RU2790474C1 - Smoke diver system - Google Patents

Smoke diver system Download PDF

Info

Publication number
RU2790474C1
RU2790474C1 RU2022100913A RU2022100913A RU2790474C1 RU 2790474 C1 RU2790474 C1 RU 2790474C1 RU 2022100913 A RU2022100913 A RU 2022100913A RU 2022100913 A RU2022100913 A RU 2022100913A RU 2790474 C1 RU2790474 C1 RU 2790474C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
smoke
computing unit
hardware
protector
Prior art date
Application number
RU2022100913A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2790474C9 (en
Inventor
Станислав Игоревич Соколик
Original Assignee
Станислав Игоревич Соколик
Filing date
Publication date
Application filed by Станислав Игоревич Соколик filed Critical Станислав Игоревич Соколик
Application granted granted Critical
Publication of RU2790474C1 publication Critical patent/RU2790474C1/en
Publication of RU2790474C9 publication Critical patent/RU2790474C9/en

Links

Images

Abstract

FIELD: industrial safety.
SUBSTANCE: invention relates to personal protective equipment for employees of the gas and smoke protection service. The expected result is achieved due to the fact that the complex contains a computing unit with a power source, a radio wave transmitter, a Wi-Fi transmitter, an information display device with a thermal imager and at least one video camera, a gesture recognition device, while the computing unit or gesture recognition device contains an attitude-and-heading reference device made with the ability to build a route trace and output information on the information display device, and also contains pressure sensors with radio modules, transmitting information about the reserves of the respiratory mixture to the computing unit, in addition, the computing unit is made with a cooling system integrated into the respiratory mixture supply system, while the information display device is a micro-projector projecting an image onto prismatic lenses.
EFFECT: ensuring the possibility of improving the safety of employees of the gas-smoke protection service by determining the location and orientation of the smoke diver in space.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам индивидуальной защиты, выполняющим сбор и обработку данных в режиме реального времени в рамках работы сотрудников газодымозащитной службы, осуществляющих тушение пожаров и спасение пострадавших в условиях ограниченной видимости, вызванной задымлением, либо отсутствием внешнего освещения в жилых и производственных помещениях, а также иных замкнутых пространствах.The invention relates to personal protective equipment that collects and processes data in real time as part of the work of employees of the gas and smoke protection service, extinguishing fires and rescuing victims in conditions of limited visibility caused by smoke or lack of external lighting in residential and industrial premises, as well as other closed spaces.

В работе газодымозащитников применяется изолирующий дыхательный аппарат в виде панели с подвесной системой, баллоны с дыхательной смесью, полнолицевая маска, шланги низкого и высокого давления. Общеизвестно, что подвесная система состоит из композитной спинки, к которой крепятся ремни (поясной, плечевые, концевые) для размещения на пользователе. В патенте РФ 11080 на полезную модель «Аппарат дыхания для газоспасателей» раскрыты сведения о подвесной системе.In the work of gas and smoke protectors, an isolating breathing apparatus in the form of a panel with a suspension system, breathing mixture cylinders, a full-face mask, low and high pressure hoses are used. It is well known that the harness system consists of a composite back to which straps (waist, shoulder, end) are attached to be placed on the user. In the patent of the Russian Federation 11080 for the utility model "Breathing apparatus for gas rescuers" information about the suspension system is disclosed.

Из уровня техники известно изобретение «Система, содержащая средство индивидуальной защиты, с аналитической подсистемой, включающей интегрированные мониторинг, сигнальное оповещение и прогнозное предотвращение связанных с безопасностью событий» по патенту РФ 2718976 с датой публикации 15.04.2020. Изобретение относится к средству индивидуальной защиты, которое генерирует данные.The invention “A system containing personal protective equipment with an analytical subsystem, including integrated monitoring, signaling and predictive prevention of safety-related events” is known from the prior art according to the patent of the Russian Federation 2718976 with a publication date of 04/15/2020. The invention relates to personal protective equipment that generates data.

Устройство для головы содержит забрало, которое содержит стекло, прикрепленное к шлему посредством рамного узла. Головная часть также содержит датчик положения, который регистрирует положение забрала относительно шлема для определения того, находится забрало в открытом положении или закрытом положении. В качестве датчика положения может использоваться гироскоп, который вычисляет угловой поворот, наклон и/или уклон (в градусах или радианах) забрала относительно шлема. Головная часть также может содержать другие электронные компоненты, такие как модуль связи, источник питания, такой как батарея, и обрабатывающий компонент. Модуль связи может иметь множество возможностей связи, таких как радиочастотная идентификация (RFID), Bluetooth, включая любые поколения Bluetooth, такие как Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), любой тип беспроводной связи, такой как Wi-Fi. Устройство для обработки данных может определять местоположение рабочего. Устройство для обработки данных, в качестве части определения того, что по меньшей мере один из уровней звука удовлетворяет пороговому значению внешнего воздействия в течение продолжительности времени и средство защиты органов слуха не расположено на одном или более ушах рабочего для снижения уровней звука, может дополнительно определять, что местоположение рабочего находится в пределах порогового расстояния от местоположения, которое соответствует по меньшей мере одному из уровней звука, который удовлетворяет пороговому значению внешнего воздействия. То есть устройство для обработки данных может вычислять местоположение рабочего относительно местоположения уровня звука, который превышает пороговое значение внешнего воздействия, и определять на основании близости рабочего к уровню звука, что средство защиты органов слуха должно быть в активном положении.The device for the head contains a visor, which contains glass attached to the helmet by means of a frame assembly. The head portion also includes a position sensor that senses the position of the visor relative to the helmet to determine whether the visor is in the open position or the closed position. A gyroscope can be used as a position sensor, which calculates the angular rotation, tilt and/or slope (in degrees or radians) of the visor relative to the helmet. The head may also contain other electronic components such as a communication module, a power source such as a battery, and a processing component. The communication module may have a variety of communication capabilities such as radio frequency identification (RFID), Bluetooth including any generation of Bluetooth such as Bluetooth Low Energy (BLE), any type of wireless communication such as Wi-Fi. The data processing device can determine the location of the worker. The processing device, as part of determining that at least one of the sound levels satisfies an external exposure threshold for a duration of time and a hearing protector is not placed on one or more of the worker's ears to reduce sound levels, may further determine, that the worker's location is within a threshold distance from a location that corresponds to at least one of the sound levels that satisfies the stimulus threshold. That is, the processing device can calculate the location of the worker relative to the location of the sound level that exceeds the stimulus threshold, and determine, based on the proximity of the worker to the sound level, that the hearing protector should be in the active position.

