Виявлення особливостей гістограм небезпечних параметрів газового середовища при відсутні та виникненні загорянь

Автор(и)

  • Борис Борисович Поспєлов Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-0957-3839
  • Євгеній Олексійович Рибка Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-5396-5151
  • Юлія Сергіївна Безугла Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4022-2807
  • Батир Данатарович Халмурадов Національний авіаційний університет, Україна https://orcid.org/0000-0003-2225-6528
  • Олена Анатоліївна Петухова Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0002-4832-1255
  • Стелла Анатоліївна Горносталь Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0003-0789-7669
  • Юрій Юрійович Козар Луганський державний медичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6424-6419
  • Юрій Васильович Яцентюк Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського, Україна https://orcid.org/0000-0003-2906-4828
  • Світлана Вікторівна Гришко Мелітопольський державний педагогічний університет ім. Б. Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0002-5054-3893
  • Святослав Анатолійович Манжура Національна академія Національної Гвардії України, Україна https://orcid.org/0000-0002-9258-9320

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285966

Ключові слова:

пожежна небезпека, гістограма динаміки, небезпечні параметри, газове середовище, зведена статистика, розмах варіювання

Анотація

Об'єктом дослідження є гістограми динаміки небезпечних параметрів газового середовища, значення якої вимірюються в поточному часі на інтервалах відсутності та загорянні матеріалів. Описано метод визначення гістограм при типовому відборі вимірів. Даний метод дозволяє визначати гістограми для вибірок довільного положення та розміру інтервалу даних вимірювань динаміки небезпечних параметрів газового середовища. На основі гістограм на інтервалах відсутності та появи загорянь тестових матеріалів можуть бути визначені показники їхньої зведеної статистики. Проведено лабораторні експерименти з вивчення особливостей гістограм концентрації чадного газу, щільності диму та температури газового середовища для інтервалів достовірної відсутності та появи загорянь матеріалів у вигляді спирту та текстилю. Результати аналізу гістограм наочно свідчать, що динаміка досліджуваних небезпечних параметрів на зазначених інтервалах відрізняється від гаусу. При цьому гістограми відрізняються формою, яка залежить від типу матеріалу загоряння та відповідного небезпечного параметра. На основі особливостей гістограм динаміки небезпечних параметрів на інтервалах відсутності та появи загорянь тестових матеріалів визначено найпростіші показники зведеної статистики у вигляді розмаху, числа та положення мод. Встановлено, що при загорянні спирту розмах варіювання концентрації чадного газу, щільності диму та температури газового середовища збільшується з 0,545, 0,068 та 0,161 до 7,121, 0,523 та 8,71 відповідно. При цьому розмах варіювання зазначених параметрів при загорянні текстилю збільшується з 0,182, 0,205 та 0,323 до 0,394, 0,386 та 2,903 відповідно. Одержані результати у сукупності або по одному можуть використовуватися на практиці для раннього виявлення загорянь з метою недопущення виникнення пожеж у приміщеннях

Біографії авторів

Борис Борисович Поспєлов, Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту

Доктор технічних наук, професор

Євгеній Олексійович Рибка, Національний університет цивільного захисту України

Доктор технічних наук, професор

Науково-дослідний центр

Юлія Сергіївна Безугла, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра наглядово-профілактичної діяльності

Батир Данатарович Халмурадов, Національний авіаційний університет

Кандидат медичних наук, професор

Кафедра цивільної та промислової безпеки

Олена Анатоліївна Петухова, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра пожежної профілактики в населених пунктах

Стелла Анатоліївна Горносталь, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра охорони праці та техногенно-екологічної безпеки

Юрій Юрійович Козар, Луганський державний медичний університет

Доктор юридичних наук, професор

Кафедра біології, гістології, патоморфології та судової медицини

Юрій Васильович Яцентюк, Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського

Доктор географічних наук, професор

Кафедра географії

Світлана Вікторівна Гришко, Мелітопольський державний педагогічний університет ім. Б. Хмельницького

Кандидат географічних наук, доцент

Кафедра географії та туризму

Святослав Анатолійович Манжура, Національна академія Національної Гвардії України

