формируются определенные направления работы научно-технической мысли в области улучшения технологии. Таким образом, речь идет о долговременных зависимостях. Очевидно, рассмотрение кратковременных тенденций, сложившихся в определённый период исторического развития, недостаточно для оценки долговременных зависимостей. К числу факторов, обеспечивающих долговременную эволюцию развития пожарно-технического вооружения, его качественных изменений, относятся темпы расширенного воспроизводства.

Уровень развития экономики (V_y), обеспечивая передачу пожарной охране все более совершенных средств тушения в соответствии с её потребностями Uy, в конечном счете влияет на ход и исход тушения.

Таким образом, зависимость хода и исхода тушения от экономических возможностей формально выражается общим функционалом (1.13), в котором цели Р и стратегическое планирование S учитывают эти возможности через частные функциональные зависимости факторов Р, С_в, С, М, X, R, J от экономического фактора на момент начала тушения.

Обратная зависимость темпов расширенного воспроизводства (Т_р) от объемов непроизводительного потребления (Q), каким в основном является пожарное потребление, как аксиома не требует доказательства.

Очевидно, чем быстрее развиваются средства производства, тем больше возможностей для расширения и углубления научно-технического прогресса. В таких условиях быстрее создаются новые образцы машин, оборудования, быстрее осуществляется механизация и автоматизация труда, расширяются потенциальные возможности науки, а, следовательно, быстрее создаются новые, совершенные средства тушения пожаров.

Влияние нового ПТВ и пожарной техники на формы и способы ведения боевых действий проявляется через их тактические возможности и свойства. Каждый вид ПТВ и пожарной техники, поступающий в пожарную охрану, имеет свои тактико-технические характеристики (D), в соответствии с которыми определяются их тактические возможности (W_D).

История тушения пожаров неопровержимо свидетельствует о том, что со сменой технических средств меняются методы и формы ведения боевых действий. Таким образом, возможные формы и способы боевых действий (X) как фактор тушения, оказывающий существенное влияние на ее ход и исход W, определяются зависимостью от тактических возможностей ПТВ и пожарной техники (W_Д).

Х = ¦_x (W_Д,D). (1.20)

Улучшение тактических возможностей ПТВ и техники вызывает рост их возможностей и, следовательно, большое разнообразие форм и способов действий и повышение вероятности успеха тушения пожара.

Реализация возрастающих возможностей ПТВ и техники заключается в применении следующих принципов ведения боевых действий: использования сил и средств в соответствии с их тактическими возможностями; взаимодействия сил и средств, участвующих в тушении; непрерывного материально-технического обеспечения подразделений пожарной охраны при ведении ими боевых действий. Практическому применению этих принципов могут способствовать:

программированные средства, обеспечивающие решение задач оптимального планирования и использования сил и средств при тушении пожара;

теория массового обслуживания, обеспечивающая решение задач, связанных с ведением боевых действий. При этом определяются количественные параметры процессов, связанных с организацией массового обслуживания, под которым понимается функционирование какой-либо системы ПТВ, техники, выполняющих однородные массовые требования;

математическое моделирование, позволяющее находить наилучшие решения, учитывая основные тактико-технические характеристики конкретных видов ПТВ и других средств тушения.

Достаточное количество сил и средств на решающем направлении тушения пожара имеет принципиальное значение для успешного тушения пожара. Суть ее в том, чтобы суметь так перегруппировать силы и средства и сосредоточить их в определенный момент на решающем направлении, чтобы ликвидировать пожар в минимально возможное время с минимальным ущербом. При этом количество сил и средств пожарной охраны должно соответствовать необходимой потребности.

Если прежде необходимое для тушения пожара количество сил и средств определялось интуитивно или с помощью весьма приближенных расчетов, то в современных условиях математические методы в сочетании с использованием вычислительной техники и средств передачи информации дают возможность моделировать тушение пожара и с достаточной степенью точности определить силы и средства, необходимые для достижения успеха, как в целом, так и по направлениям. Зависимость достижения успеха от наличия превосходства К_р в силах и средствах на решающем направлении (m_p) и в решающий момент (t_p) формально описывается функционалом вида

W_p (m_p, t_p, k_p) = ¦_Wp (M_p, X_p, R_p, J_p, W_p, t_p, K_p), (1.21)

где W_p (m_p, t_p, k_p) – характеристика успеха действий на решающем направлении m_p и в решающий момент времени t_p в зависимости от соотношения сил К_р, параметров развития пожара и конкретного распределения факторов: М_р – масштаба боевых действий на пожаре, Х_р – характера, форм и способов боевых действий, R_p – решительности и J_p – интенсивности боевых действий на момент времени t_p на решающем направлении W_p и других направлениях.

