ES2235605A1

ES2235605A1 - Surveillance system for early detection of fires

Info

Publication number: ES2235605A1
Application number: ES200301365A
Authority: ES
Inventors: Luis Vergara Dominguez; Narcis Cardona Marcet; Ignacio Bosch Roig; Jorge Larrey Ruiz; Pedro Catalan Valdelomar
Original assignee: Universidad Politecnica de Valencia
Current assignee: Universidad Politecnica de Valencia
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2005-07-01
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: ES2235605B1; WO2004107289A1

Abstract

The invention relates to a surveillance system which is used for the early detection of fires. The inventive system comprises a series of automated surveillance posts (1) which are connected to an alarm control centre (2) via a communication system (4). The system also comprises control and monitoring centres (3) which are connected to the surveillance posts (1) and the alarm control centre (2) via the aforementioned communication network or system (4). According to the invention, heat sensors (5) are provided at the surveillance posts (1) in order to detect even the slightest change in temperature. In this way, a detection unit (6) at each surveillance post (1) can process radiometric images, analyse said images and classify same for later interpretation, in order to determine the type of alarm generated in each case. The invention is characterised in that the above-mentioned alarm control centre (2) receives and classifies the alarms, determining whether or not said alarms must be represented in a geographical information system (9) in the control and monitoring centres (3), in order to provide data which can be used to ascertain if the points of origin of the fires are located in the area covered by the system.

Description

Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios.Surveillance system for early detection of fires.

Objeto de la invenciónObject of the invention

La presente invención se refiere a un sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, cuya evidente finalidad es detectar posibles focos de incendio en base a la detección de cambios de temperatura producidos u originados en el área en donde se implanta el sistema.The present invention relates to a system of surveillance for early fire detection, whose obvious purpose is to detect possible sources of fire based on the detection of temperature changes produced or originated in the area where the system is implanted.

El sistema comprende fundamentalmente uno o varios puestos de vigilancia automatizados -en los que se encuentran los medios detectores de los cambios térmicos-, una central de gestión de alarmas y uno o varios puestos de control, estando todos estos elementos interconectados mediante un sistema de comunicación.The system basically comprises one or several automated surveillance posts - where find the means of detecting thermal changes-, a central alarm management and one or more control posts, all these elements being interconnected by a system Communication.

El sistema es aplicable como medio de vigilancia y detección de incendios, tanto en entornos forestales, como industriales, comerciales, etc.The system is applicable as a means of surveillance and fire detection, both in forest environments, such as industrial, commercial, etc.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Los actuales sistemas de detección de incendios se basan en diversas tecnologías en función de su ámbito de aplicación. Para entornos cerrados se han desarrollado barreras de infrarrojos para la detección de llama y detectores de humo. Las primeras requieren que el fuego alcance una cierta altura para su detección y los segundos necesitan una gran concentración de humo. Ambos detectan el incendio cuando ya es demasiado tarde para extinguirlo, si bien constituyen métodos eficaces de alerta. Las cámaras termométricas posibilitan la detección de focos de calor en entornos abiertos. Están basadas en detectores por umbral, presentando los problemas típicos relacionados con los mismos - la baja probabilidad de detección o alta probabilidad de falsa alarma, en función del nivel de umbral seleccionado -, lo que conlleva la necesidad de supervisión continua por parte de un operador. Para cualquier tipo de entorno existe además el cable térmico, cuyo principio de funcionamiento se basa en su deterioro frente a altas temperaturas, lo que constituye su principal inconveniente, al ser de un solo uso.The current fire detection systems they are based on various technologies depending on their scope of application. For closed environments barriers of infrared for flame detection and smoke detectors. The first require that the fire reach a certain height for its detection and the seconds need a large concentration of smoke. Both detect the fire when it is too late to extinguish it, although they constitute effective alert methods. The thermometric cameras enable the detection of heat sources in open environments They are based on threshold detectors, presenting the typical problems related to them - the low probability of detection or high probability of false alarm, depending on the threshold level selected -, which entails the need for continuous supervision by an operator. For any type of environment also exists the thermal cable, whose operating principle is based on its deterioration against high temperatures, which is its main drawback, being single use only.

