Пожары на судах — это не просто яркие кадры из фильмов-катастроф, а вполне реальная и сложная инженерная проблема. Внутри корабля огонь ведёт себя иначе, чем на суше: он быстро распространяется по отсекам, перекидывается с палубы на палубу, и если экипаж или автоматическая система пожаротушения не справляются вовремя, ситуация может выйти из-под контроля. В результате — прогоревшие переборки, повреждение корпуса и даже риск затопления. Российские учёные из Института проблем транспорта имени Н.С. Соломенко РАН предложили оригинальный способ прогнозировать развитие такой опасной ситуации с помощью математического аппарата, известного как цепи Маркова. Этот метод позволяет не гадать, а рассчитывать вероятности различных исходов пожара в зависимости от действий команды и характеристик судна.
Идея в том, чтобы разбить весь процесс на чёткие состояния: например, «возгорание в отсеке», «экипаж тушит огнетушителями», «пожар потушен с минимальным ущербом», «тушение силами пожарной команды» и так далее. Переходы между этими состояниями происходят с определёнными вероятностями, которые задаются на основе статистики или экспертных оценок. В зависимости от сложности сценария, таких состояний может быть от трёх до девяти — вплоть до катастрофического финала, когда судно тонет. Авторы рассмотрели несколько вариантов: от простого возгорания с двумя возможными исходами до многоступенчатого сценария, где есть этапы безуспешного тушения, привлечения дополнительных сил и, в итоге, гибель корабля. Все эти сценарии наглядно представлены в виде графов — стрелочек, ведущих от одного события к другому, — что сильно упрощает понимание логики развития аварии.
Чтобы получить конкретные цифры, исследователи использовали два подхода. Первый — пошаговое компьютерное моделирование с дискретным временем: на каждом шаге вероятности пересчитываются, пока процесс не стабилизируется. Второй — аналитический, с системой дифференциальных уравнений и непрерывным временем, который даёт точные формулы для расчёта итоговых вероятностей. Оба метода, как показали примеры, приводят к одним и тем же результатам. Скажем, при заданных условных значениях вероятностей переходов для среднего пожара шанс закончить с минимальным ущербом оказался 0,4, а со значительным — 0,6. А в более сложной схеме с риском прогорания переборок добавились ещё и вероятности неприемлемого ущерба (около 0,15) и даже затопления судна (около 0,18). Такие расчёты дают возможность объективно оценить, какие меры пожаротушения наиболее эффективны, и понять, где слабые места в защите.
Практическая польза от этой работы выходит далеко за рамки академического интереса. Зная вероятности переходов между состояниями пожара для разных типов судов — паромов, сухогрузов, контейнеровозов или танкеров, — можно заранее проектировать более безопасные системы, оптимизировать инструкции для экипажа и даже вносить изменения в нормативные документы. По сути, цепи Маркова превращают хаос пожара в управляемую модель, где каждый шаг имеет свой вес. Это особенно важно в условиях роста морских и речных перевозок, когда безопасность экипажа, пассажиров и грузов становится вопросом не только техники, но и точной математики. Дальнейшие исследования в этом направлении, по мнению авторов, помогут сделать суда ещё более защищёнными от огня, а действия людей в аварийных ситуациях — более прогнозируемо успешными.
Исследование опубликовано в журнале «Морские интеллектуальные технологии»
