Оптимизация режимов работы лесопожарной машины

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-139-152

Ключевые слова:

лесные пожары, лесопожарная машина, режимы работы, оптимизация параметров работы, экологическая безопасность

Аннотация

Рассматриваются специализированные лесопожарные машины, необходимые для тушения лесных пожаров. Представлен обзор отечественной и зарубежной современной лесопожарной техники и методов борьбы с лесными пожарами. Отмечается, что общим недостатком тепловой защиты лесопожарной машины является быстрый нагрев поверхностей ограждений кабин при ликвидации пожаров в экстремальных условиях. Следовательно, проблема повышения эффективности функционирования лесопожарной машины при тушении пожаров, задачи обеспечения работоспособности, оптимизации параметров и режимов работы, разработка и создание новых огнезащитных материалов, повышение показателей эргономики кабины и безопасности условий труда оператора остаются актуальными. Приводится обоснование оптимизации параметров и режимов работы лесопожарной машины на основе заданной тактической схемы организации тушения лесного пожара. В качестве целевой функции математической задачи оптимизации принята производственная мощность, т. е. площадь, которую можно потушить при помощи лесопожарной машины. В качестве управляющих факторов рассматриваются параметры основного и вспомогательного оборудования: производительность насосов, подающих воду и водные растворы пенообразователей; вместимость водного бака; время оцениваемого периода тушения лесного пожара и огнезащитные свойства элементов конструкции лесопожарной машины, а именно температура самовоспламенения теплоизоляции ограждения кабины. Математическая задача оптимизации решается аналитическим методом. Для проведения численных расчетов и программной реализации используются методы вычислительной математики и прикладного программирования. Решение задачи позволяет рассчитать производственную мощность лесопожарной машины, определить требуемые огнезащитные свойства поверхностей ограждений кабины и предложить новые конструкционные огнезащитные материалы, рекомендовать основное и вспомогательное оборудование. Улучшение эргономических показателей кабин во время тушения пожаров повысит безопасность условий труда оператора. Эффективная работа лесопожарной машины во время борьбы с огнем способствует снижению ущерба, наносимого окружающей среде, и убытков, являющихся последствием уничтожения миллионов гектаров леса.
Для цитирования: Питухин Е.А., Рогозин С.С. Оптимизация режимов работы лесопожарной машины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 6. С. 139–152. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-139-152

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биографии авторов

Е.А. Питухин, Петрозаводский государственный университет

д-р техн. наук, проф.; ResearcherID: H-4562-2016

С.С. Рогозин, Петрозаводский государственный университет

преподаватель; ResearcherID: AFS-3782-2022

Библиографические ссылки

ЕМИСС. Режим доступа: https://fedstat.ru/ (дата обращения: 06.11.21). The Unified Interdepartmental Statistical Information System (UISIS). (In Russ.).

Мазур Д.И., Ермолина М.А. Организационно-правовые меры предупреждения пожаров в России // Russian Studies in Law and Politics. 2020. Т. 4, № 3. С. 20–28. Mazur D.I., Ermolina M.A. Organizational and Legal Measures to Prevent Forest Fires in Russia. Russian Studies in Law and Politics, 2020, vol. 4, no. 3, pp. 20–28. (In Russ.).

Методики расчета сил и средств для тушения пожаров / сост. Н.Ю. Клименти. Волгоград: ВолгГАСУ, 2013. 28 с. Methods for Calculating Forces and Means for Extinguishing Fires. Content by N.Yu. Klimenti. Volgograd, VSTU Publ., 2013. 28 р. (In Russ.).

Орловский С.Н., Бердникова Л.Н. Оптимизация технологий и средств пожаротушения при борьбе с лесными пожарами // Вестн. КрасГАУ. 2018. № 2(137). C. 84–89. Orlovsky S.N., Berdnikova L.N. The Optimization of Fire Extinguishment Techniques and Means in Forest Fire Fighting. The Bulletin of KrasGAU, 2018, no. 2(137), pp. 84–89. (In Russ.).

Повзик Я.С. Пожарная тактика. М.: Спецтехника, 2004. 416 с. Povzik Ya.S. Fire Fighting Tactics. Moscow, Spetstekhnika Publ., 2004. 416 p. (In Russ.).

Сосновчик Ю.Ф. Закономерность развития низовых лесных пожаров, метод профилактики и предотвращения распространения низового лесного пожара // Вавиловские чтения – 2017: сб. ст. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 130-й годовщине со дня рождения акад. Н.И. Вавилова. Саратов: Саратов. ГАУ, 2017. C. 259–266. Sosnovchik Yu.F. Regularity of Development of Ground Forest Fires, Techniques of Prevention and Suppression of Ground Forest Fire. Vavilov Readings-2017: Collection of Academic Papers of the International Scientific and Practical Conference Dedicated to the 130th Anniversary since the Birth of Academician N.I. Vavilov. Saratov, SGAU Publ., 2017, pp. 259–266. (In Russ.).