Descripción de la invenciónDescription of the invention

El sistema de la invención se basa en una serie de puestos de vigilancia automatizados e interconectados con una central de gestión de alarmas, mediante un sistema de comunicaciones; con la particularidad de que cada uno de esos puestos de vigilancia incluye: unos sensores térmicos en el rango de longitudes de onda del infrarrojo; una unidad de detección, y una unidad de vigilancia como apoyo visual por control remoto.The system of the invention is based on a series of automated surveillance posts and interconnected with a central alarm management, through a system of communications; with the particularity that each one of those surveillance posts include: thermal sensors in the range of infrared wavelengths; a detection unit, and a Surveillance unit as visual support by remote control.

Los sensores térmicos se sitúan estratégicamente para cubrir grandes extensiones de terreno, estando previstos para detectar los más mínimos cambios de temperatura, pudiendo ser o no motorizados, dependiendo del área a cubrir.The thermal sensors are strategically located to cover large areas of land, being planned to detect the smallest changes in temperature, whether or not it can be motorized, depending on the area to cover.

Por su parte, la unidad de detección está prevista para procesar las imágenes radiométricas proporcionadas por los sensores térmicos, realizando un análisis y clasificación de los focos de calor, para su posterior interpretación por otros medios y el establecimiento con ello del tipo de alarma a transmitir en cada caso, permitiendo descartar falsas alarmas generadas por fuentes de calor no susceptibles de provocar incendios. La clasificación y procesado en el propio puesto de vigilancia constituye uno de los aspectos más novedosos del sistema, ya que permite minimizar el flujo de datos a transmitir a la unidad de gestión de alarmas y, en definitiva, a los puestos de control. Esto se traduce en un ahorro considerable del coste de transporte de datos.For its part, the detection unit is planned to process the radiometric images provided by thermal sensors, performing an analysis and classification of heat sources, for later interpretation by others means and thereby establishing the type of alarm to transmit in each case, allowing to discard false alarms generated by heat sources not likely to cause fires. The classification and processing in the position of surveillance is one of the most innovative aspects of system, since it allows to minimize the flow of data to be transmitted to the alarm management unit and, ultimately, to the posts of control. This translates into considerable savings in the cost of data transport

En cuanto a la unidad de vigilancia, está prevista para permitir observar la escena bajo estudio, tanto en el rango visible como en el rango térmico, desde unos centros de control y monitorización que también forman parte del sistema. De esta manera es posible verificar las alarmas generadas por la unidad de detección, desde cualquiera de dichos centros de control.As for the surveillance unit, it is planned to allow observing the scene under study, both in the visible range as in the thermal range, from centers of control and monitoring that are also part of the system. From this way it is possible to verify the alarms generated by the detection unit, from any of said centers of control.

En relación con la central de gestión de alarmas, la misma puede estar localizada físicamente junto a un puesto de vigilancia, o bien en alguno de los centros de control y monitorización, o incluso ser independiente y estar ubicada en cualquier otro emplazamiento.In relation to the alarm management center, it can be physically located next to a post of surveillance, or in one of the control centers and monitoring, or even be independent and be located in Any other location.

Tal central de gestión de alarmas realiza las siguientes funciones:Such central alarm management performs the following functions:

--: Recepción y clasificación de alarmas, atendiendo a si éstas deben ser representadas o no en el sistema de información geográfica de los centros de control y monitorización.Reception and classification of alarms, according to whether they should be represented or not in the system of geographic information of the control centers and monitoring

--: Geo-referenciación, realizando la proyección de las imágenes radiométricas sobre una cartografía digital, obteniéndose las coordenadas geográficas de las alarmas susceptibles de ser representadas.Geo-referencing, performing the projection of radiometric images on a digital mapping, obtaining the geographic coordinates of alarms that can be represented.

--: Adecuación de datos a nivel de aplicación, conformándose una potente base de datos a la que acceden los distintos centros de control y monitorización para representar las alarmas en el sistema de información geográfica.Adequacy of data at the level of application, forming a powerful database to which they access the different control and monitoring centers to represent alarms in the geographic information system.

