Видео базирани системи за пожарозащита

Средствата за детекция на дим и пламъци са ключов компонент в дизайна на системите за пожарозащита. Съвременните решения на пазара включват различни технологии за детекция, в това число точкови йонизиращи и фотоелектрични датчици, лъчеви детектори, откриващи пожар по продължение на непрекъсната линия, анализатори на въздушни проби, оптични датчици и т. н. Усъвършенстването на тези технологии е насочено към разширяване на обхвата на детекция и съкращаване на времето за реакция при пожар, както и свеждане до минимум на фалшивото задействане. С оглед ефективното изпълнение на тези цели във все повече приложения се използва един сравнително нов тип системи за пожарозащита, базирани на видеокамери. Те осигуряват редица предимства пред традиционните решения.

Приложна област
При технологиите за компютърна обработка и анализ на изображения се наблюдават множество подобрения и нововъведения през последното десетилетие. Динамичното развитие на този сегмент от пазара на системи за сигурност в дома значително разшири приложенията на видеонаблюдението и решенията за видеозаснемане в много области, включително и в пожароизвестяването.
Основният фокус на разработчиците в тази сфера са системите за детекция на пожар чрез обработка на видеоизображение (video image detection, VID). Те са подходящи за жилищни, търговски и индустриални цели, включително и за мащабни проекти като електрически централи, фабрики от хартиено-целулозната индустрия и дървообработката, складове за съхранение на документи, исторически и публични сгради, автомобилни заводи, логистични и дистрибуционни центрове, самолетни хангари и др.

Принцип на работа
Т. нар. VID системи за пожарозащита най-общо се състоят от видео базирани алгоритми, които задействат аларми за пожароизвестяване на база данните от камери, играещи ролята на детектори за дим. Видеоизображението от аналогова или цифрова камера се обработва от специален софтуер, който проверява дали в него са налице показатели за наличието на дим или пламъци. Алгоритмите използват различни техники за разпознаване на характеристиките на тези две явления и могат да изследват спектрални, пространствени или времеви промени в изображението и зрителното поле на камерата. Софтуерът регистрира изменения в яркостта, контраста, движението, динамичните честоти, съвпадението на цветове и модели и т. н.
Тъй като това е сравнително нова технологична област в пожароизвестяването, голяма част от наличните системни конфигурации все още са в процес на разработка и усъвършенстване, но вече и на пазара са достъпни решения с фокус върху видеодетекцията на пожар. Функционалните им възможности варират в широки граници от способност да регистрират само дим или само пламъци до по-комплексни системи, които включват още детекция на движение и други функции по отношение на сигурността.
Предимство на технологиите от този тип е, че изискват минимално количество светлина за ефективно разпознаване на дим. Същевременно голяма част именно от решенията за детекция на дим, получили пазарна реализация, не предлагат възможности за работа на тъмно. Съществуват решения с интегрирани инфрачервени осветители и IR-чувствителни камери, разработени специално за работа в тъмната част от денонощието или в затъмнени помещения.
Видео базираните системи за детекция на пламъци, от друга страна, обикновено могат ефективно да работят на тъмно, като при някои модели са добавени допълнителни изострящи чувствителността технологии за разпознаване на искри и огън в тъмното.

