WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Моторыгин Юрий Дмитриевич

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ПОЖАРА

05.13.01 системный анализ, управление и обработка информации

(промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Санкт-Петербург – 2011

Работа выполнена в Санкт-Петербургском университете Государственной

противопожарной службы МЧС России

Научный консультант

доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Гадышев Виктор Александрович

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор Гавриш Юрий Николаевич;

доктор технических наук, профессор,

заслуженный деятель науки РФ

Ложкин Владимир Николаевич;

доктор технических наук, профессор

Успенская Майя Валерьевна

Ведущая организация

Санкт-Петербургский государственный

политехнический университет

Защита состоится 22  декабря 2011 года в 12.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 205.003.04 при Санкт-Петербургском университете Государственной противопожарной службы МЧС России по адресу: 196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России.

Автореферат разослан « » ___________ 2011 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор                                С.В. Шарапов

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Использование энергии горения явилось фундаментом социальной эволюции человечества. Поэтому с момента осознанного использования огня люди столкнулись с необходимостью предсказания развития процесса горения. Уже  на самой ранней стадии цивилизации человек был вынужден определять горючесть и не горючесть окружающих его веществ и материалов, их способность к воспламенению, условия оптимального горения и оценивать различные опасности, связанные с пожарами. За многие тысячелетия интенсивной эксплуатации огня как источника энергии  человек постоянно сталкивался с опасными факторами, возникающими в ходе развития горения или пожара. Это привело к формированию ряда технических дисциплин, изучающих вопросы возникновения пламени, развития горения, условия перехода его в катастрофические режимы или пожары и вопросы, связанные с их тушением и предупреждением. Постепенно возникла такая политехническая дисциплина, как пожарное дело. Это направление сформировалось при достаточном развитии физико-химических знаний о процессах горения, современные представления о которых можно отсчитывать со времени публикации работ Хемфри Деви и Майкла Фарадея.  Основными направлениями пожарного дела являются тушение, профилактика и экспертиза пожаров. В любом из них специалисты, так или иначе, сталкиваются с необходимостью моделирования процессов горения при пожаре. Это нашло отражение и в нормативном формировании свода противопожарных законов, норм и правил. На сегодняшний день задачи,  стоящие перед пожарной охраной, как правило, решаются путем все более глубокой детализации обстоятельств, приводящих к пожарам и к природным или техногенным катастрофам. Такая детализация и связанные с ней многочисленные ограничения в нормативных документах усложняют и затрудняют процессы хозяйственной деятельности и промышленного развития. Отсюда  возникает потребность в применении моделирования и гибкого нормативного регулирования противопожарного состояния промышленных и природных объектов. Это направление широко представлено за рубежом. В нашей стране оно интенсивно развивается московской школой исследователей.

Статистические данные за последние более чем 25 лет показывают постоянный рост природных и техногенных пожаров и катастроф. Это означает, что применение современных методов регулирования устойчивого состояния промышленных систем недостаточно эффективно. Причина данных проблем объясняется  отсутствием исследования системных связей и закономерностей функционирования, а также ограниченностью модельного описания противопожарного состояния объекта и обстоятельств, влияющих на него либо косвенно, либо в результате воздействия самого комплекса противокатастрофных мероприятий и мер. Таким образом, системные исследования моделей описания процессов возникновения и развития пожара лежат в основе формирования эффективного комплекса противопожарных мер на любом объекте.

Важная проблема, применительно к пожарному делу, состоит в отсутствии классификации различных способов прогнозирования возникновения и развития процессов горения. В данной работе предложена классификация для различных типов модельных описаний пожарной опасности. Детально она рассмотрена в последующих главах работы. Основные направления могут быть классифицированы следующим образом:

- эмпирическое направление. Возникновение и развитие горения анализируется исключительно из опытных данных и не подвергается какому-либо теоретическому обоснованию;

- нормативное  регулирование безопасности при неконтролируемом развитии горения. Данное направление изначально сформировалось стихийно. Это свод правил и обычаев,  регулирующий распределение в населенных пунктах домов с  очагами, складов горючих и не горючих материалов, устройств по предупреждению и ликвидации возникновения и развития пожаров и т.д.;

- экспертная оценка пожарной опасности. Она вытекает из первых двух направлений,  но обладает той особенностью, что требует совокупного заключения о пожарной опасности объекта или процесса наиболее опытных и знающих людей, впоследствии названных экспертами;

- математическое моделирование возникновения и развития пожара. Эти модели динамики пожаров опираются на классическое описание процессов, протекающих при горении,  и сводятся к решению системы дифференциальных уравнений, содержащих большое количество параметров;

- стохастическое описание процессов развития горения. Данный подход использует в своих моделях минимально возможное количество параметров и опирается на раздел  математики, основанный русским математиком А. А. Марковым. Этот раздел является мощным направлением в исследованиях различных естественных и технических наук и в настоящее время переживает состояние своего второго рождения в связи с такими новыми разделами математического моделирования и системного анализа как детерминированный хаос,  фрактальная геометрия, перколяционная теория, теория катастроф, сети Петри и так далее.

Модельные описания развития пожаров необходимы не только  в практических целях, например, для оптимизации путей эвакуации,  при расчете мощности систем вентиляции или при выборе способов пожарной защиты. Возникновение и развитие пожара - это проявление определенных закономерностей естественно-технического характера, моделирование которых может быть использовано при исследовании и расследовании пожаров. Современная методика расследования причин возникновения пожаров основана на выявлении состояния объекта после ликвидации пожара. Рекомендуемая при этом реконструкция пожаров основана на опыте, интуиции, внутреннем убеждении специалиста или эксперта. Поэтому часто в суде рассматриваются дела, в которых имеются экспертизы, противоречащие друг другу. При наличии неоднозначности выводов о технической причине пожара необходимо иметь методику, позволяющую количественно оценить вероятность той или иной причины.

Очевидно, что процесс возникновения и развития пожара является многопараметрическим и зависит от большого количества факторов и  граничных условий. В силу этих обстоятельств, любое детальное математическое описание сталкивается с проблемой неопределенности рассчитываемых физико-химических характеристик. По сути, это основной недостаток детерминированного математического описания развития пожаров. Еще один недостаток классического подхода заключается в том, что результаты моделирования достаточно масштабных объектов практически не могут быть проверены экспериментально.

Так как математические описания развития процесса горения в рамках классических представлений требовали большого количества экспериментальных данных, это привело к избыточности исследуемых параметров в эмпирическом подходе и соответственно отразилось на нормативном регулировании пожарной безопасности. В результате,  в настоящее время нормативные документы используют устаревшие данные,  несколько оторваны от практики и не могут быть истолкованы однозначно. Таким образом, классическое моделирование не может быть проверено полномасштабным экспериментом, и остается достаточно объективной только экспертная оценка.

На особом положении находится практически не применяемое до настоящего момента стохастическое моделирование. Стохастические описания развития пожаров  изначально опираются на эмпирические и экспертные данные. Это их основное достоинство. Применение их к таким сложным процессам, как возникновение горения и развитие пожаров, является наиболее эффективным направлением моделирования.

Поскольку пожары относятся к сложным системам, то из сказанного выше следует, что адекватное моделирование этих процессов возможно только с использованием всех направлений моделирования, то есть с помощью системного подхода. При формировании моделей сложных систем возникают проблемы, относящиеся не только к природным свойствам составляющих их элементов и подсистем, но и к закономерностям функционирования системы в целом. Системный подход к исследованию возникновения и развития горения обуславливается  еще и тем, что разрабатываемая модель должна сочетать все возможные направления моделирования и использовать при модельном описании оптимальное количество параметров. Целью любого моделирования является получение данных для принятия решения. Слишком большое количество модельных параметров не позволяет его сделать оптимальным.

