تشخیص حریق از طریق دوربین‌های مداربسته

متخصصین ایمنی از حریق دائماً به‌دنبال راه‌هایی برای اطلاع سریع از حریق احتمالی هستند. در دنیای ایده­آل، این امکان وجود دارد که بتوان صدها سنسور آشکارساز دود را در سقف ، بالا یا اطراف اقلام تحت تهدید قرار داد. مطمئناً این‌کار باعث کشف سریع حریق احتمالی می‌شود که می‌تواند حتی در مناطق وسیع و یا مکان‌هایی که جریان هوای بالایی وجود دارد، صرفه‌جویی در زمان را باعث شود. اما چنین راه‌حلی از نظر عملی و اقتصادی قابل‌اجرا نیست.

سیستم‌های آشکارساز ویدئویی دود  VSDمحصول شرکت D-Tec (البته دیگر کمپانی‌ها نیز این فناوری را دارند که علاوه بر دود، حرارت و شعله را نیز تشخیص می‌دهند، لیکن هنوز استاندارد مورد گواهی برای آنها تدوین نشده است) با هدف پایان‌دادن به بسیاری از مشکلات مربوط به آشکارسازی دود تهیه و عرضه شده‌اند. این محصول با ارائه راه‌حل مناسب برای معضلات حل‌نشده­ آشکارسازی حریق و با امکان استفاده در فضاهای داخلی و خارجی، تحولی اساسی در صنعت آشکارسازی حریق به‌شمار می‌رود. اساس کار آشکارسازی ویدئویی دود، تجزیه و تحلیل رایانه‌ای تصاویر ویدئویی است که بوسیله­ جدیدترین دوربین‌های CCTV استاندارد تهیه شده‌اند. VSD بطور خودکار الگوهای به‌خصوصی از حرکت دود را شناسایی و در کوتاه‌ترین زمان ممکن، اپراتور سیستم را مطلع می‌سازد. به این ترتیب امکان عکس‌العمل سریع، در موارد وقوع احتمالی حریق بوجود می‌آید و درنتیجه در محوطه‌های بزرگ یا جایی که جریان هوای زیادی وجود دارد، صرفه‌جویی زیادی در زمان کشف آتش می‌شود. این سیستم بعنوان تکنولوژی‌ای برتر در زمینه حفاظت از حریق اماکن و تأسیسات خاص ازجمله: اتاق توربین نیروگاه‌ها، ساختمان‌های تاریخی، تونل‌های جاده‌ای، انبار راه‌آهن، انبارهای روباز حساس، مراکز خرید، آشیانه هواپیما و بسیاری دیگر شناخته شده است.]

آشکارسازی ویدئویی دود و آتش چگونه کار می‌کند؟

آشکارسازی دود و آتش عموماً از طریق الگوریتم نرم‌افزاری انجام می‌گیرد که بر روی پردازنده­ سیگنال دیداری (ViSP) اجرا می‌شود. این پردازنده، موتورهای پردازش موازی را بر روی سخت‌افزار پیاده‌سازی می‌کند. تصاویر ویدئویی، بطور همزمان و با استفاده از تکنیک‌های پردازش دیجیتال تصویر، مورد تجزیه و تحلیل قرار می‌گیرند. به کمک این تکنیک‌ها امکان آشکارسازی دود و آتش با درجه بالایی از اطمینان امکان‌پذیر می‌‌گردد. تصاویر ویدئویی دائماً با هدف یافتن تغییرات مونیتور می‌شوند و با جبران‌سازی نویز و اطلاعات مربوط به نمای دوربین، آلارم‌های خطا در طول زمان حذف می‌شود.
[auth]
می‌توان تصویر دیده‌شده بوسیله دوربین را به زون‌های مختلف تقسیم کرد. هر زون دارای مجموعه‌ای از پارامترها است که به کمک آنها می‌توان الگوریتم آشکارسازی را بطور کامل کنترل کرد. هر یک از این پارامترها برای هر زون، بطور مجزا تنظیم می‌شوند تا بتوان آنها را برای گستره­ وسیعی از کاربردها آماده کرد. همچنین می‌توان در جهت ارتقاء فرایند آشکارسازی، اطلاعات چندین دوربین را با هم ترکیب کرد.

