Автоматизированная система противопожарной защиты, пожарной сигнализации и системы оповещения на основе тепловизионного видеонаблюдения

Полезная модель относится к устройствам автоматики, а точнее к автоматизированным системам противопожарной защиты, решающим задачи обеспечения пожарной безопасности промышленных объектов.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности функционирования автоматизированной системы противопожарной защиты за счет обнаружения и ликвидации пожароопасной ситуации в случае нештатных или аварийных ситуаций на объекте.

Технический результат достигается при осуществлении заявляемой полезной модели в результате введения в систему автоматизированной противопожарной защиты тепловизора, модуля обнаружения пожароопасной ситуации и модуля предотвращения пожара.

Из уровня техники известны автоматизированные системы противопожарной защиты (АСПЗ), представляющие собой комплекс технических средств, предназначенный для защиты людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий воздействия опасных факторов пожара на объект [1]. Современные АСПЗ могут функционировать самостоятельно или в составе интегрированных систем безопасности [2].

Известна, например, система [3]. Для повышения эффективности противопожарной защиты в ней используется визуальный контроль состояния объекта путем интеграции средств обнаружения пожара с системой видеонаблюдения. Современные системы видеонаблюдения в составе АСПЗ могут быть снабжены также программными модулями распознавания ситуаций, в частности, признаков аварии, приводящей к пожару. Вместе с тем, возможности видеонаблюдения ограничены, в частности, в связи с трудностью практической реализации сопряжения обзора видеокамер и зон обнаружения пожарных извещателей, а также невозможностью обнаружить участки объекта с повышенной температурой, которые могут являться источниками воспламенения.

Частично недостатки [3] устранены в АСПЗ [4], являющейся наиболее близкой к заявляемой системе. В [4] существенно повышена эффективность ее функционирования за счет более раннего и достоверного обнаружения пожара, а также его быстрой локализации и тушения за счет введения пожарных извещателей пламени, сопряженных с видеокамерами, модуля автономного пожаротушения, модуля водяного пожаротушения, включающего установку пенотушения, установку орошения, блок управления водяной завесой.

Блок-схема устройства - прототипа [4] изображена на фиг.1.

Система содержит модуль цифрового видеонаблюдения 1, блок контроля и управления 2, модуль пожарной сигнализации 3, пожарные извещатели пламени 4 со встроенной видеокамерой, контроллер 5, модуль питания и управления 6, автоматизированное рабочее место оператора 7, модуль автономного пожаротушения 8, модуль водяного пожаротушения 9, модуль оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией 10.

Модуль цифрового видеонаблюдения 1, контроллер 5, автоматизированное рабочее место оператора 7, модуль оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией 10, третий вход модуля водяного пожаротушения 9 соединены между собой общим каналом приема-передачи информации, выход модуля пожарной сигнализации 2 подключен к первому входу контроллера 5, выход пожарных извещателей пламени 4 со встроенной видеокамерой подключен ко второму входу контроллера 5, выход модуля автономного пожаротушения 8 подключен к третьему входу контроллера 5, выход блока контроля и управления 2 подключен к четвертому входу контроллера 5, первый и второй выходы контроллера 5 подключены к соответствующим первому и второму входам модуля питания и управления 6, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим первому и второму входам модуля водяного пожаротушения 9.

Недостатком системы [4] является то, что длительность визуального анализа ситуации может быть недопустимо большой для ряда промышленных объектов, связанных, например, с технологическим процессом нефтепереработки. В них пожароопасная ситуация, которая может возникнуть в результате предаварийной ситуации или аварии на технологической установке, характеризуется быстрым появлением горючей нагрузки в случае утечки горючих газов (ГГ), паров легко воспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) а также источников воспламенения в виде перегретых элементов установки.

Таким образом, авария может за короткое время привести к пожару и (или) взрыву. Отсутствие возможности обнаружения пожароопасной ситуации и принятия мер по ее ликвидации или прекращению дальнейшего развития с переходом в пожар (взрыв) снижает эффективность устройства-прототипа [4].

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности автоматизированной системы противопожарной защиты.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой полезной модели, является повышение эффективности функционирования системы за счет введения тепловизора, модуля обнаружения пожароопасной ситуации и модуля предотвращения пожара в случае нештатных или аварийных ситуаций.

