LV14142B

LV14142B - Automated system of detection and monitoring of development landscape fire seats

Info

Publication number: LV14142B
Application number: LVP-09-209A
Authority: LV
Inventors: Valery Shamal
Original assignee: Baltic Memory, Sia
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2010-07-20
Also published as: LV14142A

Abstract

The invention refers to the devices for detection of landscape fires at the early stage and monitoring of fire development. Its objective refers to the enhancement of functional capabilities of the system, enhancement of responsiveness to fire detection at the early stage, improving accuracy of determination of geographical coordinates of fire hotbed in the controlled area. The object in view is attained in that the automated system of detection and monitoring of development of landscape fire seats contains an automated module of detection, a digital information receive - transmit communications chain, a central station of receive - transmit and processing of information, control and management (Central Control Facility), at that the automated module of detection contains a telescope with IR detector, a video camera and a cylindrical shell equipped with the mechanical scanning blocks, electronic components for processing of analog information and its transformation into a digital form, a computer intended for processing, analysis and accumulation of information received from the IR detector, the modules of information transformation and transmission via any communication channels and a power module, at that the system operates automatically under control of corresponding software and it is equipped with an independent feed element thereby enabling the system installation in the areas with an underdeveloped infrastructure.

Description

Izgudrojums attiecas uz apvidus ugunsgrēku noteikšanu to agra stadija un ugunsgrēku attīstības monitoringu.The invention relates to the detection of area fires at an early stage and to the monitoring of fire evolution.

Ir zināma optiski elektroniskā aparatūra [1], kas paredzēta vietas apskatei no lidmašīnas vai helikoptera, kurā viens no galvenajiem elementiem ir daudzšķautņu spogulis, rotējošs ap savu asi, kas sakrīt ar lidojuma virzienu. Rotējošais spogulis veic šķērsvirzienā zemes virsmas skenēšanu lidojuma virzienā, bet lidaparāta paša kustība nodrošina lidojuma virziena garenvirzienā skenēšanu. Tāda aparatūra tiek izmantota meža ugunsgrēku noteikšanai [2],Optical electronic apparatus [1] is known for viewing from an airplane or helicopter where one of the main elements is a multi-faceted mirror rotating about its axis which coincides with the direction of flight. The rotating mirror performs a transverse scan of the ground in the direction of flight, while the movement of the aircraft itself provides a longitudinal scan of the direction of flight. Such apparatus is used to detect forest fires [2],

Ir zināma meža ugunsgrēku noteikšanas sistēma [3], kas balstīta uz ugunsgrēka perēkļa noteikšanu no liela augstuma no lidmašīnas, kas aprīkota ar termojūtīgiem devējiem ugunsgrēka perēkļu noteikšanai, navigācijas ierīcēm lidmašīnas atrašanās vietas koordināšu noteikšanai un informācijas par ugunsgrēkiem nosūtīšanai uz zemes vadības pulti, pēc kuras rezultātiem uz ugunsgrēka vietu tiek nosūtīti ugunsdzēšanas līdzekli. Šīs sistēmas trūkums ir nepietiekama operativitāte, kā arī zināmo ierīču zemais jūtīgums un aviācijas izmantošanas nepieciešamība.There is a known forest fire detection system [3] based on high altitude aircraft fire detection, equipped with thermosensitive sensors for fire detection, navigation device for coordinating the location of the aircraft, and transmission of fire information to the ground control console. fire extinguishers are sent to the fire site for results. The disadvantages of this system are its inefficiency and the low sensitivity of known devices and the need for aviation.

Ir zināmas ugunsgrēku perēkļu noteikšanas ierīces [4-7], kas novietotas uz pamatnes ar iespēju griezties 360° diapazonā azimuta plaknē, kas ļauj nodrošināt virsmas skenēšanu apļa zonas robežās, un satur objektīvu un divus daudzelementu starojuma uztvērējus un avārijas signalizācijas bloku. Šajās ierīcēs atsevišķie starojuma uztvērēju jūtīgie elementi, attālinoties no optiskās ass, apvienojas grupās, kas nodrošina risinājuma pastāvīgumu neatkarīgi no attāluma līdz filmēšanas objektam. Šo ierīču trūkums ir zemā izšķirtspēja, kas samazina monitoringa jūtīgumu, neļauj veikt noteiktā ugunsgrēka perēkļa telpisko analīzi, kā arī reģistrācijas iences neveic attēla vizuālo kontroli un nenodrošina iespēju ugunsgrēka perēkļa azimutālai vietas piesaistei konkrētai teritorijai.Focal point detectors [4-7] are known which are located on a substrate with a rotation range of 360 ° in the azimuth plane, which allows surface scanning within the circle area, and includes an objective and two multi-element radiation detectors and an alarm unit. In these devices, the individual sensing elements of the radiation detectors, when moving away from the optical axis, combine into groups that provide a consistent solution regardless of distance to the subject. The disadvantage of these devices is the low resolution, which reduces the sensitivity of monitoring, prevents spatial analysis of a given fire focal point, and does not provide visual control of the image and does not allow the azimuthal location of the focal point to a specific area.

