СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ В ПОМЕЩЕНИИ Российский патент 2025 года по МПК A62C3/00 A62C37/00 A62C37/36 A62C37/40 G08B17/00 G08B17/10 G06N3/00 

Описание патента на изобретение RU2839526C1

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к обнаружению возгораний c помощью нейронной сети, и может быть использовано для контроля пожарной опасности в помещении.

Известен способ идентификации возгораний в помещении [RU 2829210 С1, МПК G08B 21/182 (2024.08), G06N 3/02 (2024.08), A62C 3/00 (2024.08), опубл. 30.10.2024], включающий одновременное измерение концентрации кислорода, диоксида углерода, монооксида углерода в воздухе, температуры воздуха и скорости ее роста извещателями пожарными тепловыми, размещенными на потолке по углам помещения, измерение концентрации частиц дыма извещателями пожарными дымовыми, размещенными на потолке по углам помещения и над потенциально горючими материалами, определение электромагнитного излучения пламени извещателями пожарными пламени, размещенными на потолке помещения над потенциально горючими материалами, контроль изменения изображения потенциально горючих материалов с помощью камеры видеонаблюдения. При срабатывании одного из извещателей пожарных осуществляют его повторный опрос, при повторном срабатывании ранее сработавшего извещателя пожарного или при срабатывании не менее двух извещателей пожарных дымовых вырабатывают сигнал, свидетельствующий о возникновении возгорания, при этом камерой видеонаблюдения ведут контроль изменения во времени интенсивности изображения потенциально горючих материалов по RGB каналам цветности и определяют частоту пульсаций пламени. Если интенсивность изображения пламени в красном канале цветности составляет 0,65-0,8, в зеленом канале цветности составляет 0,65-0,75, в синем канале цветности составляет 0,5-0,6, а частота пульсаций пламени равна 0,2, то формируют сигнал о возгорании древесины; если интенсивность изображения пламени в красном канале цветности составляет 0,65-0,9, в зеленом канале цветности составляет 0,65-0,85, в синем канале цветности составляет 0,55-0,75, а частота пульсаций пламени равна 0,4, то формируют сигнал о возгорании дизельного топлива; если интенсивность изображения пламени в красном канале цветности составляет 0,45-0,55, в зеленом канале цветности составляет 0,4-0,5, в синем канале цветности составляет 0,35-0,45, а частота пульсаций пламени равна 0,36, то формируют сигнал о возгорании спирта; если интенсивность изображения пламени в красном канале цветности составляет 0,65-0,85, в зеленом канале цветности составляет 0,6-0,8, в синем канале цветности составляет 0,55-0,75, а частота пульсаций пламени равна 0,34, то формируют сигнал о возгорании трансформаторного масла; если интенсивность изображения пламени в красном канале цветности составляет 0,65-0,85, в зеленом канале цветности составляет 0,6-0,8, в синем канале цветности составляет 0,5-0,7, а частота пульсаций пламени равна 0,26, то формируют сигнал о возгорании вакуумного масла.

Однако контроль изменения во времени интенсивности изображения потенциально горючих материалов по RGB каналам цветности и определение частоты пульсаций пламени позволяет идентифицировать только тип горючего материала, но не позволяет определить контуры очага возгорания на изображении, его размер и координаты местоположения, что имеет особое значение в системах обнаружения пожарной опасности.

Известен способ контроля пожарной опасности в помещении [RU 2785318 С1, МПК A62C 3/00 (2006.01), опубл. 06.12.2022], включающий непрерывный мониторинг пожарной опасности, принятый за прототип. Газоанализатором, расположенным на потолке помещения над потенциально горючими материалами, постоянно измеряют концентрации кислорода, диоксида углерода, монооксида углерода в воздухе. Пожарными извещателями тепловыми, размещенными на потолке по углам помещения, измеряют температуру воздуха и скорость ее роста. Пожарными извещателями дымовыми, размещенными на потолке по углам помещения и над потенциально горючими материалами, измеряют концентрацию частиц дыма. Пожарными извещателями пламени, размещенными на потолке помещения над потенциально горючими материалами, определяют электромагнитное излучение пламени. Сравнивают измеренные значения с заданными порогами срабатывания, при их совпадении срабатывают пожарные извещатели. При повторном срабатывании любого из указанных пожарных извещателей в течение не более 60 секунд, либо при срабатывании не менее двух пожарных извещателей дымовых за время не более 60 секунд, или при совпадении текущих значений концентраций газов с заданными определяют момент возгорания. Одновременно с контролем, осуществляемым газоанализатором и пожарными извещателями, с помощью тепловизионной камеры, размещенной на потолке в углу помещения, постоянно отслеживают температуру поверхности всех потенциально горючих материалов, а камерой видеонаблюдения, размещенной на потолке в противоположном углу помещения напротив тепловизионной камеры, отслеживают изменение во времени нормализованной интенсивности изображения очага пожара, по которой определяют тип горючего материала.

