Алгоритм Безапосности: издание для профессионалов
Санкт-Петербург:
тел.: +7 911 137-88-32 magazine@algoritm.org
Москва:
тел.: +7 499 641-05-26moscow@algoritm.org

Главная
Новости
О журнале
Архив
Свежий номер
Реклама
Подписка
Контакты
Сотрудничество
 

Если вы хотите стать распространителем нашего журнала

 
 
 
 
 

"Алгоритм Безопасности" № 2, 2020 год.

Содержание

Изменения в нормативном законодательстве или что такое извещатель с видеоканалом обнаружения
Галочкин Никита Евгеньевич


Изменения в нормативном законодательстве или что такое извещатель с видеоканалом обнаружения

Галочкин Никита Евгеньевич, менеджер по развитию бизнеса Bosch Системы Безопасности

Несмотря на то, что рынок систем безопасности довольно консервативен с точки зрения изменений, в новое десятилетие мы входим с полным обновлением нормативной базы. Обусловлено это как технологическим прогрессом, так и вступлением России в Евразийский экономический союз.

Нормативная база Евразийского экономического союза

С января 2020 года вступил в силу 043 Технический регламент Евразийского экономического союза «О требованиях к средствам обеспечения пожарной безопасности и пожаротушения», который в части соответствующих требований заменил 123 ФЗ. В поддержку этого регламента была представлена программа по разработке межгосударственных стандартов, до вступления в силу которых, подтвердить соответствие регламенту допускается по программе испытаний стандартов стран участников союза, например, в Российской Федерации это ГОСТ Р 53325-2012. Также, с учетом предстоящих изменений в межгосударственных стандартах, разрабатываются и новые своды правил.

Вместе с нормативной базой нового десятилетия на рынок придут и новые типы пожарных извещателей. Один из них извещатель с видеоканалом обнаружения. Определение и требования к этому типу извещателей в России были впервые опубликованы в ГОСТ Р 53325-2012 с Изменениями №3, которые были введены в действие с 01.06.2020. Эти требования, с незначительными изменениями будут перенесены и в Межгосударственный ГОСТ на извещатели. Правила проектирования появятся уже в марте 2021 года с введением в действие СП 484.1311500.2020, который заменит в части требований СП 5.13130.2009.

Обзор решений

Традиционные технологии обнаружения пожара надежны и эффективны, хотя их возможности ограничены в особо сложных условиях эксплуатации, например, на промышленных объектах или в больших зданиях с высокими потолками. Пыль и влажность в промышленной среде могут вызывать ложные тревоги и быстро загрязнять извещатели, а высокие потолки не позволяют своевременно обнаружить возгорание, так как дым долго доходит до извещателей, которые, как правило, установлены под перекрытием. 

Разработка большинства технических средств безопасности является ответом на запрос потребителя. Обратимся к истории. Клетка с канарейкой или мышкой, которую горняки брали с собой в шахты, сменилась клеткой с двумя канарейками (таким образом добивались достоверного обнаружения газа). Развитие технологий заменило это решение на пожарные извещатели пламени, дыма, аспирационные извещатели и комбинированные устройства.

Сегодня и системы видеонаблюдения вошли в арсенал инструментов служб, отвечающих за пожарную безопасность, как средство наблюдения за пожаром, контроля за ходом эвакуации людей и контроля за работой систем пожарной автоматики. Совершенствование систем видеонаблюдения позволило поднять взаимодействие служб и систем на новый качественный уровень. Технология видеообнаружения пожара возникла из возможностей современной техники и технологий.

Так как точного определения системы видеообнаружения пожара не существует ни в европейской, ни в российской нормативных базах, уточним терминологию. Под системой видеообнаружения пожара мы будем понимать совокупность видеокамеры с бортовой и/или серверной аналитикой. Технологии видеообнаружения, которые используют интеллектуальную видеоаналитику и обнаруживают место возгорания, могут стать отличным решением для таких применений, поскольку они обеспечивают возможность своевременного обнаружения пожара.


 
Рис. 1. Сравнение времени реакции различных извещателей

Компания Bosch в 2016 году представила надежное решение, которое получило первый и пока единственный в мире сертификат компании Vertrauen durch Sicherheit GmbH (сокращенно VdS) как извещатель с видеоканалом обнаружения пожара — AVIOTEC. Сертификат VdS является не только предметом заслуженной гордости производителя оборудования, но и источником сокращения страховых взносов для владельца объекта, установившего это оборудование.