Недостатком данного изобретения является функциональная ограниченность из-за невозможности использования для газодымозащитной службы, поскольку не обладает способностью определения очагов возгорания и пострадавших, находящихся в бессознательном состоянии.The disadvantage of this invention is the functional limitation due to the impossibility of using for gas and smoke protection service, since it does not have the ability to identify sources of ignition and victims who are in an unconscious state.

Из уровня техники известно изобретение «Интеллектуальная система мониторинга безопасности и аналитической обработки данных для средств индивидуальной защиты» по патенту РФ 2717901 с датой публикации 26.03.2020. Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности рабочих. Техническим результатом является повышение безопасности рабочих за счет обеспечения анализа отклонений, уведомлений и управления средствами индивидуальной защиты в рабочей среде.The invention "Intelligent system for monitoring safety and analytical data processing for personal protective equipment" is known from the prior art according to the patent of the Russian Federation 2717901 with a publication date of 03/26/2020. The invention relates to safety equipment for workers. The technical result is to increase the safety of workers by providing analysis of deviations, notifications and management of personal protective equipment in the working environment.

В некоторых примерах осуществления данного изобретения узел обработки данных может представлять собой искробезопасное вычислительное устройство, смартфон, вычислительное устройство, надеваемое на запястье или голову, или любое другое вычислительное устройство, которое может содержать набор, сокращенный набор или расширенный набор функциональных возможностей или компонентов, как показано в узле 1 НА обработки данных.In some embodiments of this invention, the data processing node may be an intrinsically safe computing device, a smartphone, a computing device worn on the wrist or head, or any other computing device that may contain a set, reduced set, or extended set of functionality or components, as shown in node 1 of the data processing unit.

Из уровня техники известно изобретение «Самоконтроль для средства индивидуальной защиты» по патенту РФ 2728801 с датой публикации 31.07.2020. Настоящее изобретение относится к оборудованию обеспечения безопасности и, в частности, к использованию оборудования обеспечения безопасности в рабочих средах.The invention “Self-control for personal protective equipment” is known from the prior art according to the patent of the Russian Federation 2728801 with a publication date of 07/31/2020. The present invention relates to safety equipment and in particular to the use of safety equipment in work environments.

Система содержит головную часть, источник подачи чистого воздуха и концентратор данных. Головная часть соединена с источником подачи чистого воздуха посредством шланга. Источник подачи чистого воздуха может представлять собой источник подачи воздуха любого типа, например, воздуходувочный узел для электроприводного воздухоочистительного респиратора (PAPR), баллон с воздухом для автономного дыхательного аппарата. В качестве примера датчик положения может представлять собой гироскоп, который вычисляет угловой поворот, наклон и/или уклон (в градусах или радианах) забрала относительно шлема. Датчик положения может относиться к датчикам различных типов, таких как акселерометр, гироскоп, магнит, переключатель, потенциометр, цифровой датчик позиционирования или датчик давления воздуха.The system contains a head part, a clean air supply source and a data concentrator. The head part is connected to a source of clean air supply by means of a hose. The clean air supply source may be any type of air supply source, for example, a blower assembly for a powered air-purifying respirator (PAPR), an air tank for a self-contained breathing apparatus. As an example, the position sensor may be a gyroscope that calculates the rotation, tilt, and/or slope (in degrees or radians) of the visor relative to the helmet. The position sensor may refer to various types of sensors such as accelerometer, gyroscope, magnet, switch, potentiometer, digital position sensor, or air pressure sensor.

Недостатком вышеприведенных изобретений является функциональная ограниченность из-за невозможности использования для газодымозащитной службы, поскольку не обладает способностью определения очагов возгорания и пострадавших, находящихся в бессознательном состоянии, а также отсутствует контроль за остаточным объемом дыхательной смеси.The disadvantage of the above inventions is the functional limitation due to the impossibility of using for gas and smoke protection service, since it does not have the ability to identify sources of fire and victims who are unconscious, and there is also no control over the residual volume of the respiratory mixture.

Из уровня техники известно изобретение «Мобильная система видеофиксации» по патенту РФ 2748517 с датой публикации 26.05.2021. Задачей изобретения является обеспечение возможности организации мобильной масштабируемой в реальном времени системы видеонаблюдения, обладающей функциями автоматического распознавания опасных ситуаций и автоматического индивидуального и группового оповещения об опасных ситуациях и событиях непосредственно самих рабочих и оператора системы видеонаблюдения за счет размещение заданного количества персональных подсистем видеофиксации на индивидуальной защитной экипировке рабочих, что позволит повысить скорость обнаружения потенциально опасных ситуаций за счет увеличения достоверности распознавания опасных событий, снижения времени на прием-передачу данных, исключения влияния человеческого фактора.The invention "Mobile video recording system" is known from the prior art according to the patent of the Russian Federation 2748517 with the publication date of 05/26/2021. The objective of the invention is to provide the possibility of organizing a mobile, real-time scalable video surveillance system that has the functions of automatic recognition of dangerous situations and automatic individual and group notification of dangerous situations and events directly to the workers themselves and the operator of the video surveillance system by placing a given number of personal video recording subsystems on individual protective equipment workers, which will increase the speed of detection of potentially dangerous situations by increasing the reliability of recognition of dangerous events, reducing the time for receiving and transmitting data, eliminating the influence of the human factor.

