<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia»</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia»</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Научно-аналитический журнал &quot;Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России&quot;</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2218-130X</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">102831</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.61260/2218-130X-2025-3-1-12</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>ПОЖАРНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>FIRE AND ENVIRONMENTAL SAFETY</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>ПОЖАРНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">INFLUENCE OF SMOKE CONCENTRATION AND FALSE FACTORS ON THE ACTIVATION OF AUTOMATIC FIRE ALARMS</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ДЫМА И ЛОЖНЫХ ФАКТОРОВ НА СРАБАТЫВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОЖАРНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0007-6980-2027</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Рахматуллина</surname>
       <given-names>Элина Фанисовна</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Rahmatullina</surname>
       <given-names>Elina F.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>rahmatullina_elina@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0002-9332-2414</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Пермяков</surname>
       <given-names>Арсений Владимирович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Permyakov</surname>
       <given-names>Arseniy V.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>senya2512@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0001-6316-9725</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Хафизов</surname>
       <given-names>Ильдар Фанилевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Khafizov</surname>
       <given-names>Ildar F.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>ildar.hafizov@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-5"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-2638-9937</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Хафизов</surname>
       <given-names>Фаниль Шамильевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Khafizov</surname>
       <given-names>Fanil . Sh</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>fanil150656@mail.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-6"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Уфимский государственный нефтяной технический университет</institution>
     <city>Уфа</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ufa State Petroleum Technological University</institution>
     <city>Ufa</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Уфимский государственный нефтяной технический университет</institution>
     <city>Уфа</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ufa State Petroleum Technological University</institution>
     <city>Ufa</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Уфимский государственный нефтяной технический университет</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ufa State Oil Technical University</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Уфимский государственный нефтяной технический университет</institution>
     <city>Уфа</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ufa State Petroleum Technological University</institution>
     <city>Ufa</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-5">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Уфимский государственный нефтяной технический университет</institution>
     <city>Уфа</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ufa State Petroleum Technical University</institution>
     <city>UFA</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-6">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Уфимский государственный нефтяной технический университет</institution>
     <city>Уфа</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ufa state petroleum technical university</institution>
     <city>Ufa</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-10-21T00:00:00+03:00">
    <day>21</day>
    <month>10</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-10-21T00:00:00+03:00">
    <day>21</day>
    <month>10</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>2025</volume>
   <issue>3</issue>
   <fpage>1</fpage>
   <lpage>12</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-05-26T00:00:00+03:00">
     <day>26</day>
     <month>05</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-07-22T00:00:00+03:00">
     <day>22</day>