Для проведения расчетов по сосредоточению сил и средств на решающем направлении и в других местах могут использоваться:

динамическое программирование для получения количественных рекомендаций по распределению сил и средств по задачам (этапам) в целях получения в конце операции наибольшего эффекта;

линейное и нелинейное программирование для распределения сил и средств с учетом конкретных ограничений, вытекающих из условий тушения;

уравнения динамики средних и аппарат марковских случайных процессов для количественной оценки результатов боевых действий на пожаре.

Достижение успеха от объединения усилий всех сил и средств на пожаре можно определить вероятностью выполнения боевой задачи (W₃) и участия в её выполнении разнородных сил и средств (l = l,..., L). В этом случае зависимость успеха выполнения задачи от объединения усилий всех сил может быть выражена в виде

_L

W = l – П (l - Р_i), (1.22)

ⁱ⁼¹

где Р_i - вероятность выполнения боевой задачи i-м видом сил (i=1,...,L).

Данное выражение является простейшим отражением того, что боевая задача будет выполнена, если хотя бы один вид используемых для этого сил достигнет заданных целей при условии, что разнородные силы действуют независимо. Следовательно, рассчитанные с помощью данного выражения значения показателя эффективности выполнения боевой задачи являются всего лишь нижней оценкой этого показателя, поскольку наличие хорошо организованного взаимодействия сил и средств в реальных условиях увеличивает вероятности P_i выполнения задач каждым из них.

С принципом объединения усилий на решающих направлениях тесно связан и принцип рассредоточения, смысл которого сводится к расчленению подразделений ПО по фронту и в глубину на интервалы и дистанции, обеспечивающие успешное выполнение боевой задачи на пожаре. Отсюда вытекает принцип необходимости организации и поддержания взаимодействия сил и средств, участвующих в тушении. Для претворения в жизнь этих принципов могут использоваться:

теория графов, позволяющая согласовать действия различных сил и средств, участвующих в тушении по времени, цели и месту;

методы нахождения максимума и минимума функций для определения кратчайших путей при проведении перегруппировок в процессе ведения боевых действий на пожаре;

линейное, нелинейное и динамическое программирование для определения сил и средств, необходимых для выполнения поставленных задач.

Задача состоит в моделировании возможных ситуаций на пожаре и нахождении оптимальных вариантов решения по тушению пожаров. Особое значение приобретает на этом пути метод математического моделирования тактических действий. Ход и исход тушения зависит от своевременности развертывания сил и средств. Суть этой зависимости в том, что РТП, упреждая развитие пожара, может использовать все возможности сил и средств для подачи огнетушащих веществ на решающем направлении, что приводит к эффективному результату.

Таким образом, при стратегическом планировании S тушения пожара необходимо вести тщательный учет баланса времени, потребного силам и средствам на сосредоточение и развёртывание, и времени развития пожара. Основной целью при этом является установление сроков начала и конца соответствующих действий. Однако на практике время осуществления тех или иных мероприятий может принимать не строго определенные, а случайные значения. Кроме того, сведения о временных параметрах развития пожара могут иметь различную степень неопределенности. Поэтому при определении вида зависимости хода и исхода тушения пожара используются показатели: математическое ожидание продолжительности осуществления мероприятий М(Т₀), вероятность Р_р своевременной реакции на развитие пожара и вероятность уложиться в заданные сроки Р(Т_з).

Фактор М(Т₀) является средним значением суммы временных затрат Т₀=Т_у+Т_д на осуществление циклов управления Т_у и реализацию отданных команд Т_д. Он определяется с использованием известных методов сетевого планирования и управления как математическое ожидание продолжительности критического пути после составления и оптимизации сетевого графика этих процессов.

Фактор Р_р(Т_кр, Т₀) требует определения критического времени
Т_кр – времени от начала развития пожара до подачи огнетушащих веществ. Тогда провести разведку пожара необходимо в пределах отрезка времени (Т_кр - Т₀), так как в противном случае фактор будет равен нулю, т.е. развитие пожара по своим последствиям окажется для нас внезапным.

Фактор Р(Т_з) по своей сути определяет боеготовность подразделений пожарной охраны и комплекс факторов М(Т₀) и P_p. Можно знать и предугадывать развитие пожара, но если допустить ослабление боеготовности подразделений, то время оценки обстановки, принятия решения и ответных действий в сумме может оказаться больше, чем критическое время Т_кр, в результате чего пожар будет развиваться.

Таким образом, вероятностно-временной фактор Р(Т_з) является необходимым элементом стратегического планирования S тушения пожара, определяющим вид зависимости W =¦_W(Р, S) хода и исхода тушения пожара, что может оказать существенную помощь РТП.

Дата добавления: 2015-07-02