Прорывной подход к обнаружению пожара. Журнал «Безопасность на море и на суше»  

Корабельная пожарная сигнализация постепенно переходит от традиционного порогового обнаружения к мультикритериальному подходу. Один из этапов этого развития связан с комплексом «Гамма-01Ф», комбинированными извещателями и сравнительными испытаниями НПО ПАС, проведёнными в 2015–2016 годах: от стендовых экспериментов до подготовки опытной эксплуатации на реальном судне.

Как развивалась корабельная пожарная сигнализация

Автоматические системы пожарной сигнализации начали активно применять на объектах ВМФ со второй половины XX века. Первые решения использовали простые одноразовые контактные извещатели с плавким элементом, который разрушался при нагревании примерно до 70 °C. Позднее корабельные системы превратились в микропроцессорные комплексы с датчиками, реагирующими на разные факторы пожара.

Однако подход к принятию решения долго оставался пороговым: тревога формировалась, когда один контролируемый параметр пересекал заранее заданную уставку. Отсюда возникали две проблемы — позднее обнаружение и слабая способность отличать пожарные воздействия от непожарных.

Почему увеличение порога не решает проблему

Для защиты от ложных срабатываний пороговые извещатели часто делают менее чувствительными, повышая уставку. Это снижает число нежелательных тревог, но одновременно задерживает реакцию на реальное возгорание. Особенно заметно это для дымовых датчиков: при сильном загрублении они могут сработать поздно или не обнаружить отдельные очаги.

По данным, использованным при разработке системы, на один достоверно обнаруженный пожар приходилось 14 ложных срабатываний. Расчётная достоверность обнаружения пороговой системой составляла 7%, а вероятность ложной тревоги — 93%. Эти показатели характеризуют конкретный исторический этап и условия проведённого анализа.

Что означает мультикритериальный подход

Предложенная система строилась на базе серийного комплекса «Гамма-01Ф» и высокочувствительных комбинированных пожарных извещателей. Алгоритм постоянно и одновременно отслеживал несколько потенциальных факторов пожара с момента их появления.

Решение принималось не только по абсолютному значению сигнала, но и по его изменению во времени. Небольшое фиксированное приращение контролируемого параметра за заданный интервал получило название дельта-фактора. По сравнению с пороговыми извещателями чувствительность была:

• по температуре — как минимум в 10 раз выше;
• по дыму — в 15–50 раз выше;
• по угарному газу — в 6–8 раз выше.

При этом сигнал пожарной тревоги формировался только при обнаружении как минимум двух разнородных дельта-факторов — например, дыма и температуры либо дыма и угарного газа. Реакция только на один фактор блокировалась как недостаточно достоверная. Так высокая чувствительность сочеталась с защитой от ложных тревог.

Важно, что речь идёт не о простом объединении нескольких обычных порогов. Алгоритм анализировал относительное приращение параметров во времени, то есть развитие ситуации. Благодаря этому система могла реагировать на слабые, но согласованно изменяющиеся признаки раньше, чем каждый из них достигал традиционной уставки.

Как проводились сравнительные испытания

Для сопоставления порогового и мультикритериального режимов НПО ПАС провело серии стендовых испытаний в условиях, приближенных к реальным. Использовалась серийная аппаратура «Гамма-01Ф», которую программировали для работы в двух режимах.

Источниками пожарных факторов служили стандартные модельные очаги по ГОСТ 53325-2012 и нестандартные очаги, имитировавшие начальную фазу пожара. В 2015–2016 годах состоялись три крупные серии испытаний: часть на огневом стенде ФГУП «Крыловский государственный научный центр», часть — на базе НПО ПАС. Всего провели около 70 экспериментов более чем с 20 модельными очагами.

По данным статьи, итоговая эффективность порогового режима составила 49%, мультикритериального — 100%. Во всех описанных испытаниях мультикритериальный режим также обнаруживал горение быстрее.

В качестве модельных воздействий использовались горение гептана, поролоновых матов, древесины и ветоши, смоченной дизельным топливом. Разнообразие очагов было важно для проверки реакции на разные сочетания дыма, температуры и продуктов горения, а не на один удобный лабораторный сценарий.

Для корабельной системы была поставлена максимально строгая цель: достоверное обнаружение на начальной стадии без ложных тревог. Испытания подтвердили перспективность подхода, но следующим обязательным этапом оставалась длительная проверка в реальной эксплуатации.

От стенда к опытной эксплуатации

Следующим этапом разработчики называли проверку алгоритма на действующем объекте. Для этого было подготовлено совместное решение об опытной эксплуатации «Гамма-01Ф» на вспомогательном судне проекта 20181. Планировался годичный цикл, включающий швартовные и ходовые испытания, после которого комиссия должна была решить вопрос о применении алгоритма в серийных проектах корабельной пожарной сигнализации.

Логика инженерной апробации включала несколько последовательных шагов: сформулировать критерии, реализовать алгоритм на серийной аппаратуре, проверить его на разных модельных очагах и затем перейти к эксплуатации на судне.

Практический вывод

Раннее обнаружение и защита от ложных тревог не обязательно противоречат друг другу. Если система анализирует динамику нескольких независимых факторов и требует их согласованного подтверждения, чувствительность можно повысить без автоматического роста числа тревог. Но результаты стендовых испытаний должны подтверждаться опытной эксплуатацией, а применение конкретного алгоритма — соответствовать назначению объекта и документации комплекса.

Примечание. Описанные решения и показатели относятся к состоянию разработки и испытаниям 2015–2016 годов. Их нельзя автоматически переносить на иные комплексы или современные проекты. Актуальные решения следует проверять по действующим стандартам, сертификатам, технической документации и результатам испытаний конкретного оборудования.