Для создания современной высокотехнологичной среды обитания цивилизованного общества требуются адекватные способы оценки ее опасности. В работе показано, что это связано со стохастическим направлением моделирования возникновения и развития пожара.  Это в основном и составляет актуальность данного исследования.

Решаемая в диссертации научная проблема, вытекающая из предложенного системного анализа современных модельных описаний, заключается в разработке недетерминированных моделей процессов возникновения и развития пожара.

Цель диссертационного исследования состоит в системном анализе математических моделей пожара и практическом использовании этих моделей для повышения промышленной безопасности, а так же для реконструкции процесса возникновения и развития пожаров при их расследовании.

Задачи исследования:

1. Систематизация основных методов моделирования возникновения и развития пожаров.

2. Разработка классификации марковских моделей описаний процессов развития горения  в зависимости от структурирования пожарной нагрузки.

3. Оценка эффективности применения недетерминированных математических описаний к процессу возникновения и развития горения.

4. Экспериментальное исследование распространения пламени по структури-рованной пожарной нагрузке.

5. Разработка моделей возникновения и развития горения и реконструкции пожара на основе конечных цепей Маркова.

Объект исследования: физико-химические закономерности процессов горения, системные связи и закономерности возникновения, развития и прекращения пожара.

Предмет исследования: модели описания возникновения, развития и прекращения горения.

Методы исследования: общая теория систем, теория вероятностей, стохастический анализ, теория случайных процессов, теория перколяции, системный анализ. При этом преимущественно используется теория конечных цепей Маркова.

Научная новизна.

  1. В диссертации впервые систематизированы существующие методы моделирования возникновения и развития пожаров.
  2. Разработана классификации марковских модельных описаний процессов развития горения структурированной пожарной нагрузки.
  3. Выявлена эффективность недетерминированных математических описаний возникновения и развития горения, в том числе фрактальных и перколяционных моделей распространения пламени.
  4. Впервые проведено экспериментальное исследование распространения пламени по структурированной пожарной нагрузке.
  5. Разработаны модели исследования и реконструкции пожара на основе конечных цепей Маркова.

Практическая значимость. Сформулированные в работе предложения определяют круг проблем, связанных с построением моделей, позволяющих оценить пожарную опасность на различных объектах. Математические модели, разработанные в диссертации, могут быть использованы для реконструкции, исследования и расследования пожаров.

Реализация результатов исследования. Результаты работы применяются в практической деятельности экспертных организаций МЧС России. Основные положения работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России при проведении занятий по дисциплинам «Расследование и экспертиза пожаров», «Прогнозирование опасных факторов пожара» и включены в программу переподготовки и повышения квалификации сотрудников судебно-экспертных учреждений МЧС России. Представленные в диссертационной работе  результаты исследований нашли практическое применение в следующих организациях: ООО «Техатомстрой», «ЧОП Люгас», ООО «Дизель инструмент», ООО «НПО «Санкт-Петербургская Электротехническая Компания», ООО «Аналитическая лаборатория экологического мониторинга».

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, базируется на значительном объеме экспериментального материала по изучению процессов возникновения, развития и прекращения пожара, методах математического анализа и практической апробации результатов исследования.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Систематизация методов моделирования процессов развития пожаров.

2. Классификация Марковских моделей применительно к  описанию и исследованию процессов возникновения и развития горения структурированной пожарной нагрузки.

3. Недетерминированные модели описания распространения горения с помощью аппарата теории фракталов и перколяции.

4. Результаты экспериментальных исследований процессов распространения пламени  по  структурированной пожарной нагрузке.

5. Марковские модели возникновения и развития горения для исследования и реконструкции пожара.

Апробация работы. Результаты исследований и разработок, представленных в диссертациидокладывались на 23  международных и всероссийских совещаниях и конференциях. В их числе 1-ая Дальневосточная научно-практическая конференция «Совершенствование электрооборудования и средств автоматизации технологических процессов промышленных предприятий» (Комсомольск-на-Амуре, 1986), научно-практическая конференция «Автоматизированный  вентильный электропривод» (Пермь, 1986), научно-практическая конференция «Автоматизация электроприводов и оптимизация режимов» (Красноярск, 1985),  научно-практическая конференция  «Развитие гибких производственных систем в машиностроении» (Пермь, 1986), научно-практическая конференция  «Применение в промышленности электроприводов на перспективной базе» (Москва, 1992),  Международная конференция «Новые информационные технологии в практике работы правоохранительных органов» (СПб., 1998), Всероссийская научно-практическая конференция «Теоретические и прикладные проблемы экспертно-криминалистической деятельности» (СПб., 1999), Международная научно-практическая конференция «Компьютерная преступность: состояние, тенденции, меры» (СПб., 1999), Международная научно-практическая конференция «Проблемы обеспечения безопасности при чрезвычайных ситуациях» (СПб., 2001), Всероссийская научно-практическая конференция «Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России» (СПб., 2004), Международная научно-практическая конференция  «Проблемы взаимодействия МВД и МЧС России в сфере обеспечения безопасности дорожного движения» (СПб., 2006), Международная научно-практическая конференция «Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях» (Москва 2007), Международная научно-практическая конференция «Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров» (Москва 2007), Международный научно-практический семинар «День «СИМЕНС» в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России» (СПб., 2007), Международная научно-практическая конференция «Сервис безопасности в России» (СПб., 2009), V Международная научно-практическая конференция «Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация» (Минск, 2009), научно-практическая конференция «Совершенствование работы в области обеспечения безопасности людей на водных объектах» (СПб., 2010n safety engineering fire, environment, work environment, integrated risk. (Novi Sad, 2010), 12 th International conference fire and explosion protection. (Novi Sad, 2010), Международная научно-практическая конференция «Сервис безопасности при подготовке и проведении ХХII зимних олимпийских игр в 2014 году в г. Сочи» (СПб., 2010), Научно-практическая конференция «О правовом регулировании судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации» (СПб., 2011), Международная конференция «Полимерные материалы пониженной горючести» (Вологда, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 74 работы, в том числе 1 монография, 22 методических пособия (1 учебник), 4 авторских свидетельства на изобретение, 23 статьи в научных журналах и сборниках научных трудов (в том числе 13 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях из перечня ВАК), 24 сообщения в материалах научных конференций.

Личный вклад автора. В совместных публикациях автору принадлежит: постановка и формализация задач исследования, разработка моделей и конструктивных решений, теоретическое обобщение и прикладные расчеты, участие в технической реализации и внедрении разработок. В совместных публикациях и изданиях имеет место неделимое единство.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом 247 страниц, включая список литературы из 218 наименований, 28 рисунков, 19 таблиц.

II.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение . Дана общая характеристика диссертации, ее предмета. Обоснована актуальность проблемы исследований, сформулированы цель и основные задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы. Сформулированы пять направлений  оценки опасных факторов, возникающих в ходе развития горения или пожара.


Глава I. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ         РАЗВИТИЯ ПОЖАРОВ

Связь между жизнедеятельностью человека, вероятностью возникновения пожара и состоянием окружающей среды носит системный характер. К признакам системности относится характер структурирования процесса или явления возникновения и развития пожара, взаимосвязь составляющих его частей, подчиненность всей системы определенной цели – пожарной безопасности.

Данное исследование включает в себя анализ структурных факторов возникновения и развития пожаров, взаимосвязи характера процесса горения и распределения пожарной нагрузки,  определение целей и задач моделирования.

