Метод раннього виявлення загорянь на основі вибіркової дисперсії небезпечного параметру
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.299001Ключові слова:
раннє виявлення пожежі, загоряння матеріалів, вибіркова дисперсія, небезпечні параметри, газове середовищеАнотація
Об'єктом дослідження є вибіркова дисперсія небезпечних параметрів газового середовища при загоряннях матеріалів. Виконано теоретичне обґрунтування методу виявлення загорянь у приміщеннях на основі вибіркових дисперсій поточних вимірювань довільного небезпечного параметра газового середовища, що відповідають генеральним сукупностям достовірної відсутності та наявності загоряння. Метод при заданому рівні значущості визначає незміщене рівномірно найпотужніше правило виявлення загорянь. Це дозволяє встановлювати, наскільки відмінності вибіркових дисперсій суттєві із заданим рівнем значущості та обумовлені загорянням або є випадковими факторами. Проведено лабораторні експерименти з перевірки запропонованого методу. Встановлено, що вплив загоряння на величину відмінності вибіркової дисперсії на відповідних інтервалах спостереження концентрації чадного газу, щільності диму та температури газового середовища лабораторної камери виявляється різним і залежить від типу матеріалу загоряння. При цьому мінімальна відмінність вибіркових дисперсій є характерною для спостереження щільності диму для всіх досліджуваних матеріалів. Однак раннє виявлення загоряння спирту, паперу, деревини та текстилю при спостереженні щільності диму здійснюється при перевищеннях порогу в 9,01, 5,31, 2,13 та 2,55 рази відповідно. Показано, що метод раннього виявлення загорянь, що ґрунтується на виявленні суттєвих відмінностей вибіркових дисперсій даних із відповідних генеральних сукупностей, є достовірним. На практиці результати досліджень можуть використовуватися для виявлення загорянь за умови обчислення вибіркових дисперсій небезпечних параметрів газового середовища на інтервалах відсутності та наявності загорянь
Посилання
- 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. https://doi.org/10.15587/978-617-7319-43-5
- 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). https://doi.org/10.6001/energetika.v64i4.3893
- Popov, O., Ivaschenko, T., Markina, L., Yatsyshyn, T., Iatsyshyn, A., Lytvynenko, O. (2023). Peculiarities of Specialized Software Tools Used for Consequences Assessment of Accidents at Chemically Hazardous Facilities. Systems, Decision and Control in Energy V, 779–798. https://doi.org/10.1007/978-3-031-35088-7_45
- Popov, O., Iatsyshyn, A., Kovach, V., Iatsyshyn, A., Neklonskyi, I., Zakora, A. (2023). Is There a Future for Small Modular Reactors in Ukraine? Comparative Analysis with Large Capacity Reactors. Systems, Decision and Control in Energy V, 453–469. https://doi.org/10.1007/978-3-031-35088-7_24
- 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. https://doi.org/10.1260/1750-9548.9.1.9
- 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). https://doi.org/10.1109/atit50783.2020.9349256
- 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. https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.9654
- 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. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.179
- Vasyukov, A., Loboichenko, V., Bushtec, S. (2016). Identification of bottled natural waters by using direct conductometry. Ecology, Environment and Conservation, 22 (3), 1171–1176.
- 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.
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213892
- 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
- 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. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.70
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.233606
- Davie County, NC: Fire Marshal’s Office, revision date. Standard operating guidelines. 6/5/2018. Stages of fire growth. Available at: https://www.daviecountync.gov/DocumentCenter/View/5942/500-006-Stages-of-Fire-Growth-PDF
- Gaur, A., Singh, A., Kumar, A., Kulkarni, K. S., Lala, S., Kapoor, K. et al. (2019). Fire Sensing Technologies: A Review. IEEE Sensors Journal, 19 (9), 3191–3202. https://doi.org/10.1109/jsen.2019.2894665
- Zhang, G., Li, H., Zhu, G., Li, J. (2020). Temperature fields for fire resistance analysis of structures exposed to natural fires in large space buildings. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 29 (4). https://doi.org/10.1002/tal.1708
- Oswald, D. (2021). Homeowner vulnerability in residential buildings with flammable cladding. Safety Science, 136, 105185. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2021.105185
- Snoonian, D. (2003). Smart buildings. IEEE Spectrum, 40 (8), 18–23. https://doi.org/10.1109/mspec.2003.1222043
- Xu, Z., Guo, Y., Saleh, J. H. (2021). Advances Toward the Next Generation Fire Detection: Deep LSTM Variational Autoencoder for Improved Sensitivity and Reliability. IEEE Access, 9, 30636–30653. https://doi.org/10.1109/access.2021.3060338
- Liu, Z. (2003). Review of Recent Developments in Fire Detection Technologies. Journal of Fire Protection Engineering, 13 (2), 129–151. https://doi.org/10.1177/1042391503013002003
- Jadon, A., Omama, M., Varshney, A., Ansari, M. S., Sharma, R. (2019). FireNet: a specialized lightweight fire & smoke detection model for real-time IoT applications. arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.1905.11922
- Fire and rescue incident statistics, England, year ending December 2020. Available at: https://assets.publishing.service.gov.uk/media/609a533fe90e07357a9e250c/fire-and-rescue-incident-dec20-hosb1021.pdf