Согласно этому способу используют стационарно размещенную систему пожарной безопасности в помещении, которую нельзя использовать для обеспечения пожарной безопасности на объектах при выполнении выездных работ или на временных объектах технологического назначения, используемых на период строительства предприятия или отдельных зданий и сооружений. Такой способ не позволяет определить размер и местоположение очага возгорания.

Техническим результатом предложенного изобретения является создание способа контроля пожарной опасности в помещении с использованием переносного устройства.

Способ контроля пожарной опасности в помещении, так же как в прототипе, включает непрерывный мониторинг, при котором газоанализатором, расположенным на потолке помещения, постоянно измеряют концентрации кислорода, диоксида углерода, монооксида углерода в воздухе. Размещенными на потолке помещения пожарными извещателями тепловыми измеряют температуру воздуха и скорость ее роста. Пожарными извещателями дымовыми измеряют концентрацию частиц дыма. Пожарными извещателями пламени определяют электромагнитное излучение пламени. Одновременно с помощью камеры видеонаблюдения, размещенной на потолке в углу помещения, получают поток видеокадров. Ведут сравнение измеренных пожарными извещателями значений с заданными пороговыми значениями и при их совпадении происходит срабатывание пожарных извещателей. При повторном срабатывании любого из указанных пожарных извещателей, либо при срабатывании не менее двух пожарных извещателей дымовых формируют сигнал о возникновении возгорания.

Согласно изобретению, используют переносное устройство контроля пожарной безопасности, выполненное в виде чемодана-контейнера, из которого достают и размещают извещатели пожарные тепловые, извещатели пожарные пламени, извещатели пожарные дымовые и газоаналитические сенсоры кислорода, оксида углерода, диоксида углерода и камеру видеонаблюдения и подключают к разъемам чемодана-контейнера. Камеру видеонаблюдения дополнительно подключают к мобильному компьютеру, вынутому из чемодана-контейнера, блоки питания которого подключают к сети. В ходе видеосъемки осуществляют предварительную разметку изображения пола помещения, разделив его на равные по площади n прямоугольные зоны. Поочередно в каждую прямоугольную зону помещают эталонный объект известной площади и определяют масштабный коэффициент для каждой прямоугольной зоны из выражения:

где - известная площадь эталонного объекта, помещенного в каждую прямоугольную зону на изображении, покрываемая пикселями, см2;

- количество пикселей, принадлежащих маске эталонного объекта известной площади на изображении.

Опрос указанных пожарных извещателей и газоаналитических сенсоров ведут через заданные промежутки времени. Сигналы от всех извещателей пожарных регистрируют и преобразуют из цифрового вида в сигнал интерфейса RS-485. Сигналы газоаналитических сенсоров кислорода, оксида углерода, диоксида углерода регистрируют и преобразуют из аналогового в цифровой вид, с последующим преобразованием в сигнал интерфейса RS-485. При срабатывании одного из извещателей пожарных осуществляют их повторный опрос. При повторном срабатывании ранее сработавшего извещателя пожарного или при срабатывании извещателей пожарных дымовых, или при срабатывании извещателей пожарных тепловых, или при срабатывании извещателей пожарных пламени, или при срабатывании одного из газоаналитических сенсоров кислорода, оксида углерода, диоксида углерода формируют сигнал о возникновении возгорания. Одновременно поток видеокадров, полученный с интервалом в 500 мс, анализируют, используя нейронную сеть, предварительно обученную на очагах возгорания в закрытом макете помещения, получая не менее 4000 изображений очагов возгорания разной интенсивности горения с разрешением 1280×720 пикселей, при этом в обучающей выборке размечают очаги возгорания в соответствии с их видимыми границами, обводя их контуры. Определяют местоположение очага возгорания, используя обученную нейронную сеть, выделяя маску очага возгорания, как область, покрывающую пламя очага возгорания, и контур этой маски в виде многоугольника, соответствующего контуру пламени, а также маску объектов, визуально похожих на очаг возгорания. В каждой прямоугольной зоне ведут поиск координат x и y геометрического центра очага возгорания и если в зоне координата х геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате х1 первого по оси абсцисс верхнего угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате х2 противоположного нижнего угла этой прямоугольной зоны, а также если координата у геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате y1 первого по оси ординат угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате у2 противоположного угла этой прямоугольной зоны, то геометрический центр очага возгорания принадлежит этой зоне, а площадь очага возгорания определяют по формуле:

