Моделювання теплового потоку від резервуарів з нафтопродуктами, що горять

Басманов Олексій Євгенович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6434-6575

Карпова Дарина Ігорівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1692-3630

Морщ Євген Володимирович

Державний НДІ технологій кібербезпеки та захисту інформації

http://orcid.org/0000-0003-0131-2332

Гарбуз Сергій Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-6345-6214

Бенедюк Вадим Степанович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5109-5295

Зазимко Олександр Віталійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-7496-0248

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-2

Ключові слова: пожежа горючої рідини, випромінююча поверхня полум’я, тепловий по-тік випромінюванням

Анотація

Побудовано модель для визначення щільності теплового потоку випромінюванням від по-жежі в вертикальному сталевому резервуарі з нафтопродуктом. Модель враховує деформацію полум’я під впливом вітру: нахил осі полум’я та розширення його основи в підвітряний бік. За-пропонований підхід спирається на відомі емпіричні залежності довжини полум’я та кута його відхилення від вертикальної осі в залежності від швидкості вітру, питомої масової швидкості вигорання рідини та діаметра резервуара. Ці залежності використано для визначення довжини полум’я в довільній точці, що лежить на основі полум’я. Це дозволило побудувати рівняння ви-промінюючої поверхні полум’я в параметричному вигляді. Отримана поверхня має конусоподі-бну форму з еліптичною основою, витягнутої за межі резервуара з підвітряного боку. Відносне розширення основи полум’я за межі резервуара збільшується із зростанням швидкості вітру і зменшується із зростанням діаметру резервуара. Розроблено алгоритм розрахунку щільності те-плового потоку випромінюванням від полум’я до довільної площадки, заданої просторовими координатами і нормальним вектором. В алгоритмі використано покриття основи полум’я регу-лярною сіткою з подальшим застосуванням методів чисельного диференціювання для визначен-ня нормального вектору до випромінюючої поверхні полум’я і методів чисельного інтегрування для оцінки коефіцієнта взаємного опромінення між полум’ям і площадкою, що нагрівається під впливом пожежі. Показано, що розширення основи резервуара призводить до істотного збіль-шення щільності теплового потоку з підвітряного боку резервуара. Отримані результати можуть бути використані для визначення наслідків теплового впливу пожежі на сусідні резервуари з на-фтопродуктами та інше технологічне обладнання, а також для визначення зон безпечного розта-шування техніки та особового складу, задіяних у локалізації і ліквідації пожежі.

Посилання

1. НАПБ 05.035 – 2004. Інструкція щодо гасіння пожеж у резервуарах із нафтою та нафтопродуктами.
2. Landucci G., Salzano E., Taveau J., Spadoni G., Cozzani V. Detailed Studies of Domino Scenarios. Domino Effects in the Process Industries. 2013. P. 229–243. doi: 10.1016/B978-0-444-54323-3.00011-7
3. Ніжник В. В., Климась Р. В., Одинець А. В. Гасіння пожеж на складах на-фти та нафтопродуктів в умовах ведення бойових дій. Теорія і практика гасіння пожеж та ліквідації надзвичайних ситуацій: Матеріали ХIIІ Міжнародної науково-практичної конференції. С. 30–32.
4. Аналітична довідка про пожежі та їх наслідки в Україні за 2 місяці 2024 року. URL: https://idundcz.dsns.gov.ua/upload/2/0/6/1/9/6/1/analitychna-dovidka-pro-pojeji-022024.pdf
5. Гуліда Е. М., Козак Я. Я. Забезпечення пожежної безпеки в резервуарних парках зберігання нафти та нафтопродуктів. Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. 2020. № 6(271–272). С. 69–75. doi: 10.30838/J.BPSACEA.2312.241120.69.700
6. Ференц Н. О., Вовк С. Я., Міллер О. В. Аналіз аварійних ситуацій і аварій в резервуарних парках складів нафти та нафтопродуктів. Пожежна безпека. 2017. № 31. С. 125–129. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Pb_2017_31_20
7. Домінік A. M., Нагірняк Ю. М., Фреюк Д. В. Аналіз досліджень негатив-ного впливу теплового потоку від осередку пожежі на навколишні об’єкти. По-жежна безпека. 2024. Т. 45. С. 39–45. doi: 10.32447/20786662.45.2024.05
8. Бабаджанова О. Ф. Аналіз розвитку аварій на нафтобазі. Теорія і практика гасіння пожеж та ліквідації надзвичайних ситуацій: Матеріали Х Міжнародної науково-практичної конференції. 2019. С. 173–174. URL: https://sci.ldubgd.

