SYSTEM ANALYSIS OF PREVENTION OF MAN-MADE EMERGENCY SITUATIONS IN CONSEQUENCE OF FIRE IN THE PREMISES OF THE OBJECT

A systematic analysis of the occurrence of man-made emergencies due to a fire at the facilities is performed. It is established that in the event of fires, the gaseous medium in the premises of the facility serves as a means of transmitting hazardous effects to the facility. The object of influence may be maintenance personnel, technological equipment, units, the design of the room or the object itself. In this case, the state of the object of influence can be characterized by a certain scalar parameter, which in the general case represents the amount of loss (damage or risk) caused to the object by the influence of the danger object. It is shown that the scalar parameter is a certain functional of the states of the hazard object and the gas environment, characterizing the degree of emergency, numerically equal to the amount of losses caused to the object of exposure by the hazard object in the room. The possibility of preventing a man-made emergency due to a fire based on monitoring the parameters of the state of the gas environment in the premises of the facility is substantiated. It is noted that in real conditions there is no information about the indicated disturbances and the state of the hazard object. This is the main difficulty in reliably preventing a man-made emergency due to a fire in the premises of the facility. An experimental verification of the dynamics of the parameters of the state of the gaseous medium in the premises of an object during the combustion of alcohol, paper, wood and fabric in a model chamber is performed. The obtained data indicate that the real dynamics of the temperature, smoke, and CO content of the gaseous medium in the chamber upon ignition of the tested materials is not deterministic, but is clearly unsteady and non-linear with obvious signs of an unsteady trend and random disturbances. It is established that the nature of the random dynamics of the states of the gaseous medium at the time of ignition of materials changes dramatically. Moreover, these changes are of an unequal nature, depending on the type of combustible material. The obtained results indicate the possibility of preventing a man-made emergency due to a fire by means of operational monitoring of the parameters of the gas environment in the premises of the facility

SYSTEM ANALYSIS OF PREVENTION OF MAN-MADE EMERGENCY SITUATIONS IN CONSEQUENCE OF FIRE IN THE PREMISES OF THE OBJECT

A systematic analysis of the occurrence of man-made emergencies due to a fire at the facilities is performed. It is established that in the event of fires, the gaseous medium in the premises of the facility serves as a means of transmitting hazardous effects to the facility. The object of influence may be maintenance personnel, technological equipment, units, the design of the room or the object itself. In this case, the state of the object of influence can be characterized by a certain scalar parameter, which in the general case represents the amount of loss (damage or risk) caused to the object by the influence of the danger object. It is shown that the scalar parameter is a certain functional of the states of the hazard object and the gas environment, characterizing the degree of emergency, numerically equal to the amount of losses caused to the object of exposure by the hazard object in the room. The possibility of preventing a man-made emergency due to a fire based on monitoring the parameters of the state of the gas environment in the premises of the facility is substantiated. It is noted that in real conditions there is no information about the indicated disturbances and the state of the hazard object. This is the main difficulty in reliably preventing a man-made emergency due to a fire in the premises of the facility. An experimental verification of the dynamics of the parameters of the state of the gaseous medium in the premises of an object during the combustion of alcohol, paper, wood and fabric in a model chamber is performed. The obtained data indicate that the real dynamics of the temperature, smoke, and CO content of the gaseous medium in the chamber upon ignition of the tested materials is not deterministic, but is clearly unsteady and non-linear with obvious signs of an unsteady trend and random disturbances. It is established that the nature of the random dynamics of the states of the gaseous medium at the time of ignition of materials changes dramatically. Moreover, these changes are of an unequal nature, depending on the type of combustible material. The obtained results indicate the possibility of preventing a man-made emergency due to a fire by means of operational monitoring of the parameters of the gas environment in the premises of the facility

Investigation of the characteristics of the internal firefighting water pipeline elements

