ОЦЕНКА ОБСТАНОВКИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Глава 7

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВЫЯВЛЕНИИ И ОЦЕНКЕ ОБСТАНОВКИ

7.1. Виды обстановки

Чрезвычайные ситуации на железнодорожном транспорте, возникающие в мирное и, особенно, в военное время (при применении средств поражения), могут затруднить или полностью прервать на длительное время процесс перевозок и связанную с ним производственную деятельность вследствие разрушений элементов ИТК, возникновения пожаров, заражения территорий ОЖДТ, сооружений, подвижного состава и поражения производственного персонала.

Уменьшение вероятности возникновения ЧС, снижение возможного ущерба и потерь, быстрое возобновление прерванного перевозочного процесса связано с выявлением источников ЧС (возможных средств поражения), оценкой их поражающих факторов, моделированием возможной или выявлением создавшейся обстановки.

В чрезвычайных ситуациях возможную или сложившуюся обстановку принято подразделять на инженерную, пожарную, химическую, радиационную и медицинскую.

Под инженерной обстановкой на железнодорожном транспорте понимается совокупность последствий ЧС, связанных с образованием завалов, различной степенью разрушений железнодорожных путей, зданий, железнодорожного подвижного состава и других сооружений, устройств, технических и транспортных средств, оказывающих влияние на функционирование железнодорожного транспорта и ликвидацию последствий ЧС.

Основными характеристиками инженерной обстановки на железнодорожном транспорте являются: степень и объемы разрушений элементов ИТК железнодорожного транспорта; характер и объемы завалов железнодорожных путей подвижным составом, грузами, обломками путепроводов, зданий и других сооружений; возможность движения поездов или быстрого его открытия в условиях ЧС.

Под пожарной обстановкой на железнодорожном транспорте понимается совокупность последствий ЧС, связанных с возникновением и раз-

витием пожаров на объектах железнодорожного транспорта, оказывающих влияние на их функционирование и ликвидацию последствий ЧС.

Основными характеристиками пожарной обстановки на железнодорожном транспорте являются: местонахождение, количество и категория пожаров; направление и скорость распространения огня; влияние пожаров на работу линейных предприятий железнодорожного транспорта и в целом на процесс перевозок; наличие водоисточников и средств пожаротушения.

Пожарная обстановка во многом зависит от инженерной обстановки. При слабых и средних разрушениях зданий, сооружений и подвижного состава возможны отдельные, массовые и сплошные пожары. При их сильных и полных разрушениях возможны лишь отдельные очаги тления и горения горючих материалов в завалах.

Под химической обстановкой на железнодорожном транспорте понимается обстановка, которая складывается на объектах и Элементах ИТК железнодорожного транспорта в результате аварийного выброса (разлива) АХОВ, требующая применения мер химической защиты.

Химическая обстановка на железнодорожном транспорте характеризуется: зоной химического заражения, образованной при выбросе (разливе) АХОВ; видом и концентрацией АХОВ; влиянием на функционирование железнодорожного транспорта выброса (разлива) АХОВ.

Под радиационной обстановкой на железнодорожном транспорте понимается обстановка, которая складывается на объектах и элементах ИТК железнодорожного транспорта в результате радиоактивного загрязнения (заражения) местности, требующая применения мер радиационной защиты.

Радиационная обстановка характеризуется масштабами и характером радиоактивного заражения. Основными показателями степени опасности радиоактивного заражения людей являются размеры зон радиоактивного заражения и мощность дозы излучения.

Под медицинской обстановкой на железнодорожном транспорте понимается обстановка, которая складывается на ОЖДТ в ЧС в результате поражения персонала железнодорожного транспорта и перевозимых пассажиров, требующая применения мер медицинской защиты.

Основными характеристиками медицинской обстановки на железнодорожном транспорте в ЧС являются: местонахождение, количество пораженных; структура санитарных потерь; возможности медицинской службы по оказанию экстренной и врачебной помощи пострадавшим; влияние людских потерь на обеспечение непрерывности перевозочного процесса.

7.2. Понятие о выявлении и оценке обстановки

Выявление обстановки в ЧС заключается в определении (добывании) сведений о характере, границах (зонах) разрушений, заражений, пожаров, количестве и местах скопления пораженных, нанесение их на рабочую карту (схему) для определения местоположения объектов и сооружений железнодорожного транспорта относительно этих границ (зон ЧС).

Выявление обстановки может производиться двумя методами:

• расчетным - прогнозированием;

• по данным разведки.

Каждый метод используется на определенном этапе выявления и оценки обстановки.

