Ochrona przeciwpożarowa za pomocą inteligentnych kamer

Innowacyjna technologia wypiera niedokładne czujniki dymu.

Lasy – światowe dziedzictwo i dobro natury, każdego roku narażone są na coraz częściej występujące, dewastujące pożary. Skutki są druzgocące dla natury i dobrostanu społecznego, jeśli żywioł nie zostanie w porę wykryty i zatrzymany. Tylko w Polsce w ostatnich dziesięciu latach, w pożarach zniknęło ponad 6 tys. ha lasów, a straty wyliczono na 39 mln złotych. Światowa skala zagrożenia jest znacznie większa, także ze względu na zmiany klimaty. Czujniki dymu – najpopularniejsze dotąd wykrywacze pożarów nie są wystarczająco dokładne. Szczęśliwie istnieją już i działają systemowe rozwiązania monitoringu wspierające prewencję, wykrywanie i gaszenie pożarów.

Skala zagrożeń pożarami rośnie. Od płonących na Syberii torfowisk, przez pożary w Ameryce Południowej, do tych w Europejskich lasach, gdzie susza jest coraz większym zagrożeniem, jak w Chorwacji, która doświadcza najbardziej niszczycielskich pożarów. Czarne lato australijskich pożarów buszu 2019-20, to ponad 18 mln ha spalonego lasu. W USA (dane USFA[1]) w 2018 odnotowano 1,31 pożarów, a straty liczone są na ponad 25 mld dolarów.

Szczególnym przypadkiem pożarów są podpalenia, które też narastają. Według brytyjskiej NFCC podpalenia stanowiły ponad 50% wszystkich pożarów w latach 2017-2018.

Rośnie także problem dzikich wysypisk śmieci w lasach. Samo spalanie odpadów na wysypisku, czy w lesie powoduje wydzielanie toksycznych oparów, które mogą poważnie zaszkodzić środowisku naturalnemu, w tym mieszkańcom okolic. W polskich lasach zaś narasta problem tzw. nocnych pożarów, w których nielegalne odpady – np. z kradzieży samochodów, są utylizowane tą drogą przez przestępców – co powoduje pełzający pożar ściółki.

Tak niepokojące statystyki wymagają naprawdę skutecznych strategii i środków zaradczych – całych, zintegrowanych systemów. Sieciowe kamery monitorujące, czujniki do wykrywania pożarów i czujniki jakości powietrza są odpowiedzią na wszystkie aspekty podobnych zagrożeń. Mogą odgrywać ważną rolę zarówno w wykrywaniu pożarów, pomocy w ich gaszeniu, jak i w pomiarze wynikającego z nich zanieczyszczenia.

Czujnik dymu – niezbyt szybki standard wypierany przez analizę wideo

Najbardziej znaną i powszechnie stosowaną metodą wykrywania pożaru jest czujnik dymu. Chociaż tradycyjne czujniki dymu są wydajne, mają szereg krytycznych wad, które mogą ograniczać ich skuteczność. Na przykład, ponieważ działają one naprawdę dopiero po przedostaniu się dymu do czujki, mogą zbyt późno ostrzegać, ponieważ do momentu zetknięcia dymu z czujką pożar może być już duży. I odwrotnie, mogą wyzwalać fałszywe alarmy, skutkujące niepotrzebną ewakuacją i wzywaniem straży pożarnej bez powodu.

Innowację dla celów ochrony przeciwpożarowej wykorzystujące inteligentną analizę wideo do wykrywania dymu i płomieni już funkcjonują. Rozwiązania takie jak FlameCatcher i SmokeCatcher są w stanie zanalizować obraz i rozpoznać pożar kilka minut wcześniej niż standardowy czujnik dymu. Ze względu na skuteczność i funkcjonalnyść ostały zatwierdzone jako czujki pożarowe. Co więcej istnieje też aplikacja, którą z łatwością można zainstalować na kamerach monitorujących, a która może służyć jako system monitoringu przeciwpożarowego, jednak nie jest tak zaawansowana jak dedykowane czujki pożarowe.

Wykrywanie i reagowanie na pożary – gaszenie, ustalanie przyczyny i sprawcy

Biorąc pod uwagę ogromne obszary lasów i pokrywających je terenów, a także odległości je dzielące, wyzwania związane z identyfikacją pożarów są złożone. Jego kluczowym aspektem jest szybkość i dokładność wykrywania zagrożeń pożarowych oraz dymu i ognia, ponieważ zapewnia błyskawiczną i prawdziwą informację dla sił ratowniczych, co ma wpływ na tempo ich reakcji. 

