PT96268B - Sistema de combate a incendios concebido principalmente para a defesa das florestas - Google Patents

Sistema de combate a incendios concebido principalmente para a defesa das florestas Download PDF

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Luca Pietranera
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Description

Resuma
O presente invento diz respeito a um sistema de combate a incêndios. concebido principaJ.msn ta para a defesa de zonas arborizadas5 que é constituído por um determinado número de detectores periféricos <1)? cada um dos quais é formado pors um sensor ds radiações infravermelbas Cí®>, por uma câmara ds TV ΐ11)3 por uma plataforma rotativa <12). por um processador local <13). por um grupo <14> de sensores de condições climatéricas e por um subsistema ds comunicações <15),
Os sensores periféricos encontram-se ligados a um centro de controlo local que inclui os seguintes componentes!
-· Um detector periférico Cl) (normalmente é incluído mais tío que um detector em cada um dos referidos sistemas)s
- Um subsistema da comunicações (2)?
-- Um processador central (3):
- Um modelo de software para a previsão da evolução do incêndio que está a ssr vigiados
..... Uma base ds dados históricos <5> =
- Um monitor ds TV Có)§
- Um vídeo-gravador C7)p
- Uma unidade de memória (disco duro, unidade de fita) (85 y
- Uma impressora (9) » sistema pode ser utilizado na dstacção ds fontes de calor contra um fundo reiativamente uniforme» presente invento diz também respeito aos sistemas de salvamento CA625 s aos sistemas de sinalização s alarme íSOSb); os dispositivos qus nsle se acham incorporados estão incluídos no âmbito dos dispositivos electro-óoticos de infravermelhos» >
Sistema ds combate a incêndios concebido principalmente para a defesa ds áreas flcrestaisf constituído por um número d® detsctores periféricos Cí)s sendo cada ura formado pors ura sensor de raios infravermelhos (1®)? uma câmara de TV Cil)s uma plataforma rotativa (Í2>? ura processador local Ci3)3 um grupo de sensores meteorológicos (14) e ura subsistema de comunicações <Í5> „ □s sensores periféricas reportam a u$n centro de controle localy o qual inclui o seguintes
- detector periférico (normalmente é incluído mais do que uíu sm cada sistema) <i)s
- subsistema ds comunicações C2>?
- processador central (3)^
-·· modelo de software para previsão da evolução do fogo que está a ser vigiado C4)§
- base de dados históricos C5)s
- monitor de TV (ó)§ ·· video-gravador C 7 > g
- unidade de memória (disco r£qidos unidade de fita) CS)s
- impressora C9),
Q sistema pode ssr utilizado para a dst.acção de fontes quentes num ambiente de fundo rslativaments uniforme.
A invenção faz parte das sitemas de salvamento CA62>i dos sistemas de sinais de alarme CGOSb)s e ds dispcsitvos nela incluídos pertencem ao campo dos dispositivos electrc-ópticos de raios infraverme1hos«
Descrição detalhada da invenção
A invenção que se apresenta diz respeito a um sistema integrado qus é especial mente adequadcs para a defesa tis zonas florestais contra a ocorrência de fogos.
Actualmente, o problema dos fogos sra zonas florestais atingiu níveis prsocupsntes. As florestas ds Argentario e Sardinia são disto um triste exemplo.
objectivo desta invenção é, portantov um sistema qus permita a visualização automática de fogos. A utilização tíe sensores de raios· inf raverme lhas e ds todos os dispositivos que formam o sistema, consiste num avança merecida na defesa de zonas florestais, senda essa defesa até ao momento exercida por torres de vigilância e por pessoal vigilante, é certo que o inconveniente mais frequente tem sido sempre o atraso na chegada dos bombeiros ao local tío fogo, devido ao facto ds não haver nunca uma detecção instantânea do fogo a a transmissão, também instantânea, do alarme.
