WO2004107289A1 - Sistema de vigilancia para la deteccion precoz de incendios - Google Patents

Sistema de vigilancia para la deteccion precoz de incendios Download PDF

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WO2004107289A1
WO2004107289A1 PCT/ES2004/000249 ES2004000249W WO2004107289A1 WO 2004107289 A1 WO2004107289 A1 WO 2004107289A1 ES 2004000249 W ES2004000249 W ES 2004000249W WO 2004107289 A1 WO2004107289 A1 WO 2004107289A1
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Luis Vergara Dominguez
Narcís CARDONA MARCET
Ignacio Bosch Roig
Jorge Larrey Ruiz
Pedro CATALÁN VALDELOMAR
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING SYSTEMS, e.g. PERSONAL CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/14—Central alarm receiver or annunciator arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a surveillance system for the early detection of fires, whose obvious purpose is to detect possible sources of fire based on the detection of temperature changes produced or originated in the area where the system is implanted.
  • the system basically comprises one or several automated surveillance posts - in which the means for detecting thermal changes are found - an alarm management center and one or several control posts, all these elements being interconnected by means of a communication system .
  • the system is applicable as a means of fire detection and detection, both in forest, industrial, commercial, etc. environments.
  • thermometric cameras allow the detection of heat sources in open environments. They are based on threshold detectors, presenting the typical problems related to them - the low probability of detection or high probability of false alarm, depending on the threshold level selected -, which entails the need for continuous supervision by an operator .
  • thermal cable whose principle of operation is based on its deterioration against high temperatures, which is its main drawback, being a single use.
  • the system of the invention is based on a series of automated surveillance posts and interconnected with an alarm management center, by means of a communications system; with the particularity that; each of these surveillance posts includes: thermal sensors in the infrared wavelength range; a detection unit, and a surveillance unit as visual support by remote control.
  • the thermal sensors are strategically placed to cover large areas of land, being planned to detect the smallest changes in temperature, and may or may not be motorized, depending on the area to be covered.
  • the detection unit is intended to process the radiometric images provided by the thermal sensors, performing an analysis and classification of the heat sources, for later interpretation by other means and thus establishing the type of alarm to be transmitted. in each case, allowing to discard false alarms generated by heat sources not susceptible to causing fires.
  • the classification and processing in the surveillance post itself constitutes one of the most innovative aspects of the system, since it allows minimizing the flow of data to be transmitted to the alarm management unit and, ultimately, to the control posts. This translates into considerable savings in the cost of data transport.
  • the surveillance unit it is planned to allow observing the scene under study, both in the visible range and in the thermal range, from control and monitoring centers that are also part of the system. In this way it is possible to verify the alarms generated by the detection unit, from any of said control centers.
  • the central alarm management In relation to the central alarm management, it can be physically located next to a surveillance post, either in one of the control and monitoring centers, or even be independent and be located in any other location.
  • Such central alarm management performs the following functions:
  • the communications system is designed to manage the transport of information between the different blocks, via cable and / or radio frequency, that is, between the surveillance posts and the alarm management center, as well as between this and the control and monitoring centers, and between these and the surveillance posts, always providing two levels in communication, making use of one or several existing network topologies, so that the first level may or may not adapt to the Telecommunications infrastructures available in each geographic area (ISDN, WLAN, dedicated line, etc.), while the second level also called “security level" (currently GSM / GPRS) will assume the transport of information, in case the first fail level.
  • the first level may or may not adapt to the Telecommunications infrastructures available in each geographic area (ISDN, WLAN, dedicated line, etc.)
  • security level currently GSM / GPRS
  • control and monitoring centers are planned to receive two different data streams, one that will be the information corresponding to the alarms that will be represented on the screen, said information being sent by the alarm management center at their request.
  • control centers while the other flow corresponds to the visual support information (thermal and visible video flows) provided by the surveillance posts through the surveillance unit they incorporate.
  • - Mobility character allowing the reception of alarms in mobile phone terminals or personal digital agendas.
  • Remote control including self-adjustment of thermal sensors and movement, speed of rotation and zoom of motorized systems, as well as the establishment of pre-defined surveillance positions.
  • an example of the system includes a series of surveillance posts (1), an alarm management center (2) and a series of control and monitoring centers (3), all interconnected by a telecommunication system (4).
  • the monitoring post (1) includes thermal sensors (5) strategically located to cover large areas of land, which work in the infrared wavelength range, to detect the slightest temperature changes, sensors (5) that They can be motorized or not depending on the area to be covered.
  • Each monitoring post (1) also includes a detection unit (6) that processes information from thermal sensors
  • the alarm management center (2) includes the corresponding communication unit (7), also provided for in the control and monitoring centers (3), as in the case of surveillance posts
  • these control and monitoring centers (3) include the geographic information system and a surveillance unit (10), so that alarms are represented in the geographic information system (9), allowing the operator to observe these alarms on a digital cartography of the area, incorporating into the system a database that allows the monitoring of alarm histories, as well as the realization of measurements and obtaining statistics.
  • the operator can see the area under study on a screen, using the remote surveillance unit (10), as if it were a closed circuit television, and the operator can also tele-control and monitor the surveillance posts (1 ), to perform maintenance and updating of the FIRMWARE of said surveillance posts (1) and alarm management center (2).

