Методика комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента, применяемого при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на
На правах рукописи
Филановский Александр Маркович
МЕТОДИКА КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА, ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ НА ТРАНСПОРТЕ
05.26.02 безопасность в чрезвычайных ситуациях (транспорт)
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Санкт- Петербург – 2013
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет
ГПС МЧС России
Научный руководитель – | доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Поляков Александр Степанович |
Официальные оппоненты: Маслаков Михаил Дмитриевич, доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, кафедра пожарной безопасности технологических процессов и производств, профессор; Грошев Дмитрий Владимирович, кандидат технических наук, ФГКУ «1отряд Федеральной противопожарной службы по Республике КОМИ», 12-ая специализированная часть по тушению крупных пожаров, начальник | |
Ведущая организация: ФГБОУ «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» |
Защита состоится «25» июня 2013 г. в «14» часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 205.003.01 при Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России (196105, Санкт- Петербург, Московский проспект, дом 149).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России (196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, дом 149).
Автореферат разослан «__» мая 2013 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Д 205.003.01
кандидат технических наук, доцент Д.Н. Саратов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Потребность и область применения гидравлического аварийно-спасательного инструмента (ГАСИ) постоянно растут и расширяются. Это обусловлено возложенными на пожарно-спасательные подразделения задачами, а так же ростом числа дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Так количество выездов на ликвидацию последствий ДТП подразделениями МЧС РФ с 2009г. по 2012г. выросло в три раза, с 74000 до 230000. Кроме того, на вооружении пожарно-спасательных подразделений состоит до 30 типов комплектов инструмента различных фирм-производителей с близкими значениями технических характеристик, но значительно отличающихся по цене.
Отмеченные обстоятельства затрудняют выбор гидравлического аварийно-спасательного инструмента для вооружения пожарно-спасательных подразделений.
Практическая актуальность работы обусловлена распоряжением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2011 года, в котором определен порядок и объем финансирования мероприятий по переоснащению подразделений МЧС России современными образцами техники и оборудованием.
Для достижения поставленной задачи в рамках правительственной программы предусмотрены закупка и поставка в подразделения Министерства современных высоко технологичных образцов техники, включая гидравлический аварийно-спасательный инструмент, разработанных на основе инновационных технологий машиностроения.
Научная актуальность темы определяется недостаточной разработанностью методического обеспечения по выбору гидравлического аварийно-спасательного инструмента, пригодного для успешных действий пожарно-спасательных подразделений.
Тема диссертационного исследования связана с основами государственной политики в области обеспечения безопасности населения РФ, защищенности критически важных и потенциально опасных объектов от угроз техногенного, природного характера и террористических актов, в части касающейся развития фундаментальной и прикладной науки, технологий и техники, включающее создание новых образцов аварийно-спасательной техники и аварийно-спасательного оборудования.
Представляемые результаты относятся к области исследования, определенной паспортом специальности 05.26.02 (п.16): “Научные основы создания и развития аварийно-спасательных технических средств, средств защиты и жизнеобеспечения спасателей, методов обоснования и оптимизации программ технического оснащения аварийно-спасательных служб, принципов, методов и средств подготовки и обучения спасателей”.
Цель исследования разработка методики комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента при оснащении им пожарно-спасательных подразделений России различных юридических форм (добровольных, муниципальных, ведомственных и государственных).
Научная задача исследования теоретическое обоснование методики комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента.
Объект исследования – технические характеристики гидравлического аварийно-спасательного инструмента и методы их оценки.
Предмет исследования – методы комплексной оценки технической эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента при оснащении им пожарно-спасательных подразделений России.
Методы исследования: аналогии, анализа размерностей, экспертных оценок, подобия, математической обработки результатов эксперимента.
Научная новизна результатов заключена:
- в теоретическом обосновании структуры комплексных показателей для оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента;
- в методике комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента;
- в обосновании структуры перспективного комплекта гидравлического аварийно-спасательного инструмента.
Практическая значимость результатов заключена в минимизации людских и материальных потерь при дорожно-транспортных происшествиях на основе применения эффективного гидравлического аварийно-спасательного инструмента пожарно-спасательных подразделений, участвующих в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на транспорте.
Реализация работы. Результаты диссертационного исследования использованы в образовательном процессе ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России.
Основные положения, выносимые на защиту:
теоретическое обоснование структуры комплексных показателей для оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента;
методика комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента пожарно-спасательных подразделений;
обоснование структуры перспективного комплекта гидравлического аварийно-спасательного инструмента.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на научных конференциях и семинарах:
1. III научно-практическая конференция «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах». – Вытегра Учебно-спасательный центр «Вытегра МЧС России». – 2012.
2. Международная научно-практическая конференция «Подготовка кадров в системе предупреждения и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций». – Санкт- Петербург: СПб УГПС МЧС России. – 2012.