edu.ua/bitstream/123456789/6503/1/3.pdf

9. Бойченко С. В., Калмикова Н. Г. Причинно-наслідковий взаємозв’язок емісії вуглеводнів і втрат бензинів у горизонтальних резервуарах. Причини, фак-тори, джерела. Наукоємні технології. 2020. № 2. С. 218–235. doi: 10.18372/2310-5461.46.14810
10. Сєрікова О. М. Підвищення рівня екологічної безпеки території, прилег-лої до місць розташування резервуарів рідких вуглеводнів. Техногенно-екологічна безпека. 2023. № 14(2). С. 50–57. doi: 10.52363/2522-1892.2023.2.6
11. Хаткова Л., Дагіль В., Дагіль І. Кількісна оцінка ризику виникнення по-жеж на резервуарах з нафтою і нафтопродуктами від самозаймання пірофорних відкладень. Надзвичайні ситуації: попередження та ліквідація. 2022. Т. 6. № 2. С. 101–108. doi: 10.31731/2524.2636.2022.6.2.101-107
12. Савіновська В. І., Федоляк Н. В., Лялюк-Вітер Г. Д. До питання забезпе-чення пожежної безпеки об’єктів підвищеної небезпеки в умовах війни. Матеріали V Міжнародної науково-практичної інтернет-конференції. C. 197–200.
13. Liu C., Ding L., Jangi M., Ji J., Yu L., Wan H. Experimental study of the effect of ullage height on flame characteristics of pool fires. Combustion and Flame. 2020. Vol. 216. P. 245–255. doi: 10.1016/j.combustflame.2020.03.009
14. Xu L., Lu Y., Ding C., Guo H., Liu J., Zhao Y. A generic flame shape model and analytical models for geometric view factor calculation on the fire exposure surface. International Journal of Thermal Sciences. 2022. Vol. 173. P. 107392. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2021.107392
15. Fleury R. Evaluation of Thermal Radiation Models for Fire Spread Between Objects. Proceedings, Fire and Evacuation Modeling Technical Conference. 2011. doi: 10.26021/1472
16. Sasaki K. View factor of a spheroid and an ellipse from a plate element. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. 2024. Vol. 326. P. 109102. doi: 10.1016/j.jqsrt.2024.109102

     17. Pritchard M. J., Binding T M. FIRE2: A New Approach for Predicting Thermal Radiation Levels from Hydrocarbon Pool Fires. IChemE Symposium. 1992. 130. P. 491–505.

Акустичний моніторинг джерел надзвичайних ситуацій, пов’язаних із застуванням вогнепальної зброї

Тютюник Вадим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5394-6367

Лєвтєров Олександр Антонович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-5926-7146

Тютюник Ольга Олександрівна

Харківський національний економічний університет

імені С. Кузнеця

http://orcid.org/0000-0002-3330-8920

Усачев Дмитро Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-1140-9798

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-40-19

Ключові слова: моніторинг, ідентифікація, акустичний сигнал, фільтрація сигналів, спектральний аналіз, амплітудно-частотна характеристика

Анотація

Удосконалено метод ідентифікації фактів застосування різних типів вогнепальної зброї на основі використання середньої характеристики акустичного спектру пострілу, шляхом визначення характеристичних частот з максимальними значеннями амплітуд, який полягає у визначенні характеристичних частот за умов перевищення порогового рівня амплітуд гармонік прийнятого сигналу, визначення енергії такого спектра, віднімання енергії еталонного спектра від енергій експериментально отриманих спектрів пострілів. Застосування удосконаленого методу для дослідження характеристик акустичних спектрів пострілів з пістолету Макарова калібру 9 мм, травматичного пістолету «Форт-14Р» та автомату АК-74 калібру 5,45 мм дозволило з ймовірністю 0,95 ідентифікувати тип вогнепальної зброї за прийнятим акустичним сигналом. За результатами досліджень розроблено функціональну схему апаратної реалізації удосконаленого методу ідентифікації фактів застосування різних типів вогнепальної зброї за спектральними властивостями прийнятого акустичного сигналу. Схема втілює у себе медіанний фільтр, смугові фільтри, блок характеристичних частот пострілів, блок кодування, блок декодерів та блок логічних елементів «Кон’юнкція». Процес ідентифікації полягає в аналізі 18-розрядного коду за 6 групами по 3 розряди, на виході за результатами обробки з’являється відповідна комбінація сигналів, яка визначає приналежність до певного типу зброї та/або її наявність в базі відомих зразків. На основі схеми апаратної реалізації удосконаленого методу ідентифікації фактів застосування різних типів вогнепальної зброї за спектральними властивостями прийнятого акустичного сигналу встановлені особливості розробки та функціонування геоінформаційної системи акустичного моніторингу НС терористичного характеру та автоматизованої ідентифікації у міській зоні фактів застосування різних типів вогнепальної зброї.