A invenção consiste em dois subconjuntoss o detector remoto © o centra de controle local. Pode ser ligada mais do que um detector ao centro de controle local, podendo o número ds detectores variar de S a 1G„
A irrvençSo será sgsrs descrita a título ilustrativo mas nSo limitativo, fasendo-se refertncia às tabelas dos desenhos ar: e x qs ,
A Figura í .mostra um diagrama de blocos de todo o sistema» em que as setas estabelecera as ligações entre as unidades do sistemas
1- detector periférico (normalmente é Inoluido mais do que um detector em cada sistema)| este bioco está desenvolvido na figura 2?
2- subsistema de comunicações^
3- processador centralp
4- modelo de previsão do desenvolvimento do fogo vigiado s
5-- banco de dados históricos§ ó- monitor de Tvg
7- gravador video?
8- unidade de memória (disco rígido» unidade de fita)s v- impressora»
A Figura 2 é uma representação esquemática do detector periférico., indicado como bloco i na Figura 1.. Nesta Figura podemos vsrs
(10) sensor do raios infravsrmelhos;
(il 5 cãiBsra de TVy (12) plataforma rotativa;
(13) processador locais (14) grupo sensor meteorológicos (15) subsistema de comunicações=
Mais detalhadamente^ o detector remota é constituída
Um ssnsor de raios infravermelhos <i®)5 o qual tem uma sensibilidade espectral tal que permite uma detecção óptima de Montes ds calor <300-700 graus C) com uma temperatura ambiente uniforme (0-4© graus C). No que diz respeito â operação e estrutura de ub tal sensor,f elas fazem parte da patente de invenção depositada em Itália em 21 de Dezembro de 1989 com o número 43685AQ9»
Um grupo de sensores meteorológicos (14) fornece dados relativos à temperatura, humidade relativa, pressão, velocidade © direcção do vento, radiação solar e taxa de precipitação.
Uma cSmara ds l‘V (11) qus possibilita a visualização através do monitor da zona sob vigilância.
Uma plataforma (12) accionada por um motor, a qual permite qus os raios infravermelhos e a câmara ds TV sondem os azimutes segundo um ângulo de 360 graus.
*·. ,-- /
Um processador <13), o qual recebe dados a partir do sensor de raios infravermelhos e que permite a emissão de alarmes caso existam, recebe também dados do sensor meteoro lógico, faz a gestão da troca ds dados com o centro de controle local, a partir do qual recebe todos os comandos,, processamento de dados do sensor ds raios infravermelhos é baseado no seguinte processos o sensor de raios infravermelhos mede o fluxo de radiação vindo de uma pequena zona angular, tal corno 1 grau K 1 grau? s cobertura vertical do sensor é de 15 s 2® graus e & obtida através de um conjunto linear de elementos sensitivos. Todos os dados recebidos a partir de um detector sao considerados? no caso apresentado como exemplo, existem 36© pontos ds dados, um por grau do azimute coberto. 0 número de dados pode ser inferior se a área a ser vigiada for somente uma parte ds uma rotação completa, processador calcula o valor derivado do sinal. Isto permite a eliminação dos efeitos de mudança do sinal de grande amplitude, por exemplo num ângulo de escala de i© graus.
Tais variaçSes são normalmente devidas a variação do ângulo entre a linha de vista do sensor e a posição do sol.
Pelo contrário, as variaçSes pontuais são mantidas, quando inferiores ou iguais a i grau, uma vez que estas são sinais típicos do desenvolvimento de fogos.
Então, o processador extrai a média quadrada do valor das flutuações do sinal sujeito a derivação, para cada grupo ds dados correspondentes à posição vertical, a qual se deve designar por linha=
Tal valor έ proporcional ás flntuaçóss ds funda na própria linha e, multiplicado por um valor constante adequado, é tomado como limite para a detscção de possíveis sinais.
Baseado no valor limite determinado como acima referido, o processador identifica qualquer sinal presente superior ao tal limite, tendo como base uma linha» 0 ângulo do asimut.e do sinal s comparada com os sinais detectados nas sondagens precedentes. Isto & necessário para fornecer uma melhor segurança ao alarme, através ds um certo número de visualizaçSes consecutivas confirmadas.