An important task in the design of buildings for different purposes is ensuring the safety of people's livelihoods. To protect them from the negative factors of fire, various devices are used to localize and stop burning. One of the elements of the fire protection of the building is the internal firefighting water supply. For the supply of water to extinguish a fire, it is provided for the installation of firefighting hydrants sets with a diameter of 25 and 33 mm. To date, there is no clear procedure for selecting fire hydrant equipment of small diameter for different types of buildings. To formulate the requirements for them, the influence of various factors on the actual flow of water is investigated. According to the results of the experiment, empirical dependences of water consumption for semi-rigid hoses are obtained. Analysis of the simulation results shows that the actual flow of water from a fire hydrant largely depends on the pressure in the network and the diameter of the hose. A comparison of actual water consumption with regulatory data is done. The inexpediency of the use of equipment, whose characteristics do not provide the necessary indicators, is shown. A 3-step procedure for selecting the characteristics of a fire hydrant is proposed, including determining the flow rate of water from a fire hydrant for semi-rigid hoses of different lengths, degree of deployment and arbitrary pressure values in the water supply network. The result is compared with the standard value. The proposed procedure allows to reasonably choose the equipment that can ensure the successful extinguishing of the fire. Its practical value is reducing the flow of water to extinguish a fire and reduce material losse

DEVELOPMENT OF A SELF-ADJUSTING METHOD FOR CALCULATING RECURRENT DIAGRAMS IN A SPACE WITH A SCALAR PRODUCT

A self-adjusting method for calculating recurrence diagrams has been developed. The proposed method is aimed at overcoming the metric-threshold uncertainty inherent in the known methods for calculating recurrence diagrams. The method provides invariance to the nature of the measured data, and also allows to display the recurrence of states, adequate to real systems of various fields. A new scientific result consists in the theoretical justification of the method for calculating recurrence diagrams, which is capable of overcoming the existing metric-threshold uncertainty of known methods on the basis of self-adjusting by measurements by improving the topology of the metric space. The topology is improved due to the additional introduction of the scalar product of state vectors into the operation space. This allowed to develop a self-adjusting method for calculating recurrence diagrams with increased accuracy and adequacy of the display of recurrence states of real systems. Moreover, the method has a relatively low computational complexity, providing invariance with respect to the nature of the irregularity of measurements. Verification of the proposed method was carried out on the basis of experimental measurements of concentrations of gas pollutants of atmospheric air for a typical industrial city. The main gas pollutants of the atmosphere are formaldehyde, ammonia and nitrogen dioxide, caused by stationary and mobile sources of urban pollution. The obtained experimental verification results confirm the increased accuracy and adequacy of the display of the recurrence of atmospheric pollution states, as well as the invariance of the method with respect to the nature of the irregularity of measurements. It has been established that the accuracy of the method is influenced by the a priori boundary angular dimensions of the recurrence cone. It was shown that with a decrease in the boundary angular dimensions of the recurrence cone, the accuracy of the recurrence mapping of the real states of dynamical systems in the calculated diagrams increases. It was experimentally established that the accuracy and adequacy of the mapping of the recurrence states of real dynamical systems acceptable for applications is provided for a boundary angular size of the recurrence cone of 10° or less

Дослідження міжмолекулярних взаємодій та структури в епоксиамінних композитах з дисперсними оксидами