Por su parte, el sistema de comunicaciones está previsto para gestionar el transporte de la información entre los distintos bloques, a través de cable y/o radio-frecuencia, es decir entre los puestos de vigilancia y la central de gestión de alarmas, así como entre ésta y los centros de control y monitorización, y entre estos y los puestos de vigilancia, proporcionando siempre dos niveles en la comunicación, haciendo uso de una o varias topologías de red existentes, de manera que el primer nivel puede o no adaptarse a las infraestructuras de telecomunicación disponibles en cada área geográfica (RDSI, WLAN, línea dedicada, etc.), mientras que el segundo nivel denominado también "nivel de seguridad" (actualmente GSM/GPRS) asumirá el transporte de información, en caso de que el primer nivel falle.For its part, the communications system is planned to manage the transport of information between different blocks, through cable and / or radio frequency, that is between the positions of surveillance and the alarm management center, as well as between it and the control and monitoring centers, and between these and the surveillance posts, always providing two levels in the communication, using one or several network topologies existing, so that the first level may or may not adapt to the telecommunication infrastructures available in each area geographic (ISDN, WLAN, dedicated line, etc.), while the second level also called "security level" (currently GSM / GPRS) will assume the transport of information, in In case the first level fails.

Por último, los centros de control y monitorización están previstos para recibir dos flujos de datos distintos, uno que será la información correspondiente a las alarmas que se representará en pantalla, siendo dicha información enviada por la central de gestión de alarmas a petición de los propios centros de control, mientras que el otro flujo corresponde a la información visual de apoyo (flujos de vídeo térmico y visible) que proporcionan los puestos de vigilancia mediante la unidad de vigilancia que incorporan.Finally, the control centers and monitoring are planned to receive two data streams different, one that will be the information corresponding to the alarms to be represented on the screen, said information being sent by the alarm management center at the request of own control centers, while the other flow corresponds to Supporting visual information (thermal and visible video streams) that provide surveillance posts through the unit of surveillance they incorporate.

El sistema descrito es aplicable en:The system described is applicable in:

--: Vigilancia frente a incendios forestales en bosques, parques naturales y similares, cubriendo amplias superficies.Surveillance against forest fires in forests, natural parks and the like, covering large surfaces.

--: Prevención y vigilancia frente a incendios en entornos industriales, tales como plantas petroquímicas, industrias farmacéuticas o fábricas de materias peligrosas.Prevention and surveillance against fires in industrial environments, such as plants petrochemicals, pharmaceutical industries or commodity factories dangerous.

--: Detección de mal funcionamiento (en lo referente al rango térmico) de maquinaria y equipamiento industrial.Malfunction detection (in referring to the thermal range) of machinery and equipment industrial.

--: Actuación en caso de incendio, pudiendo guiar a las brigadas de bomberos hasta los focos de los incendios, así como ofrecer información sobre dirección y velocidad de propagación.Action in case of fire, being able to guide the fire brigades to the sources of the fires, as well as offering information on direction and speed of propagation.

--: Vigilancia de tendidos eléctricos.Laying Watch electrical

Entre las ventajas que ofrece el sistema referido pueden citarse como más importantes las siguientes:Among the advantages offered by the referred system The following may be cited as more important:

--: Gestión de alarmas automatizada, facilitando al operador información de posibles focos de incendio.Automated alarm management, providing the operator with information on possible sources of fire.

--: Geo-referericiación y localización de las alarmas sobre cartografía digital.Geo-referericiation and location of alarms on digital cartography.

--: Se obtienen varios niveles de detección, sensibilidad ajustable remotamente, identificación y descarte automático de falsas alarmas, adaptación al entorno, etc.Be get several levels of detection, adjustable sensitivity remotely, identification and automatic discard of false alarms, adaptation to the environment, etc.

--: Carácter de movilidad, permitiendo la recepción de alarmas en terminales de telefonía móvil o agendas digitales perso- nales.Mobility character, allowing the alarm reception in mobile phone terminals or agendas personal digital.

--: Telecontrol, incluyendo el auto-ajuste de los sensores térmicos y el movimiento, velocidad de giro y zoom de los sistemas motorizados, así como el establecimiento de posiciones de vigilancia pre-definidas.Remote, including the self-adjustment of the thermal sensors and the movement, speed of rotation and zoom of the motorized systems, as well as the establishment of surveillance positions pre-defined

--: Mantenimiento remoto y actualizaciones de FIRMWARE.Remote Maintenance and Updates of FIRMWARE.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una hoja única de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado un esquema del sistema de la invención donde se dejan ver tres puestos de vigilancia, una red de telecomunicaciones, un centro de gestión de alarmas independiente, y dos centros de control y monitorización.To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical realization of it, is accompanied as part member of this description, a single sheet of plans where with an illustrative and non-limiting nature, a scheme of the system of the invention where three positions are shown surveillance, a telecommunications network, a management center of independent alarms, and two control centers and monitoring

Realización preferente de la invenciónPreferred Embodiment of the Invention

Como se puede ver en la figura referida, un ejemplo del sistema incluye una serie de puestos de vigilancia (1), una central de gestión de alarmas (2) y una serie de centros de control y monitorización (3), todo ello interconectado mediante un sistema de telecomunicación (4).As you can see in the referred figure, a example of the system includes a series of surveillance posts (1), a central alarm management (2) and a series of centers control and monitoring (3), all interconnected by means of a telecommunication system (4).