Мобильная система видеофиксации включает в себя коммуникационную сеть и персональную подсистему видеофиксации, содержащая видеокамеру в составе оптической системы, матричного приемника изображения, буферной памяти, системы адаптации яркости и управляющего контроллера, модуль памяти, систему крепления видеокамеры к каске, каску, осветительный фонарь, контроллер приемопередачи, кодер видеопотока, звуковую систему оповещения безопасности, WiFi контроллер, антенну, аккумулятор, блок питания. Система крепления к каске обеспечивает крепление персональной системы видеофиксации к каске, каска предназначена для защиты головы персонала и должна иметь возможность сопряжения с системой крепления, аккумулятор предназначен для автономного питания персональной подсистемы видеофиксации, блок питания предназначен для зарядки аккумулятора, персональная система видеофиксации размещается на каске, аккумулятор размещается в кармане одежды рабочего и сопряжен с персональной подсистемой видеофиксации.The mobile video recording system includes a communication network and a personal video recording subsystem containing a video camera as part of an optical system, a matrix image receiver, a buffer memory, a brightness adaptation system and a control controller, a memory module, a system for attaching a video camera to a helmet, a helmet, a lighting lamp, a transceiver controller , video stream encoder, security sound system, WiFi controller, antenna, battery, power supply. The attachment system to the helmet provides attachment of the personal video recording system to the helmet, the helmet is designed to protect the head of personnel and must be able to interface with the attachment system, the battery is designed to power the personal video recording subsystem autonomously, the power supply is designed to charge the battery, the personal video recording system is placed on the helmet, The battery is placed in the worker's clothing pocket and is connected to a personal video recording subsystem.

Недостатком данного изобретения является функциональная ограниченность из-за невозможности использования для газодымозащитной службы, поскольку не может функционировать в условиях ограниченной видимости, вызванной сильным задымлением окружающей среды.The disadvantage of this invention is the functional limitation due to the inability to use for gas and smoke protection service, since it cannot function in conditions of limited visibility caused by heavy smoke in the environment.

Из уровня техники известно изобретение «Система идентификации средств индивидуальной защиты на человеке» по патенту РФ 2724785 с датой публикации 25.06.2020 г. Изобретение относится к системам обработки видеоданных, полученных от видеокамер, для автоматической идентификации средств индивидуальной защиты на человеке и обеспечения должной безопасности на рабочем месте. Под видеосистемами подразумеваются программно-аппаратные средства, использующие методы компьютерного зрения для автоматизированного сбора данных на основании анализа потокового видео (видеоанализа). Такие видеосистемы опираются на алгоритмы обработки изображений, в том числе на алгоритмы распознавания, сегментации, классификации и идентификации изображений, позволяющие анализировать видео без прямого участия человека. Кроме того, современные видеосистемы позволяют автоматически анализировать видеоданные с камер и сопоставлять указанные данные с данными, имеющимися в базе данных. В современных видеосистемах для распознавания и идентификации изображений все чаще применяются искусственные нейронные сети, способные самостоятельно выявлять сложные зависимости между входными и выходными данными.The invention "System for identifying personal protective equipment on a person" is known from the prior art according to the patent of the Russian Federation 2724785 with a publication date of 06/25/2020. The invention relates to systems for processing video data received from video cameras for automatically identifying personal protective equipment on a person and ensuring proper safety on workplace. Video systems are software and hardware tools that use computer vision methods for automated data collection based on the analysis of streaming video (video analysis). Such video systems rely on image processing algorithms, including image recognition, segmentation, classification and identification algorithms, which allow video analysis without direct human intervention. In addition, modern video systems allow you to automatically analyze video data from cameras and compare the specified data with the data available in the database. In modern video systems for image recognition and identification, artificial neural networks are increasingly used, which are capable of independently identifying complex relationships between input and output data.

Система для идентификации средств индивидуальной защиты (СИЗ) на человеке содержит: память, сконфигурированную для хранения базы данных СИЗ, которая включает в себя по меньшей мере выборку изображений средств индивидуальной защиты, а также сведения о необходимых СИЗ в разных зонах контроля и об их характеристиках; по меньшей мере одно устройство захвата изображений, сконфигурированное для получения видеоданных из зоны контроля, в которой находится человек; и по меньшей мере, одно устройство обработки данных, содержащее: модуль получения видеоданных, сконфигурированный для получения видеоданных от по меньшей мере одного устройства захвата изображений в режиме реального времени; модуль анализа изображений, сконфигурированный для анализа видеоданных с целью обнаружения в кадре по меньшей мере одного человека и определения зоны контроля, после чего полученное изображение человека и данные о зоне контроля передаются в модуль сегментации; модуль сегментации, сконфигурированный для сегментации полученного изображения человека на отдельные изображения областей контроля с использование искусственной нейронной сети; модуль идентификации, сконфигурированный для идентификации СИЗ с использованием другой по меньшей мере одной искусственной нейронной сети на по меньшей мере одном из полученных изображений отдельных областей контроля, причем упомянутая идентификация выполняется в соответствии с данными, полученными из сведений о необходимых СИЗ именно в той зоне контроля, в которой находится человек; модуль вывода, выполненный с возможностью вывода полученного результата идентификации. Под устройством захвата изображений подразумевается видеокамера. Устройство захвата изображений, в данном случае видеокамера, расположена таким образом, чтобы непрерывно в режиме реального времени получать видеоданные из зоны контроля, в которой находится человек или несколько людей. Под компьютерными системами понимаются любые вычислительные системы, построенные на базе программно-аппаратных взаимосвязанных технических средств. В качестве устройства обработки данных может выступать процессор, микропроцессор, графический процессор, ЭВМ (электронно-вычислительная машина), ПЛК (программируемый логический контроллер) или интегральная схема, сконфигурированные для исполнения определенных команд (инструкций, программ) по обработке данных. В роли устройства памяти, сконфигурированного для хранения данных, могут выступать, но, не ограничиваясь, жесткие диски (HDD), флеш-память, сервер, ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), твердотельные накопители (SSD), оптические накопители информации и т.д. Устройства захвата изображений непрерывно получают видеоданные в режиме реального времени, которые записываются в архив системы (для обеспечения возможности дальнейшего анализа по архивным данным), а также передаются к устройству обработки данных.The system for identifying personal protective equipment (PPE) on a person contains: a memory configured to store a database of PPE, which includes at least a selection of images of personal protective equipment, as well as information about the required PPE in different control zones and their characteristics; at least one image capturing device configured to receive video data from the control zone in which the person is located; and at least one data processing device, comprising: a video data acquisition module configured to receive video data from at least one image capture device in real time; an image analysis module configured to analyze the video data to detect at least one person in the frame and determine the control area, after which the obtained image of the person and the control area data are transmitted to the segmentation module; a segmentation module configured to segment the acquired human image into individual images of control areas using an artificial neural network; an identification module configured to identify PPE using another at least one artificial neural network on at least one of the obtained images of individual control areas, said identification being performed in accordance with data obtained from information about the required PPE in that particular control area, in which the person is located; an output module configured to output the obtained identification result. An image capture device refers to a video camera. The image capturing device, in this case a video camera, is located in such a way as to continuously receive real-time video data from the control zone in which a person or several people are located. Computer systems are understood as any computing systems built on the basis of software and hardware interconnected technical means. The data processing device can be a processor, microprocessor, graphics processor, computer (electronic computer), PLC (programmable logic controller) or an integrated circuit configured to execute certain commands (instructions, programs) for data processing. The memory device configured for data storage can be, but is not limited to, hard disk drives (HDD), flash memory, server, ROM (Read Only Memory), Solid State Drives (SSD), optical storage media, etc. . Image capture devices continuously receive video data in real time, which are recorded in the system archive (to enable further analysis on archived data), and also transmitted to the data processing device.

