Математические модели для расчета времени эвакуации людей при пожаре

В настоящее время в мире разработаны и применяются специальные математические модели, которые используются для проверки выполнения условия безопасной для жизни эвакуации людей из объектов, отличающихся между собой сложностью проведения расчетов и точностью полученных результатов.

Согласно вышеприведенному, применяются следующие математические модели:
Аналитическая модель. Данная модель является наиболее простой с точки зрения проведения расчетов, расчет в большинстве случаев производится вручную (без применения вычислительной техники), как правило, применяется для небольших объектов, не имеющих зон безопасности и без учета низкомобильных групп населения. Имеет наименьшую точность полученных результатов и не учитывает большинство особенностей движения людских потоков.
Модель индивидуально-потокового движения людей. Модель является более сложной чем предыдущая, поэтому расчеты проводятся с использованием специализированных программных комплексов, применяется для сложных объектов с учетом зон безопасности и низкомобильных групп населения. Имеет несколько лучшую точность полученных результатов расчетов по сравнению с предыдущей за счет учета некоторых особенностей движения людских потоков.
Модель имитационно-стохастического движения людей. Модель является наиболее сложной и совершенной из существующих в наше время, поэтому все расчеты проводятся с использованием специальных программных комплексов и требуют довольно мощных вычислительных ресурсов при ее применении. Применяется для больших объектов со сложными архитектурно-планировочными решениями, наличием зон безопасности и низкомобильных групп населения.

Что касается определения оптимального времени для эвакуации людей при возникновении пожара, в результате распространения на них опасных факторов пожара, применяются следующие математические модели:
Интегральная модель (интегральный метод). Данный метод является наиболее простым, расчеты можно выполнять вручную и обычно применяется для помещений и объектов простой геометрической формы. Иногда интегральный метод применяется в предыдущих расчетах для больших объектов перед проведением расчетов по более сложным методами с целью определения наиболее опасных вариантов развития пожара. Недостатком этого метода является относительно небольшая точность полученных результатов.
Зонная (зональная) модель (метод). Метод используется для проведения расчетов объектов, имеющих развитую вертикальную и горизонтальную систему помещений не сложной формы. Метод имеет несколько лучшую точность по сравнению с интегральным методом, но несколько сложнее в использовании, поэтому реализован в виде специальных программных комплексов.
Полевая модель (полевой метод). Данный метод не имеет ограничений в использовании и применяется для объектов, имеющих любые архитектурно-планировочные решения. Рекомендуется его применение для помещений в которых один из геометрических размеров в 5 и более раз превышает любой другой. Полевой метод является наиболее сложным, поэтому практически он реализуется в виде специальных программных комплексов. Имеет лучшую точность и адекватность полученных результатов расчетов.

На сегодняшний день в Украине единственным действующим нормативным документом по которому выполняется проверка выполнения условий безопасного эвакуации людей при пожаре является ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. В данном нормативном документе реализовано интегральную модель (метод) и аналитическую модель расчета времени эвакуации людей. Необходимо отметить существенные недостатки реализованных методов расчетов, а именно:
- учтены не все архитектурные особенности объекта, невозможно в полной мере учесть влияние систем противопожарной защиты как на людей, подлежащих эвакуации так и на распространение опасных факторов пожара;
- не учтены индивидуальные особенности людей (возраст, пол, психофизическое состояние и др.);
- не учитывает разницу времени подхода людей из разных помещений в эвакуационных выходов;
- не учитывает утомляемость людей при эвакуации и влияние людей друг на друга;
- значение времени начала эвакуации значительно занижена согласно исследований, проведенных на реальных пожарах;
- невозможно учесть наличие низкомобильных групп населения;
- не учтены возможность эвакуации пожарными лифтами.