Σύνδεση Μελών

Σύνδεση με προνόμια ΕΛ.Ι.Ν.Τ.

Συνδυασμός Χημικής Ανάλυσης Πεδίου με Ανάλυση Ακουστικών και Οπτικών Σημάτων για την Ανάπτυξη Αξιόπιστων μη Επιτηρούμενων Συστημάτων Έγκαιρου Εντοπισμού Πυρκαγιών με Πιθανές Εφαρμογές σε Πλοία

Μ. Σταθερόπουλος, Κ. Μικέδη, Γ. Πάλλης, Π. Σταυρακάκης, Α. Αγαπίου, Σ. Κάρμα, Α. Παππά
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Σχολή Χημικών Μηχανικών, Τομέας Ι

Η πρόληψη και η έγκαιρη ανίχνευση πυρκαγιάς στο πλοίο αποτελεί μια διαρκή πρόκληση ιδιαίτερης σημασίας για τη ναυτική κοινότητα. Η τεχνολογία αισθητήρων που χρησιμοποιείται για το σκοπό αυτό παρουσιάζει σημαντική ποικιλομορφία στην τεχνολογία που χρησιμοποιεί. Πρόσφατα, νέες τεχνολογίες εξελίσσονται βασισμένες σε μεγάλη ποικιλία και αριθμό αισθητήρων. Επίσης, τελευταία γίνεται προσπάθεια χρήσης της ανάλυσης εικόνας video για την ανίχνευση πυρκαγιών.

 

Όμως ζητήματα που αφορούν τους ψευδοσυναγερμούς και την ανίχνευση των πολύ πρώιμων σταδίων της φωτιάς αποτελούν θέματα για περαιτέρω ερευνητική διερεύνηση και επίλυση. Επιπρόσθετα, η διαρκής τάση για μείωση του ανθρώπινου δυναμικού που στελεχώνει τα πλοία καθώς και η θέσπιση κανονισμών για την πυρασφάλεια κάνουν πλέον απαραίτητη και αναγκαία την λειτουργία αυτοματοποιημένων συστημάτων ανίχνευσης πυρκαγιών, που θα μπορούν να αποτελούν ισχυρά βοηθήματα στην λήψη αποφάσεων για την ασφάλεια εν πλω και εν όρμω.

Η παρούσα εργασία έχει ως σκοπό να διερευνήσει την δυνατότητα ανάπτυξης αξιόπιστων, μη επιτηρούμενων συστημάτων έγκαιρου εντοπισμού πυρκαγιών σε πλοία, που βασίζονται στη χημική ανάλυση πεδίου σε συνδυασμό με την ανάλυση ακουστικών και οπτικών σημάτων που παράγονται κατά την εκδήλωση των πρώιμων σταδίων μιας πυρκαγιάς σε εσωτερικό χώρο. Η εφαρμογή αυτής της καινοτόμου μεθόδου δύναται να βελτιώσει σημαντικά την ασφάλεια σε πλοία και πλωτές κατασκευές.

Εισαγωγή

Η πρόληψη και η έγκαιρη ανίχνευση πυρκαγιάς στα πλοία και στις πλωτές κατασκευές αποτελεί μια διαρκή πρόκληση ιδιαίτερης σημασίας για τη ναυτική κοινότητα. Επιπλέον η θέσπιση κανονισμών επιβάλουν την εγκατάσταση και λειτουργία συστημάτων πυρανίχνευσης στα πλοία [1, 2]. Η τεχνολογία αισθητήρων που χρησιμοποιείται για το σκοπό αυτό περιλαμβάνει συνήθως αισθητήρες καπνού, υγρασίας και θερμότητας με σημαντική ποικιλομορφία στην τεχνολογία που χρησιμοποιείται.

Πρόσφατα, νέες τεχνολογίες εξελίσσονται βασισμένες σε μεγάλη ποικιλία και αριθμό αισθητήρων. Επίσης, τελευταία γίνεται προσπάθεια χρήσης της ανάλυσης εικόνας video για την ανίχνευση πυρκαγιών.

Αρχικά [3] για την ανίχνευση φλόγας σε δάση παρουσιάστηκε ένα σύστημα βασιζόμενο σε κάμερες και αισθητήρες. Ακολούθησε μία άλλη μέθοδος [4] όπου με σύγκριση ιστογραμμάτων γινόταν προσπάθεια ανίχνευσης φωτιάς σε τούνελ με χρήση ασπρόμαυρων τηλεοπτικών καμερών. Το 2000 παρουσιάστηκε μία άλλη μέθοδος [5] για την ανίχνευση φωτιάς σε αεροδρόμια και μηχανοστάσια με επεξεργασία ασπρόμαυρων εικόνων. Με την ευρεία διάδοση των έγχρωμων καμερών ξεκίνησε η εκμετάλλευση των πληροφοριών που δύνανται να περιέχουν οι έγχρωμες εικόνες για την ανίχνευση της φωτιάς. Ήδη από το 1993 [6] προτάθηκε ένα σύστημα ανίχνευσης πυρκαγιάς βασισμένο σε έγχρωμο video. Επίσης ένα άλλο σύστημα βασίστηκε στο HSV color space μοντέλο [7]. Επίσης έγινε προσπάθεια να εκμεταλλευτούν οι πληροφορίες που παρέχουν το χρώμα και η κίνηση για την ανίχνευση πυρκαγιάς [8]. Μία άλλη πρόταση έκανε χρήση των ιδιοτήτων που αφορούν στο χώρο, χρόνο και φάσμα των έγχρωμων video προκειμένου να επιτευχθεί αναγνώριση της φωτιάς [9]. Επίσης, έγινε χρήση του μοντέλου RGB προκειμένου να γίνει διαχωρισμός των pixels που σχετίζονται με τη φωτιά [10, ]. Η wavelet analysis χρησιμοποιήθηκε επίσης και στην επεξεργασία εικόνας για την ανίχνευση πυρκαγιάς [12 – 15]. Η χρήση του fuzzy c-means clustering algorithm επιλέχθηκε για την ανίχνευση πυρκαγιάς σε πλοίο με επεξεργασία εικόνων οι οποίες είχαν εξαχθεί από έγχρωμο video [16].