Иновации на пазара
Освен с високотехнологични камери, най-модерните видео базирани системи за пожарозащита на пазара разполагат с интелигентни инструменти за видеоанализ, които надграждат конвенционалните методи за детекция на дим и пламъци и позволяват ранна детекция в редица критични приложения, включително помещения с високи тавани, силно запрашени зони и т. н. Интелигентните алгоритми, заложени в камерите за видеонаблюдение, позволяват моментно регистриране на дима и огъня при навлизането им във визуалния обхват на системата. Това гарантира много по-бърз системен отговор в сравнение с детекторите, които изискват димът да влезе в контакт с датчика.
Ранното регистриране на пожар в точката на възпламеняване вместо при достигане на дима до таванните датчици свежда времето за задействане на алармата от няколко минути до секунди, осигурява повече време за евакуация, намалява потенциалните рискове за обитателите и щетите за имуществото, увеличава шансовете за потушаване и дава възможност за много по-навременно известяване и намеса на огнеборците.
Интелигентните алгоритми за обработка на изображения разграничават реалните белези на възникващ пожар от други визуални смущения като отблясъци, сенки и движения на различни обекти. Това гарантира много по-малък процент фалшиви задействания и по-надеждно пожароизвестяване.
Достъпните на пазара видео базирани решения за пожарозащита варират по мащаб от единична камера до комплексни мрежово свързани платформи с множество камери в разпределени точки, централна контролна конзола и система за управление. Някои от най-високотехнологичните решения разполагат и с възможности за предаване на аларми към съществуващ локален пожароизвестителен център чрез Ethernet към отдалечен център за наблюдение или към персонално мобилно устройство.

Обработката на видеоизображения с HD качество в реално време позволява изпращането на достатъчно информация към органите за пожарна защита за особеностите на обстановката, количеството и локацията на дима и пламъците, наличието на пречки по маршрута за евакуация и др. Тази информация помага за по-ефективното планиране на стратегия за овладяване на пожара от страна на огнеборците, още преди да са пристигнали на място.
Предимство на видео базираните системи за пожароизвестяване е лесният монтаж на видеокамерите, подобни на конвенционалните камери за видеонаблюдение. В допълнение с лесната инсталация и минималната поддръжка, тези решения са практична алтернатива на много сложни съвременни датчици за детекция на пожар в редица приложения. Възможностите за захранване на някои модели камери чрез PoE (Power over Ethernet) елиминира нуждата от отделно захранване и окабеляване, което повишава разходната ефективност на системата. Този тип гъвкави платформи са рентабилни дори за некритични приложения, малки или разпределени обекти, при които инсталацията на големи пожароизвестителни табла и съответното разпробиване на сградните елементи за монтаж на датчици и детектори е скъпо или нежелателно.

Базови архитектури
Видео базираните системи за пожарозащита се срещат в две основни архитектурни конфигурации. С оглед на ограниченията пред технологиите за видеообработка, ранните модели включват няколко камери (обикновено до 8), всяка свързана с аналогов кабел към централен модул, отговорен за обработването на заснетия материал и задействането на аларми. Този процесор обикновено има релейни контактни изходи и възможност за изпращане на различни алармени сигнали към стандартни пожароизвестителни контролни блокове. Базовите системи могат да записват неподвижни изображения или видеоклипове във връзка с алармено събитие и да осигурят моментално показване на снимка или видеозапис на монитор.
Напредъкът в технологичното развитие на тези решения доведе и до разработването на втори тип системна архитектура. При нея видеообработката и алгоритмите за задействане на аларми са функция на самата видеокамера. Така тя се превръща в цялостна система в единично устройство, подобно на някои съвременни модели оптични пламъчни детектори. Във видеокамерите от този тип има вградена памет за съхранение на видео и изображения. Те могат да бъдат свързани в система със затворен кръг към допълнителен централен процесор, да бъдат използвани като самостоятелен детектор или да бъдат интегрирани като крайно точково устройство в стандартна пожароизвестителна система.
Усъвършенстваната системна архитектура позволява отдалечено наблюдение чрез локална мрежова или интернет връзка. Видеосъбитията и конкретните събития за задействане на аларма могат да бъдат архивирани локално във всяко устройство или централно в системата, както и да бъдат извеждани за незабавна визуализация на монитор или персонално мобилно устройство.