I этап выявления обстановки заключается в заблаговременном про
гнозировании обстановки до возникновения ЧС. На этом этапе важно оп
ределить возможное местоположение и характеристику источника ЧС,
проанализировать факторы, влияющие на возможную обстановку в случае
возникновения ЧС. Многие исходные данные при заблаговременном про
гнозировании носят неопределенный, вероятностный характер. Например,
заранее не известны характер возможной аварии (в военное время - место
положение и мощность взрыва), поездная обстановка в парках станции,
метеоусловия, возможное влияние вторичных факторов на развитие ЧС и
т.п. Эти данные требуют допущений и анализа большого объема информа
ции, которого нет на линейных предприятиях железнодорожного транс
порта. Поэтому заблаговременное прогнозирование осуществляется на
уровне МПС, управлений и отделений железных дорог, где для этой цели
созданы расчетно-аналитические группы, а также на уровне субъектов
Российской Федерации, а в ряде случаев - на потенциально опасных объ
ектах и крупных ОЖДТ.

II этап выявления обстановки представляет собой оперативное про
гнозирование в условиях.возникшей ЧС. На этом этапе прогнозирование
производится на основе более достоверных оперативных исходных данных
о характере ЧС, метеоусловиях и сложившейся поездной обстановки на
ОЖДТ.

Прогнозирование в условиях возникшей ЧС производится на всех уровнях, включая ОЖДТ и линейные предприятия железнодорожного транспорта (локомотивные и вагонные депо, дистанции и др.).

III этап представляет собой выявление фактической обстановки в ус
ловиях ЧС по данным разведки, которая уточняет результаты оперативно
го прогноза.

Для проведения разведки в отделениях железных дорог и на крупных железнодорожных станциях создаются разведывательные группы, на неко-

торых линейных станциях - посты радиационно-химического наблюдения. Для проведения разведки на перегонах, а также на станциях, не имеющих собственных сил разведки, используются разведывательные звенья дистанций пути.

В ряде случаев разведка зон ЧС проводится силами формирований специальной разведки (пожарной, радиационно-химической, аварийно-технической и т.п.)

Выявление обстановки может производиться путем рекогносцировки зон ЧС руководящим составом железнодорожного транспорта или оперативными группами по ликвидации ЧС.

На железнодорожном транспорте в процессе выявления обстановки (кроме указанных органов) принимают непосредственное участие службы ГО ОЖДТ, управлений и отделений дорог под руководством соответствующих начальников ГО.

Результаты выявленной обстановки являются исходными данными для оценки обстановки.

Оценка обстановки заключается в решении задач, связанных с действиями в условиях ЧС, анализе полученных результатов и выборе наиболее целесообразных вариантов действия для принятия обоснованных решений по защите людей, предупреждению и ликвидации последствий ЧС, обеспечению функционирования железнодорожного транспорта.

Так, например, задачами оценки обстановки могут быть:

• определение ожидаемых доз облучения персонала ОЖДТ за первые 10 суток с момента начала аварии с выбросом РВ для выбора мер радиационной защиты людей;

• определение возможных потерь персонала ОЖДТ при химическом заражении;

• определение материального и экономического ущерба на ОЖДТ при аварийном взрыве и т.п.

Выявление и оценка обстановки представляют собой единый процесс, в котором выявление является предварительным этапом оценки обстановки.

Методы выявления взаимосвязаны с поставленными целями и задачами оценки обстановки.

Выявление обстановки путем заблаговременного прогнозирования обеспечивает решение задач оценки обстановки, направленных на предотвращение ЧС, уменьшение ущерба и потерь в случае ЧС и выделения материальных и финансовых ресурсов для указанных целей.

Оперативное прогнозирование позволяет оценить обстановку для принятия предварительных решений по защите людей и обеспечению функционирования железнодорожного транспорта в условиях возникшей ЧС

Выявление обстановки по данным разведки дает возможность оценить обстановку для принятия конкретных решений по действиям в условиях ЧС и ликвидации последствий ЧС.

Оценка обстановки производится руководителями всех уровней и служб в интересах защиты подчиненного им персонала и организации ра-. боты предприятия (подразделения) в условиях ЧС.

Каждый вид ЧС характеризуется определенными последствиями и показателями (главы 3-6), поэтому для каждого вида обстановки разработаны и используются свои методики оценки обстановки, представленные в последующих главах пособия.

Глава 8 ОЦЕНКА ИНЖЕНЕРНОЙ ОБСТАНОВКИ

Оценка инженерной обстановки производится на основании данных се выявления. Основным методом выявления инженерной обстановки является прогнозирование.