Доктор філософії

Науково-дослідний центр

Посилання

  1. 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
  2. Loboichenko, V. M., Vasyukov, A. E., Tishakova, T. S. (2017). Investigations of Mineralization of Water Bodies on the Example of River Waters of Ukraine. Asian Journal of Water, Environment and Pollution, 14 (4), 37–41. doi: https://doi.org/10.3233/ajw-170035
  3. Popov, O., Iatsyshyn, A., Kovach, V., Artemchuk, V., Taraduda, D., Sobyna, V. et al. (2019). Physical Features of Pollutants Spread in the Air During the Emergency at NPPs. Nuclear and Radiation Safety, 4 (84), 88–98. doi: https://doi.org/10.32918/nrs.2019.4(84).11
  4. Popov, O., Іatsyshyn, A., Kovach, V., Artemchuk, V., Taraduda, D., Sobyna, V. et al. (2018). Conceptual Approaches for Development of Informational and Analytical Expert System for Assessing the NPP impact on the Environment. Nuclear and Radiation Safety, 3 (79), 56–65. doi: https://doi.org/10.32918/nrs.2018.3(79).09
  5. 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
  6. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Krainiukov, O., Maksymenko, N., Meleshchenko, R. et al. (2020). Mathematical model of determining a risk to the human health along with the detection of hazardous states of urban atmosphere pollution based on measuring the current concentrations of pollutants. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (106)), 37–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210059
  7. Vambol, S., Vambol, V., Sobyna, V., Koloskov, V., Poberezhna, L. (2019). Investigation of the energy efficiency of waste utilization technology, with considering the use of low-temperature separation of the resulting gas mixtures. Energetika, 64 (4). doi: https://doi.org/10.6001/energetika.v64i4.3893
  8. Otrosh, Y., Rybka, Y., Danilin, O., Zhuravskyi, M. (2019). Assessment of the technical state and the possibility of its control for the further safe operation of building structures of mining facilities. E3S Web of Conferences, 123, 01012. doi: https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301012
  9. Barannik, V., Sidchenko, S., Barannik, N., Barannik, V. (2021). Development of the method for encoding service data in cryptocompression image representation systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (9 (111)), 103–115. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.235521
  10. Barannik, V., Ryabukha, Y., Barannik, N., Barannik, D. (2020). Indirect Steganographic Embedding Method Based on Modifications of the Basis of the Polyadic System. 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET). doi: https://doi.org/10.1109/tcset49122.2020.235522
  11. Sadkovyi, V., Andronov, V., Semkiv, O., Kovalov, A., Rybka, E., Otrosh, Yu. et. al.; Sadkovyi, V., Rybka, E., Otrosh, Yu. (Eds.) (2021). Fire resistance of reinforced concrete and steel structures. Kharkiv: РС ТЕСHNOLOGY СЕNTЕR, 180. doi: https://doi.org/10.15587/978-617-7319-43-5
  12. Ragimov, S., Sobyna, V., Vambol, S., Vambol, V., Feshchenko, A., Zakora, A. et al. (2018). Physical modelling of changes in the energy impact on a worker taking into account high­temperature radiation. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 1 (91), 27–33. doi: https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.9654
  13. Vambol, S., Vambol, V., Kondratenko, O., Koloskov, V., Suchikova, Y. (2018). Substantiation of expedience of application of high-temperature utilization of used tires for liquefied methane production. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 2 (87), 77–84. doi: https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.2830
  14. Kovalov, A., Otrosh, Y., Rybka, E., Kovalevska, T., Togobytska, V., Rolin, I. (2020). Treatment of Determination Method for Strength Characteristics of Reinforcing Steel by Using Thread Cutting Method after Temperature Influence. Materials Science Forum, 1006, 179–184. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.179
  15. Kondratenko, O., Vambol, S., Strokov, O., Avramenko, A. (2015). Mathematical model of the efficiency of diesel particulate matter filter. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 6, 55–61.
  16. Vasyukov, A., Loboichenko, V., Bushtec, S. (2016). Identification of bottled natural waters by using direct conductometry. Ecology, Environment and Conservation, 22 (3), 1171–1176.
  17. Pospelov, B., Kovrehin, V., Rybka, E., Krainiukov, O., Petukhova, O., Butenko, T. et al. (2020). Development of a method for detecting dangerous states of polluted atmospheric air based on the current recurrence of the combined risk. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (107)), 49–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213892