Do monitoringu terenów w odległych obszarach, do których nie dociera elektryfikacja – jak w lasach, mogą być wykorzystane kamery działające na baterie wewnętrzne, które mogą nagrywać obrazy i transmitować je przez sieć 4G.

Rozwiązania monitoringu są elastyczne, a te odpowiedniej jakości mają możliwość dostarczania danych – nagrań – do pomocy służbom w identyfikacji przyczyny pożaru, sprawców podpaleń czy nadużyć.

Oczywiście w przypadku pożaru istotnym wskaźnikiem - miernikiem jest temperatura. Kamery z alarmem temperaturowym mogą zapewnić doskonałe zdalne monitorowanie obszarów zagrożonych pożarem, takich jak urządzenia wytwarzające energię lub procesy przemysłowe z udziałem materiałów samozapalnych, ale też lasów. Monitoring jest zdolny do wyzwalania alarmów, gdy temperatura przekroczy ustalony punkt krytyczny lub gdy po prostu wzrośnie zbyt szybko.

Także z ekonomicznego punktu widzenia, szczególnie kamery wielosensorowe[2] mogą dodatkowo umożliwić wiele przypadków użycia. Jedno takie urządzenie pozwala użytkownikowi monitorować rozległy obszar w zakresie 360 ​​stopni taniej niż wiele pojedynczych czujników.

Przyszłość dozoru w wykrywaniu pożarów

Kamery sieciowe już teraz mają ogromny udział w wykrywaniu pożarów i wsparciu reagowania. Dzięki inteligentnym rozwiązaniom dostarczanym w systemach z czujnikami, pożar jest wyzwaniem, któremu służby mają szansę stawić czoła w lepszym uzbrojeniu. Nowoczesny monitoring pełni kluczową rolę w zwalczaniu problemów środowiskowych dla bezpieczniejszej przyszłości zasobów naturalnych i ludzi.

Przykłady ze świata:

W Chorwacji wykorzystano gęstą sieć wież antenowych pokrywających kraj do opracowania specjalistycznego systemu dozoru wideo o nazwie Stribor. Rozwiązanie działa podobnie do infrastruktury wież widokowych do monitoringu pożarów. W ich lokalizacjach zainstalowano 92 zaawansowane technologicznie kamery PTZ. W połączeniu z systemem informacji geograficznej (GIS) – taka sieć dozoru stała się niezwykle użyteczna w wykrywaniu nawet zarzewia pożarów.

Podobny system, na znacznie większą skalę, powstał w Kalifornii. Tamtejsze rozwiązanie składa się z sieci blisko 650 zdalnych kamer. Gdy tylko jedna z kamer wizyjnych wykryje oznaki pożaru, strażacy mogą wykorzystać zdalnie sterowane pobliskimi urządzeniami w celu ustalenia dokładnej lokalizacji ogniska pożaru. Kamery te mogą skutecznie monitorować obszar nawet w nocy, dzięki wbudowanym czujnikom podczerwieni, które pozwalają im wykryć pożar z odległości niemal 200 km.

Z pomocą takich rozwiązań dozoru strażacy mogą zareagować na potencjalne zagrożenie w ciągu kilku sekund, włącznie z decyzją, jaki rodzaj reakcji jest niezbędny do opanowania sytuacji. Podobny proces zajmował przedtem nawet do pół godziny. Według szefa jednostki CAL FIRE San Diego, Tony'ego Mechama, ten czas może być czynnikiem decydującym o tym, czy zarzewie stanie się niekontrolowanym pożarem, czy też da się opanować żywioł. Rozwiązania monitoringu wizyjnego nie tylko pomagają strażakom szybciej reagować na pożary, ale także chronią personel, dostarczając dokładnych informacji i odsuwając tym samym strażaków fizycznie od strefy zagrożenia.

Rozwiązania monitoringu wizyjnego można wykorzystać w bardziej specyficznych lokalizacjach i zastosowaniach, na przykład Big Tree w Hongkongu. Schronisko dla zwierząt, o którym mowa jest położone na terenach, gdzie często występują dzikie pożary. Monitoring został wdrożony celem poprawy ochrony zwierząt będących pod lokalną opieką. Po bardzo niebezpiecznym pożarze lasu zaistniała tam potrzeba zainstalowania czujników, które nie będą wymagały dodatkowej obsługi. Tą drogą zdecydowano się na warianty systemów wykorzystywanych w Chorwacji i Kalifornii, aby zapobiegać katastrofom. Monitoring chroni nie tylko budynki i ludzi, ale także każde stworzenie w takim złożonym środowisku. 

Adam Brzezicki, Axis Communications

[1] zbiór danych opublikowany przez USFA

[2] kamery wielosensorowe