With the help of the software package HyprChem, using a method of quantum-chemical modeling, research into intermolecular interactions between epoxyamine grid and oxides of different chemical nature Al2O3, Fe2O3, TiO2, СаО was carried out. To take into account hydroxyl-hydrate surface layer of oxides, molecular complexes of the fragment of epoxyamine grid and hydroxides of metals Al(OH)3, Fe(OH)3, Ti(OH)4, Ca(OH)2 were used as models. As a result of modeling, it was established that Ca(OH)2 molecule forms strong intermolecular bonds and has the greatest influence on the spatial conformation of the epoxyamine fragment. It was shown that a calcium atom is oriented to π-electron cloud of the benzene ring with formation of donor-acceptor bond, and OH-groups form hydrogen bonds with OH-groups of the residue of a molecule of epoxy oligomer in the grid. The studied intermolecular interactions of epoxyamine grid and hydroxides of amphoteric metals Al(OH)3, Fe(OH)3, Ti(OH)4 indicate the formation of low-energy inductive and dipole-dipole (orientation) bonds. It was established that existence of amphoteric hydroxides does not cause a change of the spatial conformation of the grid’s fragment. It was shown that the ability of hydroxides of metals to affect the spatial conformation of a fragment of the epoxyamine grid increases in the series: Ti(OH)3<Al(OH)3<Fe(OH)3<Ca(OH)2. The resulting series coincides with the series, in which basic properties of active Branstad centers (OH-groups) with the central elements Ti4+<Al3+<Fe3+<Ca2+ increase (acidic properties decrease). The influence of the oxide filler on the structure and spatial conformation of epoxyamine grid increases with an increase of basicity (alkalinity) of an oxide. Resistance of composites to aqueous aggressive media depends on the surface acidic-basic properties, dispersion and package density of fillers’ particles in the polymer matrix. When adding strongly basic calcite oxide (CL), chemical resistance of composites decreases by 5 times. In this case, composites with non-homogeneous structure and non-uniform distribution of compacted areas are formed. It was found that when adding amphoteric rutile oxides (RT), alumina (AL) and hematite (HM), the main factors that affect chemical resistance of filled composites include dispersion and package density of fillers’ particles. The calculated parameter a of composites, which describes package density of the filler in the polymer matrix, increases in the series of fillers HM<RT<AL. This series coincides with the series, in which resistance of filled composites in all aggressive media decreases. At an increase in package density of a filler, probability of pegridration of aggressive medium into the material decreases, which is associated with extension of the diffusion path.Методом квантово-химического моделирования исследованы межмолекулярные взаимодействия в композитах на основе эпоксиаминного сетчатого полимера и дисперсных оксидов разной химической природы Al2O3, Fe2O3, TiO2, СаО. Установлены закономерности влияния кислотно-основных характеристик наполнителей на межмолекулярные взаимодействия и пространственную конформацию полимеров. Определены зависимости структурных параметров и свойств композитов от дисперсности и плотности упаковки частиц наполнителей в полимерной матрицеМетодом квантово-хімічного моделювання досліджені міжмолекулярні взаємодії у композитах на основі епоксиамінного сітчастого полімеру і дисперсних оксидів різної хімічної природи Al2O3, Fe2O3, TiO2, СаО. Встановлені закономірності впливу кислотно-основних характеристик наповнювачів на міжмолекулярні взаємодії та просторову конформацію полімерів. Виявлені залежності структурних параметрів та властивостей композитів від дисперсності і щільності упаковки частинок наповнювачів у полімерній матриц

Використання функції невизначеності для виявлення небезпечних станів вектора атмосферних забруднень