Станкевич Т.С. Прогнозирование пространственного поведения лесного пожара при неопределенности и нестационарности процесса // Изв. вузов. Лесн. журн. 2021. № 1. С. 20–34. Stankevich T.S. Forecasting the Spatial Behavior of a Forest Fire at Uncertainty and Instability of the Process. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2021, no. 1, pp. 20–34. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2021-1-20-34

Устинов А.С., Рогозин С.С., Питухин Е.А. Разработка и реализация математической модели теплового воздействия на ограждающие конструкции, покрытые огнезащитным композитным материалом // Системы. Методы. Технологии. 2018. № 3(39). С. 41–48. Ustinov A.S., Rogozin S.S., Pitukhin E.A. Development and Implementation of a Mathematical Model of the Thermal Effect on Enclosing Structures Covered with Fire-Retardant Composite Material. Systems. Methods. Technologies, 2018, no. 3(39), pp. 41–48. (In Russ.). https://doi.org/10.18324/2077-5415-2018-3-41-48

Aslantas M. Finding a Solution to an Optimization Problem and an Application. Journal of Optimization Theory and Applications, 2022, vol. 194, pp. 121–141. https://doi.org/10.1007/s10957-022-02011-4

Bucur D., Buttazzo G., Nitsch C. Two Optimization Problems in Thermal Insulation. Notices of the American Mathematical Society, 2017, vol. 64, no. 8, pp. 830–835. https://doi.org/10.1090/noti1557

Chandrakantha L. Using Excel Solver in Optimization Problems. Electronic Proceedings of the 23th Annual International Conference on Technology in Collegiate Mathematics (ICTCM). Denver, CO, 2011, pp. 42–49.

Chuvieco E., Aguadoa I., Yebraa M., Nieto H., Salas J., Martín M.P. et al. Development of a Framework for Fire Risk Assessment Using Remote Sensing and Geographic Information System Technologies. Ecological Modelling, 2010, vol. 221, iss. 1, pp. 46–58. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2008.11.017

Cordeiro Ramalho A.H., da Silva E.F., Martins Silva J.P., Fiedler N.C., Maffioletti F.D., Biazatti L.D., Moreira T.R., Juvanhol R.S., dos Santos A.R. Allocation of Water Reservoirs to Fight Forest Fires according to the Risk of Occurrence. Journal of Environmental Management, 2021, vol. 296, art. 113122. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113122

International Standard. ISO 834–12:2012. Fire Resistance Tests. Elements of Building Construction. Part 12: Specific Requirements for Separating Elements Evaluated on Less than Full Scale Furnaces. 2012. 9 p.

Kulkarni A.J., Krishnasamy G., Abraham A. Cohort Intelligence: A Socio-Inspired Optimization Method. Cham, Springer, 2017. 134 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-44254-9

Momeni M., Soleimani H., Shahparvari S., Afshar-Nadjafi B. Coordinated Routing System for Fire Detection by Patrolling Trucks with Drones. International Journal of Disaster Risk Reduction, 2022, vol. 73, art. 102859. https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2022.102859

Schittkowski K., Zillober C. Nonlinear Programming: Algorithms, Software, and Applications. System Modeling and Optimization. Ed. by J. Cagnol, J.P. Zolésio. Boston, MA, Springer, 2005, vol. 166, pp. 73–107. https://doi.org/10.1007/0-387-23467-5_5

Ustinov A., Pitukhin E. Improving the Efficiency of Protection of the Forest Fire Machine against Forest Fires with the Help of Composite Materials. Materials Science Forum. Switzerland, Trans. Tech. Publications Ltd, 2020, vol. 992, pp. 700–705. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.992.700

Wu P., Chu F., Che A., Zhou M. Bi-Objective Scheduling of Fire Engines for Fighting Forest Fires: New Optimization Approaches. IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2018, vol. 19, iss. 4, pp. 1140–1151. https://doi.org/10.1109/TITS.2017.2717188

Zhou J., Tu C., Reniers G. Simulation Analysis of Fire Truck Scheduling Strategies for Fighting Oil Fires. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 2020, vol. 67, art. 104205. https://doi.org/10.1016/j.jlp.2020.104205

Загрузки

Опубликован

16.12.2022

Как цитировать

Питухин, Е., и С. Рогозин. «Оптимизация режимов работы лесопожарной машины». Лесной журнал, вып. 6, декабрь 2022 г., сс. 139-52, doi:10.37482/0536-1036-2022-6-139-152.

Выпуск

Раздел

ЛЕСОЭКСПЛУАТАЦИЯ