Посилання

1. Тютюник В. В., Тютюник О. О., Усачов Д. В. Особливості створення системи акустичного моніторингу джерел надзвичайних ситуацій у контексті розвитку концепції «Smart city». Науковий вiсник: Цивiльний захист та пожежна безпека. Київ: Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захи-сту. 2023. № 2. С. 58–76. doi: 10.33269/nvcz.2023.2.58-76
2. Рубан І. В., Тютюник В. В., Тютюник О. О. Розвиток науково-технічних основ оперативного геоінформаційного акустичного моніторингу джерел терори-стичних небезпек. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. Київ: Національний університет оборони України. 2020. Вип. 3(39). С. 67–80. doi: 10.33099/2311-7249/2020-39-3-67-80
3. Стрілянина в супермаркеті Walmart у США: загинули до 10 людей. URL: https://www.bbc.com/ukrainian/news-63726537
4. У центрі Львова 24-річний чоловік влаштував стрілянину в готелі. URL: http://zaxid.net/u_tsentri_lvova_24_richniy_cholovik_vlashtuvav_strilyaninu_v_goteli_n1553963

5. Стрілянина в Римі: троє загиблих, четверо поранених. URL: https://tsn.ua/svit/strilyanina-v-rimi-troye-zagiblih-chetvero-poranenih-2220880.html
6. 39-річного чоловіка затримали за стрілянину біля лісу на Закарпатті. URL: https://zaxid.net/39_richnogo_cholovika_zatrimali_za_strilyaninu_bilya_lisu_na_zakarpatti_n1555003

7. Стрілянина в центрі Парижа: троє людей вбиті, кілька поранених. URL: https://www.bbc.com/ukrainian/news-64078090
8. В американській школі сталася стрілянина: є загиблі. URL: https://tsn.ua/svit/v-amerikanskiy-shkoli-stalasya-strilyanina-ye-zagibli-2249953.html

9. Озброєний автоматом чоловік увірвався до посольства Азербайджану в Ірані і влаштував стрілянину. URL: https://tsn.ua/svit/ozbroyeniy-avtomatom-cholovik-uvirvavsya-u-posolstvo-azerbaydzhanu-v-irani-i-vlashtuvav-strilyaninu-video-2252779.html
10. У США сталася стрілянина: повідомляють про 10 загиблих. URL: https://tsn.ua/svit/u-ssha-stalasya-strilyanina-povidomlyayut-pro-10-zagiblih-foto-2248942.html
11. У США сталася чергова масова стрілянина: є жертви. URL: https://tsn.ua/svit/v-ssha-stalasya-chergova-masova-strilyanina-ye-zhertvi-2254741.html

12. В університеті штату Мічиган сталася стрілянина: є загиблі та поранені. URL: https://tsn.ua/svit/v-universiteti-shtatu-michigan-stalasya-strilyanina-ye-zagibli-ta-poraneni-2265409.html
13. Друга масова стрілянина у Каліфорнії за кілька днів – семеро загиблих. URL: https://www.bbc.com/ukrainian/news-64383486
14. Спочатку вбив батька, а потім ще 15 людей: журналіст про деталі найма-совішої стрілянини в історії Чехії. URL: https://tsn.ua/exclusive/spochatku-vbiv-batka-a-potim-sche-15-lyudey-zhurnalist-pro-detali-naymasovishoyi-strilyanini-v-istoriyi-chehiyi-2477170.html
15. У Стамбулі сталася стрілянина в італійській церкві – одна людина заги-нула. URL: https://pmg.weukraine.tv/novyny/u-stambuli-stalasja-striljanina-v-italijskij-tserkvi-odna-ljudina-zahinula/
16. У Грузії внаслідок стрілянини на ринку загинуло четверо людей. URL: https://zaxid.net/u_gruziyi_vnaslidok_strilyanini_na_rinku_zaginulo_chetvero_lyudey_n1579717
17. У Детройті внаслідок стрілянини у парку поранення отримали 9 осіб. Серед них мама і два сини. URL: https://lb.ua/world/2024/06/16/619152_detroyti_vnaslidok_strilyanini.html

18. У школі в США сталася стрілянина: загинули щонайменше четверо людей, підозрюють 14-річного підлітка. URL: https://nv.ua/ukr/world/countries/strilyanina-u-ssha-pidlitok-vidkriv-vogon-po-lyudyah-chotiri-lyudini-zaginuli-50448394.html
19. На Тернопільщині чоловік розстріляв людей біля сільської школи. URL: https://lenta.te.ua/society/2024/08/15/203395.html
20. Рішення Ради національної безпеки і оборони України від 4 червня 2021 року «Щодо удосконалення мережі ситуаційних центрів та цифрової трансформації сфери національної безпеки і оборони», Введено в дію Указом Президента України від 18 червня 2021 року № 260/2021. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/n0039525-21#Text