где - количество пикселей на изображении, принадлежащих маске очага возгорания, расположенного в той прямоугольной зоне, где расположен геометрический центр очага возгорания.

Использование средств контроля пожарной опасности, размещенных в корпусе малогабаритного переносного чемодана-контейнера позволяет осуществлять контроль пожарной опасности в помещениях любой категории, а также на объектах при выездных работах. Одновременный контроль пожарной опасности в помещении с помощью камеры видеонаблюдения и анализ получаемого видеопотока с использованием заранее обученной нейронной сети позволяет определить размер и месторасположение очага возгорания.

На фиг. 1 приведена схема переносного чемодана-контейнера для осуществления способа контроля пожарной опасности в помещении.

На фиг. 2 приведена схема размещения конструктивных элементов переносного устройства для осуществления способа контроля пожарной опасности в помещении.

На фиг. 3 приведен пример предварительной разметки изображения пола помещения на равные по площади зоны I-VI.

На фиг. 4 приведена визуализация результата анализа видеокадра с помощью обученной нейронной сети с выделением маски очага возгорания на изображении.

На фиг. 5 приведена визуализация результата анализа видеокадра с помощью обученной нейронной сети с выделением контура очага возгорания на изображении.

На фиг. 6 приведена визуализация результата поиска геометрического центра объекта на изображении.

Для осуществления способа контроля пожарной опасности в помещении используют малогабаритное переносное устройство, выполненное в виде переносного чемодана-контейнера 1 (фиг. 1), в котором на монтажных панелях с помощью крепёжных элементов размещены средства контроля пожарной безопасности. На верхней монтажной панели 2 размещены прибор приемно-контрольный охранно-пожарный 3 (ППКОП), первая 4 (РП1) и вторая 5 (РП2) релейные платы. На нижней монтажной панели 6 размещены модуль аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ), преобразователь интерфейсов 8 (ПИ), первый 9 (БП1) и второй 10 (БП2) блоки питания, а также восемь реле 11, 12, 13, 14, 14, 16, 17 и 18.

К модулю аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ) подключен первый блок питания 9 (БП1). К прибору приемно-контрольному охранно-пожарному 3 (ППКОП), к первой 4 (РП1) и второй 5 (РП2) релейным платам подключен второй блок питания 10 (БП2). Первый 9 (БП1) и второй 10 (БП2) блоки питания соединены с сетевым разъемом 19 (СР), расположенным на боковой стороне основания.

Преобразователь интерфейсов 8 (ПИ) подключен к модулю аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ), который соединен с первым разъемом 20 (Р1), расположенным на боковой стороне крышки и предназначенным для подключения газоаналитических сенсоров кислорода 21 (СК), оксида углерода 22 (СОУ), диоксида углерода 23 (СДОУ) (фиг. 2).

Преобразователь интерфейсов 8 (ПИ) подключен к мобильному компьютеру 24 (МК). К прибору приемно-контрольному охранно-пожарному 3 (ППКОП) последовательно подключены первая 4 (РП1) и вторая 5 (РП2) релейные платы. К первой 4 (РП1) релейной плате подключены пять параллельно соединенных реле 11, 12, 13, 14 и 15, которые соединены с модулем аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ). Ко второй релейной плате 5 (РП2) подключены три параллельно соединенных реле 16, 17 и 18, которые соединены с модулем аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ). Прибор приемно-контрольный охранно-пожарный 3 (ППКОП) соединен со вторым разъемом 25 (Р2), расположенным на боковой стороне основания и предназначенным для подключения извещателей пожарных тепловых 26 (ИПТ1) и 27 (ИПТ2), извещателей пожарных пламени 28 (ИПП1) и 29 (ИПП2), извещателей пожарных дымовых 30 (ИПД1) и 31 (ИПД2). К третьему разъему 32 (Р3), расположенному на боковой стороне основания, подключена камера видеонаблюдения 33 (К) и второй блок питания 10 (БП2).