Kā tuvākais tehniskais risinājums, kas izvēlēts kā šī izgudrojuma prototips, ir novērošanas un monitoringa sistēma meža ugunsgrēku savlaicīgai diagnostikai [8j. Sistēma sastāv no vairākiem attālinātiem detektoriem, novietotiem meža rajonos un telemetriski saistītiem ar centrālo vadības pulti (CVP). Katrs detektors satur infrasarkanā starojuma (IS) devēju un videokameru, kas novietota uz attālinātās vadāmas kustīgas platformas. Visa informācija, tai skaitā arī videoinformācija, tiek nosūtīta uz CVP, apstrādāta un izvietota uz ciparu topogrāfiskajām meža rajonu kartēm, kas pakļautas novērojumiem. Šīs sistēmas trūkums ir ugunsgrēka perēkļa ģeogrāfisko koordināšu noteikšanas zemā precizitāte, zemais jūtīgums, zemā ugunsgrēku sākumstadijas noteikšanas operativitāte.As the closest technical solution selected as a prototype of the present invention is a surveillance and monitoring system for early detection of forest fires [8j. The system consists of a number of remote detectors located in forest areas and telemetrically linked to a central control panel (CVP). Each detector contains an infrared (IR) sensor and a video camera placed on a remote controlled moving platform. All information, including video information, is sent to the CVP, processed, and placed on digital topographic maps of forest areas for observation. The disadvantage of this system is the low accuracy of the geographic coordinates of the fire focal point, the low sensitivity, the low operability of the initial stage of fire detection.

Izgudrojuma mērķi ir: sistēmas funkcionālo iespēju palielināšana, operativitātes palielināšana ugunsgrēku noteikšanai sākumstadijā, aizdegšanās ģeogrāfisko koordināšu noteikšanas precizitātes palielināšana, izvēlētā virziena attēla saņemšana, vairāku ugunsgrēka perēkļu noteikšana pēc dažādiem azimutiem stipru dūmu apstākļos, miglas vai citos nelabvēlīgos meteoroloģiskajos apstākļos, sekošana perēkļa temperatūras izmaiņām ilgā laika intervālā un degšanas frontes izplatīšanās vektora prognozēšana, aizdegšanās noteikšanas procesa automatizācija un saņemtās informācijas uzkrāšana un noteiktās aizdegšanās patiesajiem kritērijiem atbilstošu datu nosūtīšana automātiskā režīmā.The objects of the invention are: increasing the functional capabilities of the system, increasing the operability for early detection of fires, increasing the accuracy of the geographic coordinates of ignition, obtaining the selected direction image, detecting multiple fire foci by different azimuths in severe smoke, fog or other adverse time interval and fire front propagation vector prediction, automation of the ignition detection process and accumulation of received information and automatic transmission of data meeting the true criteria of the defined ignition.

Mērķis tiek sasniegts, pateicoties tam, ka ugunsgrēku perēkļu noteikšanas un attīstības monitoringa automātiskais modulis satur teleskopu, kas nodrošina siltuma avotu telpisko selekciju infrasarkanā starojuma (IS) vidējo viļņu diapazonā no 2,8 līdz 5,2 mkm, ar IS-uztvērēju, kas reģistrē attālināta IS avota starojuma intensitāti, vairākus dažādu spektru devējus, vizuālās kontroles videokameras un korpusu ar tajā izvietotiem skenēšanas mehāniskajiem mezgliem, analogās informācijas apstrādes un tās pārveidošanas ciparu formā blokiem, datoru, kas paredzēts IS-izstarotājam piesaistītā devēja informācijas apstrādei, analīzei un uzkrāšanai, informācijas pārveidošanas moduļiem un tās pārraidi pa jebkādiem sakaru kanāliem un barošanas bloku, pie tam sistēma darbojas automātiskā režīmā, to vada atbilstoša programma un tā ir aprīkota ar neatkarīgu barošanas avotu, kas ļauj sistēmu uzstādīt rajonos ar neattīstītu infrastruktūru.The objective is achieved by the fact that the automatic module for the detection and development of the focal points contains a telescope which provides spatial selection of heat sources in the infrared (IR) wavelength range of 2.8 to 5.2 mkm with an IR receiver remote IR source radiation intensity, multiple sensors of different spectrum, visual control camcorders and housing with scanning mechanical assemblies, analogue information processing and digitalization units, computer for processing, analyzing and storing information from an IR-emitter-associated sensor conversion modules and its transmission over any communication channels and power supply, the system operates in an automatic mode, is controlled by an appropriate program and is equipped with an independent power supply which allows the system to be installed in areas with undeveloped infrastructure culture.