Сложные условия эксплуатации и ограничения традиционных пожарных извещателей

В большинстве современных систем пожарной сигнализации для обнаружения пожара используются разнообразные технологии обнаружения дыма. Сюда относятся точечные, аспирационные и линейные дымовые извещатели. В некоторых системах для быстрого обнаружения пожара также используются извещатели пламени или линейные тепловые извещатели. Производители непрерывно совершенствуют указанные технологии обнаружения, стремясь обеспечить более широкий охват и ускоренное реагирование на реальные источники пожара. Кроме того, усовершенствования касаются функциональности, уменьшения потребности в обслуживании, затрат на тестирование и установку. С другой стороны, необходимо обеспечить максимально надежную защиту от ложных тревог 

Однако некоторые фундаментальные проблемы (связанные, в основном, с физическими факторами) всегда будут ограничивать возможности таких извещателей, особенно если пожар можно обнаружить только после того, как дым дойдет до извещателя, и в сложных условиях эксплуатации, например, на лесопильных заводах, электростанциях или больших зданиях с высокими потолками (на складах, в ангарах и производственных цехах).


 
Рис. 2. Иллюстрация стратификации

Обратите внимание на фотографию 2, сделанную во время тестирования этих извещателей на одном из объектов. Фотография наглядно иллюстрирует одну из основных предпосылок возникновения и развития данной технологии – а именно наличие сложностей с обнаружением дыма, связанных со спецификой распределения температуры воздуха в помещении - так называемом эффекте стратификации.

Использование видеотехнологий для обнаружения пожара

Одним из главных преимуществ видеообнаружения пожара является скорость и время реакции. Поскольку извещатель может обнаружить пожар, как только дым попадает в его поле зрения и не требует, чтобы дым достигал чувствительного элемента, он срабатывает гораздо быстрее, чем точечные, линейные или аспирационные дымовые извещатели. В сложных условиях с высокими потолками решения для обнаружения пожара на основе видео могут обнаружить начинающийся пожар в течение нескольких секунд, в то время как традиционные технологии потребуют нескольких минут из-за медленно поднимающегося дыма.


 
Рис. 3. График времени обнаружения к типу извещателя

Кроме того, система видеообнаружения пожара может охватывать большие площади, чем точечные извещатели, что делает их гораздо более доступным решением для складов, ангаров или больших открытых пространств.

Специалисты по безопасности объекта могут проверить сигнал тревоги на видеоизображении, прежде чем включать пожарную тревогу. Кроме того, они смогут точно определить место возникновения пожара и затронутые объекты и имущество, тем самым сэкономив бесценное время на борьбу с пожаром.

В основе систем видеообнаружения пожара — интеллектуальные алгоритмы, анализирующие видеоизображение на наличие пламени и (или) дыма. Существуют различные подходы к анализу изображений, включая нейронные сети, контрастные и физические алгоритмы.

Нейронные сети используют деревья решений, которые обучаются с помощью размеченных видеозаписей. Анализируя видеозапись, эти алгоритмы учатся распознавать пламя и дым на видеоизображениях. Эффективность нейронных сетей во многом зависит от используемых для обучения материалах. Если сцены и типы пожаров в обучающих видеозаписях различаются не сильно, у алгоритма распознавания могут возникнуть сложности.

Нейронные сети могут быть обучены только до определенной степени. Если они слишком натренированы, то могут не заметить пожар. Кроме того, если они недостаточно хорошо обучены - могут вызвать ложную тревогу. Типичные сценарии ложной тревоги включают изменения освещения и движения объектов. К сожалению, свести к минимуму такие ложные тревоги очень сложно, так как возникает угроза «переобучения» алгоритма, о чем было сказано выше.

Основанные на контрасте алгоритмы обнаружения дыма анализируют видеозапись и отслеживают увеличение количества серых зон и уменьшение контрастности на заднем плане, используя создаваемые дымом оптические эффекты на видеоизображении. Эти алгоритмы можно использовать только для обнаружения дыма, на них существенно влияют изменения освещения. Для эффективного обнаружения требуется хорошо структурированный и высококонтрастный фон.