В качестве прибора приемно-контрольного охранно-пожарного 3 (ППКОП) может быть использован прибор приемно-контрольный охранно-пожарный «Контакт 16GSM». Релейная плата 4 (РП1) - релейная плата с пятью релейными выходами. Релейная плата 5 (РП2) - релейная плата с тремя релейными выходами. В качестве модуля аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ) может быть использован модуль аналогового и дискретного ввода «ОВЕН МВ110-8А». Преобразователь интерфейсов 8 (ПИ) - преобразователь интерфейсов RS-485 - USB «АС4». Блок питания 9 (БП1) - блок питания DR-60W-24; блок питания 10 (БП2) - блок питания DR-60W-12. Промежуточные реле 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 - реле промежуточные РЭК 78/4. Сетевой разъем 19 (СР) - АС-002 евровилка на корпус с выключателем:10А/250В. В качестве разъема 20 (Р1) может быть использован разъем DB-9F. В качестве газоаналитического сенсора кислорода 21 (СК) может быть использован газоанализатор Сенсон-СВ-5023 с электрохимическим типом сенсора для измерения концентраций кислорода. Газоаналитический сенсор оксида углерода 22 (СОУ) - газоанализатор Сенсон-СВ-5023 с электрохимическим типом сенсора для измерения концентраций оксида углерода. Газоаналитический сенсор диоксида углерода 23 (СДОУ) - газоанализатор Сенсон-СВ-5023 с оптическим типом сенсора для измерения концентраций диоксида углерода. Разъем 25 (Р2) - разъем DB-15M. В качестве извещателей пожарных тепловых 26 (ИПТ1) и 27 (ИПТ2) могут быть использованы извещатели пожарные тепловые ИП 101-1А-А1. Извещатели пожарные пламени 28 (ИПП1) и 29 (ИПП2) - извещатели пожарные пламени «Пульсар 1-01С». Извещатели пожарные дымовые 30 (ИПД1) и 31 (ИПД2) - извещатели пожарные дымовое оптико-электронные точечные «ИП 212-141». Камера видеонаблюдения 33 (К) - купольная видеокамера наблюдения «ESVI IPC-DN2.1». Разъем 32 (Р3) - разъем DC 2.1*5.5.

Осуществление способа проверено на модельных очагах пожара, изготовленных из древесины. Малогабаритное переносное устройство контроля пожарной безопасности, выполненное в виде переносного чемодана-контейнера 1, разместили рядом с макетом помещения. Достали из него и разместили на потолке макета помещения с помощью крепежных элементов согласно требованиям, отраженным в нормативных документах НБП 76-80, НБП 76-98 и СП 484.1311500.2020, извещатели пожарные тепловые 26 (ИПТ1) и 27 (ИПТ2), извещатели пожарные пламени 28 (ИПП1) и 29 (ИПП2), извещатели пожарные дымовые 30 (ИПД1) и 31 (ИПД2), а также газоаналитические сенсоры кислорода 21 (СК), оксида углерода 22 (СОУ), диоксида углерода 23 (СДОУ). Камеру видеонаблюдения 33 (К) разместили на потолке в углу помещения.

Газоаналитические сенсоры кислорода 21 (СК), оксида углерода 22 (СОУ), диоксида углерода 23 (СДОУ) подключили к первому разъему 20 (Р1), расположенному на боковой стороне крышки переносного чемодана-контейнера 1. Извещатели пожарные тепловые 26 (ИПТ1) и 27 (ИПТ2), извещатели пожарные пламени 28 (ИПП1) и 29 (ИПП2), извещатели пожарные дымовые 30 (ИПД1) и 31 (ИПД2) подключили ко второму разъему 25 (Р2), расположенному на боковой стороне основания переносного чемодана-контейнера 1. Камеру видеонаблюдения подключили к мобильному компьютеру 24 (МК) и к третьему разъему 32 (Р3), расположенному на противоположной боковой стороне основания переносного чемодана-контейнера 1, и далее ко второму блоку питания 10 (БП2).