The use of estimation of the values of the uncertainty function to identify hazardous states of an arbitrary atmospheric pollution vector is considered. At the same time, it is proposed to estimate the uncertainty function in a fixed-width window moving along the trajectory of the state vector. This allows not only identifying the occurrence of hazardous states of atmospheric pollution, but also determining their radial velocity relative to the monitoring post. Zero radial velocity of hazardous states of atmospheric pollution allows identifying current states of no pollution dispersion in the atmosphere. These states turn out to be especially dangerous, since they lead to the accumulation of pollution and an increase in their concentration in the atmosphere. Verification of the possibility of using the uncertainty function to identify hazardous states of the atmospheric pollution vector was carried out using experimental data. At the same time, formaldehyde, ammonia and carbon monoxide were considered as hazardous components of the state vector of atmospheric pollution. The verification results generally indicate the possibility of using the uncertainty function to identify hazardous states of the atmospheric pollution vector. The use of uncertainty function is found to be invariant with respect to the irregularity of recording of atmospheric pollution at stationary monitoring posts. It is shown that the use of uncertainty function enables the identification of hazardous states characterized not only by exceeding the maximum permissible concentrations, but also by the zero radial velocity relative to the monitoring point. It is experimentally found that in order to identify hazardous states of atmospheric pollution, the window length should be from 4 to 8 readingsРассмотрено использование оценки значений функции неопределенности для выявления опасных состояний произвольного вектора атмосферных загрязнений. При этом оценку функции неопределенности предлагается производить в движущемся по траектории вектора состояний окне фиксированной ширины. Это позволяет не только выявлять моменты возникновения опасных состояний атмосферных загрязнений, но и одновременно определять их радиальную скорость относительно поста контроля. Нулевая радиальная скорость опасных состояний атмосферных загрязнений позволяет выявлять текущие состояния отсутствия рассеивания загрязнений в атмосфере. Указанные состояния оказываются особо опасными, поскольку приводят к накоплению загрязнений и росту их концентрации в атмосфере. Верификация возможности использования функции неопределенности для выявления опасных состояний вектора атмосферных загрязнений проводилась на примере экспериментальных данных. При этом в качестве опасных составляющих вектора состояний атмосферных загрязнений рассматривались: формальдегид, аммиак и оксид углерода. Результаты верификации свидетельствуют в целом о возможности использования функции неопределенности для выявления опасных состояний вектора атмосферных загрязнений. Установлено, что использование функции неопределенности оказывается инвариантным по отношению к нерегулярности регистрации атмосферных загрязнений на стационарных постах контроля. Показано, что применение функции неопределенности обеспечивает выявление опасных состояний, характеризуемых не только превышением предельных допустимых концентраций, но и нулевой радиальной скоростью их перемещения относительно пункта контроля. Экспериментально установлено, что для выявления опасных состояний загрязнения атмосферы протяженность окна должна составлять от 4 до 8 отсчетов регистрацииРозглянуто використання оцінки значень функції невизначеності щодо виявлення небезпечних станів для довільного вектора атмосферних забруднень. При цьому оцінку функції невизначеності пропонується проводити в рухомому по траєкторії вектора станів вікні фіксованої ширини. Це дозволяє не тільки виявляти моменти виникнення небезпечних станів атмосферних забруднень, але і одночасно визначати їх радіальну швидкість щодо поста контролю. Нульова радіальна швидкість небезпечних станів атмосферних забруднень дозволятиме виявляти поточні стани атмосфери, у яких відсутнє розсіювання забруднень у повітрі. Саме такі стани виявляються особливо небезпечними, оскільки призводять до накопичення забруднень та зростання їх концентрації в атмосфері. Верифікація можливості використання функції невизначеності щодо виявлення небезпечних станів вектора атмосферних забруднень проводилася на прикладі експериментальних даних. При цьому в якості небезпечних складових вектора станів атмосферних забруднень розглядалися: формальдегід, аміак і оксид вуглецю. Результати верифікації в цілому свідчать про можливість використання функції невизначеності для виявлення небезпечних станів вектора атмосферних забруднень. Встановлено, що використання функції невизначеності виявляється інваріантним по відношенню до нерегулярності реєстрації атмосферних забруднень на стаціонарних постах контролю. Показано, що застосування функції невизначеності забезпечує виявлення небезпечних станів, що характеризуються не тільки перевищенням граничних допустимих концентрацій, а також нульовою радіальною швидкістю їх переміщення щодо пункту контролю. Експериментально встановлено, що для виявлення небезпечних станів забруднення атмосфери протяжність вікна повина становити від 4 до 8 відліків реєстраці