محاسبات متعدد هندسی و آماری پیچیده‌ای بر روی اطلاعات تصاویر ویدئویی هریک از زون‌ها انجام می‌گیرد. این محاسبات و اندازه‌گیری‌ها، همه ازطریق پارامترهای کنترلی تعیین می‌شوند. توانایی سخت‌افزار در پردازش دیجیتال سیگنال موازی، این امکان را فراهم کرده است که پارامترها در محدوده‌ای تنظیم ‌شوند که امکان آشکارسازی دود را از دود ضعیف با سرعت گسترش پایین تا دود بسیار غلیظی که به سرعت همه جا را فرا می‌گیرد، فراهم آورند.

زمانی‌که از روی اطلاعات تصاویر ویدئویی، اندازه‌گیری‌ها انجام گرفت، مجموعه‌ای از قوانین کمک می‌کنند تا تعیین شود، تصاویر مذکور شامل نشانه‌هایی از دود یا آتش هستند یا خیر. این قوانین را می‌توان به گونه‌ای تنظیم کرد که متناسب با کاربردهای مشخصی، الگوریتم آشکارسازی موفق و قدرتمندی را ایجاد کنند.

اصول ابتدایی آشکارسازی ویدئویی دود VSD

اساس کار VSD تجزیه و تحلیل پیچیده­ رایانه‌ای تصاویر ویدئویی است که از طریق دوربین CCTV (سنسور) دیده می‌شوند. با استفاده از تکنولوژی پیشرفته  پردازش تصویر و الگوریتم‌های گسترده­ آشکارسازی (و الگوهای شناخته‌شده­ آلارم‌های خطا) ، VSD می‌تواند بطور خودکار ویژگی‌های شاخص الگوهای دود را تعیین کند. در صنعت آشکارسازی حریق، مشخصات شناخته‌شده­‌ای برای دود وجود دارند که همه آنها درون سیستم جای داده می‌شوند تا بتوان در مورد وجود یا عدم وجود دود تصمیم دقیقی گرفت.

VSD از تجهیزات CCTV استاندارد استفاده می‌کند که با یک سیستم پردازشگر مستقل ارتباط داشته و قادر است در تصویر ویدئویی مقادیر اندک دود را شناسایی کند. این سیستم سپس هم در محل پردازش‌گر و هم ازطریق مجموعه متنوعی از خروجی‌های کنترل از راه دور، اپراتور سیستم را مطلع می‌سازد. این سیستم از الگوریتم‌های بسیار پیچیده‌ای برای پردازش همزمان اطلاعات ویدئویی دوربین‌های CCTV استفاده می‌کند. سخت‌افزار ویدئویی به گونه‌ای طراحی‌شده تا امکان دیجیتال‌کردن همزمان تصاویر را بطور زنده فراهم کند. یعنی سیستم، تصاویر را بصورت ترکیبی (Multiplex) مخابره نکرده و بنابراین هیچ اطلاعاتی از دست نرفته و یا با تأخیر همراه نخواهد بود. تمام تصاویر مربوط به موقعیت ویژه­ آلارم، ثبت‌شده، زمان و تاریخ به آن ضمیمه شده و در حافظه­ سیستم ذخیره می‌شوند. سیستم VSD قادر است در مرحله دیجیتال‌کردن، تغییرات کوچک را در تصویر شناسایی کند و تنها با ارسال این پیکسل‌های مربوط به تغییرات به پردازنده­ اصلی برای فیلترینگ بیشتر، دود را به‌سرعت شناسایی کند.

