MUNKABIZTONSÁG 2.5
Tűzjelzés videotechnikával Tárgyszavak: tűzérzékelés; tűzjelzés; videotechnika; multiszenzor; jelanalízis.
A videorendszerek alkalmazása a tűz jelzésére még fiatal, fejlesztés alatt álló terület. Az eddigi alkalmazás olyan területekre korlátozódik, amelyeken a hagyományos tűzjelzési technika egyáltalán nem, vagy csak korlátozott mértékben alkalmazható. A tapasztalatok, a műszaki fejlesztés és a költségek csökkentése hozzájárulhat ahhoz, hogy ez a technológia a hagyományos tűzjelzés területén is elterjedjen. Előfeltétel az, hogy a videós tűzjelző technika összehasonlíthatóan stabil és olyan megbízható legyen, mint a hagyományos tűzjelzés. A tűzérzékelés feladata a tűz önálló és megbízható detektálása. A tűz igen ritkán előforduló jelenség, a mérőberendezésnek sokszor évekig nem kell működnie, de követelmény az, hogy évek múltán is megbízható legyen. A tűz ugyanis nagy értékeket semmisíthet meg, következményei súlyosak lehetnek az emberek egészségére. A tűz méréstechnikai eszközökkel való felismeréséhez tudni kell, hogy melyek azok a tipikus és egyértelmű fizikai jegyek, amelyek egy tűzesetre jellemzőek. A tűz jellemzői lehetnek: • füstképződés, • gáz alakú égéstermékek keletkezése, • hőfejlődés, • hősugárzás és fényjelenségek. A ma használt detektorok több jellemző kombinációját alkalmazzák (füstsűrűség és hőmérséklet vagy füstsűrűség és speciális gázkomponensek). A sok információ jelzésére többek között képfelvevők, pl. a videokamera, szolgálnak. A videotechnika jelenleg fejlesztési fázisban van, így nemsokára kiderül, hogy egy kép információtartalma műszaki vagy költségszempontból hasznosan alkalmazható-e tűzjelzésre.
A tűzjelző berendezések A tűzjelző berendezés alapvető elrendezése tartalmazza a mérési értékek regisztrálását, a vészhelyzet jeleinek analízisét, helyi jelzést, vészjelzés továbbítását a tűzoltósághoz, beavatkozást és a normál helyzet visszaállítását (1. ábra). A videotechnika szerepe ebben a láncolatban különféle lehet: tűzjelző, képadás a központhoz a jelzés igazolására, jegyzőkönyvfelvételi eszköz a
későbbi okkutatáshoz, képtovábbító rendszer a távolabbi tűzoltósághoz a veszélyhelyzet megjelenítéséhez. tűzjelző központ
video a helyzetértékeléshez
videoátvitel tűzoltóság
vészjelzés video az igazoláshoz detektálás
video a tűz jelzésére
tűz leküzdése
1. ábra Tűzjelző berendezés elvi elrendezése és a videorendszerek alkalmazási lehetőségei a tűz felfedezésében A tűzjelzésre használt videorendszer különböző részekből áll (2. ábra): • tárgylencse és képfelvevő, elektronikus képfeldolgozó (kamera), • digitalizáló, számítógépes továbbfeldolgozáshoz, • képtároló, • jelfeldolgozó, • kommunikációs vágóhely a jelanalizátor eredményeinek továbbítására • képvisszaadó berendezés a helyzet megítélésére. objektív
kommunikációs vágóhely
képfelvevő
A
képtároló D
jelfeldolgozás
képmegjelenítés
2. ábra Tűzfelismerésre szolgáló videorendszer részei
§
A videorendszer mint detektor Tűzjelzésre a legmegbízhatóbb eljárás a füst detektálása, amit klasszikus optikai módszerekkel végeznek. Mindenütt, ahol optikai módszereket alkalmaznak, kínálkozik a videorendszerek alkalmazása, de mindig figyelembe kell venni, hogy ez a rendszer elegendő fényt igényel. Füst és fényjelenségek változásokat okoznak a videoképen, de egyéb jelenségek, pl. a fényforrások ki- és bekapcsolása is okozhatnak változásokat, amelyeket a képanalízisnél meg kell különböztetni. A jelanalízishez két dolog mutatkozik ígéretesnek: a statisztikus képinformációk mérése és a képjellemzők extrakciója, pl. a