Розробка методів обчислення рекурентних діаграм в просторі зі скалярним добутком

The methods for calculation of recurrence plots in space with a scalar product were developed. They enable examining the properties and features of the vector of states of dynamical systems of various complexity in natural and social spheres. A new scientific result is the development of scientific-methodical apparatus to calculate recurrence plots of vectors of states of systems in metric spaces expanded on the basis of scalar product. Two methods for calculation of recurrence plots for vectors of states of complex dynamic systems, which are highly informative, moderately complex and universal in dimensionality of the studied space of states, were proposed. In practice, the proposed methods can be used to calculate and compare recurrence plots of states of the studied systems in metric spaces of different dimensionality without additional normalizing. The functionality of the proposed methods was verified based on experimental observations of concentrations of formaldehyde, ammonia and carbon monoxide in the atmosphere of an industrial city. It was established that at the values of angular size of the area of 10° and 30°, the proposed method for calculation of recurrence plots is more informative, less complex and invariant relative to dimensionality of the space of states. It was shown that the methods for calculation of recurrence plots in space with scalar product make it possible to use them if there are short-time intervals of the absence of observations. It was experimentally determined that in some cases of parameters, the results of computation of recurrence plots based on the developed methods coincide with the results obtained when using the known methods. This indicates a more general nature of the proposed methods.Разработаны методы вычисления рекуррентных диаграмм в пространстве со скалярным произведением, которые позволяют изучать свойства и особенности вектора состояний различных по сложности динамических систем природной та социальной сферы. Новый научный результат заключается в разработке научно-методического аппарата для вычисления рекуррентных диаграмм векторов состояний систем в расширенных на основе скалярного произведения метрических пространствах. Предложенные два метода вычисления рекуррентных диаграмм для векторов состояний сложных динамических систем, которые имеют высокую информативность, умеренную сложность и универсальность по размерности исследуемого пространства состояний. На практике предложенные методы могут использоваться для вычисления и сравнения рекуррентных диаграмм состояний исследуемых систем в метрических пространствах различной размерности без дополнительного нормирования. Проверка работоспособности предложенных методов проведена на основе экспериментальных наблюдений концентраций формальдегида, аммиака и оксида углерода в атмосфере промышленного города. Установлено, что при значениях углового размера области 10° и 30°предлагаемый метод вычисления рекуррентных диаграмм имеет повышенную информативность, меньшую сложность и инвариантность относительно размерности пространства состояний. Показано, что методы вычисления рекуррентных диаграмм в пространстве со скалярным произведением позволяют использовать их при наличии кратковременных интервалов отсутствия наблюдений. Экспериментально установлено, что в отдельных случаях параметров результаты вычисления рекуррентных диаграмм на основе разработанных методов совпадают с результатами известных методов. Это свидетельствует о более общем характере предлагаемых методовРозроблено методи обчислення рекурентних діаграм в просторі зі скалярним добутком, які дозволяють вивчати властивості і особливості вектора станів різних за складністю динамічних систем природної та соціальної сфери. Новий науковий результат полягає в розробці науково-методичного апарату для обчислення рекурентних діаграм векторів станів систем у розширених на основі скалярного добутку метричних просторах. Запропоновані два методи обчислення рекурентних діаграм для векторів станів складних динамічних систем, які мають високу інформативність, помірну складність і універсальність щодо розмірності досліджуваного простору станів. На практиці запропоновані методи можуть використовуватися для обчислення і порівняння рекурентних діаграм станів досліджуваних систем в метричних просторах різної розмірності без додаткової нормування. Перевірка працездатності запропонованих методів проведена на основі експериментальних спостережень концентрацій формальдегіду, аміаку та оксиду вуглецю в атмосфері промислового міста. Встановлено, що при значеннях кутового розміру області 10° і 30° запропонований метод обчислення рекурентних діаграм має підвищену інформативність, меншу складність та інваріантність до розмірності простору станів. Показано, що методи обчислення рекурентних діаграм в просторі зі скалярним добутком дозволяють використовувати їх при наявності короткочасних інтервалів відсутності спостережень. Експериментально встановлено, що в окремих випадках параметрів результати обчислення рекурентних діаграм на основі розроблених методів збігаються з результатами відомих методів. Це свідчить про більш загальний характер запропонованих методі