21. Татарнікова Т.О. Експертні дослідження матеріалів та засобів цифрового звукозапису: дис. на здобуття наук. ступеня канд. юрид. наук: спец. 12.00.09 «Кримінальний процес та криміналістика; судова експертиза; оперативно-розшукова діяльність». Київ: Національна академія внутрішніх справ, 2016. 238 с. URL: https://elar.naiau.kiev.ua/server/api/core/bitstreams/e0d8a667-8de2-4465-a190-ce312071ab6f/content
22. Sniper Location & Gunshot Detection Systems. URL: https://defense-update.com/20081123_sniper_detection.html#google_vignette
23. Dennis Mares. Reducing Gunfire through Acoustic Technology. Problem-oriented guides for police. Response guide series № 14. Gunshot Detection. URL: URL: HTTPS://WWW.RESEARCHGATE.NET/PUBLICATION/365278760_PROBLEM-ORIENTED_GUIDES_FOR_POLICE_RESPONSE_GUIDE_SERIES_NO_14_GUNSHOT_DETECTION_Reducing_Gunfire_through_Acoustic_Technology
24. Rheinmetall brings Acoustic Shooter Locating System (ASLS) to market. URL: https://www.defenceweb.co.za/land/land-land/rheinmetall-brings-acoustic-shooter-locating-system-asls-to-market/
25. Acoustic shooter locating system. URL: https://www.rheinmetall.com/en/products/c4i/reconnaissance-and-sensor-systems/asls-acoustic-shooter-locating-system#anchor-optional

26. Boomerang Shooter Detection Technology. URL: https://milcom-security.com/wp-content/uploads/BoomerangGeneral-102010-5.pdf
27. Projectile Detection and Cueing (PDCue). URL: https://defense-update.com/20070511_pdcue.html#google_vignette

28. PEARL – Gunshot detection sensor for personal or group weapons. URL: https://issuu.com/robertbreedveld/docs/bss_holland_gunshot_detectie_pearl
29. Surveillance and Threat Detection Systems. URL: https://www.dbkes.com.tr/brosur/pilarw.pdf

30. Офіційний сайт компанії Microflown Avisa. URL: https://www.microflown-avisa.com/technology
31. Sniper Egg. Detecting the threat. Protecting our forces. URL: https://defenceforumindia.com/attachments/sniper-egg-pdf.8391/
32. PinPoint™ – Dismount shot Detection Systems. URL: https://www.yumpu.com/en/document/view/11476334/pinpointtm-dismount-shot-detection-systems

33. Локатор джерела пострілу. URL: https://ames.kpi.ua/lokator-dzherela-postrilu/
34. Тютюник В. В., Лєвтєров О. А., Тютюник О. О., Усачов Д. В. Розвиток науково-технічних основ створення геоінформаційної системи акустичного моні-торингу масштабних пожеж із рідкими органічними речовинами на території міс-та. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. Київ: Національ-ний університет оборони України. 2024. Вип. 1(49). С. 111–127. doi: 10.33099/2311-7249/2024-49-1-111-127

Підвищення рівня безпеки роботів та маніпуляторів

Цимбал Богдан Михайлович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-2317-3428

Рибка Євгеній Олексійович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0000-0002-5396-5151

Свіржевський Петро Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

https://orcid.org/0009-0004-2463-5841

Рибалова Ольга Володимирівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-8798-4780

Петрищев Артем Станіславович

Національний університет «Запорізька політехніка»

http://orcid.org/0000-0003-2631-1723

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2025-41-1

Ключові слова: професійні ризики, безпека праці, коботи, роботи, маніпулятори, штучний інтелект

Анотація

Дослідження зосереджене на розробці методики підвищення рівня безпеки роботів та маніпуляторів у промисловому середовищі. Роботизовані системи ефективно виконують складні та небезпечні завдання, але водночас створюють нові ризики для працівників, що потребує систематичної оцінки та управління. Було проведено аналіз основних факторів, які впливають на безпеку роботизованих систем, зокрема механічні, ергономічні, термічні та електричні небезпеки. На основі цього розроблено універсальну методику оцінки професійних ризиків, яка враховує тяжкість можливих ушкоджень, ймовірність їх виникнення, кваліфікацію персоналу, швидкість настання небезпеки та рівень обізнаності працівників. Методика включає розроблені чек-листи, матриці оцінки ризиків та анкети для ідентифікації небезпечних факторів та визначення рівня ризиків. Для перевірки її ефективності було проведено апробацію на машинобудівному підприємстві, де оцінено ри-зики для працівників, які працюють із вимірювальною рукою Absolute Arm 7-Axis, координатно-вимірювальною машиною GLOBAL S GREEN 05.07.05 та зварювальним роботом ABB IRB 1400 M94A. Було встановлено, що найбільш небезпечним робочим місцем є робоче місце оператора зварювального робота ABB IRB 1400 M94A, бо він зіштовхується з механічними, термічними, електричними, ергономічними, комбінованими небезпека та небезпекою випромінювання, найбільше значення має ризик при контакті оператора з струмоведучими частинами або з’єднаннями, що сладає 51 (суттєвий). Результати показали ключові ризики на робочих місцях, а також ефективність розроблених заходів із їх мінімізації. Запроваджено навчання персоналу, обмеження доступу до небезпечних зон та використання засобів індивідуального захисту. Методика може бути застосована для ідентифікації ризиків та впровадження заходів безпеки на підприємствах різних галузей.