tárgyak osztályozása. A statisztikus képinformációkhoz tartozik többek között a fényességi információk eloszlása a képen, amely szürkeérték-hisztogramként ismert. Ez a hisztogram mutatja a kontraszt mértékét. Füst esetén ez a kontrasztérték csökken. Egy másik mérésre alkalmas képjellemző a helyfrekvencia. Sok részlettel és éllel rendelkező helyszín nagy helyfrekvenciát mutat, míg a nagy homogén felületekből álló helyszín lényegében csak kis frekvenciákból áll. Ha a helyszínen füst jelenik meg, az éles élek többé nem jelennek meg, a nagy helyfrekvenciák jelentősen visszaesnek. A fenti módszerekkel végzett mérések feltételezik, hogy a mérést tartósan semmi sem zavarja (pl. személyek vagy járművek). További szempont a képek tartalmának vizsgálata a tűzre jellemző értékek szempontjából, és ezen adatok extrahálása. Időnként összehasonlítva a képeket egy referenciaképpel, a zaj és fényességváltozások hatása kiküszöbölhető, egy további lépésben az adatok extrahálhatók és mint tárgyak osztályozhatók. Az adatok ilyen megjelenítése elvezet a döntéshez, hogy valóban tűzről van-e szó (3. ábra). Detektálandó tárgyként a láng, ha nyílt tűzről van szó, vagy a képződött füst jöhet szóba. A megbízhatóság függ a füst sűrűségétől vagy a színétől, illetve attól, hogy a füst láthatóan elválik-e a környezettől. Többkamerás elrendezésekkel a tárgyak jól lokalizálhatók, segítségükkel a tűz helye és a füstfelhő kiterjedése is meghatározható, így fontos információt szolgáltatnak a megbízható analízishez. A mérést zavaró hatások befolyásolhatják: pl. fényváltozások, közlekedési kipufogógázok, ipari gőzök, a kamera ingadozása, az objektív elszennyeződése.
Alkalmazási területek A tűzjelzés megbízhatósága lényegesen függ a tervezett alkalmazási területtől. A videokamera előnye, hogy segítségével nagy terület lefedhető, így előnyösen alkalmazható alagutakban, nagy csarnokokban és tárnákban, valamint erdőtüzeknél. Különösen szabad területeken lehet nagy zavaró hatás,
ilyen területen a rendszer figyelemfelkeltőként működik, és a jelentéseket egy állandó központi helyre továbbítja. A következő logikus lépés a kamerák műholdon való elhelyezése. A rendszer a látható és a közeli infravörös tartományban érzékeny, és ezen felül alkalmas az izzó tűzfészkek felismerésére is. Elterjedését a költségek befolyásolják. videoszekvencia
a változás detektálása referenciakép
textúraelemzés
a referenciaadatok időszerűsítése
a tárgyak osztályozása mozgáselemzés tűzjelzés
jelentés
3. ábra Képanalízis szerkezete a tűzjelzéshez
Technológiák A hagyományos, CCIR szabvány szerinti „analóg” kameratechnika mellett a félvezetők fejlesztése CMOS-alapú, nagyobb képfelbontású képfelvevőket kínál, ezzel nagyobb a feloldás, és nő a lehetősége annak, hogy a képet chipekre vigyék. A jelek vezeték nélkül digitálisan tovább feldolgozhatók. A fejlesztések iránya a képfelvevők dinamikus terjedelmének szélesítése, és logaritmikus ábrázolása. A médiaprocesszorok elérhetősége, amelyek a videojeleket és a képfeldolgozást segítik, lehetővé teszik, hogy a jövőben a kameratechnológia és a számítások szélsőségesen koncentrálódjanak, elérhető áron, ami az alkalmazási területeket fogja bővíteni. Lehetőség van a felületi hőmérsékletek mérésére hőképkamerákkal. Segítségével tűz esetén a falak, ablakok, gépek és emberek hősugárzása megkülönböztethető, és zavaró hatások nem lépnek fel. A hőképjelzések feldolgo-
zása közvetlenül a felületi hőmérsékletre, a kiterjedésre, a hőmérsékletváltozás sebességére vonatkozhat, amelyekből a vészhelyzetre lehet következtetni.