Piedāvātā sistēma satur vairākus analoģiskus ugunsgrēku perēkļu noteikšanas un attīstības monitoringa moduļus, kuru skaits ir no viena līdz simts divdesmit astoņiem, pie tam katrs no tiem ir novietots atbilstošā novērošanas tornī un ir saistīts sakaru tīklā ar CVP, kas var būt novietots jebkurā vietā. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka katrs automātiskais noteikšanas modulis periodiski veic programmas nodrošinājuma testēšanu, kā arī periodiski veic paštestēšanos un moduļa mezglu vai papildus devēju darbības neparedzētas situācijas gadījumā tiek nosūtīts atbilstošs ziņojums uz CVP. Sistēma ir veidota tā, ka teleskops ir aprīkots ar spoguli, kas rotē pa nekustīgā teleskopa korpusa aploci, pie tam spoguļa leņķi ir iespējams mainīt ar pievadu. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka videokamera ir novietota paralēli moduļa optiskai asij un griežas saskaņā ar vietas azimutu un vietas leņķi kopā ar moduli, pie kam: azimuta virzienu ar precizitāti līdz 1° uzdod komanda no CVP; sistēma automatizētā darba režīmā nosaka aizdegšanās avotu, veic fotouzņēmumu aizdegšanās perēkļa noteikšanas virzienā, bet nepieciešamības gadījumā pēc VCP pieprasījuma ir iespējams saņemt jebkurā virzienā ar jebkura noteikšanas moduļa palīdzību fotouzņēmumus. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka skenēšanas mehāniskie mezgli nodrošina teleskopa nepārtrauktu griešanos pa azimutu no 0° līdz 360° un veic novirzi atbilstoši vietas leņķim ar soli 7 leņķa minūšu robežās, pie tam skenēšanas pilns cikls beidzas sasniedzot 7° leņķi zemāk par horizonta līniju, un azimutālās skenēšanas ātrums ir viens apgrieziens 10 sekundēs, kas ļauj teritoriju kontrolēt pa spirāli attiecībā pret horizontu līdz nejūtīgai nepārskatāmai zonai, kas atkarīga no torņa augstuma. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka CVP informāciju, kas saņemta no sistēmas viena noteikšanas automātiskā moduļa vai vairākiem noteikšanas automātiskajiem moduļiem, ko satur sistēma, izmanto aizdegšanās perēkļu koordināšu izvērtēšanai un to marķēšanai ciparu topogrāfiskajā kartē kopā ar torņu norādi, pie kam virzieni no torņiem uz ugunsgrēka perēkli kartē tiek atzīmēti ar sarkanām līnijām, kuru krustpunkti norāda uz ugunsgrēka perēkļa atrašanās vietu, pie tam sistēma izsniedz tā ģeogrāfiskās koordinātes. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka laika vienībā ļauj atklāt vairākus atklātus vai daļēji slēptus aizdegšanās perēkļus dažādos azimutos stipru dūmu apstākļos, miglas un citos nelabvēlīgos meteoroloģiskos laika apstākļos. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka papildus satur meteoroloģiskās stacijas, kas nodrošina apvidus ugunsgrēku attīstības monitoringu no novērošanu torņa un zibens spēriena vietas koordināšu noteikšanu. Piedāvātā sistēma ir veidota tā, ka papildus satur radiācijas, ķīmiskos utt. devējus, kas nodrošina teritorijas ekoloģisko monitoringu no novērošanas torņa un pa sakaru līdzekļiem automātiskajā režīmā tā koordinē ugunsdzēšanas un glābšanas dienestu darbu.The proposed system includes a number of similar fire detection and development monitoring modules, ranging from one hundred to twenty-eight, each of which is located in an appropriate observation tower and is linked to a communication network with a CVP which can be located anywhere. The proposed system is designed in such a way that each automatic detection module periodically performs software testing as well as periodically self-tests and in case of an unexpected situation the module nodes or additional sensors are sent an appropriate message to the CVP. The system is designed in such a way that the telescope is equipped with a mirror which rotates around the circumference of the stationary telescope body, whereby the angle of the mirror can be changed by means of an actuator. The proposed system is configured such that the camcorder is positioned parallel to the optical axis of the module and rotates in accordance with the azimuth of the site and the angle of the site with the module, wherein: the direction of the azimuth is commanded by CVP with accuracy; the system detects the source of the ignition in an automated mode, takes a photograph in the direction of the detection of the focal point, but if required, it is possible to obtain photographs in any direction by any detection module upon request of the VCP. The proposed system is designed so that the mechanical scanning units provide continuous telescope rotation through the azimuth from 0 ° to 360 ° and deflect according to the angle of the spot in increments of 7 minutes, with the complete scanning cycle ending at 7 ° below the horizon, and an azimuthal scan rate of one rotation per 10 seconds, allowing the area to be spirally controlled relative to the horizon to an insensitive opaque area dependent on the height of the tower. The proposed system is designed such that CVP information received from one or more of the automatic detection modules contained in the system is used to evaluate the coordinates of the focal points and mark them on a digital topographic map, along with the directions of the towers to the focal points of the fire are marked on the map by red lines whose intersections indicate the location of the focal point, and the system gives its geographical coordinates. The proposed system is designed to detect multiple exposed or partially hidden fires in different azimuths in heavy smoke, fog and other adverse meteorological conditions per unit of time. The proposed system is designed to include meteorological stations that provide monitoring of the development of area fires from observation tower and lightning strike location coordinates. The proposed system is designed to contain additional radiation, chemical, etc. sensors that provide ecological monitoring of the area from the observation tower and by means of communication in automatic mode it coordinates the work of fire and rescue services.