Физические алгоритмы используют видеоизображения для обнаружения пожаров по их поведению. Например, пламя мерцает и показывает особые цвета. Дым покрывает фон, что также обнаруживается с помощью контрастных алгоритмов, но также имеет особое поведение движения. Благодаря своей адаптации к поведению пожара физические алгоритмы могут свести к минимуму ложные тревоги. Кроме того, для уменьшения числа ложных тревог можно разработать дополнительные алгоритмы и добавить их к существующим.

В будущем можно будет понять видеоконтент и его контекст, а также семантику, используя алгоритмы глубокого обучения для машинного зрения. В настоящее время эти алгоритмы все еще находятся на стадии исследований, включая разработку специального оборудования.

Видеообнаружение пожара, как составляющая системы пожарной сигнализации

Рассмотрим ряд примеров, демонстрирующих эффективность применения технологии видеообнаружения.

- Однокамерное помещение большой площади с высокими потолками. Такие помещения типичны для логистических центров, цехов промышленных предприятий, авиационных предприятий (ангар) и т. д.
Для поступления информации к анализаторам пожарных извещателей требуется время на транспортировку косвенных продуктов пожара от очага возгорания. Система видеообнаружения вступает в бой сразу - высотой помещения в сравнении со скоростью света можно пренебречь.

- Высокий металлический ангар вечером жаркого летнего дня.
Представьте, как прогрело солнце крышу ангара за день, ощутите тот спрессованный раскаленный воздух, который скопился под крышей ангара. Зимой же - обратная ситуация. Эффект стратификации, тормозящий поступление дыма и горячих газов к анализаторам пожарных извещателей, известен, методики расчета его влияния разработаны и отражены в европейских и американских стандартах. Но климатические условия становятся все более непредсказуемыми и каждый дополнительный градус, заложенный в расчеты, оборачивается для заказчика увеличением трат, в то время как технология видеообнаружения пожара независима от данного фактора. 

- Культовое сооружение - храм, имеющий историческую и культурную ценность. Описанное в первом примере дополняется в случае храма еще и источниками открытого пламени (свечи), и источниками дыма (кадило), не являющимися признаками пожара, а, напротив, непременными атрибутами успешного функционирования объекта. В силу двойственности своей природы система видеообнаружения пожара имеет инструменты, позволяющие обойтись без ложных срабатываний в этих случаях. Во-первых, это возможность маскирования зон, позволяющая не отвлекаться на свечи, зажигаемые перед иконами, и фигуру священнослужителя с кадилом, источающим курящийся ладан. Во-вторых, это упомянутая выше физическая модель пламени, которая при тщательной проработке алгоритма позволяет различать пламя пожара и теплящуюся свечку.

- Объект массового пребывания людей.

В примерах мы акцентировали внимание на типе объекта, перечислим теперь ряд черт системы видеообнаружения, эффективных в применении безотносительно характера объекта.

Видеоверификация позволяет оператору незамедлительно удостовериться в отсутствии ложного срабатывания. Оператор и службы реагирования могут оценить обстановку вокруг, на предмет наличия, например, легковоспламеняющихся веществ в непосредственной близости от очага возгорания, скорректировав на основе полученной информации работы по тушению пожара.

Система пожарной сигнализации справилась с поставленной задачей, оповестив о возникновении очага возгорания. Система видеообнаружения продолжает вести запись, предоставляя бесценный материал - архив записи. Благодаря метаданным, поиск в архиве оптимизирован, разбор критических ситуаций, анализ действий персонала и работы систем - все это позволяет избежать возникновения критических ситуаций в будущем.

Систему видеообнаружения пожара «роднит» с пожарной сигнализацией и тот факт, что на борту камеры может присутствовать реле, позволяющее передавать тревожный сигнал на пожарную панель и т. д. по «сухим контактам».

Система видеообнаружения пожара адаптируется к запросам объектов с повышенными требованиями к безопасности. Для этого достаточен взрывозащищенный кожух, который, как и видеокамера, не является специально разработанным устройством для системы видеообнаружения пожара.

Являясь компанией-производителем системы видеообнаружения пожара, сертифицированной VdS, мы постарались максимально беспристрастно описать особенности систем данного класса. Надеемся, что аргументация статьи поможет сделать выбор на промышленных объектах (здания цехов) и логистических центрах, объектах ТЭК (машинные залы) и транспортных депо, атриумах и киноконцертных залах, крытых спортивных сооружениях и культовых постройках.

 

Rambler's Top100 Интернет портал. Каталог фирм. бжд. Охрана. Обеспечение безопасности. Безопасность предприятия. Оборудование. Видеонаблюдение.