Сформировавшиеся на сегодняшний день пути прогнозирования процесса горения можно систематизировать следующим образом:

- эмпирическое направление определение пожароопасности веществ и материалов (показатели пожароопасности),

- нормативное регулирование распределения и видов пожарной нагрузки в зданиях и сооружениях (технический регламент, ГОСТы, СНИПы),

- экспертная оценка пожарной опасности,

- математическое детерминированное моделирование процессов развития горения,

- стохастическое или вероятностное описание зависимости процессов горения от структуры пожарной нагрузки.

Анализ этих направлений показал, что в основе исследования пожаров лежит эмпирическая оценка (рис. 1), которая позволяет по результатам частных наблюдений (систематические, как правило, невозможны в связи с индивидуальностью объектов противопожарной защиты и сложностью адекватного модельного представления), измерений и натурных экспериментов выявить закономерности и законы возникновения и развития пожаров. Таким образом, эмпирическое направление отличается тем, что не опирается на какие-либо теоретические положения о развитии процесса горения, а оперирует исключительно экспериментальными данными. По сути, оно является основой пожарного дела как научно-технической дисциплины. Именно в рамках этого направления были сформированы такие основополагающие понятия, как горючесть вещества или материала, его условные агрегатные состояния, основные показатели пожарной опасности, понятие стандартного очага пожара и т.д. Из этих положений и полученных экспериментальных данных вытекают акты нормативного регулирования состояния объекта противопожарной защиты.

Рисунок 1. Анализ методов моделирования пожаров.

В практической деятельности пожарной охраны это направление развивается только при разборе и расследовании крупных пожаров и экспериментальной проверке математических моделей.

Нормативное регулирование, как и экспертная оценка, впитывает в себя всю полезную информацию. Однако нормативное регулирование является законом, который может измениться только под давлением мощных факторов  эмпирической и экспертной оценки с учетом математического моделирования. Нормативное регулирование наиболее широко применяется в пожарном деле для оценки пожарной безопасности различных объектов, устройств, жизни и здоровья граждан и юридических лиц.

Экспертная оценка пока не получила широкого применения. В настоящее время она используется при расследовании пожаров и как вспомогательный инструмент при обследовании объектов на предмет пожарной безопасности.

К математическому моделированию (рис.2.) обращаются для получения вещественного прогноза возникновения и развития пожара.

Рисунок 2. Анализ математического моделирования пожаров.

Проведенные исследования математических программ для расчета возникновения и развития пожаров показали, что в настоящее время в основном используются математические пакеты, основанные на полевых моделях. Полевые модели пожара обладают существенными недостатками, в ряде случаев не позволяют  получить результаты, адекватные реальному пожару.

Детерминированные модели пожара основаны на ряде физических и химических законов, применять которые можно только с определенными приближениями. При этом системы уравнений, действительных для ряда примеров, используют посредством применения рекуррентных соотношений ко всем требуемым объектам.

Существует альтернативный подход для моделирования пожаров, основанный на стохастическом моделировании. В отличие от детерминированных моделей, вероятностные модели не требуют разработки физических и химических уравнений для каждого объекта. Стохастическое моделирование использует не строгие соотношения, а экспертную и эмпирическую оценки и  универсальный математический аппарат. Предложенное в работе стохастическое моделирование, основанное на теории конечных цепей Маркова, успешно применяется в различных отраслях промышленности, но для моделирования пожаров практически не используется.

Цепь Маркова – последовательность случайных событий, характеризующаяся тем свойством, что при фиксированном настоящем будущее независимо от прошлого, которое сформировало данное настоящее.

Конечной цепью Маркова  называется случайный процесс, который переходит из состояния в состояние в дискретные моменты времени, называемыми шагами и обозначаемые через n = 0, 1, 2, …,  с определенной вероятностью, так называемой вероятностью перехода. Число  состояний конечно, а значение переходной вероятности полностью определяется тем, в каком состоянии находится процесс, то есть она является условной. Вероятности перехода образуют стохастическую матрицу  Р,  номер строки i которой указывает из какого состояния происходит переход, а номер столбца j - в какое состояние попадает процесс  в результате перехода. Все возможные пути процесса описываются степенями матрицы переходных вероятностей – Pn . Причем вероятность pij  не зависит ни от состояния системы в предшествующие моменты времени (свойство марковости), ни от текущего времени (свойство однородности). Для переходной матрицы  Р  существует собственный вектор , такой что

Р  =  ,  где  = (1 2…..n),                (1)

n – число состояний моделируемого процесса. Вектор α - строка,  содержащая такое же количество компонент, как и столбец переходных вероятностей в матрице Р,  а их физический смысл – среднее время нахождения процесса в состоянии  n.

Теория конечных цепей Маркова позволяет решить три основные задачи:

  1. На конечном множестве состояний найти вероятности перехода системыиз состояния  i в состояние  j  за  n  шагов, то есть построить (NxN)- матрицу вероятностей перехода  за  n  шагов  .
  2. Найти N- вектор вероятностей состояния системы через  n  шагов.
  3. На конечном множестве состояний найти вероятности перехода системыиз состояния  i в состояние  j  за  n  шагов, а также вероятности перехода системы из состояния  i  в состояние  j  не более  чем за  n  шагов.

При анализе цепей Маркова удобным и наглядным является  использование графов состояний. Каждому состоянию соответствует круг с номером состояния. Если из состояния  i  в состояние  j  возможен одношаговый переход, то есть  pij >0, то из состояния  i  в состояние  j  проводится дуга со стрелкой, рядом с которой указывается вероятность перехода pij.  Вершина  i  называется существенной тогда и только тогда, когда для всех  j, в которые возможен переход из  i, возможно и возвращение. Вершина i  несущественна тогда и только тогда, когда существует вершина  j, в которую возможен переход из  i, но невозможно  возвращение. В таблице 1 приведена классификация марковских моделей применительно для исследования процессов возникновения и развития пожара.

Таблица № 1. Классификация марковских моделей.

  Модели

Признаки

Эргодические

Невозвратные
(поглощающие)

С весовой матрицей

Существенные
состояния

  +

+

+

Несущественные

состояния

-

+

+

Применение
модели

Распространение фронта пожара, лесные пожары, пожары на больших территориях

Развитие пожара до его завершения (транспорт, строительные конструкции, здания …)

Исследование процессов возникновения пожара

Пример

графических
состояний


Глава II. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ВОЗНИКНОВЕНИЯ И  РАЗВИТИЯ ПОЖАРОВ

Известно, что для возникновения горения необходимо наличие трех составляющих: горючего вещества, окислителя и источника зажигания. Эти три элемента называют треугольником пожара (табл. 2). Пожаром принято считать неконтролируемый процесс горения, причиняющий материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства. С давних времен человек занимается подчинением огня. Для предупреждения пожаров используются средства для уменьшения горючести пожарной нагрузки, создание противопожарных разрывов горючей нагрузки и установка противопожарных преград. При возникновении горения пожар тушат путем охлаждения пожарной нагрузки или предотвращения доступа к ней окислителя. Пожарная охрана стремится предотвратить или потушить пожар, если он возник, т. е. неуправляемое горение сделать управляемым. Все приемы и способы предупреждения и тушения пожара направлены в основном на подчинение неконтролируемого горения и прекращение пожара или направление его в управляемое русло.

При системно-кибернетическом подходе к исследованию пожара возникновение и развитие горения можно представить в виде триады: среда, объект и субъект (третья строка таблицы 2). Субъект выступает в роли источника зажигания, зависящего от окружающей среды (окислителя). Горение объекта, аналога горючего вещества, зависит от источника зажигания и оказывает влияние на окружающую среду.