Fig.l shematiski ir paskaidrota apvidus ugunsgrēku noteikšanas un monitoringa automatizētā sistēma, kas satur noteikšanas automātisko moduli (1), ciparu informācijas komunikācijas tīklu, izmantojot sakaru līdzekļus (2), informācijas saņemšanas - nosūtīšanas un informācijas apstrādes, kā rī sistēmas kontroles un vadības centrālo punktu (3). Sistēma darbojas automātiskā režīmā atbilstošas programmas vadībā. CVP (3) saņem datus no attālinātiem ugunsgrēku perēkļu noteikšanas moduļiem (1), apstrādā šo informāciju, izvērš pieejamā ērtā formā rajona topogrāfiskajā kartē, kas atrodas novērošanā, veic iespējamā ugunsgrēka attīstības prognozi, attēlo operatīvo informāciju no meteoroloģiskiem un ekoloģiskiem devējiem un pieņem lēmumu ieslēgt avārijas signalizāciju. Sistēmas darba režīms ir ciklisks vai nepārtraukts. Noteikšanas automatizētie moduļi tiek novietoti novērošanas torņos, piemēram, 40 m augstumā attālumā, kas atrodas līdz 20 km attālināti viens no otra.Fig. 1 illustrates schematically an automated system for locally based fire detection and monitoring, which includes an automatic detection module (1), a digital information communication network by means of communication (2), a centralized system for controlling and controlling information receiving and transmitting. (3). The system operates in automatic mode under the control of an appropriate program. The CVP (3) receives data from remote fire detection modules (1), processes this information, expands it into an accessible convenient form on the area topographic map that is under observation, forecasts potential fire development, displays operational information from meteorological and ecological sensors, and decides to turn on emergency alarm. The system is in cyclic or continuous mode. Automated detection modules are placed in observation towers, for example, at a height of 40 m, which is located up to 20 km apart.

Automātiskā noteikšanas moduļa (1) darbības nodrošināšanai par ugunsgrēku izmanto spektrālā signāla izdalīšanas metodi vidējo viļņu IS diapazonā, signāla laika amplitūdas analīzi, kritēriju realizācijas noteikumus un divkāršo signāla efektivitātes apstiprinājumu moduļa trīs apgriezienu laikā pa azimutu.In order to ensure the operation of the automatic detection module (1), a method of spectral signal isolation in the middle wave IS band, signal time amplitude analysis, criteria realization rules and double confirmation of the signal efficiency during three revolutions of the module are used as fire.

Sistēma darbojas automātiskajā režīmā atbilstošu programmu vadībā, nosakot starojumu no ugunsgrēka perēkļa, bet nevis dūmu vai liesmu esamību, kas var arī nebūt, ar automātiskā noteikšanas moduļa (1) palīdzību redzamības zonā. Automātiskais noteikšanas modulis (1) aizdegšanos fiksē, nosakot infrasarkano starojumu, kas raksturīgs degšanas procesam un vispilnīgāk raksturo šo procesu un garantē, ka šāda starojuma noteikšana precīzi liecina par aizdegšanos. Šim nolūkam automātiskais noteikšanas modulis (1) satur vairākus dažādu spektru devējus. Jūtības palielināšanai izmanto teleskopu, piemēram, Kassegrena optiskās sistēmas teleskopu. Teleskops fokusē saņemto starojumu uz vienu no devējiem. Šajā teleskopā var ari izmantot spoguli, kas rotē pa nekustīgā teleskopa korpusa aploci, pie tam spoguļa slīpuma leņķi maina ar pievadu.The system operates in automatic mode under the control of appropriate programs, detecting radiation from a focal point but not the presence of smoke or flames, which may or may not be present, through the automatic detection module (1) in the field of vision. The automatic detection module (1) detects ignition by detecting the infrared radiation characteristic of the combustion process and most fully characterizes the process and guarantees that the detection of such radiation accurately indicates the ignition. For this purpose, the automatic detection module (1) contains a plurality of sensors of different spectra. A telescope, such as a Kassegren optical telescope, is used to increase sensitivity. The telescope focuses the received radiation at one of the sensors. This telescope can also use a mirror that rotates around the rim of the stationary telescope body, whereby the inclination of the mirror is changed by the actuator.