3. XVI-я Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы защиты и безопасности». – Санкт-Петербург: РАРАН. -2013.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 3 – в изданиях согласно перечню ВАК.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, общих выводов и рекомендаций, перечня использованных источников и двух приложений. Общий объем работы 124 страницы.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснованы выбор темы диссертации, ее актуальность, цель, научная задача, объект и предмет исследования, приведены методы исследования, отражены научная новизна и положения, выносимые на защиту, а также – сведения об апробации и реализации результатов выполненного исследования.
В первой главе «Состояние вопроса, обоснование цели и задач исследования» представлены результаты анализа применения гидравлического аварийно-спасательного инструмента при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций на транспорте.
Рассмотрены результаты исследований С.П. Тодосейчука, В.В. Парамонова, Л.Г. Одинцова (2005 г.). Выявлено, что не существует методики оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента с точки зрения их технических параметров. В этих работах показатель эффективности определяется, как сумма скоростей выполняемых операций гидравлическим аварийно-спасательным инструментом, отнесенная к его массе и стоимости. Таким образом, эффективность оценена только с учетом быстродействия инструмента, а остальные характеристики не учтены.
В работе В.М. Климовцова (2006г.) представлена классификация гидравлического аварийно-спасательного инструмента, проведен сравнительный анализ отечественного и зарубежного гидравлического инструмента, рассмотрены инновационные технологии его производства. Однако автор делает акцент на гидравлическом аварийно-спасательном инструменте только фирмы Holmatro и не рассматривает изделия других зарубежных производителей, так же он дает сравнительную характеристику отдельных технических параметров инструмента, а не всего инструмента целиком.
Выяснено, что отсутствует методика оценки эффективности при выборе комплектов гидравлического аварийно-спасательного инструмента для оснащения пожарно-спасательных подразделений. Так же существует проблема взаимодействия этих подразделений при выполнении международных операций, так как отсутствует взаимозаменяемость гидравлического инструмента различных производителей.
Исходя из изложенных обстоятельств, возникла необходимость в методике оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента, которая учитывала бы основные его технические параметры.
Такая методика позволит оценивать эффективность и может служить основой для создания новых образцов гидравлического аварийно-спасательного инструмента.
Во второй главе «Теоретические предпосылки к разработке методики комплексной оценки эффективности гидравлического аварийно-спасательного инструмента» обоснована структура безразмерных комплексных показателей из числа единичных показателей (таблица 1).
Таблица 1 - Основные технические характеристики исполнительных механизмов
№ п/п | Технические характеристики (единичные показатели) | Символ | Формула размерности | |||
1 | Рабочее давление домкрата | Pд | кг·м-1·с-2 | |||
2 | Грузоподъемность домкрата | G | кг | |||
3 | Рабочий ход домкрата | H1 | м | |||
4 | Минимальная высота домкрата | h1 | м | |||
5 | Масса домкрата | Mд | кг | |||
6 | Рабочее давление разжима | Pр | кг·м-1·с-2 | |||
7 | Максимальная расширяющая сила разжимов | F1 | кг·м·с-2 | |||
8 | Максимальное расширение разжима | h2 | м | |||
9 | Объем, занимаемый разжимом | Wp | м3 | |||
10 | Масса разжима | Mp | кг | |||
11 | Рабочее давление ножниц | Pн | кг·м-1·с-2 | |||
12 | Максимальная режущая сила ножниц | F2 | кг·м·с-2 | |||
13 | Максимальная расширяющая сила ножниц | F3 | кг·м·с-2 | |||
14 | Максимальная тянущая сила ножниц | F4 | кг·м·с-2 | |||
15 | Максимальное раскрытие лезвий ножниц | h3 | м | |||
16 | Объем, занимаемый ножницами | Wн | м3 | |||
17 | Масса ножниц | Mн | кг | |||
18 | Рабочее давление гидроцилиндра | Pг | кг·м-1·с-2 | |||
19 | Минимальная длина гидравлического цилиндра | Lc | м | |||
20 | Длина хода штока гидравлического цилиндра | H2 | м | |||
21 | Максимальная расширяющая сила гидравлического цилиндра | F5 | кг·м·с-2 | |||
22 | Максимальная тянущая сила гидравлического цилиндра | F6 | кг·м·с-2 | |||
23 | Масса гидравлического цилиндра | Mг | кг | |||
24 | Рабочее давление насосной установки | Pнс |
jpg"> | |||
25 | Подача насосной установки | Qнс | ![]() | |||
26 | Объем насосной установки | Wнс | м3 | |||
27 | Расход топлива | Gнс | ![]() | |||
28 | Мощность двигателя | Nнс | ![]() | |||
29 | Масса насосной установки | Мнс | кг | |||
30 | Ресурс работы насосной установки | T | с |