Процесс возникновения и развития пожара можно описать с помощью математического аппарата теории автоматического управления (ТАУ) или теории автоматизированного управления (АСУ). В этих подходах объектом является горючее вещество (таб. 2 четвертая и пятая строки), в качестве источника зажигания выступает входное воздействие V, а окислителем – входное воздействие U. В последнем случае возмущающее воздействие F моделирует воздействие человека при тушении пожара.

Предложенные модели позволяют изучать природу процессов, происходящих при возникновении и развитии пожара.

Явление возникновения и развития горения можно описать с помощью физического подхода, основанного на аналогии процессов и явлений, имеющих различную физическую природу, но одинаково описываемых формально одними и теми же математическими соотношениями и структурными схемами.  Пример такого подхода, описание пожара с помощью электрической схемы, показан в таблице 2. Входное напряжение U (воздействие окружающей среды) при замыкании переключателя S1 поступает на электрическую цепь L3, C3, R3, характеризующую параметры источника зажигания.

Таблица № 2. Классификация научных подходов  к моделированию процессов горения

1

Классический подход к исследованию пожара

2

Системно-информационный подход к исследованию пожара

3

Возникновение и развитие пожара с точки зрения ТАУ

4

Возникновение и развитие пожара с точки зрения АСУ

5

Аналогово-физический подход в исследовании пожара

Процесс зарядки конденсатора C3  описывается дифференциальным уравнением второго порядка. В зависимости от соотношения параметров L3, C3, R3 нарастание напряжения на конденсаторе  C3  может носить монотонно-возрастающий характер (зажигание маломощным источником зажигания) или колебательный характер (мощный источник зажигания). Процесс заряда прекращается при размыкании переключателя S1.  При замыкании переключателя S2 конденсатор C3  начинает разряжаться на цепь Lн, Cн, Rн, характеризующую горючую нагрузку. Изменяя количество и параметры электрической цепи Lн, Cн, Rн, можно моделировать развитие пожара.

Глава III. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ПОЖАРА

Привлечение методов системного анализа для решения проблем оценки процесса возникновения и развития пожара необходимо прежде всего потому, что в процессе принятия решений приходится осуществлять выбор в условиях неопределённости, которая обусловлена наличием факторов, не поддающихся строгой количественной оценке.

Фронт пламени представляет собой некоторую условную границу, называемую поверхностью распространения пожара, которая разделяет два состояния горючего: исходное и горящее. Интенсивность теплообмена путем теплопроводности и излучения от поверхности к внутренней области горючего существенно влияет на процесс распространения пламени. Описать такой процесс с помощью детерминированных моделей для жидких, газообразных, дисперсных и твердых горючих веществ с учетом всех химических и физических процессов практически невозможно.  В работе предложено стохастического описания распространения горения с помощью фрактального математического аппарата и перколяционных моделей.

Используя математический аппарат формирования фрактальных структур  можно вычислить длину, площадь и объем пространства развития пожара. Для этих целей используется алгоритм, основанный на вычислении меры М. Исследуемый объект покрывают множеством N фрактальных кластеров. Тогда

М= y(DH ) rDH = y(DH ) N rDH   (2)

где y(DH) геометрический коэффициент, который зависит от выбора покрывающего объекта, r – отрезок единичной длины.

Критический показатель DH называют размерностью Хаусдорфа. Справедливо следующее соотношение:

. (3)

Отношения соответствующих размеров подобных фигур равны, если их привести к одной и той же размерности на основе оценки их нелинейности с помощью оценки размерности Хаусдорфа. Фрактальное отображение пространства, получаемое бесконечным рекурсивным процессом, обладает свойством самоподобия или масштабной инвариантности. Из-за таких свойств фракталов величину DH  можно использовать для описания процесса развития горения. Исходя из вероятностного характера распространения пламени, горение следует моделировать случайными фракталами, порождаемыми стохастическими процессами.

Кроме оценки характеристик плоскостных отображений фронта и поверхности горения можно с соответствующими приближениями описать физические закономерности развития пожара с помощью фракталов, рассматривая процесс распространения  (протекания или перколяции) пламени сквозь определенную среду. 

Характеристики процесса перколяции применительно к развитию процесса горения определяются:

- структурными характеристиками субстанции (аналог пожарной нагрузки), в которой наблюдается это явление;

- физическими особенностями процесса зажигания, который определяет и начальный процесс протекания в этой среде;

- характеристиками протекания процесса, зависящего от окислителя, поддерживающего горение (особенности окислительно-восстановительной реакции).

Теория  фракталов  хорошо  отражает  специфику перколяционных процессов и перспективна для описания сильно неоднородных сред.  Обычно  перколяционную  модель  рассматривают  для  систем, моделируемых решеткой, хотя она может быть применена к конечным и бесконечным графам,  различным сетям и случайным образом структурированным сетям.

Рассмотрим, для примера, решетку 5х5 и выделим в ней эквивалентные состояния (рис. 3). Она отражает некую структуру пожарной нагрузки или ее распределение в каком либо объекте.

Рисунок 3. Решетка с выделенными эквивалентными состояниями

Будем считать, что место возникновения пожара определяется случайным образом в неизвестном узле решетки. Тогда совокупность переходов пожара из узла в узел (первый индекс обозначает номер узла, из которого происходит переход, второй индекс – в который осуществляется переход) описывается стохастической матрицей :

,                (4)

причем вероятности pij  не зависят ни от состояния системы в предшествующие моменты времени (свойство марковости), ни от текущего времени (свойство однородности), неотрицательны (свойство вероятности) и образуют полную группу совместных событий.

При предположении об эквивалентности связей для прохождения процесса можно считать, что

p11=2p12, p13=p15.

Для вероятностей p2i характерно, что из каждого состояния процесс может перейти в другие состояния, т.е. p2i=.

Вероятности перехода из третьего состояния равны .

Для вероятностей p4i  такая же  ситуация, т.е. они равны .

Таким образом матрица Р преобразуется к виду:

.

Для p1i  характерно равенство .

Для одинаковых времен достижения, т.е. для эквивалентных связей .

То есть для отыскания собственных значений матрицы переходных вероятностей Р можно записать:

или:

Учитывая условия нормировки и опуская алгебраические выкладки, приведем решение данной системы уравнений:

Отсюда видно, что для любой конечной решетки с неэквивалентными состояниями и эквивалентными связями существуют численное решение поставленной задачи. Оно показывает, что процесс, случайным образом начавшийся в любой точке рассмотренной решетки, в конце концов, с вероятностью окажется в состоянии 1, с вероятностью - в состоянии 2,  с вероятностью - в состоянии 3 и т.д.

Таким образом, исследование распространения горения по структурированной пожарной нагрузке с помощью  перколяционных процессов с использованием решеточной модели показало, что данный подход позволяет с помощью системы линейных уравнений рассчитать характеристики распространения горения для достаточно сложно структурировананной пожарной нагрузки.


Глава IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СООТВЕТСВИЯ МАРКОВСКОЙ МОДЕЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЮ ПОЖАРА ПО СТРУКТУРИРОВАННОЙ ПОЖАРНОЙ НАГРУЗКЕ

Полномасштабные испытания являются дорогостоящими и трудоемкими. Количество проведенных, на сегодняшний день, натурных испытаний единично. Наибольшее применение находят методы стандартных испытаний. Однако полную картину пожарной опасности таким способом получить сложно, так как испытания проводятся для определения одного показателя пожарной опасности, при этом используются строго фиксированные значения термических воздействий на материалы. Другие пожароопасные свойства оцениваются уже при иных условиях. Провести натурные испытания даже основных пожароопасных ситуаций с применением различных видов пожарной нагрузки также не представляется возможным. Поскольку Марковская цепь событий представляет собой процесс перехода из состояния в состояние, то при ее разработке первоочередной задачей является отождествление модельного состояния с состоянием процесса горения пожарной нагрузки.