Подключили первый и второй блоки питания 9 (БП1) и 10 (БП2) через сетевой разъем 19 (СР), расположенный на боковой стороне основания переносного чемодана-контейнера 1 к сети.

В ходе видеосъемки осуществили предварительную разметку изображения пола помещения, разделив его на равные по площади n прямоугольных зон I-VI (фиг. 3). На фиг. 3 а) показано изображение пола помещения, разделенное на шесть попарно равных в одном ряду прямоугольных зон одинаковой площади с учетом перспективы, а на фиг. 3 б) - схема разметки пола помещения, вид сверху.

Поочередно в каждую прямоугольную зону помещали эталонный объект известной площади, например, лист бумаги формата А4, площадь которого составляла см2. По изображению определили площадь листа бумаги в пикселях, как число пикселей, покрывающих лист на изображении.

Определили масштабный коэффициент для каждой прямоугольной зоны из выражения:

где - известная площадь эталонного объекта, помещенного в каждую прямоугольную зону на изображении, покрываемая пикселями, см2;

- количество пикселей, принадлежащих маске эталонного объекта известной площади на изображении в каждой прямоугольной зоне.

Затем инициировали поджиг модельного очага. В режиме реального времени данные от всех извещателей пожарных через последовательно подключенные первую 4 (РП1) и вторую 5 (РП2) релейные платы передавали на входы прибора приемно-контрольного охранно-пожарного 3 (ППКОП), и далее, посредством пяти параллельно соединенных реле 11, 12, 13, 14 и 15 и трех параллельно соединенных реле 16, 17 и 18, передавали в модуль аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ). Сигналы от всех извещателей пожарных регистрировали и преобразовывали из цифрового вида в сигнал интерфейса RS-485. Данные от газоаналитических сенсоров кислорода 21 (СК), оксида углерода 22 (СОУ), диоксида углерода 23 (СДОУ) передавали на входы модуля аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ), преобразовывали из аналогового в цифровой вид, с последующим преобразованием в сигнал интерфейса RS-485. После этого через преобразователь интерфейсов 8 (ПИ) данные от всех пожарных извещателей передавали в мобильный компьютер 24 (МК), где с использованием программного обеспечения Owen Process Manager анализировали.

При срабатывании одного из извещателей пожарных осуществляли их повторный опрос через заданный промежуток времени, равный 10 секунд. При повторном срабатывании ранее сработавшего извещателя пожарного или при срабатывании извещателей пожарных дымовых 30 (ИПД1) и 31 (ИПД2), или при срабатывании извещателей пожарных тепловых 26 (ИПТ1) и 27 (ИПТ2), или при срабатывании извещателей пожарных пламени 28 (ИПП1) и 29 (ИПП2), или при срабатывании одного из газоаналитических сенсоров кислорода 21 (СК), оксида углерода 22 (СОУ), диоксида углерода 23 (СДОУ) с использованием прибора приемно-контрольного охранно-пожарного 3 (ППКОП) через модуль аналогового и дискретного ввода 7 (МАДВ) и далее через преобразователь интерфейсов 8 (ПИ) подавали сигнал в мобильный компьютер 24 (МК), свидетельствующий о возникновении возгорания.

Одновременно поток видеокадров, полученный с интервалом в 500 мс, анализировали с использованием нейронной сети, предварительно обученной на очагах возгорания в закрытом макете помещении. Получили не менее 4000 изображений очагов возгорания разной интенсивности горения с разрешением 1280×720 пикселей, находящихся внутри закрытого помещения. При этом в обучающей выборке размечали очаги возгорания в соответствии с их видимыми границами, обводя контуры. Получили обучающую выборку изображений с разметкой очагов возгораний, состоящую из 2800 изображений для обучения модели нейронной сети, 600 изображений для валидации модели нейронной сети и 600 изображений для тестирования. Модель нейронной сети обучали до тех пор, пока точность обнаружения очага возгорания не достигнет 85%.

