Comparison of bicoherence on the ensemble of realizations and a selective evaluation of the bispectrum of the dynamics of dangerous parameters of the gas medium during fire

• Published in: Eastern-European journal of enterprise technologies Vol. 2; no. 10 (122); pp. 14 - 21
• Main Authors: Pospelov, Boris, Rybka, Evgenіy, Polkovnychenko, Dmytro, Myskovets, Iryna, Bezuhla, Yuliia, Butenko, Tetiana, Harbuz, Serhii, Prokhorova, Larysa, Levada, Olga, Kravtsov, Mikhail
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 29.04.2023
• ISSN: 1729-3774; 1729-4061
• DOI: 10.15587/1729-4061.2023.276779

The object of the study is the bicoherence of the bispectrum assessment of the dynamics of dangerous parameters of the gas environment during the ignition of materials. The subject is a measure of bicoherence of the bispectrum estimation from the ensemble of realizations and selective bispectrum estimation for the dynamics of hazardous parameters of the gas environment. The practical importance of the research is the use of the measure of bicoherence of the bispectrum for the early detection of fires. The measure of bicoherence of the dynamics of hazardous parameters of the gas environment is substantiated, which allows them to be numerically compared for the studied bispectrum estimates. As such measure, it is proposed to use the integral value of bicoherence for a given frequency interval, which makes it possible to numerically compare the bicoherence of bispectrum estimates for arbitrary time intervals of the dynamics of hazardous parameters of the gas environment. On the basis of the proposed measure for the frequency range of 0.2–2 Hz, a comparison of the integral bicoherence of the bispectrum estimates was made. The numerical value of the measure was determined for three fixed time intervals of the dynamics of hazardous parameters of the environment, corresponding to the absence of ignition, the occurrence of ignition, and the subsequent burning of test materials in the laboratory chamber. According to the results of the comparison of such values, it was established that the bicoherence of the bispectrum estimation from the ensemble of realizations is the most appropriate for detecting fires. When ignited, the numerical value of the measure for all test materials is about 90°. This means that the nature of the dynamics of hazardous environmental parameters in the event of fires becomes random. In this regard, the proposed measure is recommended to be used as a test for early detection of fires. Об'єктом дослідження є бікогерентність оцінки біспектра динаміки небезпечних параметрів газового середовища під час загоряння матеріалів. Предметом є міра бікогерентності оцінки біспектра з ансамблю реалізацій та вибіркової оцінки біспектра для динаміки небезпечних параметрів газового середовища. Практична важливість досліджень полягає в використанні міри бікогерентності біспектра для раннього виявлення загорянь. Обґрунтовано міру бікогерентності динаміки небезпечних параметрів газового середовища, що дозволяють чисельно їх порівнювати для досліджуваних оцінок біспектра. У якості такої міри пропонується використовувати інтегральне значення бікогерентності для заданого частотного інтервалу, яка дозволяє чисельно порівнювати бікогерентність оцінок біспектра для довільних часових інтервалів динаміки небезпечних параметрів газового середовища. На основі запропонованої міри для частотного діапазону 0,2–2 Гц виконано порівняння інтегральної бікогерентності оцінок біспектра. Чисельне значення міри визначалося для трьох фіксованих часових інтервалів динаміки небезпечних параметрів середовища, що відповідають відсутності загоряння, виникненню загоряння та подальшого горіння тестових матеріалів у лабораторній камері. За результатами порівняння таких значень встановлено, що найбільш доречною для виявлення загорянь виявляється бікогерентність оцінки біспектра з ансамблю реалізацій. При загорянні чисельне значення міри для всіх тестових матеріалів становить близько 90о. Це означає, що характер динаміки небезпечних параметрів середовища у разі виникнення загорань набуває випадкового характеру. У зв'язку з цим запропоновану міру рекомендовано використовувати як тестову для раннього виявлення загорянь