Посилання

1 Industrial robots, workers’ safety, and health / R. Gihleb et al. Labour economics. 2022. Vol. 78. P. 102205. doi: 10.1016/j.labeco.2022.102205

2. Caiazzo C., Nestić S., Savković M. A systematic classification of key performance indicators in human-robot collaboration. Sustainable business management and digital transformation: challenges and opportunities in the post-covid era. Cham. 2022. P. 479–489. doi: 10.1007/978-3-031-18645-5_30
3. Yetkin B. N., Ulutas B. H. A Literature Review on Human-robot Collaborative Environments Considering Ergonomics. Lecture Notes in Management and Industrial Engineering. Cham. 2022. P. 49–60. doi: 10.1007/978-3-031-08782-0_5
4. Operations management issues in design and control of hybrid human-robot collaborative manufacturing systems: a survey / S. E. Hashemi-Petroodi et al. Annual reviews in control. 2020. Vol. 49. P. 264–276. doi: 10.1016/j.arcontrol.2020.04.009
5. Gualtieri L., Rauch E., Vidoni R. Emerging research fields in safety and ergonomics in industrial collaborative robotics: a systematic literature review. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2021. Vol. 67. P. 101998. doi: 10.1016/

j.rcim.2020.101998

6. Olsen T. L., Tomlin B. Industry 4.0: opportunities and challenges for operations management. Manufacturing & service operations management. 2020. Vol. 22. № 1. P.113–122. doi: 10.1287/msom.2019.0796
7. Physical ergonomic improvement and safe design of an assembly workstation through collaborative robotics / A. Colim et al. Safety. 2021. Vol. 7. № 1. P. 14. doi: 10.3390/safety7010014
8. Safety, ergonomics and efficiency in human-robot collaborative assembly: design guidelines and requirements / L. Gualtieri et al. Procedia CIRP. 2020. Vol. 91. P. 367–372. doi: 10.1016/j.procir.2020.02.188
9. A human-robot collaboration framework for improving ergonomics during dexterous operation of power tools / W. Kim et al. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2021. Vol. 68. P. 102084. doi: 10.1016/j.rcim.2020.102084
10. Chutima P. Research trends and outlooks in assembly line balancing problems. Engineering journal. 2020. Vol. 24. № 5. P. 93–134. doi: 10.4186/ej.2020.24.5.93
11. Balancing of assembly lines with collaborative robots / C. Weckenborg et al. Business research. 2019. Vol. 13. № 1. P. 93–132. doi: 10.1007/s40685-019-0101-y
12. Ergonomics and safety in the design of industrial collaborative robotics / S. Pinheiro et al. Studies in systems, decision and control. Cham. 2021. P. 465–478. doi: 10.1007/978-3-030-89617-1_42
13. Srivatsan H., Myagerimath A. V., Duffy V. G. A systematic review of collaborative robots in ergonomics. Digital human modeling and applications in health, safety, ergonomics and risk management. Cham. 2024. P. 282–297. doi: 10.1007/978-3-031-61066-0_17
14. Ergonomic human-robot collaboration in industry: a review / M. Lorenzini et al. Frontiers in robotics and AI. 2023. Vol. 9. doi: 10.3389/frobt.2022.813907
15. Handbook of human factors and ergonomics / ed. by G. Salvendy, W. Karwowski. Wiley. 2021. doi: 10.1002/9781119636113
16. Teaming with industrial cobots: a socio‐technical perspective on safety analysis / A. Adriaensen et al. Human factors and ergonomics in manufacturing & service industries. 2021. Vol. 32. № 2. P. 173–198. doi: 10.1002/hfm.20939
17. Redefining safety in light of human-robot interaction: a critical review of current standards and regulations / A. Martinetti et al. Frontiers in chemical engineering. 2021. Vol. 3. doi: 10.3389/fceng.2021.666237