Недостатком вышеприведенного изобретения является функциональная ограниченность из-за невозможности использования для газодымозащитной службы, поскольку оно не может функционировать в условиях ограниченной видимости, вызванной сильным задымлением окружающей среды, а также при повышенных температурах внутри объекта и не имеет влагозащиты.The disadvantage of the above invention is the functional limitation due to the impossibility of using it for gas and smoke protection service, since it cannot function in conditions of limited visibility caused by strong environmental smoke, as well as at elevated temperatures inside the object and does not have moisture protection.

Наиболее близким техническим решением является интерактивный программно-аппаратный комплекс, раскрытый в статье «Интерактивный программно-аппаратный комплекс как средство совершенствования работы первичных тактических подразделений ГДЗС» в сборнике «Актуальные проблемы обеспечения безопасности в Российской Федерации. Материалы Дней науки 27-31 мая 2019 г. Уральского института ГПС МЧС России», авторов Батюшев В.М., Соколик С.И., стр. 17-20, дата подписания в печать 04.10.2019 г. The closest technical solution is an interactive software and hardware complex, disclosed in the article "Interactive software and hardware complex as a means of improving the work of the primary tactical units of the GDZS" in the collection "Actual problems of ensuring security in the Russian Federation. Materials of the Days of Science on May 27-31, 2019 of the Ural Institute of the State Fire Service of the Ministry of Emergency Situations of Russia”, authors Batyushev V.M., Sokolik S.I., pp. 17-20, date of signing for publication 04.10.2019

Интерактивный программно-аппаратный комплекс предназначен для реализации режима постоянного мультиинформационного видеоконтроля за обстановкой и действиями звена газодымозащитной службы при чрезвычайных ситуациях и учениях с возможностью разбора чрезвычайных ситуаций, работы над ошибками.The interactive software and hardware complex is designed to implement the mode of constant multi-information video monitoring of the situation and actions of the gas and smoke protection service unit in emergency situations and exercises with the possibility of analyzing emergency situations and working on errors.

Интерактивный программно-аппаратный комплекс обеспечивает:Interactive software and hardware complex provides:

- постоянную визуализацию оставшегося времени работы в аппарате в зависимости от потребления воздуха каждым участником звена;- continuous visualization of the remaining time of work in the apparatus, depending on the air consumption by each member of the link;

-определение местоположения пользователя в пространстве;-determining the location of the user in space;

- трассировку маршрута при помощи курсовертикали с последующей передачей информации на визор пользователя и приемное устройство на посту безопасности;- route tracing using heading with subsequent transmission of information to the user's visor and the receiving device at the security post;

- сбор информации о температурных показателях окружающей среды, ее загазованности, а также самочувствии каждого газодымозащитника в звене;- collection of information about the temperature indicators of the environment, its gas contamination, as well as the well-being of each gas and smoke protector in the link;

- возможность получения видеоинформации в условиях полного задымления, тумана, темноты.- the possibility of obtaining video information in conditions of complete smoke, fog, darkness.

Известный интерактивный программно-аппаратный комплекс содержит подвесную систему для размещения на теле человека и корпус для крепления технологического оборудования. В корпусе размещен информационный блок для обработки получаемой информации и обмена информацией в интерактивном режиме - включает персональный мини-компьютер. При этом программно-аппаратный комплекс содержит радиоволновый передатчик для дублирования информации, источник питания, передатчик Wi-Fi для обеспечения связи, устройство вывода фото-, видеоизображения (визор-мультиэкран), которое крепится на лицо пользователя с возможностью установки на полнолицевую маску. Причем устройство вывода фото-, видеоизображения выполнено из термо- и ударозащищенного корпуса, регулируемого оголовья, экрана, обычной и тепловизионной камеры, ИК-подсветки. Также программно-аппаратный комплекс содержит браслет «Муо» для управления пользователем при помощи технологии распознавания жестов, приемное устройство и персональный компьютер для управления постовым с поста безопасности, постоянного контроля над пользователем, записи получаемой информации с последующим анализом. На фигуре 2 (стр. 19) раскрыты сведения о маске с тепловизором, включающей лицевую панель с дисплеем, на который передается изображение с камеры.Known interactive software and hardware complex contains a suspension system for placement on the human body and a housing for mounting process equipment. The housing contains an information block for processing the received information and exchanging information in an interactive mode - it includes a personal mini-computer. At the same time, the software and hardware complex contains a radio wave transmitter for duplicating information, a power source, a Wi-Fi transmitter for providing communication, a photo and video image output device (visor-multi-screen), which is attached to the user's face with the possibility of installation on a full-face mask. Moreover, the photo and video image output device is made of a thermal and shockproof housing, an adjustable headband, a screen, a conventional and thermal imaging camera, and IR illumination. Also, the software and hardware complex contains a Muo bracelet for user control using gesture recognition technology, a receiving device and a personal computer for controlling a guard from a security post, constant control over the user, recording the information received with subsequent analysis. Figure 2 (p. 19) discloses information about a mask with a thermal imager, including a front panel with a display to which the image from the camera is transmitted.