В данной работе предлагается следующая модель экспериментального исследования развития пожара. Все исследуемое пространство заполняется одинаковыми элементами. Если данные элементы моделируют однородную пожарную нагрузку, то вероятности их горения и вероятности перехода от одного элемента к другому будут одинаковыми. В противном случае, вероятности горения и перехода горения от других модулей – будут разными. В качестве базового элемента выбран пустотелый куб. Используя кубы одинакового размера можно имитировать простейшее структурированное распределение горючего в пространстве. С технической точки зрения достоинством кубического модуля является постоянство удельной пожарной нагрузки для любого размера стороны куба. Это позволяет сохранять неизменным значение важного параметра для моделирования процессов горения.

Было проведено экспериментальное исследование зависимости массовой скорости выгорания и удельной массовой скорости выгорания  от размера ребра  модельного модуля.

На рисунке 4 показаны размеры образцов модулей. Для проведения опытов были изготовлены по выбранным  размерам модули, наименьшая грань которых составляла 20 мм, наибольшая 200 мм.

Рисунок 4. Сравнительный вид модулей,  используемых в эксперименте.

Из рисунка 5 видно, удельная  массовая скорость выгорания сложным образом зависит от размера ребра куба, причем существуют три области: 

- для модулей малых размеров характерно резкое падение  удельной массовой скорости выгорания (I),

- для модулей размеров следующей области наблюдаются практически стабильные значения скорости (II),

- при дальнейшем увеличении размера ребра модуля удельная массовая скорость медленно падает (III).

Рисунок 5. Зависимость массовой скорости выгорания U  и удельной массовой скорости выгорания V от размера ребра a модельного модуля.

Область наиболее стабильного значения скорости выгорания испытываемого модуля соответствует моделям с размером ребра  в диапазоне от 6 до 9 см.  В качестве оптимального был выбран модельный куб с размером ребра 7,5 см.

Из полученных в ходе эксперимента данных  была проведена оценка значений марковских параметров модельного процесса горения пожарной нагрузки, составленной из соприкасающихся модулей.

В таблицу № 3 сведены результаты экспериментальных исследований.

Таблица № 3. Экспериментальное исследование горения модулей.

=

=

=

=
=(0.56 0.44)

=
=(0,41  0,31  0,28)

=
=(0,31  0,23  0,21  0,25)

В данном исследовании была  разработана экспериментальная методика на основе структурных модулей в виде куба  для исследования процессов возникновения и развития горения. С помощью этой методики проведена оценка значений Марковских параметров модельного процесса горения пожарной нагрузки. Эксперимент показывает, что использование Марковских моделей позволяет исследовать процессы возникновения и развития пожара.

Глава V. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАРКОВСКИХ МОДЕЛЕЙ ВОЗНИКНОВЕИЯ И РАЗВИТИЯ ГОРЕНИЯ

Для анализа процессов развития пожаров с помощью конечных цепей Маркова достаточно рассмотреть два их типа: поглощающие и эргодические. Для каждого из них вводится матрица переходных вероятностей, через которую параметры выражаются с помощью элементарных матричных операций.

Для эргодических Марковских цепей вероятности перехода процесса из состояния в состояние образуют матрицу  Р,  номер строки  которой указывает, из какого состояния происходит переход, а номер столбца - в какое состояние попадает процесс  в результате перехода. Примеры применения эргодических цепей рассмотрены в предыдущей главе. Так как число этих состояний конечно, а значение вероятности перехода полностью определено состоянием, в котором процесс находится в данный момент времени, вероятность перехода является условной. Параметры Марковской модели могут быть определены экспериментально или с помощью каких-либо методов оценки переходных вероятностей. Для этого могут применяться экспертные методы или расчеты с помощью традиционных моделей. 

Для примера рассмотрим использование поглощающих цепей анализа развития процесса горения и их возможностей для исследования пожарной опасности на объекте, условно разделенном на четыре зоны. В качестве объекта можно рассматривать автомобиль или строительную конструкцию. При возникновении пожара в одной из зон возможны следующие ситуации или исходы процесса:

1. пожар в одной из зон прекратиться из-за выгорания пожарной нагрузки или отсутствия окислителя (воздуха),

2. пожар будет продолжаться в данной зоне,

3. горение перейдет в следующую зону.

Вероятность первого события обозначим p, вероятность того, что пожар будет продолжаться в i зоне, – q и вероятность третьей ситуации обозначим как r. Поскольку других исходов процесса нет, то p+q+r=1. Такая конечная цепь Маркова имеет следующие состояния: S1 –  пожар прекратился в одной из зон, S2 – выгорел  весь объект, S3 – горит 4 зона, S4 – горит 3 зона, S5– горит 2 зона, S6 – горит 1 зона.

Тогда матрица переходных вероятностей процесса имеет вид:

,                        (9)

где номер строки обозначает состояние, из которого происходит переход, а номер столбца – состояние, в которое процесс переходит.

Будем считать, что пожар, перейдя из i зоны в j зону, назад не возвращается. То есть, состояния S1 – S6 принадлежат эргодическому множеству, в котором можно из любого состояния попасть в любое и из которого, попав в него, нельзя уйти.  Рассмотрим поглощающие цепи Маркова  -  цепи, все эргодические состояния которых являются поглощающими, то есть состояния, попав в которые, нельзя из них выйти. 

В любой поглощающей конечной цепи Маркова, независимо от того, где начался процесс,  вероятность после n шагов оказаться в невозвратном эргодическом состоянии стремится к 1 при n .  Под невозвратными состояниями в теории цепей Маркова следует понимать такое множество состояний, в котором можно из любого состояния попасть в любое и из которого можно выйти.

Удобно придать матрице P несколько иной,  канонический вид, объединив все эргодические состояния в одну группу и все невозвратные состояния – в другую группу. Тогда каноническая форма будет

.                (10)

Подматрица S размерности 2х2

                       (11)

относится к процессу после достижения пожаром поглощающего состояния. Подматрица 0 размерностью 4х2 составлена целиком из нулей.

Подматрица  R  размерности 2х4

                       (12)

отвечает переходам из невозвратных в эргодические состояния. 

Подматрица  Q  размерности 4х4

                       (13)

описывает поведение процесса до выхода из множества невозвратных состояний.

       Поведение процесса описывается возведением переходной матрицы в следующую степень. При возведении матрицы  P  во все более высокие степени все элементы подматриц  Q стремятся к 0. Подматрица  S=I, т.е. представляет собой единичную матрицу. Из определения произведения матриц следует, что при возведении матрицы  P в степень, подматрица  I  не меняется.

Из теории Марковских цепей следует, что среднее время, которое проводит процесс в каждом  состоянии, всегда конечно, и что эти средние времена определяются матрицей N,  где

N=(I-Q)-1.                        (14)

Учитывая, что p + q + r = 1 и полагая t = r/(p+r), получаем

.                        (15)

Дисперсия  тех же случайных величин определяется матрицей

.        (16)

Среднее время горения каждой зоны можно найти из матрицы

,                        (17)

А дисперсия

.        (18)

Вероятность прекращения пожара или перехода в следующую зону определяется

.                        (19)

Для примера рассмотрим вариант, когда вероятность того, что пожар в одной из зон прекратиться p=0,3, вероятность продолжения пожара в данной зоне q=0,1 и вероятность перехода горения в следующую зону r=0,6.