Em operação, só ss considera um alarme como verdadeiro e¥ portanto, -passível, da ser transmitido a um centro de controle local5 s® se receber um número ds confirmaçSss superior ou igual a duas em quatro sondagens sucessivas.
Deve-se notar que este processo pode ser completado pela unidade tís dstecçao periférica em cerca ds tr©s minutos, reduzindo portanto consideravelmente o tempo de detecção actual ds um fogo em zonas florestais.
Um sistema ds comunicaçSss (15), tal como uma cadeia de rádio controlada, à distância pele? processador, permite a transmissão digitai ds alarmes detectados pelo sensor de raios infravermelhos. dos dados meteorológicos e da imagem de TV, para o centro de controle local.
Mo centro cio controle local, os dados transmitidos são env.iados para unidades que executam α seu processamento, o ssu registo e a sua integração nos dados disponíveis nos arquivos cartográficos, temáticos s históricos.
X .
U centro de controle local é constituído como ae indica a segui
Um monitor de TV C61 e um vidso--grsvador (7) permitem a visualização e a possível gravação das imagens da aparelho de TV recebidas dos centros de detecção à distância=
Um cu mais processadores t®m as seguintes funçõess
A- Controle das estações de detecção perifàricasg troca de comandos e de dados„
5-· Visualização de alarmesP enviados pelas estações de detecção periféricas,, em mapas topográficos da zona projectsdos a trts tíimensSsss cálculo ds possíveis intersecções entre alarmes recebidos das diferentes estações periféricas de modo a assegurar uma localização ainda mais exacta=
C- Integração de alarmes com dados meteorológicos instantâneoscom bancos de dados que t@m informação sobre a distribuição da vegetação,, sobre as condições meteorológicas recentes e sobre a presença humana na zona»
D- A seguir à integração dos dsdos? como função desta,; é desenvolvido um modelo de propagação do fogos tal modelo ê descrito detalhadamente mais à frentes sendo uns dos pontos mais inovadores desta invenção,, b- A gravação tíe dados no disco rígido ou nas unidades periféricas (Q), tal como gravadores de fita ou discos ópticos.
F~ Sistema de exposição da situação, incluindo possíveis mensagens de alarme, na impressora (?) .
Passaremos agora a descrever com brevidade, o processo adoptado para a previsão da evolução do fogo observado.
As funções previstas no programa podem ser executadas durante a operação do sistema de combate aos incêndios (chamadas de seguida funções de linha) ou em separado (fora de linha)= As funções principais executadas pelo programa são as ssguintess
Digitalização ds mapas topográficos e temáticos,, Os dados disponíveis a partir desta digitalização constituem a condição absolutamente necessária para a visualização de alarmes no monitor de visualização do processador e para o desenvolvimento dos algoritmos de previsão do desenvolvimento do fogo,, ©estão periféricas esta função, de preferência utilizada fora de linha”, conduz para o papel os gráficos expostos no monitor; esta é a documentação necessária ás brigadas de combate aos incêndios,,
CSestão da intervisualização, a qual è executada entre qualquer ponto do mapa e usa das estações de detecção periféricas. Esta função é utilizada principalmente durante o arranque do sistema, guiando-o na selecção da melhor pontaria para os detec™ tores periféricos.
Previsão tío dasenvclvissento de fogo# Q modele è baseado na velocidade e direcção do vento,, no gradiente s tipo de combustíveis ao que resulta uma velocidade de propagação do fogo cooo função do azimute absoluto em relação ao Norte# 0 algoritmo adoptado utiliza os seguintes parâmetros?
u-f0 := velocidade média intrínseca da propagação do fogo# ·“ vfc = variação da velocidade de propagação do fogo,, s. qual depende do tipo e da humidade da vegetação que está a arder,, Os dados da distribuição da vegetação são lidos sm cada instante pelo banco de dados,, efeito do vento é quantificado pelos seguintes parSostrosp os quais tâm efeito na velocidade de propagação?
