Na ohnivé stopě

Protipožární systém Fire-Watch


Jistě znáte spousty science fiction filmů, kde vystupují roboti a oddaně slouží lidem, civilizaci a zkrátka a dobře všem, kdo si to zaslouží (někdy také ne). Ostatně nemusejí to být zrovna hollywoodské kasovní trháky kalibru Hvězdných válek, kde se to umělými bytostmi doslova hemží. Jako příklad mohou posloužit i mnohem starší, dokonce české snímky. Na mysli samozřejmě máme slavnou dvojici filmů Císařův pekař a Pekařův císař.
nich se objevuje umělý člověk, možná spíše první robot, který je v závěru filmu zkrocen a využit ku prospěchu všech. Přestože je dvojice filmů řazena spíše mezi komedie než populárně vědecká okénka do budoucna, v jednom se jejich autoři nemýlili. Roboti, automaty a automatické systémy dnes pomáhají civilizaci v mnoha situacích. V těch, kde bychom to čekali, ale i v jiných, ve kterých bychom si je v minulosti nikdy nedokázali představit. Jedním ze zajímavých projektů je i automatický požární hlídač Fire-Watch. Protože se nám systém jevil jako zajímavý, rozhodli jsme se o něm zjistit více informací a předat vám je.

Co je Fire-Watch

Pokud vás chceme se systémem Fire-Watch seznámit, musíme začít tím, co to vlastně Fire-Watch je, z čeho se skládá a k čemu slouží. Název systému lze volně přeložit jako Požární hlídač, nebo snad ještě lépe jako Protipožární hlídač. Úkolem automatického systému je monitorovat rozsáhlé územní celky (nejčastěji lesy) a automaticky vyhodnocovat, zda se v těchto lokalitách nevyskytuje nežádoucí oheň či přímo požár.

Jak to pracuje

Protipožární systém Fire-Watch se skládá z jedné či více kamerových stanic, které jsou rozmístěny v terénu tak, aby mohly sledovat co největší území. Ideálním řešením se zdá být instalace kamerových stanic na jednotlivé stožáry přímo v lesích. Každá kamerová stanice pracuje zcela automaticky. Citlivá snímací kamera je upevněna na otočném stativu, který s ní pomalu rotuje. Během osmi minut kamerový systém zmapuje celý prostor v rozsahu 360 stupňů. Samostatná stanice, kterou můžeme nazvat klidně robotickým hlídačem, provádí během pohybu kamery snímkování. Na každé tři stupně otočení připadne jedna fotografie. Digitální obrázek se s pomocí průmyslového počítače (ten rovněž řídí i kameru) komprimuje chytrým algoritmem (tzv. Wavelet-process) a odešle do protipožární základny. Výhodou tohoto komprimačního postupu je podle vývojářů Fire-Watch vyšší kvalita komprimovaného obrazu, než jakou nabídne např. rozšířený JPEG. Nutno dodat, že se komprimované fotografie odesílají na základnu buď rádiově, nebo třeba s pomocí ISDN linky. Záleží na konkrétní situaci.
Základna přijímá veškeré fotografie z dílčích kamerových stanic v terénu a provádí automatické analýzy a rozbory obrazů. Pokud počítač usoudí, že se na fotografii vyskytuje podezřelý kouř, oznámí to neprodleně službu konající osobě. Na ní pak zůstává, aby podezření potvrdila a kontaktovala hasičský sbor, nebo konstatoval, že se jedná o planý poplach.

Kamerová stanice

Jak již bylo řečeno, kamerové stanice jsou rozmístěny přímo v terénu. Proto jsou navrženy v odolném provedení, přičemž systém lze napájet buď z elektrického rozvodu, nebo ze solárních článků. V druhém případě je stanice zcela soběstačná. Pro snímání obrazu se používají velmi citlivé senzory s nativním rozlišením 1 024 x 1 024 obrazových bodů a se 14bitovou jasovou hloubkou. Zcela správně neuvádíme barevnou hloubkou, protože kamery jsou pouze černobílé a nedisponují složkami R, G, B, ale pouze složkou jasovou. Pro analýzu obrazu a vyhodnocení situace je (podle odborníků IQ wireless) takovýto obraz vhodnější. V každém případě výrobce uvádí, že kamerový systém může bezpečně zachytit oblak dýmu o velikosti 10 x 10 metrů až na vzdálenost 10 km. Při dobrých podmínkách je dokonce možné monitorovat ještě vzdálenější místa. Na svých internetových stránkách se výrobce chlubí dosahem až 30 km.
Při instalaci kamerových hlídačů se nepostupuje chaoticky. Je totiž velmi výhodné, pokud se hlídaná pásma jednotlivých kamer částečně překrývají. Nejde však pouze o snahu zdvojit bezpečnost, centrální protipožární stanice při detekci jednoho požáru ze dvou kamer totiž dokáže určit souřadnice požáru zcela přesně. Při zachycení požáru pouze jedinou kamerou je samozřejmě vyhodnocování přesné lokality o něco obtížnější.