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)

Abstract

El sistema está basado en una serie de puestos de vigilancia (1), automatizados e interconectados, a través de un sistema de comunicaciones (4), con una central de gestión de alarmas (2), comprendiendo además unos centros de control y monitorización (3) conectados, a través del sistema o red de comunicaciones (4), tanto con los puestos de vigilancia (1), como con la central de gestión de alarmas (2). En base a unos sensores térmicos (5) previstos en los puestos de vigilancia (1), se detectan los más mínimos cambios de temperatura para que una unidad de detección (6) de cada puesto de vigilancia (1) procese las imágenes radiométricas, las analice y clasifique para ser posteriormente interpretadas y determinar el tipo de alarma generada en cada caso, con la particularidad de que la central de gestión de alarmas (2) recepcione y clasifique las alarmas, atendiendo a si éstas deben ser representadas o no en un sistema de información geográfica (9) establecidos en los centros de control y monitorización (3), todo ello en orden a proporcionar unos datos que permiten conocer si existen o no focos de incendios en el área cubierta por el propio sistema.

Description

SISTEMA DE VIGILANCIA PARA LA DETECCIÓN PRECOZ DE
INCENDIOS
D E S C R I P C I Ó N
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, cuya evidente finalidad es detectar posibles focos de incendio en base a la detección de cambios de temperatura producidos u originados en el área en donde se implanta el sistema.
El sistema comprende fundamentalmente uno o varios puestos de vigilancia automatizados -en los que se encuentran los medios detectores de los cambios térmicos-, una central de gestión de alarmas y uno o varios puestos de control, estando todos estos elementos interconectados mediante un sistema de comunicación.
El sistema es aplicable como medio de vigilancia y detección de incendios, tanto en entornos forestales, como industriales, comerciales, etc.
ANTECEDENTESDE LA INVENCIÓN
Los actuales sistemas de detección de incendios se basan en diversas tecnologías en función de su ámbito de aplicación. Para entornos cerrados se han desarrollado barreras de infrarrojos para la detección de llama y detectores de humo. Las primeras requieren que el fuego alcance una cierta altura para su detección y los segundos necesitan una gran concentración de humo. Ambos detectan el incendio cuando ya es demasiado tarde para extinguirlo, si bien constituyen métodos eficaces de alerta. Las cámaras termométricas posibilitan la detección de focos de calor en entornos abiertos. Están basadas en detectores por umbral, presentando los problemas típicos relacionados con los mismos - la baja probabilidad de detección o alta probabilidad de falsa alarma, en función del nivel de umbral seleccionado -, lo que conlleva la necesidad de supervisión continua por parte de un operador. Para cualquier tipo de entorno existe además el cable térmico, cuyo principio de funcionamiento se basa en su deterioro frente a altas temperaturas, lo que constituye su principal inconveniente, al ser de un solo uso.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El sistema de la invención se basa en una serie de puestos de vigilancia automatizados e interconectados con una central de gestión de alarmas, mediante un sistema de comunicaciones; con la particularidad de que; cada uno de esos puestos de vigilancia incluye: unos sensores térmicos en el rango de longitudes de onda del infrarrojo; una unidad de detección, y una unidad de vigilancia como apoyo visual por control remoto.
Los sensores térmicos se sitúan estratégicamente para cubrir grandes extensiones de terreno, estando previstos para detectar los más mínimos cambios de temperatura, pudiendo ser o no motorizados, dependiendo del área a cubrir.
Por su parte, la unidad de detección está prevista para procesar las imágenes radiométricas proporcionadas por los sensores térmicos, realizando un análisis y clasificación de los focos de calor, para su posterior interpretación por otros medios y el establecimiento con ello del tipo de alarma a transmitir en cada caso, permitiendo descartar falsas alarmas generadas por fuentes de calor no susceptibles de provocar incendios. La clasificación y procesado en el propio puesto de vigilancia constituye uno de los aspectos más novedosos del sistema, ya que permite minimizar el flujo de datos a transmitir a la unidad de gestión de alarmas y, en definitiva, a los puestos de control. Esto se traduce en un ahorro considerable del coste de transporte de datos.
En cuanto a la unidad de vigilancia, está prevista para permitir observar la escena bajo estudio, tanto en el rango visible como en el rango térmico, desde unos centros de control y monitorización que también forman parte del sistema. De esta manera es posible verificar las alarmas generadas por la unidad de detección, desde cualquiera de dichos centros de control.
En relación con la central de gestión de alarmas, la misma puede estar localizada físicamente junto a un puesto de vigilancia, o bien en alguno de los centros de control y monitorización, o incluso ser independiente y estar ubicada en cualquier otro emplazamiento.
Tal central de gestión de alarmas realiza las siguientes funciones:
- Recepción y clasificación de alarmas, atendiendo a si éstas deben ser representadas o no en el sistema de información geográfica de los centros de control y monitorización.
- Geo-referenciación, realizando la proyección de las imágenes radiométricas sobre una cartografía digital, obteniéndose las coordenadas geográficas de las alarmas susceptibles de ser representadas.
- Adecuación de datos a nivel de aplicación, conformándose una potente base de datos a la que acceden los distintos centros de control y monitorización para representar las alarmas en el sistema de información geográfica.