Указанная техническая задача решена за счет того, что в известное устройство-прототип [4], содержащее модуль цифрового видеонаблюдения, выход которого подключен к первому входу автоматизированного рабочего места оператора, выход которого подключен к первому входу модуля пожаротушения и первому входу модуля оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией, модуль пожарной сигнализации, первый выход которого подключен к первому входу контроллера, первый выход которого подключен ко второму входу автоматизированного рабочего места оператора, введены тепловизор, модуль обнаружения пожароопасной ситуации и модуль предотвращения пожара, первый выход тепловизора подключен к третьему входу автоматизированного рабочего места оператора, выход которого подключен к первому входу модуля предотвращения пожара, второй выход тепловизора подключен ко второму входу контроллера, второй выход которого подключен ко второму входу модуля предотвращения пожара, выход модуля обнаружения пожароопасной ситуации подключен к третьему входу контроллера, второй выход модуля пожарной сигнализации подключен ко второму входу модуля пожаротушения и второму входу модуля оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией.

На фиг.2 изображена блок-схема заявляемой автоматизированной системы противопожарной защиты.

Система содержит модуль цифрового видеонаблюдения 1, тепловизор 2, модуль обнаружения пожароопасной ситуации 3, автоматизированное рабочее место оператора 4, контроллер 5, модуль пожарной сигнализации 6, модуль пожаротушения 7, модуль оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией 8, модуль предотвращения пожара 9.

Выход модуля цифрового видеонаблюдения 1 подключен к первому входу автоматизированного рабочего места оператора 4, выход которого подключен к соответствующим первым входам модуля пожаротушения 7, модуля оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией 8 и модуля предотвращения пожара 9, первый выход модуля пожарной сигнализации 6 подключен ко второму входу автоматизированного рабочего места оператора 4, второй выход модуля пожарной сигнализации 6 подключен к соответствующим вторым входам модуля пожаротушения 7, модуля оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией 8, первый выход тепловизора 2 подключен к третьему входу автоматизированного рабочего места оператора 4, второй выход тепловизора 2 подключен ко второму входу контроллера 5, первый выход которого подключен ко второму входу автоматизированного рабочего места оператора 4, а второй выход контроллера 5 подключен ко второму входу модуля предотвращения пожара 9, выход модуля обнаружения пожароопасной ситуации 3 подключен к третьему входу контроллера 5.

Модуль обнаружения пожароопасной ситуации 3 содержит тепловые датчики 10, датчики газоанализатора 11 и блок питания и контроля 12.

Автоматизированное рабочее место оператора 4 содержит мониторы 13-15 и компьютер-сервер 16.

Модуль пожарной сигнализации 6 содержит пожарные извещатели 17 и прибор пожарный управления 18.

Модуль предотвращения пожара 9 содержит блок контроля и управления электрический 19, насосы высокого давления 20, блок запорных элементов 21, блок водяных распылителей 22 и блок сигнальных устройств 23.

В модуле обнаружения пожароопасной ситуации 3 тепловые датчики 10 подключены к первому входу блока питания и контроля 12, датчики газоанализатора 11 подключены ко второму входу блока питания и контроля 12, выход которого является выходом модуля обнаружения пожароопасной ситуации 3.

В автоматизированном рабочем месте оператора 4 первый вход компьютера-сервера 16 подключен к монитору 13 и является первым входом автоматизированного рабочего места оператора 4, второй вход компьютера-сервера 16 подключен к монитору 14 и является третьим входом автоматизированного рабочего места оператора 4, третий вход компьютера-сервера 16 подключен к монитору 15, четвертый вход компьютера-сервера 16 является вторым входом автоматизированного рабочего места оператора 4, выход компьютера-сервера 16 является выходом автоматизированного рабочего места оператора 4.

В модуле пожарной сигнализации 6 пожарные извещатели 17 подключены к прибору пожарному управления 18, первый информационный выход которого является первым выходом модуля пожарной сигнализации 6, а второй управляющий выход - является вторым выходом модуля пожарной сигнализации 6.

В модуле предотвращения пожара 9 первый вход блока контроля и управления электрического 19 является первым входом модуля предотвращения пожара 9, второй вход блока контроля и управления электрического 19 является вторым входом модуля предотвращения пожара 9, первый выход блока контроля и управления электрического 19 подключен к первому входу блока запорных элементов 21, второй выход блока контроля и управления электрического 19 подключен к входу насосов высокого давления 20, выход которых подключен ко второму входу блока запорных элементов 21, первый выход которого подключен к блоку водяных распылителей 22, второй выход блока запорных элементов 21 подключен ко входу блока сигнальных устройств 23, выход которого подключен к третьему входу блока контроля и управления электрического 19.