Megbízhatóság és vizsgálhatóság A szokásos tűzjelzők a gyakorlatban beváltak ugyan, de kritikus környezetben sokszor hamis riadók keletkeznek. Modern multiszenzorok és az égésgázérzékelők integrálása csökkentheti a hamis riadókat. Valamely új technológia mint pl. a videotechnika alkalmazásánál a tűzjelzésben, a megbízhatóság legalább olyan jó legyen, ha nem jobb, mint a hagyományos detektoroké. Figyelembe kell venni a tűzjelző élettartamát is, ami kb. 10–20 év. A tűzjelzésre használt videotechnika adatai, a környezeti hatások miatt nem hasonlíthatók össze egy felügyelet nélküli készülék adataival, de beltéri alkalmazásnál sok zavaró hatás kiküszöbölhető. Olyan értékelési módokkal, amelyek ismert eljárásokra támaszkodnak, a zavaró hatások elfogadható szintre csökkenthetők. A tűzjelző készülékek követelményeit az EN 54 tartalmazza. A videotechnika itt még nem szerepel, de várható, hogy elterjedésével olyan vizsgálati és értékelési módok lépnek életbe, amelyeket a gyártók, felhasználók és tűzoltóságok is elismernek.
A videotechnika korlátai a hagyományos eljárásokkal szemben A videorendszerek különleges esetekben alkalmazhatók, amikor a hagyományos tűzjelző készülékekkel a feladat nem oldható meg, vagyis a videorendszerek a meglévő rendszerek kiegészítését, ill. helyettesítését jelenthetik. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy az objektív kiválasztására, a leképezés méretére és a világítóberendezésekre vonatkozó feltételeiket be kell tartani, ami használatát nem egyszerűsíti. Megfelelő infrastruktúránál a tűz okát jelző kép rendelkezésre áll, a képek egymásután következése a veszély kialakulását jelzi, és a tárolt képek a tűz keletkezéséről adnak felvilágosítást. A tárgyalások a tűzoltósággal meg fogják mutatni, hogy a videoképek előnyei a veszély megítélésénél befolyásolják-e a beavatkozás szerkezetét. Általános egyetértés van abban, hogy a jövőben alkalmazandó átviteli eljárások fogják a videotechnikát sikerre vinni és elterjedését elősegíteni. (Szobor Albertné) Oppelt, U.: Videotechnik zur Branderkennung. = Technische Überwachung, 43. k. 9. sz. 2002. p. 19–23. Straumann, W.: Brandfrüherkennung durch digitale Video-Bildauswertung (VBF). = Technische Überwachung, 43. k. 9. sz. 2002. p. 14–18.
HÍR Készülékek földelés ellenőrzésére A veszélyforrásként gyakorta alábecsült vagy el is hanyagolt elektrosztatika fő „ereje” a láthatatlansága, emellett hatásai még az időjárástól is függnek. Száraz levegőben, pl. télen fűtött helyiségekben sokkal súlyosabb következményei lehetnek, mint melegebb időszakokban. A vegyiparban kóbor feltöltődések tűzveszélyt rejthetnek. Ellenük legbiztosabb védelem a szállítóvezetékek szelepeinek, csövekben, tartályokban elhelyezett értékregisztrálóknak és főként minden mozgatható edénynek, hordónak a földelése. A földelés minőségét az érintkezőeszköz határozza meg. Használatban van számos többé-kevésbé megfelelő kontaktusképző a krokodilcsiptetőtől a hegesztőfogóig. Az Eltex cég földeléstesztelőivel könnyen ellenőrizhető a csípőfogók, valamint a szelepek és egyéb csőbeépítések javítása után azok földelésbiztonsága. A megbízható földelőberendezések fő részei: – csípőfogó, éles, szennyezésen, korrózión, bevonórétegen áthatoló pofákkal, – biztos elektromos kapcsolat a földpotenciállal (elég kábelkeresztmetszet, amire a kellő mechanikai szilárdsághoz, nem az áramerősségért van szükség), – felügyelőegység, amellyel a feladatot végző felismeri a rossz földelést (és a folyamatot meg is szakítja), valamint a földelést nem megfelelő helyen. Az Eltex földelésfelügyelő készülékei három változatban készülnek: – Terracard, TCA, – Terracompact, TCO (szerelősínre), – Terrabox, TCB (helyben használatra). Mindegyik kiegészíthető 9 m-es vagy 20 m-es kábeldobbal. Big-bag-földelés Granulált vagy por alakú anyagok csomagolásához terjedőben vannak az „óriászacskók” (big-bag), amelyek sztatikusan feltöltődhetnek, főként betöltés és kiürítés alkalmával. A villamos töltés elvezetésére a textilanyagba vezető csíkokat szőnek, és két vezető hevedert is felerősítenek. (Chemie-Anlagen und Verfahren, 35. k. 6. sz. 2002. p. 60.)