Por su parte, el sistema de comunicaciones está previsto para gestionar el transporte de la información entre los distintos bloques, a través de cable y/o radio-frecuencia, es decir entre los puestos de vigilancia y la central de gestión de alarmas, así como entre ésta y los centros de control y monitorización, y entre estos y los puestos de vigilancia, proporcionando siempre dos niveles en la comunicación, haciendo uso de una o varias topologías de red existentes, de manera que el primer nivel puede o no adaptarse a las infraestructuras de telecomunicación disponibles en cada área geográfica (RDSI, WLAN, línea dedicada, etc.), mientras que el segundo nivel denominado también "nivel de seguridad" (actualmente GSM/GPRS) asumirá el transporte de información, en caso de que el primer nivel falle.
Por último, los centros de control y monitorización están previstos para recibir dos flujos de datos distintos, uno que será la información correspondiente a las alarmas que se representará en pantalla, siendo dicha información enviada por la central de gestión de alarmas a petición de los propios centros de control, mientras que el otro flujo corresponde a la información visual de apoyo (flujos de vídeo térmico y visible) que proporcionan los puestos de vigilancia mediante la unidad de vigilancia que incorporan.
El sistema descrito es aplicable en:
- Vigilancia frente a incendios forestales en bosques, parques naturales y similares, cubriendo amplias superficies.
- Prevención y vigilancia frente a incendios en entornos industriales, tales como plantas petroquímicas, industrias farmacéuticas o fábricas de materias peligrosas. - Detección de mal funcionamiento (en lo referente al rango térmico) de maquinaria y equipamiento industrial.
- Actuación en caso de incendio, pudiendo guiar a las brigadas de bomberos hasta los focos de los incendios, así como ofrecer información sobre dirección y velocidad de propagación.
- Vigilancia de tendidos eléctricos.
Entre las ventajas que ofrece el sistema referido pueden citarse como más importantes las siguientes:
- Gestión de alarmas automatizada, facilitando al operador información de posibles focos de incendio.
- Geo-referenciación y localización de las alarmas sobre cartografía digital. - Se obtienen varios niveles de detección, sensibilidad ajustable remotamente, identificación y descarte automático de falsas alarmas, adaptación al entorno, etc.
- Carácter de movilidad, permitiendo la recepción de alarmas en terminales de telefonía móvil o agendas digitales personales. - Telecontrol, incluyendo el auto-ajuste de los sensores térmicos y el movimiento, velocidad de giro y zoom de los sistemas motorizados, así como el establecimiento de posiciones de vigilancia pre-definidas.
- Mantenimiento remoto y actualizaciones de FIRMWARE.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, una hoja única de planos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado un esquema del sistema de la invención donde se dejan ver tres puestos de vigilancia, una red de telecomunicaciones, un centro de gestión de alarmas independiente, y dos centros de control y monitorización.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Como se puede ver en la figura referida, un ejemplo del sistema incluye una serie de puestos de vigilancia (1), una central de gestión de alarmas (2) y una serie de centros de control y monitorización (3), todo ello interconectado mediante un sistema de telecomunicación(4).
El puesto de vigilancia (1) incluye unos sensores térmicos (5) estratégicamente situados para cubrir grandes extensiones de terreno, los cuales trabajan en el rango de longitudes de onda del infrarrojo, para detectar los más mínimos cambios de temperatura, sensores (5) que pueden ser motorizados o no dependiendo del área a cubrir.
Cada puesto de vigilancia (1) incluye además una unidad de detección (6) que procesa la información procedente de los sensores térmicos
(5), analiza y clasifica los focos de calor que son interpretados posteriormente mediante un sistema experto que determina el tipo de alarma a transmitir en cada caso, permitiendo descartar falsas alarmas generadas por fuentes de calor no susceptibles de provocar incendios. También incluye una unidad de comunicación (7) lógicamente interconectada con el sistema o red de telecomunicación(4) .
Por su parte, la central de gestión de alarmas (2) incluye la correspondiente unidad de comunicación (7), prevista igualmente en los centros de control y monitorización (3), como en el caso de los puestos de vigilancia
(1), de manera que en tal central de gestión de alarmas (2) tiene lugar la recepción y clasificación de alarmas, así como la geo-referenciación y la adecuación de datos para conformar una base de datos (8), a la que acceden los distintos centros de control y monitorización (3), para representar las alarmas en el sistema de información geográfica correspondiente.
Por su parte, esos centros de control y monitorización (3) incluyen el sistema de información geográfica y una unidad de vigilancia (10), de manera que las alarmas se representan en el sistema de información geográfica (9), permitiendo al operador observar dichas alarmas sobre una cartografía digital de la zona, incorporándose al sistema una base de datos que permite hacer un seguimiento de los históricos de alarma, así como la realización de medidas y obtención de estadísticas.
Adicionalmente, el operador puede ver el área bajo estudio en una pantalla, usando la unidad de vigilancia remota (10), como si se tratase de un circuito cerrado de televisión, pudiendo también el operador tele-controlar y monitorizar los puestos de vigilancia (1), para realizar labores de mantenimiento y actualización del FIRMWARE de dichos puestos de vigilancia (1) y central de gestión de alarmas (2).