Noteikšanas automātiskā moduļa (1) mehāniskā skenējošā ierīce griež teleskopu pa azimutu 0° līdz 360° un veic vietas leņķisko nobīdi ar soli 7 leņķisko minūšu robežās. Pilns skenēšanas cikls beidzas, sasniedzot 7° leņķi zem horizonta līnijas.The mechanical scanning device of the detection automatic module (1) rotates the telescope through the azimuth from 0 ° to 360 ° and performs angular displacement of the spot in increments of 7 angular minutes. The full scan cycle ends at an angle of 7 ° below the horizon line.

Monitorings no novērošanas torņa ļauj kontrolēt teritoriju pa spirāli no horizonta līnijas līdz nejūtīgai zonai, kas atkarīga no torņa augstuma.Monitoring from the observation tower allows you to control the area along the spiral from the horizon line to the insensitive area, which depends on the height of the tower.

Azimuta skenēšanas ātrums ir viens apgrieziens 10 sekundēs. Novērojamās teritorijas pilnais skenēšanas laiks - 5-6 minūtes. Katrai degšanas temperatūrai atbilst noteikts maksimums uz IS-izstarotāja skalas. Organisko materiālu degšanas temperatūru diapazonā 700 - 900 °C rajonā IS viļņu garums ir 3,2 - 4,1 mikrometri, t.i. izvietoti IS-izstarotāju vidējo viļņu diapazonā. Teleskops fokusē vidējo IS viļņu diapazona izstarojumu un nosūta to IS-uztvērējam, kas reģistrē attālinātā IS avota izstarošanas intensitāti.Azimuth scan speed is one revolution per 10 seconds. Full scan time of the observation area - 5-6 minutes. Each burning temperature corresponds to a certain maximum on the IR-emitter scale. In the range of combustion temperatures of organic materials in the range of 700-900 ° C, the IR wavelength is 3.2 to 4.1 micrometers, i.e.. located in the mid-range of the IR emitters. The telescope focuses on the average irradiance of the IR wavelength range and sends it to the IR receiver, which registers the irradiance of the remote IS source.

Iekšējais dators un automātiskā noteikšanas moduļa (1) programmas nodrošinājums veic kopējās vadības funkcijas, pārbauda mehāniskos skenējošos mezglus, kontrolē attālinātā moduļa darbības precizitāti, veic iepriekšēja signāla apstrādi, kas saņemts no teleskopa, identificē un nošķir viltus signālus, veic kritēriju analīzi, izmēra IS devēja signāla amplitūdu, saglabā un nosūta uz CVP (3) kontrolējamās teritorijas termisko karti. Pēc pieprasījuma no CVP attālinātais modulis izvērš termisko karti amplitūdas veidā un krāsu attēlojumā ar krāsu gradāciju atkarībā no signāla amplitūdas. Pēc CVP (3) komandas attālinātais automātiskais modulis (1) fotografē teritoriju uzdotā azimuta virzienā un attēlu nosūta uz CVP (3) datora monitoru. Šiem mērķiem tiek lietota augstas izšķirtspējas videokamera, kas novietota paralēli automātiskā noteikšanas moduļa (1) optiskai asij un griežas pa azimutu kopā ar moduli. Azimuta virzienu var uzdot pēc komandas no CVP (3) ar precizitāti līdz 1°. Nepieciešamības gadījumā pēc pieprasījuma no CVP (3) vai piedaloties operatoram ir iespējams saņemt jebkura virziena fotouzņēmumus no sistēmas jebkura noteikšanas automātiskā moduļa (1). No perifēriju automātiskajiem noteikšanas moduļiem (1) savāktā un sistematizētā informācija tiek izmantota uzdevuma došanai par koordināšu izvēršanai un marķēšanai ciparu topogrāfiskajā kartē ar torņu norādi tajā. Virziens uz ugunsgrēka perēkli no torņa kartē tiek atzīmēts ar sarkanām līnijām, kuru krustpunkts norāda uz aizdegšanās perēkļa vietu. Kā sakaru līdzekļi (2) var tikt izmantoti jebkuri sakaru kanāli, piemēram, var tikt izmantotas GSM operatora iespējas. Iebūvētais enerģijas apgādes bloks nodrošina nepieciešamo 24-27 V barošanu. Opcijā var tikt izmantoti saules enerģijas paneļi.Internal Computer and Auto Detect Module (1) software performs common control functions, checks mechanical scanning units, controls remote module operation accuracy, preprocesses received from telescope, identifies and distinguishes false signals, performs criteria analysis, size IS sensor the signal amplitude is stored and transmitted to the thermal map of the controlled area of the CVP (3). Upon request, the CVP remote module expands the thermal map in amplitude and color representation with color gradation depending on signal amplitude. At the command of the CVP (3), the remote automated module (1) takes the area in the direction of the azimuth set and sends the image to the computer monitor of the CVP (3). For this purpose, a high resolution camcorder is used which is parallel to the optical axis of the auto-detection module (1) and rotates along the azimuth with the module. The azimuth direction can be specified by command from the CVP (3) with an accuracy of 1 °. If required, photographic images of any direction can be obtained from any automated detection module of the system (1) on request from the CVP (3) or through the presence of an operator. The information collected and systematized from the peripheral automated detection modules (1) is used to give the task of coordinate expansion and marking on a digital topographic map with a reference to the towers. The direction to the focal point of the fire from the tower is marked on the map by red lines whose intersection points to the location of the focal point. Any means of communication can be used as a means of communication (2), for example the capabilities of a GSM operator. The integrated power supply provides the required 24-27 V supply. Solar panels can be used as an option.