Определяли местоположение очага возгорания в помещении, используя обученную нейронную сеть, выделяя маску очага возгорания 34 как область, покрывающую пламя очага возгорания (фиг. 4), а также маску объектов 35, визуально напоминающих признаки возгорания. Например, на фиг. 4 таким объектом на изображении является отражение очага возгорания в стекле, расположенном в боковой стенке макета помещения. Далее выделяли контур очага возгорания 36 в виде многоугольника, соответствующего контуру пламени (фиг. 5). После этого в каждой прямоугольной зоне осуществляли поиск координат x и y геометрического центра очага возгорания 37 (фиг. 6) на изображении. Если в зоне координата х геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате х1 первого по оси абсцисс верхнего угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате х2 противоположного нижнего угла этой прямоугольной зоны (фиг. 3), а также если координата у геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате y1 первого по оси ординат угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате y2 противоположного угла этой прямоугольной зоны, то геометрический центр очага возгорания принадлежит этой зоне.

Площадь очага возгорания , показанного на фиг. 4-6, который расположен в зоне III, определили путем умножения количества пикселей , принадлежащих маске очага возгорания, расположенного этой прямоугольной зоне, где определено расположение геометрического центра очага возгорания, на масштабный коэффициент этой зоны:

Похожие патенты RU2839526C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ВОЗГОРАНИЙ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ И ЖИДКИХ ВЕЩЕСТВ В ПОМЕЩЕНИИ 2023
  • Глотов Максим Иванович
  • Волков Роман Сергеевич
  • Стрижак Павел Александрович
  • Кропотова Светлана Сергеевна
RU2828203C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ И ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ 2024
  • Волков Роман Сергеевич
  • Стрижак Павел Александрович
  • Кропотова Светлана Сергеевна
RU2840063C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ ВОЗГОРАНИЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ГОРЮЧЕГО МАТЕРИАЛА, ПРИЧИНЫ ЕГО ВОЗГОРАНИЯ И ВЫРАБОТКИ РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ТУШЕНИЮ 2023
  • Чумаков Константин Владимирович
  • Волков Роман Сергеевич
  • Стрижак Павел Александрович
  • Кропотова Светлана Сергеевна
RU2829210C1
Способ адаптивного тушения пожара в помещении 2022
  • Волков Роман Сергеевич
  • Кропотова Светлана Сергеевна
  • Кузнецов Гений Владимирович
RU2785318C1
АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ ВОЗГОРАНИЙ 2021
  • Виноградский Владимир Васильевич
  • Дерябина Тамара Евгеньевна
  • Доровских Роман Сергеевич
  • Кузовников Юрий Михайлович
  • Мецлер Эдуард Андреевич
  • Чудаев Александр Владимирович
RU2768772C1
СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВОЗГОРАНИЯ В ПОМЕЩЕНИИ И АДАПТИВНОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПОЖАРА 2021
  • Кропотова Светлана Сергеевна
  • Кузнецов Гений Владимирович
  • Стрижак Павел Александрович
RU2776291C1
ИЗВЕЩАТЕЛЬ ПЛАМЕНИ СКАНИРУЮЩИЙ С ФУНКЦИЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ КООРДИНАТЫ ОЧАГА ПОЖАРА 2020
  • Виноградский Владимир Васильевич
  • Дерябина Тамара Евгеньевна
  • Доровских Роман Сергеевич
  • Кузовников Юрий Михайлович
  • Мецлер Эдуард Андреевич
  • Чудаев Александр Владимирович
RU2756593C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КООРДИНАТНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ ОЧАГОВ ВОЗГОРАНИЙ 2021
  • Виноградский Владимир Васильевич
  • Дерябина Тамара Евгеньевна
  • Доровских Роман Сергеевич
  • Кузовников Юрий Михайлович
  • Мецлер Эдуард Андреевич
  • Чудаев Александр Владимирович
RU2768570C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА В ПОМЕЩЕНИИ 2024
  • Волков Роман Сергеевич
  • Стрижак Павел Александрович
  • Жданова Алёна Олеговна
RU2840076C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЖАРНЫХ ИЗВЕЩАТЕЛЕЙ 2023
  • Волков Роман Сергеевич
  • Свириденко Александр Сергеевич
  • Стрижак Павел Александрович
RU2807440C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 839 526 C1

Реферат патента 2025 года СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ В ПОМЕЩЕНИИ