  18. World Fire Statistics (2022). Center for Fire Statistics of CTIF, 27, 65. Available at: https://ctif.org/sites/default/files/2022-08/CTIF_Report27_ESG.pdf
  19. Chernukha, A., Teslenko, A., Kovalov, P., Bezuglov, O. (2020). Mathematical Modeling of Fire-Proof Efficiency of Coatings Based on Silicate Composition. Materials Science Forum, 1006, 70–75. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.70
  20. Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R., Krainiukov, O., Biryukov, I., Butenko, T. et al. (2021). Short-term fire forecast based on air state gain recurrence and zero-order brown model. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (111)), 27–33. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233606
  21. Pospelov, B., Rybka, E., Krainiukov, O., Yashchenko, O., Bezuhla, Y., Bielai, S. et al. (2021). Short-term forecast of fire in the premises based on modification of the Brown’s zero-order model. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (112)), 52–58. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.238555
  22. 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
  23. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Samoilov, M., Krainiukov, O., Biryukov, I. et al. (2021). Development of the method of operational forecasting of fire in the premises of objects under real conditions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (110)), 43–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.226692
  24. Muhammad, K., Ahmad, J., Baik, S. W. (2018). Early fire detection using convolutional neural networks during surveillance for effective disaster management. Neurocomputing, 288, 30–42. doi: https://doi.org/10.1016/j.neucom.2017.04.083
  25. Gottuk, D. T., Wright, M. T., Wong, J. T., Pham, H. V., Rose-Pehrsson, S. L., Hart, S. et al. (2002). Prototype Early Warning Fire Detection Systems: Test Series 4 Results. NRL/MR/6180-02-8602. Naval Research Laboratory.
  26. Barannik, V., Babenko, Y., Kulitsa, O., Barannik, V., Khimenko, A., Matviichuk-Yudina, O. (2020). Significant Microsegment Transformants Encoding Method to Increase the Availability of Video Information Resource. 2020 IEEE 2nd International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT). doi: https://doi.org/10.1109/atit50783.2020.9349256
  27. Muhammad, K., Ahmad, J., Mehmood, I., Rho, S., Baik, S. W. (2018). Convolutional Neural Networks Based Fire Detection in Surveillance Videos. IEEE Access, 6, 18174–18183. doi: https://doi.org/10.1109/access.2018.2812835
  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: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.101985
  29. Cheng, C., Sun, F., Zhou, X. (2011). One fire detection method using neural networks. Tsinghua Science and Technology, 16 (1), 31–35. doi: https://doi.org/10.1016/s1007-0214(11)70005-0
  30. Ding, Q., Peng, Z., Liu, T., Tong, Q. (2014). Multi-Sensor Building Fire Alarm System with Information Fusion Technology Based on D-S Evidence Theory. Algorithms, 7 (4), 523–537. doi: https://doi.org/10.3390/a7040523
  31. Wu, Y., Harada, T. (2004). Study on the Burning Behaviour of Plantation Wood. Scientia Silvae Sinicae, 40, 131.
  32. 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.
  33. Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental Analysis on Heat Release Rate of Materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
  34. 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
  35. 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
  36. Sadkovyi, V., Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Krainiukov, O., Rud, A. et al. (2020). Construction of a method for detecting arbitrary hazard pollutants in the atmospheric air based on the structural function of the current pollutant concentrations. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (108)), 14–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218714
  37. Pospelov, B., Rybka, E., Meleshchenko, R., Krainiukov, O., Harbuz, S., Bezuhla, Y. et al. (2020). Use of uncertainty function for identification of hazardous states of atmospheric pollution vector. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (104)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200140
  38. Sadkovyi, V., Pospelov, B., Rybka, E., Kreminskyi, B., Yashchenko, O., Bezuhla, Y. et al. (2022). Development of a method for assessing the reliability of fire detection in premises. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (10 (117)), 56–62. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259493