Papildus radiācijas, ķīmiskie u.c. automātiskās noteikšanas moduļa (1) devēji nodrošina teritorijas ekoloģisko monitoringu, bet papildus meteoroloģiskās stacijas nodrošina teritorijas ugunsgrēku perēkļu attīstības monitoringu un zibens spērienu vietu ģeogrāfisko koordināšu noteikšanu.In addition to radiation, chemical, etc. the sensors of the automatic detection module (1) provide ecological monitoring of the territory, while additional meteorological stations provide the monitoring of the development of the fire foci of the territory and determination of the geographical coordinates of the lightning strike locations.

Apvidus ugunsgrēku perēkļu noteikšanas un to attīstības monitoringa automatizētās sistēmas izveide un pielietošana ļauj iegūt tehnisko rezultātu, proti tiek paplašinātas sistēmas funkcionālās iespējas, paaugstinās ugunsgrēku noteikšanas operativitāte to sākumstadijā, paaugstinās aizdegšanās ģeogrāfisko koordināšu noteikšanas precizitāte, tiek nodrošināta izvēlētā virziena attēlu saņemšana, pie kam sistēma var noteikt vairākus aizdegšanās perēkļus dažādos azimutos stipru dūmu apstākļos, miglas un citos nelabvēlīgos laika apstākļos, var sekot ugunsgrēka perēkļa temperatūras izmaiņām ilgākā laika intervālā un prognozēt degšanas frontes izplatīšanos, kā ari var automatizēt aizdegšanās avotu noteikšanas procesu, saņemtās informācijas uzkrāšanu un atbilstoši ticamiem aizdegšanās kritērijiem var nosūtīt datus uz CVP automātiskā režīmā. Sistēma ļauj koordinēt ugunsdzēšanas dienestu darbību, izmantojot sakaru līdzekļus.The development and application of an automated system for detecting and monitoring the development of area fires allows to obtain a technical result, namely, expanding the functional capabilities of the system, increasing the operational efficiency of fire detection in its initial stage, increasing the accuracy of geographic coordinates of fire detection. identify multiple foci of fire in various azimuths under conditions of strong smoke, fog and other adverse weather conditions, track changes in focal point temperature over time and predict the spread of the burn front, and automate the process of identifying ignition sources, send data to CVP in automatic mode. The system allows the coordination of fire fighting services by means of communication.

Izmantotie informācijas avoti:Used information sources:

1. Μ.Μ.ΜίφοιΠΗΗΚΟΒ, TeopeTunecKue ochobbi οπτκκο-οηεκτροΗΗΒΐχ npuoopoB.1. Μ.Μ.ΜίφοιΠΗΗΚΟΒ, TeopeTunecKue ochobbi οπτκκο-οηεκτροΗΗΒΐχ npuoopoB.