El puesto de vigilancia (1) incluye unos sensores térmicos (5) estratégicamente situados para cubrir grandes extensiones de terreno, los cuales trabajan en el rango de longitudes de onda del infrarrojo, para detectar los más mínimos cambios de temperatura, sensores (5) que pueden ser motorizados o no dependiendo del área a cubrir.The monitoring post (1) includes sensors thermal (5) strategically placed to cover large land extensions, which work in the range of infrared wavelengths, to detect the smallest temperature changes, sensors (5) that can be motorized or Not depending on the area to cover.

Cada puesto de vigilancia (1) incluye además una unidad de detección (6) que procesa la información procedente de los sensores térmicos (5), analiza y clasifica los focos de calor que son interpretados posteriormente mediante un sistema experto que determina el tipo de alarma a transmitir en cada caso, permitiendo descartar falsas alarmas generadas por fuentes de calor no susceptibles de provocar incendios. También incluye una unidad de comunicación (7) lógicamente interconectada con el sistema o red de telecomunicación (4).Each surveillance post (1) also includes a detection unit (6) that processes information from thermal sensors (5), analyze and classify heat sources which are subsequently interpreted by an expert system which determines the type of alarm to be transmitted in each case, allowing to discard false alarms generated by heat sources Not likely to cause fires. It also includes a unit of communication (7) logically interconnected with the system or network of telecommunication (4).

Por su parte, la central de gestión de alarmas (2) incluye la correspondiente unidad de comunicación (7), prevista igualmente en los centros de control y moritorización (3), como en el caso de los puestos de vigilancia (1), de manera que en tal central de gestión de alarmas (2) tiene lugar la recepción y clasificación de alarmas, así como la geo-referenciación y la adecuación de datos para conformar una base de datos (8), a la que acceden los distintos centros de control y monitorización (3), para representar las alarmas en el sistema de información geográfica correspondiente.For its part, the central alarm management (2) includes the corresponding communication unit (7), provided also in the control and monitoring centers (3), as in the case of surveillance posts (1), so that in such central alarm management (2) reception takes place and alarm classification as well as the geo-referencing and data adequacy for form a database (8), accessed by the various control and monitoring centers (3), to represent the alarms in the corresponding geographic information system.

Por su parte, esos centros de control y monitorización (3) incluyen el sistema de información geográfica y una unidad de vigilancia (10), de manera que las alarmas se representan en el sistema de información geográfica (9), permitiendo al operador observar dichas alarmas sobre una cartografía digital de la zona, incorporándose al sistema una base de datos que permite hacer un seguimiento de los históricos de alarma, así como la realización de medidas y obtención de estadísticas.For their part, those control centers and monitoring (3) include the geographic information system and a monitoring unit (10), so that alarms are they represent in the geographic information system (9), allowing the operator to observe these alarms on a digital cartography of the area, incorporating a base into the system of data that allows you to track the historical alarm, as well as performing measurements and obtaining statistics

Adicionalmente, el operador puede ver el área bajo estudio en una pantalla, usando la unidad de vigilancia remota (10), como si se tratase de un circuito cerrado de televisión, pudiendo también el operador tele-controlar y monitorizar los puestos de vigilancia (1), para realizar labores de mantenimiento y actualización del FIRMWARE de dichos puestos de vigilancia (1) y central de gestión de alarmas (2).Additionally, the operator can see the area under study on a screen, using the remote surveillance unit (10), as if it were a closed circuit television, the operator can also tele-control and monitor the surveillance posts (1), to perform tasks of maintenance and updating of the FIRMWARE of said positions of surveillance (1) and central alarm management (2).