Для достижения технического результата при осуществлении полезной модели могут быть использованы следующие варианты технической реализации отдельных блоков.

Модуль цифрового видеонаблюдения 1, контроллер 5, автоматизированное рабочее место оператора 7, модуль оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией 8, модуль пожаротушения 10 могут быть выполнены с использованием известных технических решений идентично системе-прототипу [3].

Модуль пожарной сигнализации 6 включает серийно выпускаемые пожарные извещатели различных видов, например дымовые, тепловые, комбинированные [5], а также прибор пожарный управления, например, "Поток-3Н", предназначенный для организации пожарной сигнализации и управления оповещением и пожаротушением [6].

Модуль обнаружения пожароопасной ситуации 3 может быть выполнен, например, с использованием тепловых датчиков фирмы ЗАО НПФ "Агрострой", а также датчиков газового анализа "Газотест-3001" [7], объединяемые блоком контроля фирмы "Агрострой" [8].

Применяемый для связи между модулями канал приема-передачи данных может использовать стандартный протокол обмена данными, например RS485.

Система работает следующим образом:

В нормальных условиях на мониторах 13-15 автоматизированного рабочего места оператора 4 отображается состояние объекта: изображения участков объекта в видимой области спектра в зоне действия видеокамер модуля цифрового видеонаблюдения 1, в инфракрасной области спектра - в зоне действия камер тепловизора 2, а также информация от датчиков 10, 11 модуля 3 обнаружения пожароопасной ситуации.

При появлении на объекте признаков пожароопасной ситуации, характеризующейся наличием утечек ГГ, появлением паров ЛВЖ и (или) высокотемпературных источников воспламенения, они обнаруживается оператором с помощью сигналов, отображаемых на мониторах рабочего места оператора 4.

Появление утечек ГГ может быть обнаружено при истечении их из технологического аппарата с помощью датчиков газоанализатора 11. В этом случае при превышении концентрации обнаруженных ГГ установленных пределов блок питания и контроля 12 формирует на своем выходе сигнал на вход контроллера 5, который по первому выходу передает информацию на компьютер оператора для последующего отображения ее на мониторе 15, а на втором выходе формирует команду управления для включения модуля предотвращения пожара 9.

Перегретые места технологического аппарата обнаруживаются с помощью тепловизора 2, а также с помощью тепловых датчиков 10, установленных в недоступных для обзора камерами тепловизора 2. При превышении температурой установленного порогового значения сигналы со второго выхода тепловизора 2 или с выхода блока питания и контроля 12 поступают на соответствующие входы контроллера 5, который по первому выходу передает информацию на компьютер оператора для последующего отображения ее на мониторе 15, а на втором выходе формирует команду управления для включения модуля предотвращения пожара 9.

Оператор сам с помощью модуля цифрового видеонаблюдения 1 и тепловизора 2 по характерным признакам может обнаружить пожароопасную аварийную ситуацию на ее ранней стадии. Например утечка ГГ или значительный перегрев оборудованию могут быть обнаружены по тепловому контрасту на мониторе 14 тепловизора 2. В этом случае оператор с помощью компьютера 16 формирует команду управления для включения модуля предотвращения пожара 9.

Модуль предотвращения пожара 9 функционирует следующим образом. В модуле предотвращения пожара 9 блок контроля и управления электрический 19 соединен с насосами высокого давления 20 и блоком запорных элементов 21 силовым кабелем. Насосы высокого давления 20 подключены к системе водоснабжения объекта. Насосы соединены с блоком запорной арматуры 21, подключенным к блоку водяных распылителей 22 посредством стальных труб. Блок водяных распылителей 22 представляет собой совокупность распределительных трубопроводов, оборудованных насадками для получения тонкораспыленной воды.

При поступлении сигнала от контроллера 5 или автоматизированного рабочего места оператора 16 на запуск, блок контроля и управления электрический 19 формирует импульсы управления в блок запорной арматуры 21 соответственно направлению подачи воды, а также включает насосы высокого давления 20. Насосы подают воду под давлением через систему трубопроводов и блок запорной арматуры 21 на блок водяных распылителей 22, формирующий поток тонкораспыленный воды для охлаждения нагретых поверхностей и исключения возможного возгорания. Блок сигнальных устройств 23 при запуске модуля предотвращения пожара 9 регистрирует изменение давления, о чем сигнализирует на пульт контроля и управления 19, что обеспечивает контроль запуска и функционирования модуля предотвращения пожара 9.