Protipožární základna

Protipožární základnou se myslí centrální budova, kam se odesílají data z jednotlivých kamer. Jedna základna může obsloužit jednu až šest kamerových stanic. Pokud je v kontrolované oblasti více kamerových systémů, obsluhuje je více centrálních stanic. Pak je ale možné jednotlivé centrály datově propojit. Je samozřejmostí, že spolu jednotlivé aplikace dokáží spolupracovat a předávat si výsledky analýz.
Obslužný software centrální stanice neobsahuje pouze analytické nástroje, ale dokáže spolupracovat i s mapami. Při podezření, že vypukl požár, pak obsluha nedostane výstup pouze v podobě černobílého snímku podezřelé lokality, ale rovněž i v podobě mapy s vyznačenou oblastí ohně. Pokud říkáme ohně, není to tak docela pravda. Analytický systém totiž nehledá barevné spektrum ohně, ale přímo dým. Vývojáři si zřejmě vzali k srdci staré pořekadlo "není kouře bez ohně" a na něm založili celý systém. Podle odborníků ze společnosti IQ wireless je totiž vyhledávání dýmu mnohem výhodnější než hledání otevřeného ohně. Ostatně jejich tvrzení zní docela logicky. Mnohé (kupříkladu lesní) požáry nemusejí být dlouhou dobu z větší vzdálenosti pozorovatelné, ale jejich dým je prakticky vždy viditelný. Hlídací systém tak může v některých případech odhalit i zatím doutnající oblasti, kde otevřený oheň ještě nevzplanul.

Omezení systému

Z výše popsaných informací je jasné, že k odhalování požárů dochází na základě vyhledávání vzorků dýmu v bitmapových fotografiích. Z tohoto principu vyplývají různá omezení. V současné verzi pracuje hlídací systém pouze za denního světla. V noci je pochopitelně nefunkční. V určitých případech je možné, že systém vyhodnotí falešný poplach. Může se jednat o nešťastnou souhru povětrnostních podmínek, které zmatou vyhodnocovací systém, o výfukové zplodiny z nepřiměřeně kouřícího nákladního automobilu nebo o zvířený prach. Z těchto důvodů je nutné, aby byla na centrální stanici vždy přítomna obsluha. Také prakticky není možné využívat systém v hustě zabydlených oblastech.

Výhody systému

Výhody systému jsou již patrně jasné. Automatický hlídač může včas odhalit požáry, a tím ušetřit desítky milionů korun. Je poměrně samostatný, tudíž je nutné pro jeho obsluhu vyčlenit pouze minimum pracovníků. Ostražitost systému, na rozdíl od živých hlídačů, nepoleví ani při čtyřiadvacetihodinové pracovní směně. V neposlední řadě lze uvést, že elektronický systém pracuje bez nároků na finanční odměnu.

Nyní i v Čechách

V současné době v oblasti severních Čech probíhal a stále probíhá testovací provoz systému Fire-Watch. Němečtí vývojáři zkoušejí protipožární systém ve spolupráci s místními požárníky. Při rozhovoru s jejich zástupci jsme se vyptávali na praktické fungování systému. Podle nich je Fire-Watch v praxi použitelný a skutečně dokáže to, co výrobci uvádějí. V budoucnu se uvidí, jak se bude automatickému hlídači požárů dařit komerčně. V každém případě jsou výrobci velkými optimisty a dokonce připravují do systému nové služby. Mezi ně by měla patřit spolupráce s navigačními systémy GPS, noční provoz kamerových stanic a mnohé další.