JI.: MauiHHOCTpoeHHe, 1983, c.55-60JI .: MauiHHOCTpoeHHe, 1983, c.55-60

2. Patents SU 1621958, C2, G08D17/12,19912. Patents SU 1621958, C2, G08D17 / 12,1991

3. Pieteikums WO 93/02749, 19923. WO 93/02749, 1992

4. Pieteikums US 52118345, A, G08D17/124. Application US 52118345, A, G08D17 / 12

5. Patents RU 2109345, Cl, 19985. Patents RU 2109345, Cl, 1998

6. Patents RU 2276808, C2, G08B17/12, 20046. Patents RU 2276808, C2, G08B17 / 12, 2004

7. Pieteikums US 5218345, A, G08D17/127. Application US 5218345, A, G08D17 / 12

8. Pieteikums US 5734335, A, G08D17/12, 19988. Application US 5734335, A, G08D17 / 12, 1998

9. Pieteikums EP 0148949, A, G08D17/12Application EP 0148949, A, G08D17 / 12

10. Pieteikums EP 0298182, A, G08D17/12,198910. Application EP 0298182, A, G08D17 / 12,1989

11. Pieteikums DE 3710265, Al, G08D17/12, 198811. Application DE 3710265, Al, G08D17 / 12, 1988

Claims

PretenzijasClaims

1. Apvidus ugunsgrēku perēkļu noteikšanas un attīstības monitoringa automatizēta sistēma, kas satur: ugunsgrēku perēkļu automātiskas noteikšanas moduli, novietotu novērošanas tornī; digitālās informācijas uztveršanas-pārraides komunikācijas tīklu; informācijas saņemšanas-pārraides un apstrādes moduli, kā arī sistēmas kontroles un vadības centrālo punktu (CVP), kas atšķirīga ar to, ka minētais automātiskas noteikšanas modulis satur: teleskopu, kas nodrošina siltuma avotu telpisko selekciju vidējo viļņu infrasarkanā starojuma (IS) diapazonā no 2,8 līdz 5,2 mikrometriem; IS-uztvērēju, kas reģistrē attālināta IS-avota starojuma intensitāti; vairākus dažādu starojumu spektru devējus; vizuālās kontroles videokameras; korpusu ar tajā izvietotiem skenēšanas mehāniskajiem mezgliem; analogās informācijas apstrādes bloku un bloku tās pārveidošanas ciparu formā; datoru, kas paredzēts no IS-starotāja devēja saņemtās nformācijas apstrādei, analīzei un uzkrāšanai; informācijas pārveidošanas moduli un moduli tās pārraidīšanai pa jebkuriem sakaru kanāliem; barošanas bloku, pie tam sistēma darbojas automātiskā režīmā, to vada atbilstošā programma un tā ir aprīkota ar neatkarīgu barošanas avotu, kas ļauj sistēmu uzstādīt rajonos ar neattīstītu infrastruktūru.An automated system for detecting and evolving a local fire focal point, comprising: a module for automatically detecting a focal point located in an observation tower; digital information reception-transmission communication network; an information receiving-transmitting-processing module and a system control-command central point (CVP), characterized in that said auto-detection module comprises: a telescope which provides spatial selection of heat sources in the infrared (IR) range of 2 , 8 to 5.2 micrometers; An IR receiver which registers the irradiance of a remote IS source; multiple sensors for different radiation spectra; visual inspection video cameras; housing with scanning mechanical assemblies; an analog information processing unit and a block for digitizing it; a computer for processing, analyzing, and storing information received from an IS emitter; an information conversion module and a module for transmitting it over any communication channel; power supply unit, the system is in automatic mode, controlled by the appropriate program and equipped with an independent power supply, which allows the system to be installed in areas with undeveloped infrastructure.

2. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka satur daudzus analoģiskus ugunsgrēku perēkļu automātiskas noteikšanas moduļus, kuru skaits ir no viena līdz simts divdesmit astoņiem, pie tam katrs no tiem ir novietots atbilstošā novērošanas tornī un ir saistīts sakaru tīklā ar CVP, kas var būt novietots jebkurā vietā.A system according to claim 1, characterized in that it comprises a plurality of analogous fire focal detection modules of one to one hundred and twenty-eight, each of which is located in an appropriate observation tower and is connected to the communication network by CVP that can be placed anywhere.

3. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka katrs minētais automātiskas noteikšanas modulis periodiski veic programmas nodrošinājuma testēšanu, kā ari periodiski veic sistēmas paštestēšanu, pie kam moduļa mezglu vai papildus devēju neparedzētas darbības gadījumā tas nosūtīta atbilstošu ziņojumu uz CVP.The system of claim 1, characterized in that each of said auto-detection modules periodically performs software testing as well as periodically self-testing the system, whereby in the event of unexpected operation of the module nodes or additional sensors, it sends an appropriate message to the CVP.

4. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka teleskops ir aprīkots ar spoguli, kas rotē pa nekustīgā teleskopa korpusa aploci, pie tam spoguļa slīpuma leņķi ir iespējams mainīt.The system according to claim 1, characterized in that the telescope is provided with a mirror rotating about the circumference of the stationary telescope body, wherein the angle of the mirror can be changed.

5. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka videokamera ir novietota paralēli moduļa optiskai asij un griežas pa azimutu un vietas leņķi kopā ar moduli, pie kam azimuta virzienu ar precizitāti līdz 1 ° uzdod komanda no CVP un sistēma, automatizētā darba režīmā atklājot aizdegšanās avotu, veic fotouzņēmumu noteiktā aizdegšanās perēkļa virzienā, bet nepieciešamības gadījumā pēc VCP pieprasījuma ir iespējams iegūt ari fotouzņēmumus jebkurā virzienā no jebkura automātiskās noteikšanas moduļa.The system according to claim 1, characterized in that the camcorder is positioned parallel to the optical axis of the module and rotates along the azimuth and position angle with the module, wherein the direction of the azimuth is determined by CVP command and system, automated detecting a source of ignition while in operating mode, takes a photo in the direction of a particular ignition focal point, but, if required, can take photos in any direction from any auto detection module upon request of the VCP.

6. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka skenēšanas mehāniskie mezgli nodrošina teleskopa nepārtrauktu pagriešanu horiziontālā plaknē, mainot azimuta leņķi robežās no 0° līdz 360°, un veic teleskopa novirzi ari pa vertikāli, mainot vietas leņķi 7 leņķa minūšu robežās, pie tam skenēšanas pilns cikls beidzas, sasniedzot 7° leņķi zemāk par horizonta līniju, un azimutālās skenēšanas ātrums ir viens pilns apgrieziens 10 sekundēs, kas ļauj teritoriju kontrolēt pa spirāli attiecībā pret horizontu līdz nejūtīgai un nepārskatāmai zonai, kas atkarīga no torņa augstuma.The system according to claim 1, characterized in that the scanning mechanical assemblies provide a continuous rotation of the telescope in a horizontal plane, varying the azimuth angle from 0 ° to 360 °, and also deflecting the telescope vertically, changing the position angle for 7 minutes. and the full scan cycle ends at an angle of 7 ° below the horizon and the azimuthal scan rate is one full revolution per 10 seconds, allowing the area to be helically controlled over the horizon to an insensitive and opaque area dependent on the height of the tower.

7. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka CVP informāciju, kas saņemta no sistēmas viena vai vairākiem automātiskās noteikšanas moduļiem, ko satur sistēma, izmanto, lai izvirzītu uzdevumu ugunsgrēka perēkļa koordināšu izvērtēšanai un tā marķēšanai ciparu tipogrāfiskajā kartē, uz kuras ir norādīta torņu atrašanās vietas, pie tam virzieni no torņiem uz ugunsgrēka perēkli kartē tiek atzīmēti ar sarkanām līnijām, kuru krustpunkti norāda uz ugunsgrēka perēkļa atrašanās vietu, kuras ģeogrāfiskās koordinātes sistēma izsniedz kā ugunsgrēka perēkļa koordinātes.The system of claim 1, characterized in that the CVP information received from one or more of the auto-detection modules contained in the system is used to assign a task for evaluating the fire coordinate and marking it on a digital typographic map, which indicate the location of the towers, and directions from the towers to the fire focal point are marked on the map by red lines whose intersections indicate the location of the fire focal point, which is given by the geographic coordinate system as the coordinates of the fire focal point.

8. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka tā laika vienībā ļauj atklāt vairākus atklātus vai daļēji slēptus aizdegšanās perēkļus dažādos azimutos stipru dūmu apstākļos, miglas un citos nelabvēlīgos meteoroloģiskos laika apstākļos.A system according to claim 1, characterized in that it allows the detection of a plurality of exposed or partially hidden ignition foci in different azimuths under conditions of high smoke, fog and other adverse meteorological conditions per unit of time.

9. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka papildus satur meteoroloģiskās stacijas, kas nodrošina apvidus ugunsgrēku attīstības monitoringu no novērošanas torņa un zibens spēriena vietas koordināšu noteikšanu.The system of claim 1, further comprising meteorological stations providing monitoring of the development of area fires from the observation tower and determining the coordinates of the lightning strike location.

10. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka papildus satur radiācijas, ķīmiskos utt. devējus, kas nodrošina teritorijas ekoloģisko monitoringu no novērošanas torņa.The system of claim 1, further comprising radiation, chemical, and the like. sensors that provide ecological monitoring of the area from the observation tower.

11. Sistēma saskaņā ar 1. pretenziju, kas atšķirīga ar to, ka automātiskajā režīmā tā ugunsdzēšanas un glābšanas dienestu darbu koordinē pa sakaru līdzekļiem.The system according to claim 1, characterized in that, in automatic mode, it coordinates the work of its fire and rescue services by means of communication.