При появлении на объекте признаков пожара они обнаруживаются соответствующими извещателями 17 модуля 6 пожарной сигнализации, и информация о пожаре с помощью котроллера 5 и компьютера 16 отображается на мониторе 15 автоматизированного рабочего места оператора 4. Оператор имеет возможность проверить правильность сформированного извещения о пожаре с помощью просмотра видеоизображения на мониторе 13.

В случае подтверждения факта возникновения пожара оператор формирует команды управления на включение средств пожаротушения модуля пожаротушения 7 и средств оповещения и управления эвакуацией модуля 8.

В установленных случаях эти модули могут быть включены автоматически сигналами со второго управляющего выхода прибора пожарного управления 18 блока пожарной сигнализации 6.

Таким образом, предлагаемая автоматизированная система полностью решает задачу обеспечения пожарной безопасности промышленного объекта. При этом обеспечивается повышенная эффективность ее функционирования за счет обнаружения и ликвидации пожароопасной ситуации в случае нештатных или аварийных ситуаций на объекте, достигаемая в результате введения в систему автоматизированной противопожарной защиты тепловизора, модуля обнаружения пожароопасной ситуации и модуля предотвращения пожара.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. Закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. 123-ФЗ "Технический регламент о требованиях пожарной безопасности".

2. ГОСТ Р53704-2009. Системы безопасности комплексные и интегрированные. Общие технические требования. - М.: Стандартинформ-2009.

3. Патент РФ на полезную модель 105052 МПК G0B 13/00. от. 10.02.2011, опубл. 27.05.2011. Бюл. 15.

4. Патент РФ на полезную модель 116670 МПК G0B 13/00 от 07.02 2012, опубл. 27.05.2012 г. Бюл. 15.

5. Кирюхина Т.Г., Членов А.Н. Технические средства безопасности. Часть 1. Охранная и охранно-пожарная сигнализация. Системы видеоконтроля. Интегрированные системы. Системы контроля и управления доступом - М.: НОУ "Такир", 2002 - 215 с.

6. Прибор пожарный управления "Поток-3Н" Руководство по эксплуатации АЦДР.425533.003 РЭ.

7. Газоанализатор-сигнализатор "Газотест-3001/3003" Паспорт МЕКВ. 413210.001 ПС.

8. Комплекс технических средств "Агрострой", http://www.cataloxy.ru/firms/moscow/www.agrostroy.ru.

9. Тепловизор "FLIR-a310f" www.pergam.ru/catalog/thermal imagers/fire service.

10. Модуль предотвращения пожара www.temasistemi.com/aquatech/catalog aquatech.php.

1. Автоматизированная система противопожарной защиты, содержащая модуль цифрового видеонаблюдения, выход которого подключен к первому входу автоматизированного рабочего места оператора, выход которого подключен к первому входу модуля пожаротушения и первому входу модуля оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией, модуль пожарной сигнализации, первый выход которого подключен к первому входу контроллера, первый выход которого подключен к второму входу автоматизированного рабочего места оператора, отличающаяся тем, что в нее введены тепловизор, модуль обнаружения пожароопасной ситуации и модуль предотвращения пожара, первый выход тепловизора подключен к третьему входу автоматизированного рабочего места оператора, выход которого подключен к первому входу модуля предотвращения пожара, второй выход тепловизора подключен к второму входу контроллера, второй выход которого подключен к второму входу модуля предотвращения пожара, выход модуля обнаружения пожароопасной ситуации подключен к третьему входу контроллера, второй выход модуля пожарной сигнализации подключен к второму входу модуля пожаротушения и второму входу модуля оповещения людей о пожаре и управления эвакуацией.

2. Автоматизированная система противопожарной защиты по п.1, отличающаяся тем, что модуль предотвращения содержит блок контроля и управления электрический, насосы высокого давления, блок запорных элементов, блок водяных распылителей и блок сигнальных устройств, первый вход блока контроля и управления электрического является первым входом модуля предотвращения пожара, второй вход блока контроля и управления электрического является вторым входом модуля предотвращения пожара, первый выход блока контроля и управления электрического подключен к первому входу блока запорных элементов, второй выход блока контроля и управления электрического подключен к входу насосов высокого давления, выход которых подключен ко второму входу блока запорных элементов, первый выход которого подключен к блоку водяных распылителей, второй выход блока запорных элементов подключен к входу блока сигнальных устройств, выход которого подключен к третьему входу блока контроля и управления электрического.