Розробка методів обчислення рекурентних діаграм в просторі зі скалярним добутком

The methods for calculation of recurrence plots in space with a scalar product were developed. They enable examining the properties and features of the vector of states of dynamical systems of various complexity in natural and social spheres. A new scientific result is the development of scientific-methodical apparatus to calculate recurrence plots of vectors of states of systems in metric spaces expanded on the basis of scalar product. Two methods for calculation of recurrence plots for vectors of states of complex dynamic systems, which are highly informative, moderately complex and universal in dimensionality of the studied space of states, were proposed. In practice, the proposed methods can be used to calculate and compare recurrence plots of states of the studied systems in metric spaces of different dimensionality without additional normalizing. The functionality of the proposed methods was verified based on experimental observations of concentrations of formaldehyde, ammonia and carbon monoxide in the atmosphere of an industrial city. It was established that at the values of angular size of the area of 10° and 30°, the proposed method for calculation of recurrence plots is more informative, less complex and invariant relative to dimensionality of the space of states. It was shown that the methods for calculation of recurrence plots in space with scalar product make it possible to use them if there are short-time intervals of the absence of observations. It was experimentally determined that in some cases of parameters, the results of computation of recurrence plots based on the developed methods coincide with the results obtained when using the known methods. This indicates a more general nature of the proposed methods.Разработаны методы вычисления рекуррентных диаграмм в пространстве со скалярным произведением, которые позволяют изучать свойства и особенности вектора состояний различных по сложности динамических систем природной та социальной сферы. Новый научный результат заключается в разработке научно-методического аппарата для вычисления рекуррентных диаграмм векторов состояний систем в расширенных на основе скалярного произведения метрических пространствах. Предложенные два метода вычисления рекуррентных диаграмм для векторов состояний сложных динамических систем, которые имеют высокую информативность, умеренную сложность и универсальность по размерности исследуемого пространства состояний. На практике предложенные методы могут использоваться для вычисления и сравнения рекуррентных диаграмм состояний исследуемых систем в метрических пространствах различной размерности без дополнительного нормирования. Проверка работоспособности предложенных методов проведена на основе экспериментальных наблюдений концентраций формальдегида, аммиака и оксида углерода в атмосфере промышленного города. Установлено, что при значениях углового размера области 10° и 30°предлагаемый метод вычисления рекуррентных диаграмм имеет повышенную информативность, меньшую сложность и инвариантность относительно размерности пространства состояний. Показано, что методы вычисления рекуррентных диаграмм в пространстве со скалярным произведением позволяют использовать их при наличии кратковременных интервалов отсутствия наблюдений. Экспериментально установлено, что в отдельных случаях параметров результаты вычисления рекуррентных диаграмм на основе разработанных методов совпадают с результатами известных методов. Это свидетельствует о более общем характере предлагаемых методовРозроблено методи обчислення рекурентних діаграм в просторі зі скалярним добутком, які дозволяють вивчати властивості і особливості вектора станів різних за складністю динамічних систем природної та соціальної сфери. Новий науковий результат полягає в розробці науково-методичного апарату для обчислення рекурентних діаграм векторів станів систем у розширених на основі скалярного добутку метричних просторах. Запропоновані два методи обчислення рекурентних діаграм для векторів станів складних динамічних систем, які мають високу інформативність, помірну складність і універсальність щодо розмірності досліджуваного простору станів. На практиці запропоновані методи можуть використовуватися для обчислення і порівняння рекурентних діаграм станів досліджуваних систем в метричних просторах різної розмірності без додаткової нормування. Перевірка працездатності запропонованих методів проведена на основі експериментальних спостережень концентрацій формальдегіду, аміаку та оксиду вуглецю в атмосфері промислового міста. Встановлено, що при значеннях кутового розміру області 10° і 30° запропонований метод обчислення рекурентних діаграм має підвищену інформативність, меншу складність та інваріантність до розмірності простору станів. Показано, що методи обчислення рекурентних діаграм в просторі зі скалярним добутком дозволяють використовувати їх при наявності короткочасних інтервалів відсутності спостережень. Експериментально встановлено, що в окремих випадках параметрів результати обчислення рекурентних діаграм на основі розроблених методів збігаються з результатами відомих методів. Це свідчить про більш загальний характер запропонованих методі