18. Human robot collaboration in industrial environments / G. Michalos et al. The 21st century industrial robot: when tools become collaborators. Cham. 2021. P. 17–39. doi: 10.1007/978-3-030-78513-0_2
19. Seamless human–robot collaboration in industrial applications / S. Makris et al. Lecture notes in mechanical engineering. Cham. 2024. P. 39–73. doi: 10.1007/978-3-031-54034-9_2
20. Human-Centered approach for the design of a collaborative robotics workstation / A. Colim et al. Occupational and environmental safety and health II. Cham. 2020. P. 379–387. doi: 10.1007/978-3-030-41486-3_41
21. Kopp T., Baumgartner M., Kinkel S. Success factors for introducing industrial human-robot interaction in practice: an empirically driven framework. The international journal of advanced manufacturing technology. 2020. doi: 10.1007/s00170-020-06398-0
22. Collaborative robots in manufacturing and assembly systems: literature review and future research agenda / A. Keshvarparast et al. Journal of intelligent manufacturing. 2024. Vol. 35. P. 2065–2118. doi: 10.1007/s10845-023-02137-w
23. Multimodal perception-fusion-control and human–robot collaboration in manufacturing: a review / J. Duan et al. The international journal of advanced manufacturing technology. 2024. doi: 10.1007/s00170-024-13385-2
24. Redefining safety in light of human-robot interaction: a critical review of current standards and regulations / A. Martinetti et al. Frontiers in chemical engineering. 2021. Vol. 3. doi: 10.3389/fceng.2021.666237 (date of access: 29.12.2024)
25. Keeping workers safe in the automation revolution. Brookings. URL: https://www.brookings.edu/articles/keeping-workers-safe-in-the-automation-revolution/
26. Liang C.-J., Cheng M. H. Trends in robotics research in occupational safety and health: a scientometric doi: analysis and review. International journal of environmental research and public health. 2023. Vol. 20. № 10. P. 5904. doi: 10.3390/ijerph20105904
27. Editorial: safety in close human-robot interaction / M. Valori et al. Frontiers in robotics and AI. 2023. Vol. 10. doi: 10.3389/frobt.2023.1288713.
28. Human–Robot collaboration trends and safety aspects: a systematic review / J. Arents et al. Journal of sensor and actuator networks. 2021. Vol. 10. № 3. P. 48. doi: 10.3390/jsan10030048
29. A taxonomy of factors influencing perceived safety in human–robot interaction / N. Akalin et al. International journal of social robotics. 2023. doi: 10.1007/s12369-023-01027-8
30. Examining profiles for robotic risk assessment / T. Bridgwater et al. HRI ‘20: ACM/IEEE international conference on human-robot interaction, Cambridge United Kingdom. New York, NY, USA, 2020. doi: 10.1145/3319502.3374804
31. Vecellio Segate R., Daly A. Encoding the enforcement of safety standards into smart robots to harness their computing sophistication and collaborative potential: a legal risk assessment for european union policymakers. European journal of risk regulation. 2023. P. 1–40. doi: 10.1017/err.2023.72
32. Collaborative robots in manufacturing and assembly systems: literature review and future research agenda / A. Keshvarparast et al. Journal of intelligent manufacturing. 2024. Vol. 35. P. 2065–2118. doi: 10.1007/s10845-023-02137-w
33. Risk assessment tools for industrial human-robot collaboration: novel approaches and practical needs / T. P. Huck et al. Safety science. 2021. Vol. 141. P. 105288. doi: 10.1016/j.ssci.2021.105288
34. BS EN ISO 12100:2010. Safety of machinery – General principles for design – Risk assessment and risk reduction (ISO 12100:2010). Effective from 2010-10-09. Official edition. Brussels : BSI, 2011. 77 p. URL: https://nobelcert.com/DataFiles/