Тогда

,

Вероятность того, что объект выгорит полностью, то есть выгорят все четыре зоны, зависит только от отношения r/(p+r). Это отношение представляет собой вероятность того, что пожар перейдет в следующую зону (а не прекратит горение в данной зоне) при условии, что пожарная нагрузка в этой зоне выгорит полностью (горение в данной зоне не возобновится). При этом не накладывается никаких ограничений на время горения в каждой зоне. Нули матрицы  N  показывают, что в выгоревших зонах пожар не возобновится.  В соответствии с нижней строкой фундаментальной матрицы N следует, что если пожар начался в первой зоне и в этой же зоне прекратился, то среднее время пожара будет составлять 1,25 единиц времени. Если пожар перешел во вторую зону и в этой зоне потух, то получаем среднее время пожара во второй зоне составит 1,25 единиц времени (вторая строка снизу матрицы N). При переходе горения в третью зону (нижняя строка матрицы N) среднее время горения во второй зоне будет 0,937 единиц времени. То есть при полном выгорании объекта, начавшего гореть из первой зоны, первая зона будет гореть 1,25, вторая – 0,937, третья – 0,703 и четвертая – 0,527 единицы времени.

,

наибольшая дисперсия при любом начальном состоянии возрастает при переходе пожара из зоны в зону.

, ,

среднее время горения тем больше, чем больше число переходов пожара из зоны в зону, причем дисперсия среднего времени горения первой зоны гораздо больше, чем второй.

,

т.е. при переходе пожара в третью зону вероятность выгорания всего объекта становится больше пятидесяти процентов.

Следовательно, Марковская модель процессов развития горения с использованием поглощающих цепей позволяет получить следующие важные результаты:

  1. Рассчитать вероятность прекращения горения на определенных стадиях в каждой зоне горения.
  2. Определить относительное время достижения полного выгорания объекта или его зон в зависимости от пожарной нагрузки и условий воздухообмена.
  3.   Оценить относительную вероятность повреждения или утраты материальных ценностей в рассматриваемых зонах в случае возникновения пожара.

В заключении излагаются основные результаты работы, перечисляются научные и практические результаты, их значимость для теории и практики.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации решена актуальная проблема системного анализа математических моделей пожара,  разработаны недетерминированные модели возникновения и развития пожаров, обосновано их практическое использование для повышения промышленной безопасности, а также для  реконструкции пожаров при их расследовании.

В том числе получены следующие результаты:

1. Проведена систематизация и классификация  методов моделирования процессов возникновения и развития пожаров. Системный анализ современных модельных описаний показал, что в настоящее время недостаточное внимание уделяется разработке недетерминированных моделей исследования пожаров.

2. Дана классификация  Марковских моделей применительно к  описанию и исследованию процессов возникновения и развития горения структурированной пожарной нагрузки.

3. Разработаны недетерминированные модели описания распространения горения с помощью математического аппарата фракталов и теории перколяции.

4. Проведены экспериментальные исследования процессов распространения пламени  по  структурированной пожарной нагрузке.

5. Разработаны Марковские модели возникновения и развития горения для исследования и реконструкции пожара.

Полученные в работе результаты решают ряд проблем, связанных с построением моделей, позволяющих оценить пожарную опасность на различных объектах. Математические модели, разработанные в диссертации, могут быть использованы для реконструкции, исследования и расследования пожаров.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Монография

Ю.Д. Моторыгин  Математическое моделирование процессов возникновения и развития пожаров: Монография / Под общей редакцией  В.С.Артамонова. – СПб.: Санкт-Петербургский университет Государственной Противопожарной Службы МЧС России. 2011.

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных в перечне ВАК Минобрнауки России

2. Моделирование процессов развития горения с помощью конечных цепей Маркова  // Ю.Д. Моторыгин, В.А. Ловчиков, А.И. Пешкова, А.Н. Гизатуллин // Вестник СПб института ГПС МЧС России. 2006. № 4. (0,3/0,2 п.л.).

3. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Воронова В.Б., Гизатуллин А.Н.  Исследование процессов горения легкового автомобиля с помощью конечных цепей Маркова // Вестник СПб института ГПС МЧС России. 2006. № 4. (0,3/0,2 п.л.).

4. Шарапов С.В., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д. Экспертные исследования следов нефтепродуктов в окружающей среде при анализе чрезвычайных ситуаций // Проблемы управления рисками в техносфере. 2007. № 3-4 (0,4/0,1 п.л.).

5. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Поташев Д.А., Мироньчев А.В. Моделирование процессов развития пожаров с помощью конечных цепей Марков // Проблемы управления рисками в техносфере. 2007. № 2. (0,4/0,2 п.л.).

6. Кондратьев С.А., Мироньчев А.В., Моторыгин Ю.Д. Совмещенный термический анализ в делах о пожарах // Судебная экспертиза. Научно-практический журнал. № 3 Изд-во Сарат. юрид. ин-та МВД России, 2007 г. (1,2/0,4 п.л.).

7. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Шарапов С.В., Гизатуллин А.Н. Оценка времени горения легкового автомобиля с помощью конечных цепей Маркова // Пожаровзрывобезопасность, № 2. 2008. (0,5/0,3 п.л.).

8. Шарапов С.В., Моторыгин Ю.Д., Рубилов С.В. Экспериментальное изучение возможности возгорания систем почва-нефтепродукт при разливах нефти на объектах нефтегазового комплекса // Проблемы управления рисками в техносфере. 2008. № 3-4 (0,4/0,/1 п.л.).

9. Бардин И.В., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д. Прогнозирование ситуаций и оптимизации принятия решений по улучшению экологической обстановки в районе с нефтяным загрязнением на основе конечных цепей Маркова // Проблемы управления рисками в техносфере. 2009. № 1-2 (0,4/0,/2 п.л.).

10. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Воронова В.Б. Исследование процессов развития горения с помощью коечных цепей Маркова // Проблемы управления рисками в техносфере. 2009. № 3 (0,4/0,/3 п.л.).

11. Бардин И.В., Моторыгин Ю.Д., Шарапов С.В., Кононов С.И. Пожароопасное состояние  почвенного покрова на объектах нефтегазового  комплекса: прогнозирование и предотвращение угрозы возникновения чрезвычайных ситуаций // Пожарная безопасность. 2010. № 1. (0,8/0,4 п.л.).

12. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Сухорукова И.О. Моделирование процесса зажигания с помощью конечных цепей Маркова // Проблемы управления рисками в техносфере. № 1(13). 2010. (0,6/0,2 п.л.).

13. Моделирование процессов развития горения пожарной нагрузки с помощью конечных цепей Маркова // А.И. Подрезова, Ю.Д. Моторыгин, В.А. Ловчиков, Пешков И.А. // Вестник Воронежского государственного технического университета, том 7, №3, 2011 г.. (0,4/0,1п.л.).

14. Абдулалиев Ф.А., Моторыгин Ю.Д. Описание развития пожара с помощью перколяционной модели // Пожаровзрывобезопасность, № 8. 2011. (0,8/0,4 п.л.).

Прочие научные публикации

15. А.С. №1181092 (СССР) Б.И. 1985 №35, Бочаров Ю.И., Будченко М.И., Северцев А.Н., Моторыгин Ю.Д. (0,4/0,1 п.л.).

16. А.С. №1325641 (СССР) Б.И. 1987 №27, Бочаров Ю.И., Будченко М.И., Северцев А.Н., Моторыгин Ю.Д.  (0,4/0,1 п.л.).

17. А.С. №1352599 (СССР) Б.И. 1987 №42, Бочаров Ю.И., Северцев А.Н., Моторыгин Ю.Д.. (0,4/0,13 п.л.).

18. А.С. №1610574 (СССР) Б.И. 1990 №44. Лавров А.А., Моторыгин Ю.Д.. (0,4/0,2п.л.).