8.1. Выявление инженерной обстановки при аварийных взрывах методом прогнозирования

8.1.1. Подготовка исходных данных

Основными исходными данными для прогнозирования инженерной обстановки на объектах железнодорожного транспорта являются:

• местоположение возможного центра взрыва (источника ЧС) и характеристика аварийного взрыва;

• удаление сооружений и устройств от источника ЧС и их способность противостоять воздействию воздушной ударной волны взрыва.

Характеристика аварийного взрыва и его местоположение позволяет определить значения параметров воздушной ударной волны ( и ) на удалении от центра взрыва R, т.е. в районе любого сооружения,

находящегося в зоне ЧС. Такое определение параметров производят по заранее построенному графику . Соответствующие значения рассчитывают по формуле (3.1).

Порядок построения графиков при взрывах взрывча-

тых материалов, горючевоздушных смесей и углеводородных газов рассмотрен в главе 3 (пример 3.1, рис. 3.6).

Способность сооружений противостоять воздушной ударной волне взрывов характеризуется и\устойчивостью, которая определяется заранее экспериментально (при взрывах) или с использованием расчетов.

При подготовке исходных данных об устойчивости сооружений принято все сооружения делить на три группы (по характеру воздействия на них ударной волны).

Группа I — массивные сооружения больших размеров, имеющие соответствующий фундамент (здания различных типов, защитные сооружения, трансформаторные и тяговые подстанции, водонапорные башни и др.). Сооружения этой группы разрушаются в основном при воздействии на них избыточного давления во фронте ударной волны . Устойчивость этих сооружений достаточно хорошо исследована экспериментальным путем и с достаточной полнотой представлена в справочниках.

Группа II - элементы, быстро обтекаемые ударной волной (железнодорожный путь, подвижной состав, машины, станки, различные технические средства). Устойчивость многих элементов этой группы, имеющих разнообразные параметры, не представлена в полной мере в существующих справочниках, поэтому ее определяют путем расчета элементов на смещение, опрокидывание и отброс.

Группа III - элементы, подверженные инерционному разрушению (аппаратура связи и СЦБ, ЭВМ, электроприводы локомотивов, машин, измерительные приборы и др.). Для элементов этой группы опасны большие ускорения, получаемые ими в результате действия ударной волны. В элементах электроприборов, имеющих определенную массу и упругость, возникают силы, способные привести к внутренним повреждениям схем (отрыву припаянных элементов, разрыву соединений приборов, разрушению хрупких элементов). Устойчивость элементов третьей группы определяется расчетом на инерционное разрушение.

Определение устойчивости элементов второй группы с использованием расчетов на смещение, опрокидывание и отброс.

Принято считать, что смещение вызывает слабое разрушение, выводя из строя наиболее уязвимые части элементов (подводящие питающие кабели, пульты управления и т.п.). Опрокидывание вызывает среднее разрушение элементов в связи с деформацией опрокинутых конструкций. При отбросе происходят сильные и полные разрушения - деформируются несущие конструкции (рамы, станины, базовые детали). Поэтому элементы второй группы рассчитываются на смещение, опрокидывание и отброс по предельной величине скоростного напора. (Машины, подвижной состав и

другие технические средства, имеющие ходовую часть, на смещение не рассчитываются.)

Расчеты на смещение состоят в определении предельного значения скоростного напора , Па, при превышении которого происходит

смещение элемента из условия превышения смещающей силы силы

трения (рис. 8.1) :

⁽⁸¹⁾

где f - коэффициент трения (определяется по табл. 8.1);

т - масса элемента, кг;

g - ускорение свободного падения, 9,8 м/с";

- коэффициент аэродинамического сопротивления элемента (определяется опытным путем и зависит от его обтекаемости ударной волной) (табл. 8.2);

- площадь Мидлева сечения обтекаемого элемента (площадь проекции элемента на поверхность, нормальную к направлению движения ударной волны), м". Для упрощения расчетов при определении Sm принимается самое неблагоприятное условие - направление движения фронта ударной волны перпендикулярно наибольшей площади элемента.

Рис. 8.1. Силы, действующие на элемент при смещении Рдсчеты на опрокидывание элементов производят на основе сравнения опрокидывающего и удерживающего моментов (рис. 8.2), при этом определяется , Па:

(8.2)

где - предельное значение давления скоростного напора, при пре-

вышении которого происходит опрокидывание элемента и он получает разрушения средней степени;

b/2 - удерживающее плечо, м;

z — плечо опрокидывания, м.

Таблица 8.1 Коэффициент трения между поверхностями различных материалов

Рис. 8.2. Моменты сил, действующих на элемент при опрокидывании

Условием отброса элемента (сопровождающегося его деформацией и получением сильных или полных разрушений) является превышение

фактическим давлением скоростного напора ДР*_К предельного значения

скоростного набора ДР"_к^ред в пять и более раз, определенного в районе расположения данного элемента по формуле (8.2).