FreeUpload/BS%20EN%20ISO%2012100-2010.pdf

35. Lee K., Shin J., Lim J.-Y. Critical hazard factors in the risk assessments of industrial robots: causal analysis and case studies. Safety and health at work. 2021. doi: 10.1016/j.shaw.2021.07.010
36. A SafeML extension for a unified risk assessment to diverse service robots / T. Miyoshi et al. ROBOMECH journal. 2023. Vol. 10. № 1. doi: 10.1186/s40648-023-00245-z
37. Novel approach using risk analysis component to continuously update collaborative robotics applications in the smart, connected factory model / M. Pantano et al. Applied sciences. 2022. Vol. 12. № 11. P. 5639. doi: 10.3390/app12115639
38. Safe human-robot collaboration: a systematic review of risk assessment methods with AI integration and standardization considerations / M. J. Alenjareghi et al. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2024. doi: 10.1007/s00170-024-13948-3
39. Safety assessment of human-robot collaborations using failure mode and effects analysis and bow-tie analysis / A. Haggy et al. 21st international conference on informatics in control, automation and robotics, Porto, Portugal, 18–20 November 2024. 2024. P. 432–439. doi: 10.5220/0013017500003822
40. Hazard identification and risk assessment of intelligent robots based on virtual reality / X. Liu et al. Frontiers in artificial intelligence and applications. 2023. doi: 10.3233/faia230801
41. Towards safe human robot collaboration – Risk assessment of intelligent automation / A. Hanna et al. 2020 25th IEEE international conference on emerging technologies and factory automation (ETFA), Vienna, Austria, 8–11 September 2020. 2020. doi: 10.1109/etfa46521.2020.9212127
42. Safety assessment review of a dressing assistance robot / D. Delgado Bellamy et al. Frontiers in robotics and AI. 2021. Vol. 8. doi: 10.3389/frobt.2021.667316
43. Internal state-based risk assessment for robots in hazardous environment / J. David et al. Towards autonomous robotic systems. Cham. 2022. P. 137–152. doi: 10.1007/978-3-031-15908-4_12
44. Yavorska O., Khudolii S., Cheberiachko Y., Mamaikin O., Khorolskyi A. Assessment of the risk of a dangerous event of a human collision with a remote-controlled robot. E3S Web of Conferences. 2024. Vol. 567. P. 01018. doi: 10.1051/e3sconf/202456701018
45. Aichaoui N. E. Y., Kovács T. A. Risk assessment of industrial collaborative welding robots: a critical review of methodologies and limitations. Advanced sciences and technologies for security applications. Cham. 2024. P. 149–159. doi: 10.1007/978-3-031-47990-8_14
46. Robots and human interaction in a furniture manufacturing industry – risk assessment / A. Colim et al. Advances in intelligent systems and computing. Cham. 2020. P. 81–90. doi: 10.1007/978-3-030-20497-6_8
47. ДСТУ EN ISO 10218-1:2018. Роботи та роботизовані пристрої. вимоги щодо безпечності промислових роботів. частина 1. роботи (EN ISO 10218-1:2011, IDT; ISO 10218-1:2011, IDT). На заміну ДСТУ EN ISO 10218-1:2014 ; чинний від 2020-01-01. Вид. офіц. 2018. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=81561
48. ДСТУ EN ISO 10218-2:2018. Роботи та роботизовані пристрої. вимоги щодо безпечності промислових роботів. частина 2. роботизовані системи та їхні поєднання (EN ISO 10218-2:2011, IDT; ISO 10218-2:2011, IDT). На заміну ДСТУ EN ISO 10218-2:2014 ; чинний від 2020-01-01. Вид. офіц. 2018. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=81746
49. ДСТУ EN ISO 12100:2016. Безпечність машин. загальні принципи проек-тування. Оцінювання ризиків та зменшення ризиків (EN ISO 12100:2010, IDT; ISO 12100:2010, IDT). На заміну ДСТУ EN 292-1-2001, ДСТУ EN 292-2-2001, ДСТУ EN 1050:2003, ДСТУ EN ISO 12100:2014 ; чинний від 2018-07-01. Вид. офіц. 2016. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=71627
50. ДСТУ EN ISO 13482:2019. Роботи та роботизовані пристрої. Вимоги щодо безпечності роботів особистого догляду (EN ISO 13482:2014, IDT; ISO 13482:2014, IDT). На заміну ДСТУ EN ISO 13482:2014 ; чинний від 2021-01-01. Вид. офіц. 2019. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=88307

Закономірності поведінки залізобетонних конструкцій модульних укриттів в умовах вибуху

Толок Ігор Вікторович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0001-6309-9608

Рибка Євгеній Олексійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-5396-5151

Поздєєв Сергій Валерійович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-9085-0513

Кустов Максим Володимирович

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0002-6960-6399

Новгородченко Аліна Юріївна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0000-0003-2347-093X

Пліско Юлія Володимирівна

Національний університет цивільного захисту України

http://orcid.org/0009-0005-9526-1119

DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2024-40-18

Ключові слова: модульне укриття, залізобетонні конструкції, напружено-деформований стан, математичне моделювання, вплив вибухів