     <month>07</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://journals.igps.ru/en/nauka/article/102831/view">https://journals.igps.ru/en/nauka/article/102831/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Актуальной задачей в области обеспечения безопасности зданий и сооружений является создание надёжной и эффективной пожарной сигнализации. Несмотря на широкое распространение различных систем автоматической пожарной сигнализации, многие датчики характеризуются высокой чувствительностью к нецелевым факторам (пыли, влажности, освещённости), что приводит к ложным срабатываниям. Современные исследования предлагают усреднённые подходы к детектированию дыма, однако в них, как правило, не учитываются динамические особенности распространения дыма и влияние посторонних факторов. Таким образом, остаётся нерешённым вопрос количественной взаимосвязи между концентрацией дыма, действием ложных факторов и временем срабатывания автоматической пожарной сигнализации. Цель исследования – разработка математической модели, описывающей такую зависимость, и алгоритма, позволяющего повысить точность и надёжность срабатывания извещателей. Разработана математическая модель, описывающая процессы конвекции и диффузии дыма в замкнутом пространстве, а также влияние внешних факторов на сигнал датчика. Приведены уравнения для расчёта концентрации аэрозоля и математическая модель сигнала, включающая вклад ложных факторов и концентрации дыма. Разработан алгоритм детектирования задымления, позволяющий предсказать время срабатывания датчика и оценить вероятность ложных тревог. Разработанная математическая модель сигнала датчика, учитывающая концентрацию дыма и ложные факторы, а также предложенный алгоритм детектирования задымления, могут быть использованы для настройки чувствительности.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>A pressing challenge in ensuring the safety of buildings and structures is the development of reliable and efficient fire alarm systems. Despite the widespread use of various automatic fire alarm systems, many sensors exhibit high sensitivity to non-target factors such as dust, humidity, and lighting, leading to false alarms. Contemporary research often employs generalized approaches to smoke detection but typically does not account for the dynamic features of smoke propagation and the influence of external interferences. As a result, the quantitative relationship between smoke concentration, false factors, and automatic fire alarm systems response time remains unresolved. The aim of this study is to develop a mathematical model describing this relationship and an algorithm that enhances the accuracy and reliability of sensor activation. A mathematical model has been developed to describe convection and diffusion processes of smoke in an enclosed space, as well as the influence of external factors on the sensor signal. Equations are provided for calculating aerosol concentration, and a mathematical signal model is presented that incorporates the impact of false factors and smoke concentration. A smoke detection algorithm was developed to predict sensor activation time and estimate the probability of false alarms. The proposed mathematical model of the sensor signal, which accounts for smoke concentration and false factors, along with the smoke detection algorithm, can be used to calibrate the sensitivity of fire detectors, improve the accuracy of smoke detection, and reduce the number of false alarms.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>пожарная сигнализация</kwd>
    <kwd>концентрация дыма</kwd>
    <kwd>датчики</kwd>
    <kwd>ложные факторы</kwd>
    <kwd>модель конвекции-диффузии</kwd>
    <kwd>алгоритм детектирования</kwd>
    <kwd>оптимизация чувствительности</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>fire alarm</kwd>
    <kwd>smoke concentration</kwd>
    <kwd>sensors</kwd>
    <kwd>false factors</kwd>
    <kwd>convection-diffusion model</kwd>
    <kwd>detection algorithm</kwd>
    <kwd>sensitivity optimization</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">EN 54-7:1994. Системы пожарной сигнализации. Часть 7: Дымовые пожарные извещатели; точечные извещатели по принципу контроля рассеянного и проходящего света или ионизационные. URL: https://ru-bezh.ru/uploads/instrukcii/en54/EN%2054-7.pdf (дата обращения: 11.12.2024).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">EN 54-7:1994. Sistemy pozharnoj signalizacii. Chast' 7: Dymovye pozharnye izveshchateli; tochechnye izveshchateli po principu kontrolya rasseyannogo i prohodyashchego sveta ili ionizacionnye. URL: https://ru-bezh.ru/uploads/instrukcii/en54/EN%2054-7.pdf (data obrashcheniya: 11.12.2024).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 53325–2012. Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования и методы испытаний. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200102066 (дата обращения: 11.12.2024).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST R 53325–2012. Tekhnika pozharnaya. Tekhnicheskie sredstva pozharnoj avtomatiki. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya i metody ispytanij. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200102066 (data obrashcheniya: 11.12.2024).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 34698–2020. Извещатели пожарные. Общие технические требования. Методы испытаний. Доступ из информ.-правового портала «Гарант».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 34698–2020. Izveshchateli pozharnye. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya. Metody ispytanij. Dostup iz inform.-pravovogo portala «Garant».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Fire Alarm System Market, Share &amp; Growth Analysis Report, 2033. URL: https://www.valuemarketresearch.com/report/fire-alarm-system-market (дата обращения: 11.12.2024).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fire Alarm System Market, Share &amp; Growth Analysis Report, 2033. URL: https://www.valuemarketresearch.com/report/fire-alarm-system-market (data obrashcheniya: 11.12.2024).