Метод запобігання надзвичайним ситуаціям у наслідок пожеж у приміщеннях шляхом оперативного контролю газового середовища

Автор(и)

  • Boris Pospelov Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0957-3839
  • Ruslan Meleshchenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-5411-2030
  • Olekcii Krainiukov Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободи, 4, м. Харків, Україна, 61022, Україна https://orcid.org/0000-0002-5264-3118
  • Kostiantyn Karpets Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободи, 4, м. Харків, Україна, 61022, Україна https://orcid.org/0000-0001-6388-7647
  • Olena Petukhova Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-4832-1255
  • Yuliia Bezuhla Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0003-4022-2807
  • Tetiana Butenko Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-0115-7224
  • Viktoriia Horinova Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0003-1856-4157
  • Pavlo Borodych Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-9933-8498
  • Eduard Kochanov Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободи 4, м. Харків, Україна, 61022, Україна https://orcid.org/0000-0002-8443-4054

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.194009

Ключові слова:

надзвичайна ситуація, загоряння у приміщенні, поточна міра рекурентності, приріст станів, газове середовище, рекурентна діаграма

Анотація

Запропоновано метод запобігання надзвичайним ситуаціям техногенного характеру унаслідок пожежі в приміщенні на основі використання поточної міри рекурентності приростів вектора стану газового середовища для виявлення можливих небезпек ураження обслуговуючого персоналу і руйнування обладнання в приміщеннях об'єкта. Дана міра дозволяє здійснювати оперативний контроль динаміки стану газового середовища і виявляти небезпечні стани, пов'язані з виникненням пожеж в приміщеннях об'єкта. Показано, що при виникненні небезпеки у вигляді пожежі газове середовище приміщенні є засобом передачі впливів від джерела займання. Проведена перевірка запропонованого методу на прикладі виявлення небезпеки у вигляді займань спирту і паперу в модельній камері, що імітує негерметичні приміщення об'єкта. Встановлено, що до моменту початку займання оцінка ймовірності рекурентності приростів станів газового середовища має тенденцію зростання від нуля до 0,5 для спирту і 0,6 для паперу. Відзначається, що тенденція зростання оцінки ймовірності рекурентності приростів станів газового середовища характеризується різкою і періодичною зміною зазначеної оцінки ймовірності. Виявлено, що до виникнення небезпеки, пов'язаної із займанням матеріалу, динаміка приростів характеризується випадковою зміною фазових станів, відповідних режиму динамічної стійкості. При виникненні небезпеки у вигляді загоряння матеріалу оцінка ймовірності рекурентності збільшень стає близькою до нуля. Ця ситуація відповідає втраті динамічної стійкості стану газового середовища. Після цього динаміка приростів характеризується окремими випадковими точками рекурентності, що належать області головної діагоналі рекурентної діаграми. Подальший розвиток даної небезпеки призводить до хаотичного характеру приростів станів газового середовища. Показано, що контроль динаміки приростів станів газового середовища дозволяє виявляти моменти виникнення небезпеки, пов'язаної із загорянням матеріалів в приміщеннях об'єкта. Це свідчить про працездатність запропонованого методу запобігання надзвичайним ситуаціям, пов'язаних з пожежами на об'єктах, шляхом раннього виявлення загорянь матеріалів на основі виявлення моментів, при яких відбувається зрив стійкості приростів станів газового середовища в приміщеннях

Біографії авторів

Boris Pospelov, Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор

Відділ організації та координації науково-дослідної діяльності

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

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної та рятувальної підготовки

Olekcii Krainiukov, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободи, 4, м. Харків, Україна, 61022

Доктор географічних наук, доцент

Кафедра екологічної безпеки та екологічної освіти

Kostiantyn Karpets, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободи, 4, м. Харків, Україна, 61022

Кандидат географічних наук, доцент

Кафедра екології та неоекології

Olena Petukhova, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної профілактики в населених пунктах

Yuliia Bezuhla, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Кафедра управління та організації діяльності у сфері цивільного захисту

Tetiana Butenko, Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ організації та координації науково-дослідної діяльності

Viktoriia Horinova, Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Відділ організації та координації науково-дослідної діяльності

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

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної та рятувальної підготовки

Eduard Kochanov, Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна майдан Свободи 4, м. Харків, Україна, 61022