Розробка метода напівадаптивної масштабної трансформації порога при обчисленні рекурентних діаграм

A method has been constructed for the threshold semi-adaptive scaling transformation. The method provides calculation of recurrent plots, which adequately map the dynamics of real complex dynamic systems in natural and technical spheres. A new scientific result implies the development of theoretical basis for the method of semi-adaptive scaling transformation of the threshold during calculation of recurrent plots by improvement of linear normalized spaces due to introduction of a scalar product of vectors. The proposed method of threshold transformation provides computation of recurrent plots with increased information content, invariance to parameters of measured state vectors, and irregularity of measurements. We performed tests of operability of the proposed method of semi-adaptive scaling transformation of the threshold based on experimental measurements of concentrations of formaldehyde, ammonia, and carbon monoxide in atmospheric air in a typical industrial city with conventional stationary and mobile sources of pollution.Taking into account the proposed method of semi-adaptive scaling transformation, the obtained results of the calculation of recurrent plots confirmed its operability in general. It was found that the calculation of RP during the semi-adaptive transformation of the threshold for various α angular dimensions of a recurrence cone, equal to 1°, 5°, 10°, and 20°, indicates that accuracy of recurrent plots in detection of dangerous states in dynamic systems increases with a decrease in angular dimensions of a cone. It was established experimentally that the values of angular dimensions of the recurrence cone should be 1–5° for adequate mapping of recurrent states of real dynamic systems with the use of calculated recurrent plotsРазработан метод полуадаптивной масштабной трансформации порога, обеспечивающий вычисление рекуррентных диаграмм, адекватно отображающих особенности динамики реальных сложных динамических систем природной и технической сферы. Новый научный результат состоит в развитии теоретической основы метода полуадаптивной масштабной трансформации порога при вычислении рекуррентных диаграмм путем усовершенствования линейных нормированных пространств за счет введения скалярного произведения векторов. Предлагаемый метод трансформации порога обеспечивает вычисление рекуррентных диаграмм, обладающих повышенной информативностью, инвариантностью к параметрам измеряемых векторов состояний, а также нерегулярности измерений. Проверка работоспособности предлагаемого метода полуадаптивной масштабной трансформации порога произведена на основе экспериментальных измерений концентраций формальдегида, аммиака и оксида углерода в атмосферном воздухе с типового промышленного города при традиционных стационарных и подвижных источниках загрязнений. Полученные результаты вычисления рекуррентных диаграмм с учетом предложенного метода полуадаптивной масштабной трансформации порога в целом подтверждают его работоспособность. Установлено, что вычисление RP при полуадаптивной трансформации порога для различных угловых размеров α конуса рекуррентности, равных 1°, 5°, 10° и 20° свидетельствует о том, что с уменьшением угловых размеров конуса точность рекуррентных диаграмм выявлять опасные состояния в динамических системах возрастает. Экспериментально установлено, что для адекватного отображения рекуррентных состояний реальных динамических систем, с помощью вычисляемых рекуррентных диаграмм, значения величины угловых размеров конуса рекуррентности должны составлять 1–5°Розроблено метод напівадаптивної масштабної трансформації порогу, що забезпечує обчислення рекурентних діаграм, які адекватно відображають особливості динаміки реальних складних динамічних систем природної і технічної сфери. Новий науковий результат полягає в розвитку теоретичної основи методу напівадаптивної масштабної трансформації порогу при обчисленні рекурентних діаграм шляхом удосконалення лінійних нормованих просторів за рахунок введення скалярного добутку векторів. Пропонований метод трансформації порога забезпечує обчислення рекурентних діаграм, які мають підвищену інформативністю, інваріантністю щодо параметрів вимірюваних векторів станів, а також нерегулярності вимірювань. Перевірка працездатності запропонованого методу напівадаптивної масштабної трансформації порогу проведена на основі експериментальних вимірювань концентрацій формальдегіду, аміаку та оксиду вуглецю в атмосферному повітрі типового промислового міста при традиційних стаціонарних та рухомих джерелах забруднень. Отримані результати обчислення рекурентних діаграм з урахуванням запропонованого методу напівадаптивної масштабної трансформації порогу в цілому підтверджують його працездатність. Встановлено, що обчислення RP при напівадаптивній трансформації порогу для різних кутових розмірів α конуса рекурентності, рівних 1°, 5°, 10° і 20° свідчить про те, що зі зменшенням кутових розмірів конуса точність рекурентних діаграм виявляти небезпечні стани в динамічних системах зростає. Експериментально встановлено, що для адекватного відображення рекурентних станів реальних динамічних систем, за допомогою обчислюваних рекурентних діаграм, значення величини кутових розмірів конуса рекурентності повинні складати 1–5