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пожары и пожарная безопасность в 2023 году: информ.-аналит. сб. / В.С. Гончаренко [и др.]. Балашиха: ВНИИПО МЧС России, 2024. 110 с.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pozhary i pozharnaya bezopasnost' v 2023 godu: inform.-analit. sb. / V.S. Goncharenko [i dr.]. Balashiha: VNIIPO MChS Rossii, 2024. 110 s.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Танклевский Л.Т., Бабиков И.А., Танклевский А.Л. Об оценке достоверности обнаружения возгорания // Проблемы управления рисками в техносфере. 2021. № 3 (59). С. 28–33. EDN JVMNBY.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tanklevskij L.T., Babikov I.A., Tanklevskij A.L. Ob ocenke dostovernosti obnaruzheniya vozgoraniya // Problemy upravleniya riskami v tekhnosfere. 2021. № 3 (59). S. 28–33. EDN JVMNBY.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Пиреева В.С., Рахматуллина Э.Ф., Пермяков А.В. Влияние концентрации дымовых частиц на обнаружение возгорания // Технические и технологические системы: материалы XV Междунар. науч. конф. «ТТС-24». Краснодар, 2024. С. 150–153.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pireeva V.S., Rahmatullina E.F., Permyakov A.V. Vliyanie koncentracii dymovyh chastic na obnaruzhenie vozgoraniya // Tekhnicheskie i tekhnologicheskie sistemy: materialy XV Mezhdunar. nauch. konf. «TTS-24». Krasnodar, 2024. S. 150–153.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Chitram S., Kumar S., Thenmalar S. Enhancing fire and smoke detection using deep learning techniques // Engineering Proceedings. 2024. Т. 62. № 1. С. 7. DOI: 10.3390/engproc2024062007.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Chitram S., Kumar S., Thenmalar S. Enhancing fire and smoke detection using deep learning techniques // Engineering Proceedings. 2024. T. 62. № 1. S. 7. DOI: 10.3390/engproc2024062007.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Predicting Fire Alarms in Smoke Detection using Neural Networks / M.W. Attia [et al.] // International Journal of Academic Information Systems Research (IJAISR). 2023. Vol. 7. № 10. P. 26–33.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Predicting Fire Alarms in Smoke Detection using Neural Networks / M.W. Attia [et al.] // International Journal of Academic Information Systems Research (IJAISR). 2023. Vol. 7. № 10. P. 26–33.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Review Study on Recent Developments in Fire Sensing Methods / S. Sulthana [et al.] // IEEE Access. 2023. Vol. 11. P. 90269–90282. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3306812.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Review Study on Recent Developments in Fire Sensing Methods / S. Sulthana [et al.] // IEEE Access. 2023. Vol. 11. P. 90269–90282. DOI: 10.1109/ACCESS.2023.3306812.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Катникова Ю.С., Борисенко М.Е., Любская О.Г. Обзор датчиков пожарной сигнализации // Universum: технические науки. 2021. № 4–1 (85). С. 10–12.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Katnikova Yu.S., Borisenko M.E., Lyubskaya O.G. Obzor datchikov pozharnoj signalizacii // Universum: tekhnicheskie nauki. 2021. № 4–1 (85). S. 10–12.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Рашоян И.И. Анализ эффективности работы точечных дымовых пожарных извещателей // Символ науки. 2015. № 9–1. С. 111–114.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Rashoyan I.I. Analiz effektivnosti raboty tochechnyh dymovyh pozharnyh izveshchatelej // Simvol nauki. 2015. № 9–1. S. 111–114.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Капуста Н.К., Звягинцев В.В. Исследование работоспособности популярных моделей дымовых оптико-электронных пожарных извещателей // Безопасность-2021: сб. трудов Всерос. науч.-практ. конф. Чита, 2021. С. 112–116.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kapusta N.K., Zvyagincev V.V. Issledovanie rabotosposobnosti populyarnyh modelej dymovyh optiko-elektronnyh pozharnyh izveshchatelej // Bezopasnost'-2021: sb. trudov Vseros. nauch.-prakt. konf. Chita, 2021. S. 112–116.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">A capacitive particle-analyzing smoke detector for very early fire detection / B. Wang [et al.] // Sensors. 2024. Т. 24. № 5. С. 1692. DOI: 10.3390/s24051692.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">A capacitive particle-analyzing smoke detector for very early fire detection / B. Wang [et al.] // Sensors. 2024. T. 24. № 5. S. 1692. DOI: 10.3390/s24051692.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B15">
    <label>15.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Повышение эффективности работы современных точечных оптических дымовых извещателей / А.И. Кицак [и др.] // Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza. 2014. Т. 36. № 4. С. 125–130. DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.13.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Povyshenie effektivnosti raboty sovremennyh tochechnyh opticheskih dymovyh izveshchatelej / A.I. Kicak [i dr.] // Bezpieczenstwo i Technika Pozarnicza. 2014. T. 36. № 4. S. 125–130. DOI: 10.12845/bitp.36.4.2014.13.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