Кандидат військових наук

Кафедра моніторингу довкілля та природокористування

Посилання

  1. Kustov, M. V., Kalugin, V. D., Tutunik, V. V., Tarakhno, E. V. (2019). Physicochemical principles of the technology of modified pyrotechnic compositions to reduce the chemical pollution of the atmosphere. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 1, 92–99. doi: https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-122-1-92-99
  2. Semko, A., Rusanova, O., Kazak, O., Beskrovnaya, M., Vinogradov, S., Gricina, I. (2015). The use of pulsed high-speed liquid jet for putting out gas blow-out. The International Journal of Multiphysics, 9 (1), 9–20. doi: https://doi.org/10.1260/1750-9548.9.1.9
  3. Otrosh, Y., Kovalov, A., Semkiv, O., Rudeshko, I., Diven, V. (2018). Methodology remaining lifetime determination of the building structures. MATEC Web of Conferences, 230, 02023. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201823002023
  4. Kovalov, A., Otrosh, Y., Ostroverkh, O., Hrushovinchuk, O., Savchenko, O. (2018). Fire resistance evaluation of reinforced concrete floors with fire-retardant coating by calculation and experimental method. E3S Web of Conferences, 60, 00003. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186000003
  5. Semko, A. N., Beskrovnaya, M. V., Vinogradov, S. A., Hritsina, I. N., Yagudina, N. I. (2014). The usage of high speed impulse liquid jets for putting out gas blowouts. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 52 (3), 655–664.
  6. Tiutiunyk, V. V., Ivanets, H. V., Tolkunov, I. A., Stetsyuk, E. I. (2018). System approach for readiness assessment units of civil defense to actions at emergency situations. Scientific Bulletin of National Mining University, 1, 99–105. doi: https://doi.org/10.29202/nvngu/2018-1/7
  7. Dubinin, D., Korytchenko, K., Lisnyak, A., Hrytsyna, I., Trigub, V. (2017). Numerical simulation of the creation of a fire fighting barrier using an explosion of a combustible charge. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (90)), 11–16. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.114504
  8. Vasiliev, M. I., Movchan, I. O., Koval, O. M. (2014). Diminishing of ecological risk via optimization of fire-extinguishing system projects in timber-yards. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 106–113.
  9. Kondratenko, O. M., Vambol, S. O., Strokov, O. P., Avramenko, A. M. (2015). Mathematical model of the efficiency of diesel particulate matter filter. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, 55–61.
  10. Vasyukov, A., Loboichenko, V., Bushtec, S. (2016). Identification of bottled natural waters by using direct conductometry Ecology. Environment and Conservation, 22 (3), 1171–1176.
  11. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Meleshchenko, R., Borodych, P. (2018). Studying the recurrent diagrams of carbon monoxide concentration at early ignitions in premises. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (93)), 34–40. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133127
  12. Turcotte, D. L. (1997). Fractals and chaos in geology and geophysics. Cambridge University Press. doi: https://doi.org/10.1017/cbo9781139174695
  13. 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: https://doi.org/10.1007/s10694-011-0230-0
  14. Zhang, D., Xue, W. (2010). Effect of heat radiation on combustion heat release rate of larch. Journal of West China Forestry Science, 39, 148.
  15. Ji, J., Yang, L., Fan, W. (2003). Experimental study on effects of burning behaviours of materials caused by external heat radiation. JCST, 9, 139.
  16. Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental Analysis on Heat Release Rate of Materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
  17. 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), 32–37. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96694
  18. 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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.108448
  19. 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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.101985
  20. 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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110092
  21. 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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.117789
  22. Bendat, J. S., Piersol, A. G. (2010). Random data: analysis and measurement procedures. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9781118032428
  23. 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: https://doi.org/10.1155/2009/673539
  24. Singh, P. (2016). Time-frequency analysis via the fourier representation. HAL, 1–7. Available at: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01303330
  25. 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: https://doi.org/10.3801/iafss.fss.8-1217
  26. 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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.122419
  27. Stankovic, L., Dakovic, M., Thayaparan, T. (2014). Time-frequency signal analysis. Kindle edition, Amazon, 655.
  28. 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: https://doi.org/10.1109/tsp.2009.2028978
  29. Giv, H. H. (2013). Directional short-time Fourier transform. Journal of Mathematical Analysis and Applications, 399 (1), 100–107. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmaa.2012.09.053
  30. 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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.125926
  31. Mandelbrot, B. (2002). Fraktalnaya geometriya prirodyi. Moscow, 656.
  32. Marwan, N. (2011). How to avoid potential pitfalls in recurrence plot based data analysis. International Journal of Bifurcation and Chaos, 21 (04), 1003–1017. doi: https://doi.org/10.1142/s0218127411029008
  33. Marwan, N., Webber, C. L., Macau, E. E. N., Viana, R. L. (2018). Introduction to focus issue: Recurrence quantification analysis for understanding complex systems. Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science, 28 (8), 085601. doi: https://doi.org/10.1063/1.5050929
  34. Webber, Jr. C. L., Zbilut, J. P. (2005). Recurrence quantification analysis of nonlinear dynamical systems. Tutorials in contemporary nonlinear methods for the behavioral sciences, 26.
  35. Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R., Borodych, P., Gornostal, S. (2019). Development of the method for rapid detection of hazardous atmospheric pollution of cities with the help of recurrence measures. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (97)), 29–35. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155027
  36. Pospelov, B., Rybka, E., Togobytska, V., Meleshchenko, R., Danchenko, Y., Butenko, T. et. al. (2019). Construction of the method for semi-adaptive threshold scaling transformation when computing recurrent plots. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (100)), 22–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176579
  37. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Krainiukov, O., Karpets, K., Pirohov, O. et. al. (2019). Development of the correlation method for operative detection of recurrent states. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (4 (102)), 39–46. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.187252

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-02-29

Як цитувати

Pospelov, B., Meleshchenko, R., Krainiukov, O., Karpets, K., Petukhova, O., Bezuhla, Y., Butenko, T., Horinova, V., Borodych, P., & Kochanov, E. (2020). Метод запобігання надзвичайним ситуаціям у наслідок пожеж у приміщеннях шляхом оперативного контролю газового середовища. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(10 (103), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.194009

Номер

Том 1 № 10 (103) (2020): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Boris Pospelov, Ruslan Meleshchenko, Olekcii Krainiukov, Kostiantyn Karpets, Olena Petukhova, Yuliia Bezuhla, Tetiana Butenko, Viktoriia Horinova, Pavlo Borodych, Eduard Kochanov

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.