Дослідження рекурентних діаграм концентрації чадного газу при ранніх загоряннях у приміщеннях

Автор(и)

  • Boris Pospelov Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0957-3839
  • Vladimir Andronov Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-7486-482X
  • Evgenіy Rybka Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-5396-5151
  • Ruslan Meleshchenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-5411-2030
  • Pavlo Borodych Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-9933-8498

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133127

Ключові слова:

рекурентні діаграми, концентрація чадного газу, газове середовище, негерметичні приміщення

Анотація

Показано, що для раннього виявлення загорянь в приміщеннях можуть використовуватися методи нелінійної динаміки, що перевершують традиційні методи тимчасового, частотного або частотно-часового аналізу небезпечних факторів загоряння. Встановлено, що найбільш небезпечним при пожежах в приміщеннях є наявність чадного газу в газовому середовищі. Обґрунтовано теоретичну базу для дослідження рекурентних діаграм концентрації чадного газу в газовому середовищі. Запропоновано модифікацію рекурентних діаграм відстаней на основі ступеневих уявлень, що дозволяє селективно підкреслювати або згладжувати структурні особливості конфігурації рекурентних точок діаграм відстаней. Результати дослідження рекурентних діаграм динаміки концентрації чадного газу показують, що зазначений фактор загоряння матеріалів має в загальному випадку не стохастичну, а хаотичну динаміку. Якісно встановлено, що динаміка концентрації чадного газу в газовому середовищі має нерівномірний розподіл точок. При цьому конфігурація скупчення рекурентних точок діаграм для різних горючих матеріалів неоднакова і може бути використана для розпізнавання типу і початку раннього загоряння горючого матеріалу. Встановлений факт хаотичної динаміки концентрації чадного газу в газовому середовищі при ранньому загорянні матеріалів повинен враховуватися при розробці нових технологій надійного детектування ранніх загорянь в приміщеннях. Отримані в роботі дані важливі для більш глибокого розуміння динаміки процесу утворення чадного газу в газовому середовищі негерметичних приміщень при загорянні різних матеріалів. Оскільки це пов'язано зі збереженням життя людей, які знаходяться в таких приміщеннях і своєчасною евакуацією

Біографії авторів

Boris Pospelov, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор

Науково-дослідний центр

Vladimir Andronov, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор

Науково-дослідний центр

Evgenіy Rybka, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Науково-дослідний центр

Ruslan Meleshchenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Кафедра пожежної та рятувальної підготовки

Pavlo Borodych, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної та рятувальної підготовки