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
Ia.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, que siendo aplicable tanto para controlar grandes superficies de terreno, tales como bosques, parques y entornos industriales, como para detectar posibles focos de incendios, se caracteriza porque comprende uno o más puestos de vigilancia automatizados (1) y una central de gestión de alarmas (2) interconectada con cada uno de los puestos de vigilancia (1), a través de un sistema de comunicaciones (4) que gestiona el transporte de información a través de cables y/o radio-frecuencia; comprendiendo además unos centros de control y monitorización (3) interconectados igualmente, mediante el sistema de comunicaciones (4), tanto con la central de gestión de alarmas (2) como con los puestos de vigilancia (1); habiéndose previsto que cada puesto de vigilancia (1) incluya unos sensores térmicos (5) que detectan los más mínimos cambios de temperatura, así como una unidad de detección (6) para el procesado de imágenes radiométricas, que analiza, procesa y clasifica los focos de calor para determinar en cada caso el tipo de alarma generada; comprendiendo también cada puesto de vigilancia (1) una unidad de vigilancia como medio de apoyo visual por control remoto, permitiendo observar la escena tanto en el rango visible como en el rango térmico, desde los centros de control y monitorización (3).
2a.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicación Ia, caracterizado porque la unidad de gestión de alarmas (2) es susceptible de estar localizada físicamente en un puesto de vigilancia
(1), o bien en algunos de los centros de control y monitorización (3), o formar una unidad física independiente ubicada en cualquier otro emplazamiento.
3a.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicación Ia, caracterizado porque los sensores térmicos (5) de los puestos de vigilancia (1), trabajan en el rango de longitudes de onda del infrarrojo y pueden o no ser motorizados, dependiendo del área a cubrir.
4a.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicación Ia, caracterizado porque el sistema de comunicaciones
(4) proporciona dos niveles de comunicación, uno que puede o no adaptarse a infraestructuras de telecomunicación disponibles en cada área geográfica, y otro para asumir el transporte de información en caso de fallo del anterior.
5a.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicaciones Ia y 2a, caracterizado porque la unidad central de gestión de alarmas (2) incluye medios para la recepción y clasificación de alarmas, así como para la proyección de las imágenes radiométricas sobre una cartografía digital y para la adecuación de datos para conformar una base de datos (8) a la que acceden los distintos centros de control y monitorización
(3).
6a.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicaciones Ia y 5a, caracterizado porque los centros de control y monitorización (3) reciben la información correspondiente a las alarmas procedente de la unidad central de gestión de alarmas (2), siendo dicha información representada en una pantalla.
7a.- Sistema de vigilancia para la detección precoz de incendios, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tanto los puestos de vigilancia (1) como la central de gestión de alarmas (2) y los centros de control y monitorización (3), incluyen una unidad de comunicación (7).
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Cited By (1)

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