Claims

1. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, que siendo aplicable tanto para controlar grandes superficies de terreno, tales como bosques, parques y entornos industriales, como para detectar posibles focos de incendios, se caracteriza porque comprende uno o más puestos de vigilancia automatizados (1) y una central de gestión de alarmas (2) interconectada con cada uno de los puestos de vigilancia (1), a través de un sistema de comunicaciones (4) que gestiona el transporte de información a través de cables y/o radio-frecuencia; comprendiendo además unos centros de control y monitorización (3) interconectados igualmente, mediante el sistema de comunicaciones (4), tanto con la central de gestión de alarmas (2) como con los puestos de vigilancia (1); habiéndose previsto que cada puesto de vigilancia (1) incluya unos sensores térmicos (5) que detectan los más mínimos cambios de temperatura, así como una unidad de detección (6) para el procesado de imágenes radiométricas, que analiza, procesa y clasifica los focos de calor para determinar en cada caso el tipo de alarma generada; comprendiendo también cada puesto de vigilancia (1) una unidad de vigilancia como medio de apoyo visual por control remoto, permitiendo observar la escena tanto en el rango visible como en el rango térmico, desde los centros de control y monitorización (3).1. Surveillance system for the early detection of fires, which being applicable both to control large areas of land, such as forests, parks and industrial environments, as well as to detect possible outbreaks of fires, is characterized in that it comprises one or more surveillance posts automated (1) and an alarm management center (2) interconnected with each of the surveillance posts (1), through a communications system (4) that manages the transport of information through cables and / or radio frequency; further comprising control and monitoring centers (3) also interconnected, through the communications system (4), both with the alarm management center (2) and with the monitoring posts (1); having provided that each surveillance post (1) includes thermal sensors (5) that detect the smallest changes in temperature, as well as a detection unit (6) for the processing of radiometric images, which analyzes, processes and classifies the foci of heat to determine in each case the type of alarm generated; Each surveillance post (1) also comprises a surveillance unit as a means of visual support by remote control, allowing the scene to be observed both in the visible range and in the thermal range, from the control and monitoring centers (3).

2. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la unidad de gestión de alarmas (2) es susceptible de estar localizada físicamente en un puesto de vigilancia (1), o bien en algunos de los centros de control y monitorización (3), o formar una unidad física independiente ubicada en cualquier otro emplazamiento.2. Surveillance system for the early detection of fires, according to claim 1, characterized in that the alarm management unit (2) is capable of being physically located in a surveillance post (1), or in some of the fire centers. control and monitoring (3), or form an independent physical unit located in any other location.

3. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicación 1ª, caracterizado porque los sensores térmicos (5) de los puestos de vigilancia (1), trabajan en el rango de longitudes de onda del infrarrojo y pueden o no ser motorizados, dependiendo del área a cubrir.3. Surveillance system for the early detection of fires, according to claim 1, characterized in that the thermal sensors (5) of the surveillance posts (1) work in the infrared wavelength range and may or may not be motorized, depending on the area to cover.

4. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicación 1ª, caracterizado porque el sistema de comunicaciones (4) proporciona dos niveles de comunicación, uno que puede o no adaptarse a infraestructuras de telecomunicación disponibles en cada área geográfica, y otro para asumir el transporte de información en caso de fallo del anterior.4. Surveillance system for the early detection of fires, according to claim 1, characterized in that the communication system (4) provides two levels of communication, one that may or may not adapt to telecommunication infrastructures available in each geographical area, and another to assume the transport of information in case of failure of the previous one.

5. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque la unidad central de gestión de alarmas (2) incluye medios para la recepción y clasificación de alarmas, así como para la proyección de las imágenes radiométricas sobre una cartografía digital y para la adecuación de datos para conformar una base de datos (8) a la que acceden los distintos centros de control y monitorización (3).5. Surveillance system for the early detection of fires, according to claims 1 and 2, characterized in that the central alarm management unit (2) includes means for the reception and classification of alarms, as well as for the projection of radiometric images on a digital cartography and for the adaptation of data to form a database (8) to which the different control and monitoring centers access (3).

6. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicaciones 1ª y 5ª, caracterizado porque los centros de control y monitorización (3) reciben la información correspondiente a las alarmas procedente de la unidad central de gestión de alarmas (2), siendo dicha información representada en una pantalla.6. Surveillance system for the early detection of fires, according to claims 1 and 5, characterized in that the control and monitoring centers (3) receive the information corresponding to the alarms from the central alarm management unit (2), being said information represented on a screen.

7. Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tanto los puestos de vigilancia (1) como la central de gestión de alarmas (2) y los centros de control y monitorización (3), incluyen una unidad de comunicación (7).7. Surveillance system for the early detection of fires, according to previous claims, characterized in that both the monitoring posts (1) and the alarm management center (2) and the control and monitoring centers (3), include a unit of communication (7).