Дослідження рекурентних діаграм концентрації чадного газу при ранніх загоряннях у приміщеннях

It was shown that the methods of nonlinear dynamics, surpassing traditional methods of temporal, frequency or frequency-temporal analysis of dangerous ignition factors may be used for early detection of ignitions in premises. The existence of carbon monoxide in gas medium was found to be most dangerous at fires in premises. The theoretical grounds for studying recurrent diagrams of carbon monoxide concentration in gas medium were substantiated. The modification of recurrent distance diagrams, based on power representations was proposed, making it possible to highlight selectively or to smooth structural features of configuration of recurrent points of distance diagrams. Results of research into recurrent diagrams of dynamics of carbon monoxide concentration show that the specified factor of ignition of materials has generally not stochastic, but chaotic dynamics. It was qualitatively determined that dynamics of carbon monoxide concentration in gas medium has non-uniformed distribution of points. In this case, the configuration of clustering of recurrent points of diagrams for various flammable materials varies and can be used for detecting the type and the beginning of early ignition of combustible material. The established fact of chaotic dynamics of carbon monoxide concentration in gas medium at early ignition of materials should be taken into consideration in the development of new technologies for reliable detection of early ignitions in premises. The data, obtained in the research, are important for deeper understanding of dynamics of the process of carbon monoxide formation in gas medium in non-airtight premises at ignition of various materials, because it is related to saving lives of people who are in these premises and their timely evacuation.Показано, что для раннего выявления возгораний в помещениях могут использоваться методы нелинейной динамики, превосходящие традиционные методы временного, частотного или частотно-временного анализа опасных факторов загорания. Установлено, что наиболее опасным при пожарах в помещениях является наличие угарного газа в газовой среде. Обоснована теоретическая база для исследования рекуррентных диаграмм концентрации угарного газа в газовой среде. Предложена модификация рекуррентных диаграмм расстояний на основе степенных представлений, позволяющая селективно подчеркивать или сглаживать структурные особенности конфигурации рекуррентных точек диаграмм расстояний. Результаты исследования рекуррентных диаграмм динамики концентрации угарного газа показывают, что указанный фактор возгорания материалов имеет в общем случае не стохастическую, а хаотическую динамику. Качественно установлено, что динамика концентрации угарного газа в газовой среде имеет неравномерное распределение точек. При этом конфигурация скопления рекуррентных точек диаграмм для различных горючих материалов неодинакова и может быть использована для распознавания типа и начала раннего возгорания горючего материала. Установленный факт хаотической динамики концентрации угарного газа в газовой среде при раннем возгорании материалов должен учитываться при разработке новых технологий надежного детектирования ранних возгораний в помещениях. Полученные в работе данные важны для более глубокого понимания динамики процесса образования угарного газа в газовой среде в негерметичных помещениях при возгораниях различных материалов, поскольку это связано с сохранением жизни, находящихся в этих помещениях людей и своевременной эвакуациейПоказано, 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 евакуаціє