  39. Pospelov, B., Rybka, E., Samoilov, M., Morozov, I., Bezuhla, Y., Butenko, T. et al. (2022). Defining the features of amplitude and phase spectra of dangerous factors of gas medium during the ignition of materials in the premises. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (116)), 57–65. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254500
  40. Pospelov, B., Rybka, E., Savchenko, A., Dashkovska, O., Harbuz, S., Naden, E. et al. (2022). Peculiarities of amplitude spectra of the third order for the early detection of indoor fires. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (119)), 49–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265781
  41. Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Chubko, L., Bezuhla, Y., Gordiichuk, S. et al. (2023). Revealing the peculiarities of average bicoherence of frequencies in the spectra of dangerous parameters of the gas environment during fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (121)), 46–54. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272949
  42. Polstyankin, R. M. (2015). Stokhasticheskie modeli opasnykh faktorov i parametrov ochaga zagoraniya v pomescheniyakh. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 38, 130–135.
  43. Mykhailiuk, O. P. (2018). Osoblyvosti otsinky nebezpechnykh faktoriv pozhezhi. Materialy IX Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsiyi «Teoriya i praktyka hasinnia pozhezh ta likvidatsiyi nadzvychainykh sytuatsiy». Cherkasy, 269–270. Available at: http://91.234.43.156/handle/123456789/8383
  44. Pasport. Spovishchuvach pozhezhnyi teplovyi tochkovyi. Arton. Available at: https://ua.arton.com.ua/files/passports/%D0%A2%D0%9F%D0%A2-4_UA.pdf
  45. Pasport. Spovishchuvach pozhezhnyi dymovyi tochkovyi optychnyi. Arton. Available at: https://ua.arton.com.ua/files/passports/spd-32_new_pas_ua.pdf
  46. Optical/Heat Multisensor Detector (2019). Discovery. Available at: https://www.nsc-hellas.gr/pdf/APOLLO/discovery/B02704-00%20Discovery%20Multisensor%20Heat-%20Optical.pdf
  47. Gmurman, V. E. (1972). Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika. Moscow: Vyssh. shkola, 368.
  48. Derr, V. Ya. (2021). Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika. Sankt-Peterburg: Lan', 596.
  49. McGrattan, K., Hostikka, S., McDermott, R., Floyd, J., Weinschenk, C., Overholt, K. (2016). Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide. Vol. 3. National Institute of Standards and Technology.
  50. Floyd, J., Forney, G., Hostikka, S., Korhonen, T., McDermott, R., McGrattan, K. (2013). Fire Dynamics Simulator (Version 6) User’s Guide. Vol. 1. National Institute of Standard and Technology.
  51. Sosnytska, N. L., Malkina, V. M., Ishchenko, O. A., Zinovieva, O. H. (2019). Prykladna matematyka. Melitopol: TOV «Kolor Prynt», 100.
  52. Buhl, A., Zofel, P. (2005). SPSS: The art of information processing. Analysis of statistical data and reconstruction of hidden regularities, 608.
  53. Orlov, Yu. N., Osminin, K. P. (2008). Postroenie vyborochnoy funktsii raspredeleniya dlya prognozirovaniya nestatsionarnogo vremennogo ryada. Matematicheskoe modelirovanie, 20 (9), 23–33.
  54. Dragotti, P. L., Vetterli, M., Blu, T. (2007). Sampling Moments and Reconstructing Signals of Finite Rate of Innovation: Shannon Meets Strang–Fix. IEEE Transactions on Signal Processing, 55 (5), 1741–1757. doi: https://doi.org/10.1109/tsp.2006.890907
  55. Nasledov, A. D. (2013). IBM SPSS Statistics 20 i AMOS: professional'nyy statisticheskiy analiz dannykh. Sankt-Peterburg: Piter, 416.
  56. Kompiuterne modeliuvannia protsesiv i system (2022). Kyvi: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 89. Available at: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/57252
  57. Benker, H. (2004). Benutzeroberfläche von MATHCAD. Mathematik mit MATHCAD. Springer, 19–35. doi: https://doi.org/10.1007/3-540-35118-3_3
  58. Young, S., Zielinski, T. J. (1996). An Introduction to Mathcad. Notes, 1400.
  59. Bol, G. (2004). Deskriptive Statistik. Oldenbourg: Oldenbourg Verlag. doi: https://doi.org/10.1524/9783486599510
  60. Tkach, Ye. I., Storozhuk, V. P. (2009). Zahalna teoriya statystyky. Kyiv: Tsentr uchbovoi literatury, 442. Available at: http://dspace.wunu.edu.ua/jspui/bitstream/316497/463/1/загальна%20теорія%20статистики.pdf
Виявлення особливостей гістограм небезпечних параметрів газового середовища при відсутні та виникненні загорянь

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

Поспєлов, Б. Б., Рибка, Є. О., Безугла, Ю. С., Халмурадов, Б. Д., Петухова, О. А., Горносталь, С. А., Козар, Ю. Ю., Яцентюк, Ю. В., Гришко, С. В., & Манжура, С. А. (2023). Виявлення особливостей гістограм небезпечних параметрів газового середовища при відсутні та виникненні загорянь. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(10 (124), 15–23. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285966

Номер

Розділ

Екологія