Изобретение относится к противопожарной технике, а именно к способу контроля пожарной опасности в помещении, включающему обнаружение возгораний c помощью нейронной сети. Способ включает использование переносного устройства контроля пожарной безопасности, выполненного в виде чемодана-контейнера, из которого достают и размещают на потолке извещатели пожарные тепловые, извещатели пожарные пламени, извещатели пожарные дымовые и газоаналитические сенсоры кислорода, оксида углерода, диоксида углерода и камеру видеонаблюдения и подключают к разъемам чемодана-контейнера и постоянно измеряют температуру воздуха и скорость ее роста, концентрацию частиц дыма, определяют электромагнитное излучение пламени, концентрации кислорода, диоксида углерода, монооксида углерода в воздухе. Камеру видеонаблюдения, вынутую из чемодана-контейнера, размещают на потолке в углу помещения и подключают к разъемам чемодана-контейнера и к мобильному компьютеру, вынутому из чемодана-контейнера, блоки питания которого подключают к сети и получают поток видеокадров. В ходе видеосъемки осуществляют предварительную разметку изображения пола помещения, разделив его на равные по площади n прямоугольные зоны. Поочередно в каждую прямоугольную зону помещают эталонный объект известной площади и определяют масштабный коэффициент для каждой прямоугольной зоны из выражения: , где - известная площадь эталонного объекта, помещенного в каждую прямоугольную зону на изображении, покрываемая пикселями, см2; - количество пикселей, принадлежащих маске эталонного объекта известной площади на изображении. Опрос указанных пожарных извещателей и газоаналитических сенсоров ведут через заданные промежутки времени. Сигналы от всех извещателей пожарных регистрируют и преобразуют из цифрового вида в сигнал интерфейса RS-485. Сигналы газоаналитических сенсоров кислорода, оксида углерода, диоксида углерода регистрируют и преобразуют из аналогового в цифровой вид, с последующим преобразованием в сигнал интерфейса RS-485. Ведут сравнение измеренных пожарными извещателями значений с заданными пороговыми значениями, и при их совпадении происходит срабатывание пожарных извещателей. При срабатывании одного из извещателей пожарных осуществляют их повторный опрос. При повторном срабатывании ранее сработавшего извещателя пожарного, или при срабатывании извещателей пожарных дымовых, или при срабатывании извещателей пожарных тепловых, или при срабатывании извещателей пожарных пламени, или при срабатывании одного из газоаналитических сенсоров кислорода, оксида углерода, диоксида углерода формируют сигнал о возникновении возгорания. Одновременно поток видеокадров, полученный с интервалом в 500 мс, анализируют, используя нейронную сеть, предварительно обученную на очагах возгорания в закрытом макете помещения, получая не менее 4000 изображений очагов возгорания разной интенсивности горения с разрешением 1280×720 пикселей. При этом в обучающей выборке размечают очаги возгорания в соответствии с их видимыми границами, обводя их контуры. Определяют местоположение очага возгорания, используя обученную нейронную сеть, выделяя маску очага возгорания как область, покрывающую пламя очага возгорания, и контур этой маски в виде многоугольника, соответствующего контуру пламени, а также маску объектов, визуально похожих на очаг возгорания. В каждой прямоугольной зоне ведут поиск координат x и y геометрического центра очага возгорания, и если в зоне координата х геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате х1 первого по оси абсцисс верхнего угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате х2 противоположного нижнего угла этой прямоугольной зоны, а также если координата у геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате y1 первого по оси ординат угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате у2 противоположного угла этой прямоугольной зоны, то геометрический центр очага возгорания принадлежит этой зоне, а площадь очага возгорания определяют по формуле: , где - количество пикселей на изображении, принадлежащих маске очага возгорания, расположенного в той прямоугольной зоне, где расположен геометрический центр очага возгорания. Технический результат: контроль пожарной опасности в помещениях любой категории, а также на объектах при выездных работах, возможность определения размера и месторасположения очага возгорания. 6 ил.