19. Расчет и проектирование конденсаторных делителей напряжения./ Ю.Д. Моторыгин, А.Н. Северцев, Н.К. Хамков // Вычислительные, измерительные и управляющие системы., Изд. ЛПИ им. М.И. Калинина. 1987. (0,4/0,13 п.л.).

20. Анализ системы электропривода: конденсаторный делитель напряжения – двигатель постоянного тока изучение экстрактивных компонентов строительных материалов при исследовании пожаров в зданиях и сооружениях / Ю.Д. Моторыгин, А.Н. Северцев, Н.К. Хамков // Труды ЛПИ № 430., Изд. ЛПИ им. М.И. Калинина. 1989. (0,9/0,3 п.л.).

21. Техническая диагностика электроприводов бумагоделательных машин / В.И.Королев, Е.Н. Ковалев, Ю.Д. Моторыгин, В.П. Николаев // Изд.М: ЦРДЗ., Межвуз. Сб. науч. Тр. 1992г  (0,5/0,13 п.л.).

22. Применение конденсаторного делителя напряжения в качестве источника питания частотно-регулируемого электропривода / Ю.И. Бочаров, А.Н. Северцев, Ю..Д. Моторыгин // Теория и расчет электрооборудования и средств автоматизации промышленных установок., Изд. Хабаровского политехнического института 1987. (0,5/0,2  п.л.).

23. Бочаров Ю.И., Северцев А.Н., Моторыгин Ю.Д. Частотно управляемый электропривод с конденсаторными делителями напряжения в качестве источника питания. // Автоматизированный  вентильный электропривод  Пермский политехнический институт, 1986. (0,5/0,13 п.л.).

24. Бочаров Ю.И., Северцев А.Н., Моторыгин Ю.Д. Исследование конденсаторного делителя напряжения как источника питания в электроприводе.  // Совершенствование электрооборудования и средств автоматизации технологических процессов промышленных предприятий. КнАПИ, 1986. (0,3/0,1 п.л.).

25. Бочаров Ю.И., Северцев А.Н., Моторыгин Ю.Д.  Частотно-управляемый электропривод с конденсаторным делителем напряжения. // Автоматизация электроприводов и оптимизация режимов. Красноярский политехнический институт, 1985.  (0,1/0,03п.л.).

26. Ерихов М.М., Островский М.Я., Моторыгин Ю.Д. Расчет периодических режимов в системах с двухсторонней широтно-импульсной модуляцией  // Развитие гибких производственных систем в машиностроении. Советское Зауралье. 1986  (0,4/0,13 п.л.).

27. Моторыгин Ю.Д. Электроприводы с конденсаторными делителями напряжения: автореф. дис.  канд. техн. наук. Л.: ЛПИ им. М.И.Калинина , 1987. (1 п.л).

28. Моторыгин Ю.Д., Прокопов А.А., Исследование работы микропроцессорной системы с периферийными устройствами // Методические указания-КнАПИ. –Комсомольск-на-Амуре, 1989. (1,2/0,6 п.л.).

29. Моторыгин Ю.Д., Николаев В.П. Устройство для технической диагностики электроприводов. // Применение в промышленности электроприводов на перспективной базе., М: ЦРДЗ 1992 (0,4/0,2 п.л.).

30. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д // Рабочая программа по специальности 3203 "Пожарная безопасность". СПб.: СПб Университет МВД РФ, 1999. (1,2/0,4 п.л.).

31. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д // Учебная программа для слушателей очной и заочной формы обучения, высшее образование. Специальность 330400. (руководство). СПб.: СПб Университет МВД РФ, 1999. (1,9/0,63  п.л.).

32. Чешко И.Д., Моторыгин Ю.Д.  Информационный компьютерный комплекс по исследованию и экспертизе пожаров. // «Новые информационные технологии в практике работы правоохранительных органов». СПбУ МВД РФ, СПб, 1998. ч.4.01. (0,4/0,2 п.л.).

33. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д // Учебная программа для слушателей заочной формы обучения, среднее образование. Специальность 330400. (руководство). СПб.: СПб Университет МВД РФ, 1999. (1,2/0,4 п.л.).

34. Моторыгин Ю.Д., Чешко И.Д. Порядок отработки электротехнической версии возникновения пожара. // Компьютерная преступность: состояние, тенденции, меры. СПб; СПб университет МВД России, 1999.. (0,3/0,15 п.л.).

35. Моторыгин Ю.Д. Исследование информации на гибких магнитных дисках. // Компьютерная преступность: состояние, тенденции, меры. СПб; СПб университет МВД России, 1999.. (0,3п.л.).

36. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Вакуленко С.В., Моторыгин Ю.Д // Альбом схем. Учебное пособие. СПб.: СПб Университет МВД РФ, 1999. (21/7 п.л.).

37. Чешко И.Д., Лебедев К.Б., Моторыгин Ю.Д. Исследование электропроводников, подвергшихся локальному нагреву при БПС // Труды первой международной научно-практической конференции. СПб; СПб университет МВД России, 1999.. (0,1/0,05 п.л.)

38. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д // Альбом схем. Учебное пособие. СПб.: СПб Университет МВД РФ, 1999. (3,6/1,2 п.л.).

39. Моторыгин Ю.Д., Чешко И.Д. Экспертное исследование пожаров, вызванных обрывом нейтрали в электросети // Теоретические и прикладные проблемы экспертно-криминалистической деятельности: СПб; СПб университет МВД России, 1999.. (0,3/0,15 п.л.).

40. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д // Методические рекомендации по изучению дисциплины. СПб.: СПб Университет МВД РФ, 2000. (8,0 / 2,0 п.л.).

41. Руководство к практическим и лабораторным работам по расследованию и экспертизе пожаров. / Чешко И.Д., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д // Учебное пособие. СПб.: СПб Университет МВД РФ, 2000. (6,0/2,0 п.л.).

42. Расследование и экспертиза пожаров: методические рекомендации по изучению дисциплины. // Чешко И.Д., Моторыгин Ю.Д., Кондратьев С.А. и др. // Учебно-методическое пособие.  СПб.: СПб Университет МВД РФ, 2000. (7,0/1,0 п.л.).

43. Расследование пожаров. / Чешко И.Д., Моторыгин Ю.Д., Кондратьев С.А. и др. // Учебное пособие.  СПб.: СПб Университет МВД РФ, 2000. (6,0/1,0 п.л.).

44. Применение расчетных методов в пожарно-технической экспертизе. / Чешко И.Д., Моторыгин Ю.Д., Галишев М.А. // Учебное пособие.  СПб.: СПб Университет МВД РФ, 2000. (1,2/0,4 п.л.).

45. Чешко И.Д., Моторыгин Ю.Д.  Расследование и экспертиза пожаров. // Методические рекомендации по изучению дисциплины.  СПбУ МВД РФ, СПб, 2000.  (15/7 п.л.).

46. Расследование и экспертиза пожаров. / Чешко И.Д., Моторыгин Ю.Д, Шарапов С.В. // Рабочая программа по специальностям 330400, 3230. СПб.: СПб Институт ГПС МЧС  России, 2003. (1,4/0,3 п.л.).

47. Метрологи, стандартизация и сертификация. / Шарапов С.В., Кондратьев С.А., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д.  // Рабочая программа по специальностям 73000 «Прикладная математика». СПб.: СПб Институт ГПС МЧС  России, 2004. (1,4/0,3 п.л.).

48. Методы математического моделирования при экспертизе пожаров / Ю.Д. Моторыгин, С.Л. Исаков // Новые технологии в деятельности органов и подразделений МЧС России. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2004. (0,2/0,1 п.л.)..