Παρότι η επεξεργασία εικόνας έχει χρησιμοποιηθεί σε αρκετές περιπτώσεις για την ανίχνευση της φωτιάς, εντούτοις οι ερευνητικές προσπάθειες για την χρήση συνδυασμένων τεχνολογιών για το ίδιο θέμα είναι εξαιρετικά περιορισμένες. Μία πρώτη προσέγγιση αποτελεί το [17] όπου η χρήση μικροφώνου και καμερών αποσκοπεί στον εντοπισμό των χαρακτηριστικών συχνοτήτων που παράγονται από τη φλόγα (flickering fire frequencies). Επίσης στο [18] παρουσιάζεται ένα ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα όπου γίνεται προσπάθεια έγκαιρης ανίχνευσης δασικών πυρκαγιών με χρήση μικροφώνων και θερμικών αισθητήρων. Τέλος, στο [19, 20] παρουσιάζεται ένα σύστημα όπου συνδυάζει ποικιλία αισθητήρων για τον εντοπισμό πυρκαγιάς και διαρροής σε πολεμικά πλοία του Αμερικάνικού Ναυτικού. Πιο συγκεκριμένα το σύστημα χρησιμοποιεί μια video κάμερα, μία long-wavelength (near-infrared) filtered κάμερα, δύο single-element spectral sensors (UV and IR) για εντοπισμό πυρκαγιάς και ένα human-audible microphone για εντοπισμό διαρροής.

Η παρούσα εργασία έχει ως σκοπό να διερευνήσει την δυνατότητα ανάπτυξης αξιόπιστων, μη επιτηρούμενων συστημάτων έγκαιρου εντοπισμού πυρκαγιών σε πλοία, που βασίζονται σε υφιστάμενες και εμπορικά διαθέσιμες τεχνολογίες πεδίου. Ειδικότερα χρησιμοποιήθηκε η χημική ανάλυση πεδίου σε συνδυασμό με την ανάλυση ακουστικών και οπτικών σημάτων που παράγονται κατά την εκδήλωση των πρώιμων σταδίων μιας πυρκαγιάς σε εσωτερικό χώρο. Η περαιτέρω διερεύνηση και εξέλιξη και η εν συνεχεία εφαρμογή αυτής της καινοτόμου μεθόδου εκτιμάται ότι θα συμβάλλει στην ασφάλεια σε πλοία και πλωτές κατασκευές.

Το πληρες άρθρο είναι διαθέσιμο μόνο για τα μέλη ΕΛ.Ι.Ν.Τ.
Αν είστε μέλος παρακαλούμε συνδεθείτε με τον κωδικό σας.
Για να γίνετε μέλος ΕΛ.Ι.Ν.Τ. ακολουθήστε τις οδηγίες στις Εγγραφές Μελών
Τετάρτη, 24 Απριλίου 2013

TRAINING WORKSHOP, ΠΟΥ ΟΡΓΑΝΩΘΗΚΕ ΑΠΟ «ΕΛΙΝΤ» / «MAR.TEC.M.A.» / «Ε.Ε.Δ.Ε.» ΣΤΙΣ 19 & 20 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2013, ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΩΝ ΕΚΔΗΛΩΣΕΩΝ:
«ΗΦΑΙΣΤΟΣ 2013» / ΑΘΗΝΑ & «HE.M.E.EXPO. 2013» / ΣΑΓΚΑΗ

Σε συνέχεια της προηγούμενης – ενημερωτικής εσπερίδας που οργανώθηκε

Περισσότερα...
Παρασκευή, 25 Νοεμβρίου 2016

Το καθιερωμένο βραβείο ΕΛ.Ι.Ν.Τ απονεμήθηκε φέτος κατά τη διάρκεια του Επίσημου Δείπνου στο Ναυτικό Όμιλος Ελλάδος στον κ. Αθανάσιο Μαρτίνο για τη μεγάλη του προσφορά στο ναυτιλιακό χώρο αλλά και για το σημαντικό κοινωνικό έργο.

Περισσότερα...
Παρασκευή, 02 Μαΐου 2014

ΗΜΕΡΙΔΑ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ TOY 9ου ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑ – ΝΑΥΤΙΚΗΣ & ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Γίνεται γνωστό ότι την Τρίτη 08/04/2014 με πρωτοβουλία του «Ελληνικού Ινστιτούτου Ναυτικής Τεχνολογίας» πραγματοποιήθηκε

Περισσότερα...
Δευτέρα, 08 Απριλίου 2013

ΕΣΠΕΡΙΔΑ – “HEPHAESTUS 2013” ΤΗΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 29/03/2013

Πραγματοποιήθηκε με πολύ μεγάλη επιτυχία η πρώτη προγραμματισμένη ενημερωτική εκδήλωση του forum «Ήφαιστος 2013» την Παρασκευή 29/03/2013 στις εγκαταστάσεις της «Environmental Protection Engineering» – E.P.E. S.A. Περισσότερα...