Программно-аппаратный комплекс имеет модульный тип, симбиатичен с дыхательным оборудованием.The software and hardware complex is of a modular type, symbiotic with respiratory equipment.

Недостатками такого технического решения являются низкая эффективность и недостаточная продолжительность работы системы в условиях высокой температуры окружающей среды из-за отсутствия охлаждения информационного (вычислительного) блока, а также ограниченное поле зрения газодымозащитника вследствие использования непрозрачного дисплея устройства вывода фото-, видеоизображения (визор-мультиэкран).The disadvantages of this technical solution are low efficiency and insufficient duration of the system operation at high ambient temperatures due to the lack of cooling of the information (computing) unit, as well as the limited field of view of the gas and smoke protector due to the use of an opaque display of the photo and video output device (visor-multi-screen) .

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание аппаратно-программного комплекса для газодымозащитника для обеспечения ориентации в пространстве сотрудника газодымозащитной службы, при работе в замкнутых пространствах в условиях ограниченной видимости, в том числе с возможностью использования аппаратно-программного комплекса при использовании сотрудником средств индивидуальной защиты органов дыхания.The technical problem to be solved by the claimed invention is the creation of a hardware and software complex for a gas and smoke protector to ensure orientation in space of an employee of the gas and smoke protection service, when working in confined spaces in conditions of limited visibility, including with the possibility of using a hardware and software complex when used by an employee means of personal respiratory protection.

Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:

- обеспечение возможности определения местоположения, ориентирование и позиционирование газодымозащитника в пространстве, в том числе предоставление газодымозащитнику маршрута выхода из зоны повышенной опасности в случае экстренной ситуации;- providing the ability to determine the location, orientation and positioning of the gas and smoke protector in space, including providing the gas and smoke protector with an exit route from the high-risk zone in case of an emergency;

- обеспечение возможности информирования газодымозащитника и постового на посту безопасности о текущем расходе и оставшемся запасе дыхательной смеси в индивидуальном аппарате СИЗОД, а также о запасах дыхательной смеси в аппаратах участников тактического подразделения (звена) газодымозащитной службы, осуществляющих работы на одном объекте с газодымозащитником (посредством оснащения баллонов с дыхательной смесью датчиками давления и радиомодулями, передающими показания датчиков на информационный модуль изобретения - позволяют получать актуальную информацию о запасах дыхательной смеси не отвлекаясь на манометры баллонов);- ensuring the possibility of informing the gas and smoke protector and the guard at the security post about the current flow rate and the remaining supply of the respiratory mixture in the individual RPE apparatus, as well as about the supply of the respiratory mixture in the apparatus of the participants of the tactical unit (link) of the gas and smoke protection service, who work at the same facility with the gas and smoke protector (by equipping breathing mixture cylinders with pressure sensors and radio modules that transmit sensor readings to the information module of the invention - allow you to receive up-to-date information about the breathing mixture reserves without being distracted by cylinder pressure gauges);

- обеспечение возможности информирования газодымозащитника и постового на посту безопасности о температурных показателях окружающей среды и объектов, уровне загазованности, а также о текущем местоположении и показателях жизнедеятельности каждого газодымозащитника в звене;- ensuring the possibility of informing the gas and smoke protector and the guard at the security post about the temperature indicators of the environment and objects, the level of gas contamination, as well as the current location and vital signs of each gas and smoke protector in the link;

- реализация возможности получения газодымозащитником и постовым на посту безопасности фото и видеоинформации с территории объекта возгорания в условиях полного задымления и отсутствия внешнего освещения;- implementation of the possibility of obtaining photo and video information from the territory of the fire object in conditions of complete smoke and the absence of external lighting by the gas and smoke protector and the guard at the security post;

- реализация возможности информирования газодымозащитника и постового на посту безопасности о местоположении источников теплового излучения в целях поиска пострадавших при невозможности осуществления визуального контроля в условиях задымления и отсутствия внешнего освещения;- implementation of the possibility of informing the gas and smoke protector and the guard at the security post about the location of sources of thermal radiation in order to search for victims when it is impossible to carry out visual control in conditions of smoke and lack of external lighting;

- повышение эффективности проведения работ в условиях ограниченной видимости в непригодной для дыхания среде по поиску пострадавших, очагов горения, аварийного технологического оборудования;- increasing the efficiency of work in conditions of limited visibility in an environment unsuitable for breathing to search for victims, sources of combustion, emergency technological equipment;

- повышение безопасности сотрудников газодымозащитной службы при тушении пожаров и проведении аварийно-спасательных работ в условиях ограниченной видимости в непригодной для дыхания среде.- improving the safety of employees of the gas and smoke protection service when extinguishing fires and conducting emergency rescue operations in conditions of limited visibility in an environment unsuitable for breathing.

