Динаміка мір асиметрії та ексцесу небезпечних параметрів середовища при появі загорянь

Автор(и)

  • Борис Борисович Поспєлов Науково-методичний центр навчальних закладів сфери цивільного захисту, Україна https://orcid.org/0000-0002-0957-3839
  • Володимир Анатолійович Андронов Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7486-482X
  • Юлія Сергіївна Безугла Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0003-4022-2807
  • Роман Тарасович Лукиша Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0009-0006-8039-0812
  • Тетяна Олексіївна Луценко Національний університет цивільного захисту України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7373-4548
  • Юрій Юрійович Козар Луганський державний медичний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6424-6419
  • Михайло Миколайович Кравцов Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-3218-2182
  • Лариса Вікторівна Гула Миколаївський Національний аграрний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-5775-9478
  • Олександр Вікторович Непша Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0003-3929-9946
  • Тетяна Василівна Зав’ялова Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0002-0040-2611

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288938

Ключові слова:

міра асиметрії, міра ексцесу, вибірковий розподіл, небезпечні параметри, газове середовище, загоряння

Анотація

Об'єктом дослідження є динаміка мір асиметрії та ексцесу вибіркового розподілу небезпечних параметрів газового середовища в поточному часі при загорянні матеріалів. Виконано теоретичне обґрунтування методики визначення динаміки міри асиметрії та ексцесу на основі вибірки довільного розміру небезпечних параметрів газового середовища, що рухається в поточному часі спостереження. Визначено пороги для поточних мір асиметрії та ексцесу залежно від розміру вибірки та рівнів значимості нульових гіпотез. Методика дозволяє досліджувати особливості динаміки мір асиметрії та ексцесу та виявляти моменти часу, для яких справедливі альтернативні гіпотези (стійкості динаміки параметра). Проведено лабораторні експерименти вивчення особливостей динаміки мір асиметрії та ексцесу щодо концентрації чадного газу, щільності диму та температури газового середовища при загорянні спирту та текстилю. Отримані результати свідчать, що досліджені небезпечні параметри, на інтервалі спостереження в цілому не є гаусові. Виявлено, що характер динаміки мір поточних вибіркових розподілів небезпечних параметрів залежить від типу матеріалу загоряння та небезпечного параметра. Встановлено, що при відсутності загоряння динаміка мір асиметрії та ексцесу небезпечних параметрів характеризується різною спрямованою асиметрією та ексцесом. У разі загоряння динаміки мір асиметрії та ексцесу носять флуктуючий характер (від –4 до 18), що свідчить про нестійкість розвитку небезпечного параметра в часі. Зазначена методика створює можливість виявляти нестійкість розвитку небезпечного параметра, що на практиці дозволяє виявляти появу загорянь (із заданою достовірністю) для їх ліквідації та не допущення виникнення пожежі

Біографії авторів

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

Доктор технічних наук, професор

Володимир Анатолійович Андронов, 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

Роман Тарасович Лукиша, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук

Магістратура

Тетяна Олексіївна Луценко, Національний університет цивільного захисту України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра наглядово-профілактичної діяльності

Юрій Юрійович Козар, Луганський державний медичний університет

Доктор юридичних наук, професор

Кафедра біології, гістології, патоморфології та судової медицини

Михайло Миколайович Кравцов, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра метрології та безпеки життєдіяльності

Лариса Вікторівна Гула, Миколаївський Національний аграрний університет

Кафедра методики професійного навчання

Олександр Вікторович Непша, Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького

Кафедра географії та туризму

Тетяна Василівна Зав’ялова, Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького

Кафедра географії та туризму

Посилання

  1. 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
  2. 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. Available at: http://jtam.pl/The-usage-of-high-speed-impulse-liquid-jets-for-putting-out-gas-blowouts-,102145,0,2.html
  3. 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
  4. 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
  5. 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
  6. 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
  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. 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
  9. 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
  10. 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
  11. 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 high-temperature radiation. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering, 1 (91), 27–33. doi: https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.9654
  12. 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
  13. 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
  14. 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. Available at: https://nvngu.in.ua/index.php/en/component/jdownloads/finish/57-06/8434-2015-06-kondratenko/0
  15. Vasyukov, A., Loboichenko, V., Bushtec, S. (2016). Identification of bottled natural waters by using direct conductometry. Ecology, Environment and Conservation, 22 (3), 1171–1176.
  16. 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
  17. World Fire Statistics (2022). CTIF, 27. Available at: https://www.ctif.org/sites/default/files/2022-08/CTIF_Report27_ESG.pdf
  18. 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
  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., 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
  21. 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
  22. 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
  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 System: Test Series 4 Results. NRL/MR/6180–02–8602. Naval Research Laboratory. Available at: https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/ADA399480.pdf
  26. 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
  27. 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
  28. 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
  29. 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
  30. Wu, Y., Harada, T. (2004). Study on the Burning Behaviour of Plantation Wood. Scientia Silvae Sinicae, 40 (2), 131. doi: https://doi.org/10.11707/j.1001-7488.20040223
  31. Ji, J., Yang, L., Fan, W. (2003). Experimental Study on Effects of Burning Behaviors’ of Materials Caused by External Heat Radiation. JCST, 9, 139.
  32. Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental Analysis on Heat Release Rate of Materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
  33. 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
  34. 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
  35. 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
  36. 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
  37. 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
  38. 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
  39. 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
  40. 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
  41. Du, L., Liu, H., Bao, Z. (2005). Radar HRRP target recognition based on higher order spectra. IEEE Transactions on Signal Processing, 53 (7), 2359–2368. doi: https://doi.org/10.1109/tsp.2005.849161
  42. Hayashi, K., Mukai, N., Sawa, T. (2014). Simultaneous bicoherence analysis of occipital and frontal electroencephalograms in awake and anesthetized subjects. Clinical Neurophysiology, 125 (1), 194–201. doi: https://doi.org/10.1016/j.clinph.2013.06.024
  43. Polstiankin, R. M., Pospelov, B. B. (2015). Stochastic models of hazardous factors and parameters of a fire in the premises. Problemy pozharnoy bezopasnosti, 38, 130–135. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Ppb_2015_38_24
  44. Mykhailiuk, O. P. (2018). Osoblyvosti otsinky nebezpechnykh faktoriv pozhezhi. Materialy IXh Mizhnarodnoi naukovo-praktychnoi konferentsiyi «Teoriya i praktyka hasinnia pozhezh ta likvidatsii nadzvychainykh sytuatsiy». Cherkasy, 270–271. Available at: https://nuczu.edu.ua/images/topmenu/science/konferentsii/2018/5.pdf
  45. Pasport. Spovishchuvach pozhezhnyi teplovyi tochkovyi. Arton. Available at: https://ua.arton.com.ua/files/passports/%D0%A2%D0%9F%D0%A2-4_UA.pdf
  46. Pasport. Spovishchuvach pozhezhnyi dymovyi tochkovyi optychnyi. Arton. Available at: https://ua.arton.com.ua/files/passports/spd-32_new_pas_ua.pdf
  47. Optical/Heat Multi-sensor Detector (2019). Discovery, 1.
  48. McGrattan, K., Hostikka, S., McDermott, R., Floyd, J., Weinschenk, C., Overholt, K. (2016). Fire Dynamics Simulator Technical Reference Guide. National Institute of Standards and Technology. Vol. 3. NIST. Available at: https://www.fse-italia.eu/PDF/ManualiFDS/FDS_Validation_Guide.pdf
  49. Floyd, J., Forney, G., Hostikka, S., Korhonen, T., McDermott, R., McGrattan, K. (2013). Fire Dynamics Simulator (Version 6) User’s Guide. National Institute of Standard and Technology. Vol. 1. NIST.
  50. Levin, B. R. (1989). Teoreticheskie osnovy statisticheskoy radiotekhniki. Moscow: Radio i svyaz', 656.
  51. Orlov, Yu. N., Osminin, K. P. (2008). Postroenie vyborochnoy funktsii raspredeleniya dlya prognozirovaniya nestatsionarnogo vremennogo ryada. Matematicheskoe modelirovanie, 20 (9), 23–33.
  52. NIST/SEMATECH (2012). e-Handbook of Statistical Methods. doi: https://doi.org/10.18434/M32189
  53. 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
  54. An introduction to kernel density estimation (2001). Available at: https://www.mvstat.net/tduong/research/seminars/seminar-2001-05/
  55. Derr, V. Ya. (2021). Teoriya veroyatnostey i matematicheskaya statistika. Sankt-Peterburg: Lan', 596.
  56. Rakhmangulov, R. S., Ishbirdin, A. R., Salpagarova, A. S. (2014). Is fluctuating asymmetry an index of destabilization or finding ways to adaptive morphogenesis? Vestnik Bashkirskogo universiteta, 19 (3).
  57. Baranov, S. G. Burdakova, N. E. (2015). Otsenka stabil'nosti razvitiya. Metodicheskie podkhody. Vladimir: VlGU, 72.
Динаміка мір асиметрії та ексцесу небезпечних параметрів середовища при появі загорянь

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-10-31

Як цитувати

Поспєлов, Б. Б., Андронов, В. А., Безугла, Ю. С., Лукиша, Р. Т., Луценко, Т. О., Козар, Ю. Ю., Кравцов, М. М., Гула, Л. В., Непша, О. В., & Зав’ялова, Т. В. (2023). Динаміка мір асиметрії та ексцесу небезпечних параметрів середовища при появі загорянь. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(10 (125), 53–62. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.288938

Номер

Том 5 № 10 (125) (2023): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Boris Pospelov, Vladimir Andronov, Yuliia Bezuhla, Roman Lukysha, Tatiana Lutsenko, Yurii Kozar, Mikhail Kravtsov, Larisa Gula, Oleksandr Nepsha, Tetiana Zavialova

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.