火災警報及預警系統在工業廠房的應用

火災警報及預警系統在工業廠房的應用

如何在火災發生的第一時間及早發現,甚至能在尚未發生火災前便先偵測到異常狀況、防患於未然,是所有工業廠房最關注的議題及需求,本文內容應可提供參考。
 
現在工安問題越來越被重視,其中最基本的問題便是火災。一個工廠發生火災,不僅是財物的損失,更嚴重的是造成人員的傷亡,也將造成公司無形的商譽損失及環境的污染。
 
工業廠房對火災防範的需求

過去要在工廠內建置一套嚴密、有效的火警系統,可能要投入相當大的費用及人員,還不見得有效;隨著資訊科技的進步,現在已可用較低的成本完成相關系統建置,可在火災發生的第一時間及早發現,甚至能在尚未發生火災前便先偵測到異常狀況,防患於未然。根據我們的經驗,工廠客戶的需求不一而足(視現場環境而定),大致舉例如下:
  1. 傳統產業:工廠範圍廣,偶而會發生火災,須利用影像方式進行煙火偵測。
  2. 鋼鐵廠:工廠範圍大,處於高溫作業、有引起火災的可能,須利用影像方式進行煙火偵測。
  3. 半導體材料庫房:某些有存放易燃材料,須利用影像偵測煙火,並且在特定重點部分加強熱成像溫度異常偵測。
  4. 精密電子廠:工廠內有許多配電盤、電氣箱,耗電大,同時某些製程設備在長時間使用時易產生高溫,須利用熱感知器及熱成像進行溫度異常偵測。
  5. 一般電子廠:產品需進行長時間燒機測試,高溫易造成火災,須24小時監控溫度異常及煙火產生。
歸納以上不同產業各類需求,我們建議採用全方位的火災警報及預警系統來因應。
 
全方位火災警報&預警系統的三個層次

以「FAPS火災警報及預警系統」為例,其系統功能分為三個層次:

第一層:影像辨識煙火偵測
傳統的煙霧偵測器裝置於天花板上,當產生煙時,待煙升至天花板觸動警報需花較長的時間,而且偵測範圍有限;若是在大型挑高的工廠、倉庫或是戶外,煙霧偵測器就派不上用場了。利用影像辨識方式,當產生煙時,可立即偵測到、也可同時辨識是否有火焰。以目前IP Camera和網路的普及,可以較低成本進行大範圍的佈建,進行第一階段的偵測。
 
雖然影像辨識方式易受光影、天候的干擾,尤其是戶外,風大、煙被吹散時便無法辨識;但好處是當發生警報時,相關人員可以透過電腦螢幕或行動裝置(如手機、平板)立即掌握現場影像、確認是否真有火災,以進一步行動,這是火災警報系統一個很重要的突破。至於是否會如「狼來了」經常誤報,則取決於影像辨識的演算法,本系統可符合低誤報率、不可漏報,同時偵測反應時間快的要求。
 
第二層:熱成像/溫度感應偵測
所有的燃燒皆是因為物體溫度達到燃點而產生,如果利用即時非接觸式溫度量測,當物體溫度發生異常升高,在其未達到燃點起火時便立即發出警示並加以處理,即可預先防範火災的發生。過去的熱成像攝影機多用於國防軍事或工業,價格非常昂貴,隨著商用化的發展,相關設備或紅外線熱感應元件的取得及價格已大幅降低,且在國內已可製造。本系統採用3個等級的熱成像/紅外線溫度感應器。
  1. 320x240(CIF)或640 x 480(D1):解析度熱成像攝影機:適用於大範圍、遠距離偵測,配合影像分析演算法,可不受光影天候干擾、有效偵測溫度的變化,較適合用在高溫(攝氏溫度達數百度)、大範圍重要區域或戶外環境。
  2. 80 x 80解析度熱成像攝影機:適用於8公尺以內、8 x 8公尺範圍(FOV)的偵測,配合影像分析演算法,可偵測多個局部範圍溫度及形狀的變化,例如管線氣(液)體外洩也可偵測。
  3. 16 x 12或單點溫度感知器:它稱不上是熱成像,可以偵測40公分以內、40 x 40公分範圍(FOV)的溫度變化。可以設定一臨界值,當溫度超過臨界值則發出警報。用RS-485可大量佈建於馬達、傳動摩擦裝置、電熱器、烤箱、配電箱、插座⋯等會產生熱源、有易燃物、可能起火的地方。  
第三層:易燃/易爆化學品或其他異常狀況偵測
這些危險物品都有特定的容器儲存,可以利用AI深度學習方式訓練辨識這些容器是否安置於指定位置?是否有遵循安全作業規範?是否有傾倒現象?也可以搭配傳統演算法或感知器,偵測附近是否有其他危險因子,例如火花、溫度異常、容器外洩,或是在非作業時段有人在附近、有人搬動等任何異常情況,立即將現場影像傳給相關人員判斷、採取必要措施,以免造成不可挽救的災難。但必須注意的是,不同作業現場,其狀況不同,須具備客製化的能力。


 
系統特色

本系統特色包括:
  1. 眼見為憑:傳統的火警系統無法看到現場即時影像,無法判斷是否誤報及掌握現場實際狀況。
  2. 完全掌握核心技術:100%自主研發,以傳統演算法結合AI深度學習,在不斷提升偵測率下,有效降低誤報率。
  3. 快速反應:比市面上其他影像煙火偵測系統,能在較短時間內偵測出煙火。
  4. 開放式架構:可使用任何具有ONVIF或RTSP協定的IP Camera,並可與既有NVR系統整合,也可與傳統火警系統一起搭配使用。
  5. 完整解決方案:本系統具備影像煙火偵測,利用多種紅外線感知器、熱成像攝影機進行大小不同範圍溫度異常偵測,以及AI深度學習化學品/易燃物追蹤監測,構成火災警報預警完整解決方案。
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