Технические результаты обеспечиваются за счет того, что заявляемый аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника содержит вычислительный блок с источником питания, радиоволновый передатчик, передатчик Wi-Fi, устройство отображения информации с тепловизором и по меньшей мере одной видеокамерой, устройство распознавания жестов, датчик температуры и пульсометр, передающие в вычислительный блок информацию о температуре окружающей среды и параметрах жизнедеятельности газодымозащитника. Вычислительный блок или устройство распознавания жестов содержат прибор курсовертикаль, выполненный с возможностью построения трассировки маршрута и выводом информации на устройство отображения информации. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника дополнительно содержит датчики давления с радиомодулями, передающие в вычислительный блок информацию о запасах дыхательной смеси. Кроме того, вычислительный блок выполнен с системой охлаждения, встроенной в систему подачи дыхательной смеси. При этом устройство отображения информации представляет собой микропроектор, проецирующий изображение на призматические линзы.The technical results are achieved due to the fact that the claimed hardware and software complex for a gas and smoke protector contains a computing unit with a power source, a radio wave transmitter, a Wi-Fi transmitter, an information display device with a thermal imager and at least one video camera, a gesture recognition device, a temperature sensor and a heart rate monitor. , transmitting to the computing unit information about the ambient temperature and the vital parameters of the gas and smoke protector. The computational unit or the gesture recognition device comprises a vertical heading device configured to construct a route trace and output information to the information display device. The hardware-software complex for the gas and smoke protector additionally contains pressure sensors with radio modules that transmit information about the reserves of the breathing mixture to the computing unit. In addition, the computing unit is made with a cooling system built into the breathing mixture supply system. In this case, the information display device is a microprojector projecting an image onto prismatic lenses.

Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника может содержать ретранслятор Wi-Fi- сигнала для увеличения дальности связи, газоанализатор.The hardware-software complex for the gas and smoke protector may contain a Wi-Fi signal repeater to increase the communication range, a gas analyzer.

Устройство распознавания жестов может быть выполнено с возможностью измерения пульса и кровяного давления газодымозащитника.The gesture recognition device may be configured to measure the pulse and blood pressure of the gas and smoke protector.

Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника может быть выполнен с возможностью удаленного управления с поста безопасности или с другого персонального компьютера с доступом в интернет.The hardware-software complex for the gas and smoke protector can be configured for remote control from a security post or from another personal computer with Internet access.

Вычислительный блок с передатчиком Wi-Fi, радиоволновый передатчик, устройство отображения информации с тепловизором и по меньшей мере одной камерой, устройство распознавания жестов связаны между собой нейросетью.A computing unit with a Wi-Fi transmitter, a radio wave transmitter, an information display device with a thermal imager and at least one camera, a gesture recognition device are interconnected by a neural network.

Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника может быть выполнен с возможностью голосового управления системой через подключаемый к вычислительному блоку микрофон.The hardware-software complex for the gas and smoke protector can be made with the possibility of voice control of the system through a microphone connected to the computing unit.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема аппаратно-программного комплекса для газодымозащитника.The figure 1 shows a schematic diagram of a hardware-software complex for a gas and smoke protector.

1 - радиоволновый передатчик1 - radio wave transmitter

2 - корпус2 - body

3 - устройство отображения информации3 - information display device

4- вычислительный блок с передатчиком Wi-Fi4- computing unit with Wi-Fi transmitter

5 - источник питания5 - power supply

6- устройство распознавания жестов6- gesture recognition device

7 - датчики давления с радиомодулями7 - pressure sensors with radio modules

8 - газоанализатор8 - gas analyzer

9 - видеокамера9 - video camera

10- тепловизор10- thermal imager

11- ретранслятор Wi-Fi11- wifi repeater

12- прибор курсовертикаль12- vertical course device

13- призматические линзы13-prismatic lenses

14- микрофон14- microphone

15 - проектор15 - projector

Принцип работы заявляемого аппаратно-программного комплекса для газодымозащитника заключается в следующем.The principle of operation of the proposed hardware-software complex for gas and smoke protection is as follows.

Газодымозащитники надевают средство индивидуальной защиты (СИЗОД) дыхательный аппарат со сжатым воздухом (ДАСВ), оснащенный заявляемым аппаратно-программным комплексом для газодымозащитника с радиоволновым передатчиком 1.Gas and smoke protectors put on personal protective equipment (PPE), a breathing apparatus with compressed air (DASV), equipped with the inventive hardware and software complex for a gas and smoke protector with a radio wave transmitter 1.

Газодымозащитник осуществляет включение тумблера заявляемого комплекса, после чего происходит загрузка системы (запускается программа). Корпус 2 оснащен портами ввода-вывода для подключения устройства отображения информации 3.The gas and smoke protector turns on the toggle switch of the proposed complex, after which the system boots (the program starts). Chassis 2 is equipped with I/O ports for connecting display device 3.

После включения заявляемого комплекса вычислительный блок 4 (с передатчиком Wi-Fi), выполненный с источником питания 5 и с возможностью обмена информацией с устройством отображения информации 3 и устройством распознавания жестов 6, начинает сбор информации с датчиков давления 7 с радиомодулями, газоанализатора 8, пульсометра (не показан на фиг.1), датчиков температуры (не показаны на фиг.1), получение видеопотока с по меньшей мере одной видеокамеры 9 или тепловизора 10. Вычислительный блок 4 выполнен с системой охлаждения, встроенной в систему подачи дыхательной смеси. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника может содержать ретранслятор 11 Wi-Fi-сигнала для увеличения дальности связи.After turning on the proposed complex, the computing unit 4 (with a Wi-Fi transmitter), made with a power source 5 and with the ability to exchange information with an information display device 3 and a gesture recognition device 6, begins collecting information from pressure sensors 7 with radio modules, a gas analyzer 8, a heart rate monitor (not shown in figure 1), temperature sensors (not shown in figure 1), receiving a video stream from at least one video camera 9 or thermal imager 10. The computing unit 4 is made with a cooling system built into the breathing mixture supply system. The hardware-software complex for the gas and smoke protector may contain a Wi-Fi signal repeater 11 to increase the communication range.

При этом посредством прибора курсовертикаль 12, размещенного в корпусе 2 для крепления технологического оборудования, либо в устройстве распознавания жестов 6 (например, выполненном в виде наручного браслета), комплекс отслеживает положение газодымозащитника в пространстве и маршрут его следования за счет изменения его траектории в пространстве и передает информацию на вычислительный блок 4 посредством радиосигнала, либо проводного соединения.At the same time, by means of the vertical course device 12, located in the housing 2 for fastening technological equipment, or in the gesture recognition device 6 (for example, made in the form of a wrist bracelet), the complex monitors the position of the gas and smoke protector in space and its route by changing its trajectory in space and transmits information to the computing unit 4 via a radio signal or a wired connection.