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265781
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110092
- Çetin, A. E., Dimitropoulos, K., Gouverneur, B., Grammalidis, N., Günay, O., Habiboǧlu, Y. H. et al. (2013). Video fire detection – Review. Digital Signal Processing, 23 (6), 1827–1843. https://doi.org/10.1016/j.dsp.2013.07.003
- Li, P., Zhao, W. (2020). Image fire detection algorithms based on convolutional neural networks. Case Studies in Thermal Engineering, 19, 100625. https://doi.org/10.1016/j.csite.2020.100625
- Ayyubi, S., Miao, Y., Shi, H. (2014). Automating standalone smoke alarms for early remote notifications. 2014 13th International Conference on Control Automation Robotics & Vision (ICARCV). https://doi.org/10.1109/icarcv.2014.7064385
- Mao, W., Wang, W., Dou, Z., Li, Y. (2018). Fire Recognition Based On Multi-Channel Convolutional Neural Network. Fire Technology, 54 (2), 531–554. https://doi.org/10.1007/s10694-017-0695-6
- Wen, Z., Xie, L., Feng, H., Tan, Y. (2019). Robust fusion algorithm based on RBF neural network with TS fuzzy model and its application to infrared flame detection problem. Applied Soft Computing, 76, 251–264. https://doi.org/10.1016/j.asoc.2018.12.019
- Geetha, S., Abhishek, C. S., Akshayanat, C. S. (2020). Machine Vision Based Fire Detection Techniques: A Survey. Fire Technology, 57 (2), 591–623. https://doi.org/10.1007/s10694-020-01064-z
- Wu, Y., Harada, T. (2004). Study on the Burning Behaviour of Plantation Wood. Scientia Silvae Sinicae, 40, 131.
- 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.
- Peng, X., Liu, S., Lu, G. (2005). Experimental Analysis on Heat Release Rate of Materials. Journal of Chongqing University, 28, 122.
- Cheng, C., Sun, F., Zhou, X. (2011). One fire detection method using neural networks. Tsinghua Science and Technology, 16 (1), 31–35. https://doi.org/10.1016/s1007-0214(11)70005-0
- 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. https://doi.org/10.3390/a7040523
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.259493
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176579
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.125926
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.187252
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.200140
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.218714
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.272949
- Pospelov, B., Andronov, V., Rybka, E., Bezuhla, Y., Liashevska, O., Butenko, T. et al. (2022). Empirical cumulative distribution function of the characteristic sign of the gas environment during fire. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (118)), 60–66. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.263194
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.226692
- Dubinin, D., Cherkashyn, O., Maksymov, A., Beliuchenko, D., Hovalenkov, S., Shevchenko, S., Avetisyan, V. (2020). Investigation of the effect of carbon monoxide on people in case of fire in a building. Sigurnost, 62 (4), 347–357. https://doi.org/10.31306/s.62.4.2
- Pasport. Spovishchuvach pozhezhnyi teplovyi tochkovyi. Arton. Available at: https://ua.arton.com.ua/files/passports/%D0%A2%D0%9F%D0%A2-4_UA.pdf
- Pasport. Spovishchuvach pozhezhnyi dymovyi tochkovyi optychnyi. Arton. Available at: https://ua.arton.com.ua/files/passports/spd-32_new_pas_ua.pdf
- Optical/Heat Multisensor Detector (2019). Discovery. Available at: https://www.nsc-hellas.gr/pdf/APOLLO/discovery/B02704-00%20Discovery%20Multisensor%20Heat-%20Optical.pdf
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254500
- 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.
- 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.
- Hogg, R. V., McKean, J. W., Craig, A. T. (2019). Introduction to mathematical statistics. Pearson, 746. Available at: https://minerva.it.manchester.ac.uk/~saralees/statbook2.pdf
- Van de Geer, S. (2010). Mathematical Statistics. Available at: https://people.math.ethz.ch/~geer/mathstat.pdf
- Ling, S. (2020). Lecture Notes on Mathematical Statistics. Available at: https://cims.nyu.edu/~sling/Math_Stats_Lecture_2020F.pdf
- Lehmann, E. L. (Ed.) (1999). Elements of Large-Sample Theory. Springer, 632. https://doi.org/10.1007/b98855
- Levin, B. R. (1966). Teoreticheskie osnovy statisticheskoy radiotehniki. Moscow: Sovetskoe radio.
- Cramér, H. (1999). Mathematical methods of statistics. Vol. 26. Princeton University Press.
- Otrosh, Y., Semkiv, O., Rybka, E., Kovalov, A. (2019). About need of calculations for the steel framework building in temperature influences conditions. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708 (1), 012065. https://doi.org/10.1088/1757-899x/708/1/012065
- 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. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201912301012
- 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. https://doi.org/10.3233/ajw-170035
- 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. https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.2830
- 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. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.238555
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Boris Pospelov, Evgenіy Rybka, Olekcii Krainiukov, Vasyl Fedyna, Yuliia Bezuhla, Andrii Melnychenko, Pavlo Borodych, Svitlana Hryshko, Svyatoslav Manzhura, Olha Yesipova
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.