Ci = incremento constante devido a uma maior oxigenação devida ao vento,, έ independente do ângulo que faz com a direcção do vento,, mas depende da sua intensidade,,
Ct = transporte constante da frente do fogo,, o qual depende do ângulo entre a linha de propagação e a direcção do vento,, □ programa fornece um gráfico em camadas no mapa topográfico digitalizado? mostrando as sucessivas posições da frente do fogo a intervalos de tempo pré-estabelecidos,,
Agora prosseguiremos com s. descrição dos detalhes da si.st.eina operativo,, com ohjsctivos ilustrativos mas não limitativos, fassndo-se referência ás duas figuras acima referidas»
Nos pontos ú& dstecçSo periférica (figura 21, os dados que são Ostentados pelo sensor de raios infravermelhos C10) são recebidos s processados pelo processador local (13)= Uma das tarefas do processador è também a gestão da plataforma rotativa (12/, na qual estão montados o sensor de raios infravermelhos e a câmara de TV <11). A seguir à análise da estação meteorológica (14), o processador transmite a posição de qualquer possível fogo, juntaments com os dados meteorológicas, através do sistema de comunicações CI5)„ A câmara de TV transmite as imagens directamente para o centro de controle local através do sistema d© comunicaçSes,
Os dados recebidos da estação de dstseção periférica <1í são distribuídos pelo subsistema de comunicações (2), A imagem vídeo pode ser visualizada no monitor (6) s pode também ser gravada (7), Os dados do sensor ds raios infravermelhos, tendo em conta a posição de qualquer alarme, são fornecidos ao processador (3) que os coloca nos mapas topográficos, 0 programa modelo (4) desenvolve uma previsão da evolução do fogo nas horas seguintes â tíetecçSo, tendo por base os dados históricos, meteorológicos, de vegetação e outros contidos no banco de dados» Os dados meteorológicos recebidos através da última sondagem são introduzidos no banco de dados.
Todos os alarmes são processados pelo sistema monitor na impressora (v) e, possivelmente, gravados na memória sm massa (8) „

Claims (2)

  1. lã. - Sistema de combate a incêndios, concebido principalmsnts para a defesa ds zonas arborizadas·;, caracterizado por ser constituído pelos seguintes componentes:
    --· o»? posto de detscção periférico Cgerslínenfe existe mais do que um posto por cada um dos referidas sistemas)?
    - Um subsistema de comunicações?
    - Um processador central?
    Um modelo para a previsão da evolução do incêndio?
    ..... Uma base de dados com dados históricos?
    -·· Um monitor de Tv?
    - Um vídeo-gravador?
    - Uma unidade tíe memória Cdisco dure» unidade ds fita)?
    - Uma impressora»
    - Sistema de combate a incêndios, concebido principalmente para a defesa ds zonas arborizadas, caracterizado por o referido posto de detecção ser constituído pelos seguintes componentess
    Um sensor de radiações infravermelhas?
    - Uma câmara de TV?
    - Uma plataforma rotativas
    -· Um processador local 5
    - Um grupo ds sensorss de condições climatéricas;
    --· Um subsistema ds comunicações com o posto periférico,
    3ã» - Sistema de combate a incãndios, concebido principalmente para a defesa de zonas arborizadas, caracterizado por o sinal constituído por radiações infravermelhas que é detectado pelo referido sensor de radiações infravermelhas ser enviado para um processador que pior osio ds um adequado programa vai discriminar os sinais que são emitidos por fontes de calor.
    4ã» - Sistema de combate a incêndios, concebido principalmente para a defesa de zonas arborizadas, caracterizado por o modelo de predição fornecer um resultado que deriva da integração da posição dos sinais detectados com os dados meteorológicos recc-Xhidos nesse preciso momento, com os dados meteorológicos históricos e com as características cartogrâficas do local»
    L.isboa,; xv de Dezembro ds
    J. PEREIRA DA CRUZ
    Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VtCTOR CORDON, 10-A 3“ 1200 LISBOA
    FOLHA 1
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