Устройство распознавания жестов 6 предназначено для передачи команд газодымозащитником в вычислительный блок 4 оснащено гироскопом для отслеживания позиционирования устройства с целью более точной работы и определения позиции руки.The gesture recognition device 6 is designed to transmit commands from the gas and smoke protector to the computing unit 4 and is equipped with a gyroscope to track the positioning of the device in order to work more accurately and determine the position of the hand.

Вычислительный блок 4 обработки информации выполнен с возможность распознавания объектов, которые фиксирует видеокамера 9 за счет программного обеспечения.Computing unit 4 information processing is made with the ability to recognize objects that captures the video camera 9 due to the software.

Вычислительный блок 4 обрабатывает полученные с датчиков давления 7 с радиомодулями, газоанализатора 8, по меньшей мере одной видеокамеры 9 и/или тепловизора 10 данные с использованием нейросети, и определяет находящиеся перед газодымозащитником объекты и препятствия, выводит информацию на устройство отображения информации 3, оборудованное призматическими линзами 13, предназначенными для расширения поля зрения газодымозащитника. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника может быть выполнен с возможностью голосового управления системой через подключаемый к вычислительному блоку микрофон 14. При этом устройство отображения информации 3 представляет собой проектор 15, проецирующий изображение на призматические линзы 13.The computing unit 4 processes data received from pressure sensors 7 with radio modules, gas analyzer 8, at least one video camera 9 and/or thermal imager 10 using a neural network, and determines objects and obstacles in front of the gas and smoke protector, outputs information to an information display device 3 equipped with prismatic lenses 13, designed to expand the field of view of the gas and smoke protector. The hardware-software complex for the gas and smoke protector can be configured to voice control the system through a microphone 14 connected to the computing unit. In this case, the information display device 3 is a projector 15 that projects an image onto prismatic lenses 13.

Предварительно, нейросеть обучается распознаванию объектов и изображений по принципу «меры весов». После обучения нейросеть может определять местонахождение пострадавших и очагов пожара по сведениям о температуре объектов и окружающей среды, поступающей с тепловизора 10.Previously, the neural network is trained to recognize objects and images according to the principle of "measure of weights". After training, the neural network can determine the location of victims and fires based on information about the temperature of objects and the environment coming from the thermal imager 10.

Параллельно ведется передача информации (по wi-fi или по радиоканалу) постовому на пост безопасности, расположенный вне зоны непригодной для дыхания. Безопасность газодымозащитника обеспечивается за счет того, что заявляемый комплекс информирует его о критических параметрах, например, о пороговой температуре окружающей среды, об остатке воздуха (дыхательной смеси) в баллоне, о приближении опасного объекта. Для предупреждения на устройство отображения информации 3 выводятся предупредительные видеосигналы.At the same time, information is being transmitted (via wi-fi or via radio channel) to the sentry to the security post, located outside the zone unsuitable for breathing. The safety of the gas and smoke protector is ensured due to the fact that the claimed complex informs it about critical parameters, for example, about the threshold ambient temperature, about the remaining air (breathing mixture) in the cylinder, about the approach of a dangerous object. Warning video signals are output to the information display device 3 for warning.

Информация о расходе газодымозащитником дыхательной смеси, передаваемая в вычислительный блок 4 с датчика давления 7, установленного в дыхательном аппарате, с помощью программного обеспечения обрабатывается с учетом потребления газодымозащитником дыхательной смеси индивидуально рассчитывая фактическое времени работы в зависимости от уровня физической нагрузки и других известных параметров.Information about the consumption of the respiratory mixture by the gas and smoke protector, transmitted to the computing unit 4 from the pressure sensor 7 installed in the breathing apparatus, is processed with the help of software taking into account the consumption of the respiratory mixture by the gas and smoke protector, individually calculating the actual operating time depending on the level of physical activity and other known parameters.

Применение в комплексе устройства отображения информации 3 призматических линз 13, на которые под углом проецируется изображение, позволяет газодымозащитнику видеть окружающую среду за счет того, что прозрачная линза не ограничивает его поле зрения. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника выполнен с возможностью проецирования на призматический объект посредством применения проектора 14, встроенного в устройство отображения информации 3. Устройство распознавания жестов 6, газоанализатор 8, тепловизор 10, микрофон 14 содержат радиомодули.The use of 3 prismatic lenses 13 in the complex of the information display device, on which the image is projected at an angle, allows the gas and smoke protector to see the environment due to the fact that the transparent lens does not limit its field of view. The hardware-software complex for the gas and smoke protector is configured to project onto a prismatic object by using a projector 14 built into the information display device 3. A gesture recognition device 6, a gas analyzer 8, a thermal imager 10, and a microphone 14 contain radio modules.

Таким образом, заявляемый аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника позволяет выполнить сбор и обработку информации для улучшения восприятия и выявления угроз газодымозащитником, а также формализовать и автоматизировать процесс выявления угроз и подтверждения ранее выявленных угроз в динамически изменяющейся обстановке в условиях обрушения, завалов, утечек опасных веществ, разрушения технологического оборудования, ограниченной видимости, пожаров, аварий.Thus, the claimed hardware-software complex for a gas and smoke protector allows you to collect and process information to improve the perception and identification of threats by a gas and smoke protector, as well as to formalize and automate the process of identifying threats and confirming previously identified threats in a dynamically changing environment in conditions of collapse, blockages, leaks of hazardous substances , destruction of technological equipment, limited visibility, fires, accidents.