Посилання

  1. Poulsen, A., Jomaas, G. (2011). Experimental Study on the Burning Behavior of Pool Fires in Rooms with Different Wall Linings. Fire Technology, 48 (2), 419–439. doi: 10.1007/s10694-011-0230-0
  2. Zhang, D., Xue, W. (2010). Effect of heat radiation on combustion heat release rate of larch. Journal of West China Forestry Science, 39, 148.
  3. Ji, J., Yang, L., Fan, W. (2003). Experimental study on effects of burning behaviours of materials caused by external heat radiation. Journal of Combustion Science and Technology, 9, 139.
  4. Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental analysis on heat release rate of materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
  5. Andronov, V., Pospelov, B., Rybka, E. (2016). Increase of accuracy of definition of temperature by sensors of fire alarms in real conditions of fire on objects. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (5 (82)), 38–44. doi: 10.15587/1729-4061.2016.75063
  6. Andronov, V., Pospelov, B., Rybka, E. (2017). Development of a method to improve the performance speed of maximal fire detectors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (86)), 32–37. doi: 10.15587/1729-4061.2017.96694
  7. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Skliarov, S. (2017). Design of fire detectors capable of self-adjusting by ignition. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (88)), 53–59. doi: 10.15587/1729-4061.2017.108448
  8. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Skliarov, S. (2017). Research into dynamics of setting the threshold and a probability of ignition detection by self­adjusting fire detectors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (89)), 43–48. doi: 10.15587/1729-4061.2017.110092
  9. Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R., Gornostal, S., Shcherbak, S. (2017). Results of experimental research into correlations between hazardous factors of ignition of materials in premises. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (90)), 50–56. doi: 10.15587/1729-4061.2017.117789
  10. Korn, G. A., Korn, T. M. (2000). Mathematical handbook for scientists and engineers: definitions, theorems, and formulas for reference and review. General Publishing Company, 1151.
  11. Bendat, J. S., Piersol, A. G. (2010). Random data: analysis and measurement procedures, fourth edition. John Wiley & Sons. doi: 10.1002/9781118032428
  12. Shafi, I., Ahmad, J., Shah, S. I., Kashif, F. M. (2009). Techniques to Obtain Good Resolution and Concentrated Time-Frequency Distributions: A Review. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 2009 (1). doi: 10.1155/2009/673539
  13. Singh, P. (2016). Time-frequency analysis via the fourier representation. HAL, 1–7. Available at: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01303330
  14. Bundy, M., Hamins, A., Johnsson, E. L., Kim, S. C., Ko, G. H., Lenhert, D. B. (2007). Measurements of heat and combustion products in reduced-scale ventilation-limited compartment fires. NIST Technical Note 1483, 155. doi: 10.6028/nist.tn.1483
  15. Pretrel, H., Querre, P., Forestier, M. (2005). Experimental Study of Burning Rate Behaviour in Confined and Ventilated Fire Compartments. Fire Safety Science, 8, 1217–1228. doi: 10.3801/iafss.fss.8-1217
  16. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Popov, V., Romin, A. (2018). Experimental study of the fluctuations of gas medium parameters as early signs of fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (91)), 50–55. doi: 10.15587/1729-4061.2018.122419
  17. Stankovic, L., Dakovic, M., Thayaparan, T. (2014). Time-frequency signal analysis. Kindle edition, Amazon, 655.
  18. Avargel, Y., Cohen, I. (2010). Modeling and Identification of Nonlinear Systems in the Short-Time Fourier Transform Domain. IEEE Transactions on Signal Processing, 58 (1), 291–304. doi: 10.1109/tsp.2009.2028978
  19. Giv, H. H. (2013). Directional short-time Fourier transform. Journal of Mathematical Analysis and Applications, 399 (1), 100–107. doi: 10.1016/j.jmaa.2012.09.053
  20. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Popov, V., Semkiv, O. (2018). Development of the method of frequency­temporal representation of fluctuations of gaseous medium parameters at fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (92)), 44–49. doi: 10.15587/1729-4061.2018.125926
  21. Nishikawa, H., Matsumura, K., Okino, S., Watanabe, T., Suda, F. (2015). Detection of the chaotic flow instability in a natural convection loop using the recurrence plot analysis and the nonlinear prediction. Journal of Thermal Science and Technology, 10 (2), JTST0028–JTST0028. doi: 10.1299/jtst.2015jtst0028
  22. Marwan, N., Donges, J. F., Zou, Y., Donner, R. V., Kurths, J. (2009). Complex network approach for recurrence analysis of time series. Physics Letters A, 373 (46), 4246–4254. doi: 10.1016/j.physleta.2009.09.042
  23. Rusinek, R., Zaleski, K. (2015). Dynamics of thin-walled element milling expressed by recurrence analysis. Meccanica, 51 (6), 1275–1286. doi: 10.1007/s11012-015-0293-y
  24. Kabiraj, L., Saurabh, A., Nawroth, H., Paschereit, C. O. (2015). Recurrence Analysis of Combustion Noise. AIAA Journal, 53 (5), 1199–1210. doi: 10.2514/1.j053285
  25. Marwan, N., Carmenromano, M., Thiel, M., Kurths, J. (2007). Recurrence plots for the analysis of complex systems. Physics Reports, 438 (5-6), 237–329. doi: 10.1016/j.physrep.2006.11.001
  26. Llop, M. F., Gascons, N., Llauró, F. X. (2015). Recurrence plots to characterize gas–solid fluidization regimes. International Journal of Multiphase Flow, 73, 43–56. doi: 10.1016/j.ijmultiphaseflow.2015.03.003
  27. Zbilut, J. P., Thomasson, N., Webber, C. L. (2002). Recurrence quantification analysis as a tool for nonlinear exploration of nonstationary cardiac signals. Medical Engineering & Physics, 24 (1), 53–60. doi: 10.1016/s1350-4533(01)00112-6
  28. Andronov, V., Pospelov, B., Rybka, E., Skliarov, S. (2017). Examining the learning fire detectors under real conditions of application. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (87)), 53–59. doi: 10.15587/1729-4061.2017.101985

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-06-08

Як цитувати

Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Meleshchenko, R., & Borodych, P. (2018). Дослідження рекурентних діаграм концентрації чадного газу при ранніх загоряннях у приміщеннях. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(9 (93), 34–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133127

Номер

Том 3 № 9 (93) (2018): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Boris Pospelov, Vladimir Andronov, Evgenіy Rybka, Ruslan Meleshchenko, Pavlo Borodych

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.