Анотація

Наведені результати математичного моделювання впливу вибуху та отриманого напружено-деформованого стану у залізобетонних конструкціях модульного укриття. А також встановлено відповідність укриттів умовам безпеки, що вимагаються діючими нормами України. Для цього було досліджено поведінку огороджувальних конструкцій наземних модульних укриттів в умовах впливів вибухів та дії проникаючого іонізуючого випромінювання, що гарантує безпеку людей, які знаходяться всередині укриттів та їх захисту від наслідків повітряних обстрілів. В науковому дослідженні були отримані результати, які дозволяють дослідити механізми руйнування або втрати цілісності конструкцій укриття і встановити взаємозв’язок даних аспектів із забезпеченням виконання його захисних функцій в умовах впливу вибуху під час ворожих обстрілів. Результати дос-лідження були отримані завдяки розробці нового підходу щодо розрахунків, заснованих на застосуванні величини бойового заряду відповідного снаряду у тротиловому еквіваленті, дистанції вибуху та положення точки, де відбувається вибух. Відповідні розрахунки були використані в програмному комплексі LS-DYNA, де математично описувалась поведінка залізобетонних конструкцій укриття в умовах навантаження, також використовувалися математичні співвідношення теорій міцності й пластичності. І визначений тиск за даними параметрами може бути застосований для вивчення його впливу на конструкції. Були отримані результати математичного моделювання поведінки захисних укриттів в умовах вибуху, які дозволяють дослідити механізми руйнування або втрати цілісності конструкцій укриття і встановити взаємозв’язок даних аспектів із забезпеченням виконання його захисних функцій в умовах впливу вибуху. Реалізація результатів дослідження це представлення технічних пропозицій щодо модульних укриттів для захисту населення від уражень, спричинених бойовими діями.

Посилання

1. Некора В., Ніжник В., Поздєєв С., Луценко Ю., Михайлов В. Особливості та перспективи ефективного функціонування захисних споруд цивільного захисту в умовах бойових дій. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2023. Вип. 1(15). С. 149–157. doi: 10.33269/nvcz.2023.1(15). С. 149–157
2. Спосіб влаштування захисної споруди (укриття) в населених пунктах для захисту цивільного населення: пат. 154965 Україна E04H9/00. № u202301260; за-яв. 27.03.2023; опубл. 10.01.2024, Бюл. № 2/2024. 2 с. URL: https://sis.nipo.gov.ua/uk/

search/detail/1779578/

3. Багатоцільове мобільне збірно-розбірне захисне укриття: пат. 156538 Україна. E04H9/00. № u202303385;заяв. 10.07.2023; опубл. 10.07.2024, Бюл. № 28/2024. 5 с. URL: https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1808189/
4. Модульне захисне укриття: пат. 153093 Україна. E04H9/00. № u202204625 заяв. 07.12.2022; опубл. 17.05.2023, Бюл. № 20/2023. 5 с. UA 153093 https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1736942/
5. ДСТУ 9195:2022 «Швидкоспоруджувані захисні споруди цивільного захи-сту модульного типу». Чинний від 06 грудня 2022 р. Вид. офіц. Київ ДП «УкрНДНЦ», 2023. 15 с. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=99454.
6. ДБН В.2.2-5:2023 «Захисні споруди цивільного захисту». Чинний від 01.11.2023. Вид. офіц. Київ Міністерство розвитку громад, територій та інфра-структури України. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?

id_doc=104666

7. Гетун Г., Безклубенко І., Соломін А., Баліна О. Особливості об’ємно-планувальних рішень захисних споруд цивільного захисту. Сучасні проблеми Архітектури та Містобудування. 2023. Вип. 67. С. 203–220. doi: 10.32347/2077-3455.2023.67.203-220
8. Novhorodchenko A., Shnal T., Yakovchuk R., Tur N. The study of the behavior of reinforced concrete structures of modular shelter in conditions of explosion. Proceedings of CEE 2023 Civil and Environmental Engineering and Architecture. Springer/Rzeszów, Poland. 2023. P 286–295. URL: https://www.springerprofessional.de/En/the-study-of-the-behavior-of-reinforced-concrete-structures-of-m/26223376
9. Murray Y.D., A. Abu-Odeh R. Bligh Evaluation of concrete material model 159, FHWA-HRT-05-063. 2007. P. 209. URL: https://www.fhwa.dot.gov/publications/

research/infrastructure/structures/05063/05063.pdf

10. Hallquist J.O. LS-DYNA Theory Manual, Livermore software technology corporation: Livermore California / Copyright, USA March, 2006. 680 р. URL: https://www.egr.msu.edu/decs/sites/default/files/content/ls-dyna_theory_manual_2006.pdf
11. Jonsson P., Jonsén P., Andreasson P., Lundström T., Hellström J. Modelling dam break evolution over a wet bed with smoothed particle hydrodynamics: A Parameter Study. JOURNAL NAME: Engineering. 2015. Vol. 7. № 5. Р. 248–260. doi: 10.4236/eng.2015.75022
12. Bakeer T. Collapse analysis of masonry structures under earthquake actions. Publication Series of the Chair of Structural Design, TU Dresden. 2009. URL: https://www.researchgate.net/publication/200634854_Collapse_Analysis_of_Masonry_Structures_under_Earthquake_Actions

13. Aagaard B. T., Knepley M. G., Williams C. A. A domain decomposition ap-proach to implementing fault slip in finite-element models of quasi-static and dynamic crustal deformation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2013. P. 3059–3079. doi: 10.1002/jgrb.50217