Специфики на конфигурирането
Достъпните на пазара видео базирани системи за пожарозащита варират не само по отношение на функционалните си възможности, но и по типа конфигуриране. При някои по-базови модели не са налични много опции за персонализиране на приложението, а се предлага прост избор от няколко фабрични настройки. Този тип системи се въвеждат в експлоатация с обикновена инсталация от типа "plug-and-play".
Други по-комплексни платформи позволяват детайлна потребителска настройка, а трети дори налагат инсталацията и конфигурацията да се извършват от системен интегратор.
Предимство на решенията от този тип е, че обикновено изискват минимална поддръжка след първоначалната инсталация. Подобно на всеки пожарен детектор с визуален обхват, основна задача при обслужването е поддържането на правилна позиция на камерата, елиминирането на пречки пред обектива, закриващи зоната на детекция, както и почистването му от прах и други замърсявания.

Повечето системи на пазара разполагат с технологии за регистриране на различни проблеми в зрителното поле, например влошено качество на изображенията или наличието на предмети, скриващи част от зоната на наблюдение. Тези инструменти могат да изпратят предупреждение към потребителя, за да елиминира своевременно проблемите, които създават риск от погрешно задействане на пожарната аларма или влошават ефективността на детекция.
При първоначалното конфигуриране на системата тя може да бъде тествана по няколко основни начина – чрез насочване на дим към обхвата на камерата или чрез подаване на запис на дим или пламъци към процесора. Трета възможност е използването на специално устройство за изпитване, което обикновено се предлага от производителя. То инициира сигнал за фалшиво алармено събитие и проверява дали системата ще реагира адекватно.

Предимства
Видео базираните платформи за пожарозащита осигуряват множество предимства пред конвенционалните решения в редица приложения. Сред тях е възможността да покрият зона на наблюдение с много по-голяма площ, запазвайки бързината и прецизността на известяване. Това предимство е особено голямо в сравнение с точковите или лъчеви детектори, които се характеризират с относително малък обхват на действие.
Видеосистемите за пожарозащита са подходящи и за големи индустриални помещения с високи тавани, при които проектантите избягват инсталирането на традиционни димни датчици за таванен монтаж. В случай на пожар те сработват сравнително бавно, тъй като димът се нуждае от повече време, за да достигне до детектора на тавана, и се оказват недостатъчно ефективно решение. Видео базираните системи, от друга страна, регистрират дима и/или пламъците, веднага щом навлязат в зрителното поле на камерата. Това ги прави подходящи и за приложения на открито за разлика от повечето традиционни технологии, например ж.п. гари, офшорни нефтени платформи, вятърни паркове и др.

Значително преимущество на видео базираната пожарозащита е и функцията за моментално извеждане на видео до крайна потребителска точка и възможностите за визуализирането му на монитор в контролен център и дори на смартфон или таблет. Така собственикът на дадено жилище или пожарникарят може да добие незабавна детайлна представа за степента на развитие на пожара и неговата точна локация. В случай на фалшиво задействане, потребителите могат да открият това на секундата чрез преглед на видеоматериала от мястото на детекция, без да е необходимо да го посещават на живо. Възможностите за архивиране и алгоритмите за обработка на реалните и фалшивите сигнали позволяват подобряване на ефективността на системата с времето и по-прецизно разграничаване на реалните рискове. Допълнителни предимства в тази насока са инструментите за маркиране на зони с по-висока вероятност от поява на причини за фалшиво задействане, функциите за задаване на различни нива на чувствителност на камерата за отделните зони на зрителното поле и др.

Основно предимство на видеосистемите е и възможността основният им хардуер (камерите и окабеляването) да бъдат използвани и за други сградни цели, например за конвенционално видеонаблюдение, контрол на достъпа и др. Технологии за видео базирано пожароизвестяване могат да бъдат внедрени и в съществуващи системи за видеонаблюдение с минимална нужда от допълнителен монтаж, окабеляване, пробиване и т. н. Това прави системите от този тип особено атрактивно решение за сгради с историческо значение, музеи, галерии и др. Сред преимуществата на видео базираните системи за пожарозащита е и възможността за интегрирането им в цялостна платформа за сградна автоматизация, което подобрява ефективността и рентабилността им, улеснява управлението и ги прави все по-търсени сред потребителите.