49. Зависимость вероятности возникновения пожара от технических характеристик автомобиля, дорожно-транспортной ситуации и особенностей внешних обстоятельств / Кондратьев С.А., Моторыгин Ю.Д., Толстых В.И. // Проблемы взаимодействия МВД и МЧС России в сфере обеспечения безопасности дорожного движения. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2004. (0,3/0,1 п.л.).

50. Расследование пожаров: методические рекомендации по изучению дисциплины / М.А. Галишев, Ю.Д. Моторыгин, С.В. Шарапов [и др.]; под общ. ред. В.С.Артамонова. -СПб.: Санкт-Петербургский институт ГПС МЧС России, 2004. (26/6 п.л.).

51. Прогнозирование опасных факторов пожара / Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д, Шарапов С.В. [и др.].  // Рабочая программа по специальности 330400 СПб.: СПб Институт ГПС МЧС  России, 2004. (1,4/0,3 п.л.).

52. Расследование и экспертиза пожаров. / Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д, Шарапов С.В. [и др.].  // Методические рекомендации для слушателей заочной формы обучения. СПб.: СПб Университет ГПС МЧС  России, 2007. (9,0/2,0 п.л.).

53. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Поташев Д.А. Анализ возможности модельного описания пожаров с помощью конечных цепей Маркова // Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях»: материалы Междунар. науч.-практ. конф. М: МГЮА, 2007 (0,3/0,1 п.л.).

54. Экспертный взгляд на систему показателей пожарной опасности. / С.А. Кондратьев, Ю.Д. Моторыгин, С.В. Шарапов, В.А. Ловчиков // Перспективы развития пожарно-технической экспертизы и расследования пожаров. СПб.: СПб университет ГПС МЧС России, 2007  (0,3/0,1 п.л.).

55. Расследование и экспертиза пожаров. / Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д, Шарапов С.В. // Рабочая программа по специальности 030501.65 «Юриспруденция».СПб.: СПб Университет ГПС МЧС  России, 2007. (8,0/2,6 п.л.).

56. Расследование пожаров. Учебник / Артамонов В.С., Галишев М.А., Моторыгин Ю.Д, Шарапов С.В. [и др.]: СПб.: СПб Университет ГПС МЧС  России, 2007. (34/2,6 п.л.).

57. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Поташев Д.А., Исследование возможности моделирования процессов развития пожаров с помощью конечных цепей Маркова // Теория и практика судебной экспертизы в современных условиях: материалы Междунар. пожарно-техн. выст. Москва, 2007. (0,3/0,1 п.л.).

58. Прогнозирование опасных факторов пожара / Моторыгин Ю.Д, Галишев М.А., Шарапов С.В. [и др.].  // Рабочая программа. СПб.: СПб Университет ГПС МЧС  России, 2008. (1,8/0,6 п.л.).

59. Прогнозирование опасных факторов пожара / Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Палинова Ю.Г.  // Лабораторный практикум СПб.: СПб Университет ГПС МЧС  России, 2008. (1,4/0,3 п.л.).

60. Митрофанова Л.А., Сухорукова Е.И., Моторыгин Ю.Д., Прогнозирование  ситуации и оптимизации принятия решений для повышения безопасности и улучшения экологической обстановки при чрезвычайных ситуациях на водном транспорте // Сервис безопасности в России: материалы Международной науч.-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009. (0,3/0,15 п.л.).

61. Стохастические методы пожарно-технической экспертизы в установлении причины возникновения горения при расследовании пожаров на автотранспорте / Ю.Д. Моторыгин, О.В.Абразумов, С.А.Кондратьев, В.П. Белобратова  // // Сервис безопасности в России: материалы Международной науч.-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009. (0,4/0,15 п.л.).

62. Моделирование экологической обстановки в районах с нефтяным загрязнением на основе конечных цепей Маркова / И.В. Бардин, Ю.Д. Моторыгин, М.А. Галишев  // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация: материалы Междунар. научно-практ. конф. Минск, 2009. (0,3/0,1 п.л.).

63. Моделирование чрезвычайных ситуаций на транспорте с помощью конечных цепей Маркова  / Ю.Д. Моторыгин, О.В. Абразумов, Д.А. Панджин и др. // Сервис безопасности в России: материалы Международной научно-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009. (0,3/0,1 п.л.).

64. Моделирование пожаров на транспорте с помощью конечных цепей Маркова / Ю.Д. Моторыгин, В.А. Ловчиков, А.Н. Гизатуллин // Чрезвычайные ситуации: предупреждение и ликвидация: материалы Междунар. научно-практ. конф. Минск, 2009. (0,3/0,15 п.л.).

65. Оценка опасности возникновения пожара в зданиях и сооружениях / Ю.Д. Моторыгин, В.А. Ловчиков, В.Б. Воронова, А.И. Подрезова // Сервис безопасности в России: материалы Международной научно-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009. (0,3/0,1 п.л.).

66. Применение перколяционных процессов для описания моделей развития пожара / Ф.С. Абдуалиев, Е.И. Сухорукова, Ю.Д.Моторыгин // Сервис безопасности в России: материалы Международной науч.-практ. конф. СПб.: СПб институт ГПС МЧС России, 2009. (0,3/0,2 п.л.).

67. Анализ выводов пожарно-технической экспертизы автотранспортных средств стохастическими методами / О.В. Абразумов  Ю.Д. Моторыгин, М.А. Галишев, П.Н.Егориков  //  «Право. Безопасность. Чрезвычайные ситуации»  № 4(5) научно - аналитический журнал  СПб Университет ГПС МЧС России 2009 г. (0,5/0,2 п.л.).

68. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., В.Б. Воронова, А.И. Подрезова,  Оценка опасности возникновения пожара в зданиях и сооружениях // Журнал-каталог "Журнала-каталога "Строительная безопасность 2010. (0,2/0,1п.л.).

69. Ю.Д. Моторыгин, О.В. Абразумов. Использование стохастического моделирования при производстве судебных пожарно-технических экспертиз легковых автомобилей  // Право. Безопасность. Чрезвычайные ситуации: Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России, 2010.- №1(6)  (0,3/0,15 п.л.).

70. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., Воронова В.Б., Подрезова В.Б. Оценка опасности возникновения пожара в зданиях и сооружениях  //  Строительная безопасность 2010 (0,6/0,2 п.л.).

71. Motorygin Y.D., Lovchikov V.A., Litovchenko I.O.  Modelling of process of ignition of firm organic substances by means of final chains Mаrкова.  // 2th International scientific conference on safety ingineering fire, environment, work environment, integrated risk. Novi Sad, 2010 (0,4/0,15 п.л.).

72. Сухорукова Е.И., Митрофанова Л.А., Моторыгин Ю.Д. Прогнозирование ситуаций и оптимизация принятия решений для повышения безопасности и улучшения экологической обстановки при чрезвычайных ситуациях на водном транспорте  // Транспортная безопасность и технологии  №2 (22) август 2010 г.  (0,6/0,2 п.л.).

73. Motorygin Y.D., Abdyaliev F.A., Perlin A.I.  Description of fire development by percolation models. // 12 th International conference fire and explosion protection. Novi Sad, 2010 (0,4/0,15 п.л.).

74. Моторыгин Ю.Д., Ловчиков В.А., В.Б. Воронова Исследование процессов развития горения с помощью конечных цепей Маркова // Пожарная автоматика, 2011. (0,6/0,2 п.л.).

Подписано в печать  09.09. 2011. Формат 6084 1/16

Печать цифровая. Объем 2 п.л. Тираж 100 экз.

Отпечатано в Санкт-Петербургском университете ГПС МЧС России

196105, Санкт-Петербург, Московский проспект, д. 149







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.