Claims (7)

1. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника, содержащий вычислительный блок с источником питания, радиоволновой передатчик, передатчик Wi-Fi, устройство отображения информации с тепловизором и по меньшей мере одной видеокамерой, устройство распознавания жестов, датчик температуры и пульсометр, передающие в вычислительный блок информацию о температуре окружающей среды и параметрах жизнедеятельности газодымозащитника, отличающийся тем, что вычислительный блок или устройство распознавания жестов содержит прибор курсовертикаль, выполненный с возможностью построения трассировки маршрута и выводом информации на устройство отображения информации, а также содержит датчики давления с радиомодулями, передающие в вычислительный блок информацию о запасах дыхательной смеси, кроме того, вычислительный блок выполнен с системой охлаждения, встроенной в систему подачи дыхательной смеси, при этом устройство отображения информации представляет собой микропроектор, проецирующий изображение на призматические линзы.1. A hardware-software complex for a gas and smoke protector, containing a computing unit with a power source, a radio wave transmitter, a Wi-Fi transmitter, an information display device with a thermal imager and at least one video camera, a gesture recognition device, a temperature sensor and a heart rate monitor that transmit information to the computing unit about the ambient temperature and the life parameters of the gas and smoke protector, characterized in that the computing unit or the gesture recognition device contains a vertical heading device configured to build a route trace and output information to the information display device, and also contains pressure sensors with radio modules that transmit information to the computing unit about the reserves of the respiratory mixture, in addition, the computing unit is made with a cooling system built into the respiratory mixture supply system, while the information display device is a microprojector projecting an image onto prismatic lenses. 2. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника по п. 1, отличающийся тем, что содержит ретранслятор Wi-Fi-сигнала.2. A hardware-software complex for a gas and smoke protector according to claim 1, characterized in that it contains a Wi-Fi signal repeater. 3. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника по п. 1, отличающийся тем, что содержит газоанализатор.3. A hardware-software complex for a gas and smoke protector according to claim 1, characterized in that it contains a gas analyzer. 4. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника по п. 1, отличающийся тем, что устройство распознавания жестов выполнено с возможностью измерения пульса и кровяного давления газодымозащитника.4. The hardware-software complex for the gas and smoke protector according to claim 1, characterized in that the gesture recognition device is configured to measure the pulse and blood pressure of the gas and smoke protector. 5. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью удаленного управления с поста безопасности.5. A hardware-software complex for a gas and smoke protector according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of remote control from a security post. 6. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника по п. 1, отличающийся тем, что вычислительный блок с передатчиком Wi-Fi, радиоволновой передатчик, устройство отображения информации с тепловизором и по меньшей мере одной камерой, устройство распознавания жестов связаны между собой нейросетью.6. A hardware-software complex for a gas and smoke protector according to claim 1, characterized in that a computing unit with a Wi-Fi transmitter, a radio wave transmitter, an information display device with a thermal imager and at least one camera, a gesture recognition device are interconnected by a neural network. 7. Аппаратно-программный комплекс для газодымозащитника по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью голосового управления системой.7. A hardware-software complex for a gas and smoke protector according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of voice control of the system.
RU2022100913A 2022-01-13 Smoke diver system RU2790474C9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2790474C1 true RU2790474C1 (en) 2023-02-21
RU2790474C9 RU2790474C9 (en) 2023-03-20

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080023002A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Rex Systems, Inc. Head safety device with integrated display
RU192698U1 (en) * 2017-07-21 2019-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" FIRE HELMET
US20210059344A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Qwake Technologies, Llc Wearable assisted perception module for navigation and communication in hazardous environments
US20210223557A1 (en) * 2019-08-21 2021-07-22 Hypergiant Industries, Inc. Active display helmet
RU2757816C2 (en) * 2016-12-22 2021-10-21 Микроолед Glasses with optical display system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080023002A1 (en) * 2006-07-26 2008-01-31 Rex Systems, Inc. Head safety device with integrated display
RU2757816C2 (en) * 2016-12-22 2021-10-21 Микроолед Glasses with optical display system
RU192698U1 (en) * 2017-07-21 2019-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" FIRE HELMET
US20210223557A1 (en) * 2019-08-21 2021-07-22 Hypergiant Industries, Inc. Active display helmet
US20210059344A1 (en) * 2019-08-28 2021-03-04 Qwake Technologies, Llc Wearable assisted perception module for navigation and communication in hazardous environments

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109380796B (en) Cloud platform intelligent helmet and security protection management and control system based on cloud platform intelligent helmet
US8212211B2 (en) System for protecting and/or guiding persons in dangerous situations
CN202697857U (en) Intelligent helmet
CN111508196A (en) Intelligent Internet of things safety monitoring system
KR20160015089A (en) System of smart safeguard helmet for fireman and device thereof
CN102789217B (en) Remote monitoring safety guarantee system
CN107359889A (en) Fire fighter's alignment system based on Internet of Things
JP2003516831A (en) Measuring the efficiency of respirators and protective clothing, and other improvements
CN110673739A (en) Method for realizing intelligent safety protection wearable equipment for firefighter emergency rescue
CN105708025A (en) Multifunctional fire fighting helmet
CN108490468A (en) Safety of workers intelligent monitor system
CN209449761U (en) Novel fire fighting helmet based on optical waveguide display technology
CN209333047U (en) A kind of respirator apparatus applied to fire-fighting and rescue
KR101513896B1 (en) Apparatus for distinguishing sensing emergency situation and system for managing thereof
US20180233019A1 (en) System and method for operational and exposure information recording and gesture activated communication
CN109200499A (en) A kind of fire-fighting respirator apparatus
WO2015164892A9 (en) Monitoring system with visual image capturing means mounted on helmet or glasses
CN109512074A (en) Novel fire fighting helmet based on optical waveguide display technology
GB2571118A (en) Eye wear-attachable safety communication apparatus, safety insurance method and a system
CN209199300U (en) A kind of comprehensive monitor system based on intelligent safety helmet
CN205718676U (en) Intelligence individual soldier's helmet
CN109833047A (en) Information acquisition terminal, system and the helmet
RU2790474C9 (en) Smoke diver system
RU2790474C1 (en) Smoke diver system
CN109741574A (en) A kind of comprehensive monitor system based on intelligent safety helmet