اطلاعات ویدئویی از مجموعه‌ای از فیلترها عبور می‌کنند. فیلترهایی که مشخصات ویژه­ رفتار دود را جستجو می‌کنند. سپس بر روی ارتباطات بین مشخصات فیلتر‌شده، تجزیه و تحلیل‌های بیشتری انجام می‌گیرد تا بتوان تعیین کرد آیا همه­ شرایط نشان‌دهنده­ وجود دود محقق شده‌اند یا نه.

نصاب سیستم قادر است میزان سیگنال دود و همینطور مدت زمان وجود دود، قبل از به صدا درآمدن آلارم را تغییر دهد تا بتواند نیازهای شرایطی که در آن دود پس­زمینه وجود دارد را برآورده سازد. همچنین نصاب می‌تواند تصاویر ویدئویی را به ۱۶ زون تقسیم کرده و سیستم را طوری برنامه‌ریزی کند که تنها زمانی آلارم به صدا درآید که وجود دود در چندین زون شناسایی شده باشد. همچنین می‌توان هر زون را بطور مجزا برنامه‌ریزی کرد به‌گونه‌ای که در سطوح مختلف فعالیت دود، آلارم ایجاد کند.

دستاورد این سیستم چیست؟

در همه سیستم‌های استاندارد آشکارسازی دود، خواه سیستم‌های آشکارساز نقطه‌ای باشند، خواه آشکارسازهای پرتو مادون قرمز یا سیستم‌های مکشی، باید دود ناشی از اشتعال به آنها برسد تا بتوانند ذرات را تشخیص داده و آلارم را فعال کنند. چنین سیستم‌هایی می‌توانند در محیط‌های سرپوشیده با سقف‌های کوتاه یا متوسط که از نظر دمایی پایدار هستند، بسیار موثر باشند.

– در فضاهای با حجم زیاد مانند: زمین‌های ورزشی سرپوشیده، سالن‌های نمایشگاه‌ها و آشیانه هواپیماها عواملی مثل: تابش خورشید، سیستم‌های تهویه هوا و شیشه‌های مات منجر به افزایش دمای محیط از کف تا سقف می‌شوند که محیط طبقه‌بندی شده دمایی نامیده می‌شود. در شرایط آتش بدون دود و یا آتش با شعله‌های کم، ذرات حاصل از احتراق بلند‌شده در هوا با دورشدن از مرکز احتراق، خنک‌تر می‌شوند. در یک محیط طبقه‌بندی شده­ دمایی، دمای هوای محیط با افزایش ارتفاع، افزایش می‌یابد. وقتی دود ناشی از احتراق بالا می‌رود، خنک می‌شود. اگر دمای دود با دمای هوای محیط به تعادل برسد، ذرات دود خاصیت بالارونده­ خود را از دست داده با حرکت به‌موازات سطح زمین، لایه‌ای افقی ایجاد می‌کنند. اگر دما به‌تدریج افزایش یابد، هوای داغ بالای دود گسترش یافته و ارتفاع لایه­­ طبقه‌بندی دود را بیشتر کاهش می‌دهد.

– همچنین در محیط‌هایی با تغییرات هوایی زیاد که می‌توانند از طریق سیستم‌های تهویه مطبوع پرسرعت یا درب‌های بزرگی باز هستند، ذرات ناشی از احتراق کم‌انرژی به‌سرعت پراکنده می‌شوند و تا جایی رقیق می‌شوند که اثر خود را برای فعال‌کردن آلارم در سیستم‌های استاندارد آشکارسازی دود از دست می‌دهند.

هر دو مشکل فوق (طبقه‌بندی‌شدن و رقیق‌شدن دود) می‌توانند بطور جدی، سیستم آشکارساز دود را از ورود به حالت آلارم بازداشته یا باعث تأخیر در به صدا درآمدن آن شوند.

سیستم‌های VSD شرکت D-Tec توانسته‌اند با عبور از نواحی طبقه‌بندی‌شده یا رقیق‌شده، هرگونه حریق را در نقطه آغاز و یا دود را در همان منبع آن یا بسیار نزدیک به آن، شناسایی کنند.
[/auth]