Nyt billigt Wi-Fi-system forbedrer branddetektion

En eksplosion i Sydney Harbour Tunnel viser UNSW-forskeres arbejde ved at bruge trådløse signaler og kunstig intelligens til mere præcist at identificere farlige brandsituationer.

Ingeniører fra UNSW Sydney har udviklet et nyt branddetektionssystem, der kan hjælpe med at redde liv ved at overvåge ændringerne i Wi-Fi-signaler.

Og en kontrolleret testdetonation af en bil, planlagt af Sydney Harbour Tunnel Company, leverede for nylig yderligere data for at demonstrere effektiviteten af ​​teknologien.

Professor Aruna Seneviratne, Dr. Deepak Mishra og et team fra School of Electrical Engineering and Telecommunications har designet og bygget et system, der overvåger Wi-Fi-signaler, når de passerer gennem luften - og analyserer detaljerede ændringer i miljøet på grund af sådanne ting som temperatur og røg.

Forskerne har identificeret de karakteristiske mønstre i data fra radiosignaler under brandhændelser, og kunstig intelligens i deres software hjælper med at analysere miljøet i realtid.

Systemet kan så med større nøjagtighed bestemme, om nogen atmosfæriske ændringer er forårsaget af en rigtig brand, og i så fald slå en alarm eller udløse et automatisk sprinkleranlæg.

Eksisterende detektionssystemer, som i vid udstrækning er baseret på termisk billeddannelse, producerer ofte falsk positive aflæsninger ved at detektere niveauer af røg eller ændringer i temperatur, som ikke er farlige eller forårsaget af en egentlig brand - måske fra et defekt udstødningsrør på et køretøj eller en varm radiator .

Men prof. Seneviratne og hans team var i stand til at fremvise deres nye teknologi under en kontrolleret test midt om natten inde i Sydney Harbour Tunnel.

I samarbejde med Trantek MST, den etablerede leverandør af missionskritiske systemer til tunnelen, og tunnelens ejer/operatør, Sydney Harbour Tunnel Company, opsatte forskerne en række sendere og modtagere til at overvåge miljøet som en testbil forberedt til formålet blev detoneret og sat i brand under en planlagt beredskabsøvelse.

"Det er dybest set relativt simpel gymnasiefysik. Det, vi har, er en sender og en modtager, og vi kan overvåge radiosignalet, når det bevæger sig gennem luften," siger prof. Seneviratne.

"Efterhånden som lufttemperaturen ændrer sig, ændres dens tæthed også, og det ændrer signaturen af ​​aflæsningen, når vi modtager signalet. Faktisk har vi eksperimentelt påvist, at disse ændringer er stærkt korreleret med temperaturstigningen eller faldet i miljøet mellem kl. sender og modtager.

"Røg og forskellige gasser, såsom kulilte, der kan produceres i brandsituationer, påvirker også luftens tæthed og vil give karakteristiske signaturer på vores aflæsninger. Specifikt er disse signaturer fanget i form af trådløs kanalinformation.

"Det, vi også tilføjer til systemet, er kunstig intelligens til at analysere alle data og sammenligne med baseline-aflæsninger for at hjælpe med at afgøre, om der er en reel brand, der opstår."

Det nye system udviklet på UNSW udnytter det faktum, at Wi-Fi-bølger har forskellige transmissionsfrekvenser, kendt som underbærere. Ligesom forskellige bølgelængder af lys påvirkes unikt af forskellige objekter, påvirkes forskellige frekvenser af Wi-Fi også på en række forskellige måder.

Wi-Fi-sensorsystemet kombinerer derfor virkningen af ​​miljøfænomenerne på alle Wi-Fi-underbærefrekvenser og anvender databehandling for at finde de mest følsomme frekvenser, som hjælper med at analysere.

Op til 1.300 pakker med data i sekundet kan behandles og analyseres.

Prof. Seneviratne siger, at den nye teknik er vigtig for at forbedre tilliden til automatiske branddetektionssystemer, som i øjeblikket nogle gange kan have svært ved at skelne mellem en brand og et stærkt flimrende neonlys.

UNSW-teamet mener, at deres system kan anvendes i en lang række miljøer, herunder i industrielle steder, kommercielle højhuse og endda i hjemmet.

Samling af en række sendere og modtagere hjælper også med at identificere zoneplaceringen af ​​en specifik brand, som derefter kan hjælpe nødtjenester med at reagere hurtigt og effektivt.

Ud over forbedret sansning lover Wi-Fi-systemet også at være meget billigere end eksisterende termisk kamerateknologi og er lettere at vedligeholde.

"Eksisterende specialiserede branddetektionskameraer kan koste omkring 10.000 USD at købe, mens vores sendere og modtagere koster 100 USD eller endda mindre," siger prof. Seneviratne.

"Den anden ting med kameraer er, at de skal vedligeholdes omhyggeligt. Linserne skal holdes rene, og de skal ofte justeres korrekt.

"Med vores system udsender senderne og modtagerne bare et radiosignal, og der kræves meget lidt vedligeholdelse. Derfor er der også meget lavere omkostninger ved at betjene systemet."

Leo Ascone, administrerende direktør for Trantek MST, sagde:"Traditionelle sensormetoder er ikke effektive eller detekterer regelmæssigt falske positiver, og facility management-operatørerne kan ikke skelne, når en rigtig brandnødsituation er i gang.

"Som en australsk producent af høj tilgængelighed, distribuerede driftsstyrings- og kontrolsystemer er Trantek MST nu indstillet til at kombinere UNSW Wi-Fi-gennembruddet med videoanalyseteknologi og skabe en ny æra inden for brandsikkerhedsoperationer, der åbner døren for forskellige applikationsimplementeringer transport-, forsvars- og industrianlæg samt kommercielle og private bygninger.

"Det industriledede forskningssamarbejde mellem Trantek MST og UNSW har markant fremskyndet klarheden til implementering. Det er nu tid til at omskrive standarderne for branddetektion."

Professor Julien Epps, leder af School of Electrical Engineering and Telecommunications ved UNSW, sagde:"Denne patentanmeldte metode til branddetektion har fordelen ved at bestemme zonen for en brand, hvilket er afgørende for alarmering af operationer og førstehjælpspersonale.

"Dette er et betydeligt australsk gennembrud inden for el- og telekommunikationsteknik." + Udforsk yderligere

Nyt automatisk skovbranddetektionssystem ved hjælp af overvågningsdroner