Та б л и ц а 8.2 Коэффициенты аэродинамического сопротивления для элементов различных форм

Форма элемента	Рисунок		Направление движения воздуха
Параллелипипед		0,85 1,3	Перпендикулярно квадратной грани Перпендикулярно прямоугольной грани
Куб		1,6	Перпендикулярно грани
Пластина квадратная		1,45	Перпендикулярно пластине
Диск		1,6	Перпендикулярно диску
Цилиндр: Ш=1 Ш = 4 hid = 9		0,4 0,43 0,46	Перпендикулярно оси цилиндра
Сфера		0,25
Полусфера		0,25	Параллельно плоскости основания
Пирамида Пирамида усеченная		1.1 1,2-1,3	Параллельно основанию

По значениям давлений скоростного напора , рассчитанным

по формулам (8.1) и (8.2), определяют избыточные давления по

формуле (3.1) или по графику (рис. 3.3), что позволяет сравнивать устойчивость сооружений в единых показателях -

Расчет элементов третьей группы на инерционные разрушения сводят к определению по формуле (8.3) предельного значения избыточного лобового давления АР_ЛОб, Па, по которому определяют предельное значение избыточного давления ударной волны

Считается, что при превышении значения элемент

полностью выходит из строя, получая сильные и полные разрушения.

(8.3)

где - масса прибора, кг;

- допустимое ускорение, м/с²;

- наибольшая площадь прибора, м².

Допустимые предельные ускорения <7_Л0П для каждого конкретного изделия приводятся в технических условиях на его изготовление, и для наземной аппаратуры при ориентировочных расчетах а_доп можно принять равным 100 м/с².

По значениям с использованием графика рис. 8.3 определяют

величину и делают вывод о том, разрушен или не разрушен эле-

мент.

Рис. 8.3. График зависимости избыточного лобового давления от избыточного давления ударной волны

Примеры определения устойчивости сооружений с использованием расчетов.

Пример 8.1. Определить предельное значение АРф, превышение которого приведет к смещению вертикально-фрезерного станка, установленного в механическом цехе электродепо, относительно бетонного основания.

Исходные данные: длина станка / = 900 мм, ширина b = 800 мм, высота h = 1800 мм, масса т = 800 кг.

Решение:

1. По формуле (8.1) определяют давление скоростного напора, при пре
вышении которого сместится станок. Коэффициент трения / чугунного основа
ния станка по бетону равен 0,35 (табл. 8.1). Коэффициент аэродинамического
сопротивления равен 1,3 (табл. 8.2).

2. По величине = 1,3 кПа с использованием формулы (3.1) или графи
ка рис. 3.3 определяют = 20 кПа.

Вывод: При в районе механического цеха, превышающем 20 кПа,

ударная волна вызовет смещение станка, что приведет к его слабому разрушению.

Пример 8.2. Определить, при каких условиях может опрокинуться порожний четырехосный полувагон, имеющий следующие характеристики: масса т = 22 т, длина кузова = 12,7 м, высота кузова = 2,5 м, высота от головки рельса h = 3,48 м, расстояние между колесами колесной пары, опирающихся на рельсы Ь= 1,52 м (рис. 8.4).

Решение:

1. По формуле (8.2) определяют значение , при превышении кото-

poro произойдет опрокидывание полувагона. Значения

(табл. 8.2), тогда

По графику (рис.3.3) или формуле (3.1) определяют, что давлению скоростного напора кПа соответствует избыточное давление

Вывод: При превышении данного давления при неблагоприятных условиях (фронт ударной волны распространяется перпендикулярно наибольшей площади полувагона) произойдет опрокидывание полувагона.

Рис. 8.4. Схема, поясняющая условия примера 8.2

Пример 8.3. Определить предельное значение избыточного давления , при превышении которого электроприбор получит инерционное разрушение и полностью выйдет из строя. Характеристика прибора: длина / = 420 мм, ширина Ъ = 420 мм, высота h = 720 мм, масса т = 60 кг, допустимое ускорение при ударе составляет = 100 м/с².

Решение:

1. Находят избыточное лобовое давление, которое может выдержать при
бор:

2. Определяют по графику рис. 8.3 предельное значение : при

Вывод: При кПа прибор получит сильные разрушения от инер-

ционных перегрузок.

Подготовка данных о характере изменения при взрыве в зави-

симости от массы взрывоопасного вещества Q и расстояния R, а также об устойчивости сооружений позволяет перейти непосредственно к прогнозированию инженерной обстановки с использованием схемы ОЖДТ.