Формула изобретения RU 2 839 526 C1

Способ контроля пожарной опасности в помещении, включающий непрерывный мониторинг, при котором газоанализатором, расположенным на потолке помещения, постоянно измеряют концентрации кислорода, диоксида углерода, монооксида углерода в воздухе; размещенными на потолке помещения пожарными извещателями тепловыми измеряют температуру воздуха и скорость ее роста; пожарными извещателями дымовыми измеряют концентрацию частиц дыма; пожарными извещателями пламени определяют электромагнитное излучение пламени; одновременно с помощью камеры видеонаблюдения, размещенной на потолке в углу помещения, получают поток видеокадров, ведут сравнение измеренных пожарными извещателями значений с заданными пороговыми значениями и при их совпадении срабатывание пожарных извещателей, при повторном срабатывании любого из указанных пожарных извещателей либо при срабатывании не менее двух пожарных извещателей дымовых формируют сигнал о возникновении возгорания, отличающийся тем, что используют переносное устройство контроля пожарной безопасности, выполненное в виде чемодана-контейнера, из которого достают и размещают извещатели пожарные тепловые, извещатели пожарные пламени, извещатели пожарные дымовые и газоаналитические сенсоры кислорода, оксида углерода, диоксида углерода и камеру видеонаблюдения и подключают к разъемам чемодана-контейнера, а камеру видеонаблюдения дополнительно подключают к мобильному компьютеру, вынутому из чемодана-контейнера, блоки питания которого подключают к сети, в ходе видеосъемки осуществляют предварительную разметку изображения пола помещения, разделив его на равные по площади n прямоугольных зон, поочередно в каждую прямоугольную зону помещают эталонный объект известной площади и определяют масштабный коэффициент для каждой прямоугольной зоны из выражения:

где - известная площадь эталонного объекта, помещенного в каждую прямоугольную зону на изображении, покрываемая пикселями, см2;

- количество пикселей, принадлежащих маске эталонного объекта известной площади на изображении,

затем ведут опрос указанных пожарных извещателей и газоаналитических сенсоров через заданные промежутки времени, сигналы от всех извещателей пожарных регистрируют и преобразуют из цифрового вида в сигнал интерфейса RS-485, сигналы газоаналитических сенсоров кислорода, оксида углерода, диоксида углерода регистрируют и преобразуют из аналогового в цифровой вид с последующим преобразованием в сигнал интерфейса RS-485, при срабатывании одного из извещателей пожарных осуществляют их повторный опрос, при повторном срабатывании ранее сработавшего извещателя пожарного, или при срабатывании извещателей пожарных дымовых, или при срабатывании извещателей пожарных тепловых, или при срабатывании извещателей пожарных пламени, или при срабатывании одного из газоаналитических сенсоров кислорода, оксида углерода, диоксида углерода формируют сигнал о возникновении возгорания, одновременно поток видеокадров, полученный с интервалом в 500 мс, анализируют, используя нейронную сеть, предварительно обученную на очагах возгорания в закрытом макете помещения, получая не менее 4000 изображений очагов возгорания разной интенсивности горения с разрешением 1280×720 пикселей, при этом в обучающей выборке размечают очаги возгорания в соответствии с их видимыми границами, обводя их контуры, определяют местоположение очага возгорания, используя обученную нейронную сеть, выделяя маску очага возгорания как область, покрывающую пламя очага возгорания, и контур этой маски в виде многоугольника, соответствующего контуру пламени, а также маску объектов, визуально похожих на очаг возгорания, в каждой прямоугольной зоне ведут поиск координат x и y геометрического центра очага возгорания, и если в зоне координата х геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате х1 первого по оси абсцисс верхнего угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате х2 противоположного нижнего угла этой прямоугольной зоны, а также если координата у геометрического центра очага возгорания на изображении больше или равна координате y1 первого по оси ординат угла прямоугольной зоны и меньше или равна координате у2 противоположного угла этой прямоугольной зоны, то геометрический центр очага возгорания принадлежит этой зоне, а площадь очага возгорания определяют по формуле:

где - количество пикселей на изображении, принадлежащих маске очага возгорания, расположенного в той прямоугольной зоне, где расположен геометрический центр очага возгорания.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2025 года RU2839526C1

US 20190371155 A1, 05.12.2019
Способ адаптивного тушения пожара в помещении 2022
  • Волков Роман Сергеевич
  • Кропотова Светлана Сергеевна
  • Кузнецов Гений Владимирович
RU2785318C1
US 7969296 B1, 28.06.2011
WO 2003105480 A1, 18.12.2003
US 20090109341 A1, 30.04.2009
KR 101869442 B1, 20.06.2018
KR 102442552 B1, 13.09.2022
CN 113570817 A, 29.10.2021
S
VIGNESH и др
Fire detection and extinguisher system using image processing, International research journal of

RU 2 839 526 C1

Авторы

Стрижак Павел Александрович

Кропотова Светлана Сергеевна

Глотов Максим Иванович

Даты

2025-05-05Публикация

2024-12-12Подача