Одним из первых проектов, инициированный командой Sinet Spark, был связан с проблемой частых возгораний на свалке по Вилюйскому тракту. Ежегодно с увеличением объема мусора, пожары стали все чаще беспокоить жителей города Якутска. Выделяемые при горении массивные объемы дыма содержат целый ряд токсичных веществ, негативно влияющих на здоровье. При западном ветре дым с мусорного полигона может накрыть большую часть города, а жители близлежащих районов чаще остальных сталкиваются с неприятным запахом. Основной задачей проекта является создание системы детектирования очагов возгорания на раннем этапе, которая позволит оперативно на них реагировать.
Фотографии взяты с сайта news.ykt.ru/article/117803
Проблема быстрого реагирования на возгорания на свалке связана с большими размерами мусорного полигона. Основная трудность - это непрерывный мониторинг и детектирование очагов на раннем этапе. Для решения поставленной задачи было принято установить антенно-мачтовое сооружение (АМС) высотой 30 метров, снабженное системой кругового тепловизионного наблюдения с передачей данных в диспетчерские соответствующих служб.
Учитывая сложность и длительность реализации проекта, было принято решение разделить проект на основные этапы:
1. Получение разрешение на использование земель
2. Строительство АМС
3. Выбор тепловизионной камеры
4. Подключение объекта к электричеству
5. Опытная эксплуатация
6. Передача объекта администрации города
До начала установки АМС было необходимо определиться с будущим месторасположением. Так как строительство на территории мусорного полигона было невозможно из-за неустойчивости грунтов, мы приняли решение разместить АМС между свалкой и Вилюйским трактом. Была найдена открытая площадка, чтобы не рубить деревья и был удобный подъезд техники. Тестовые полеты квадрокоптера показали, что с высоты 30 метров охватывается порядка 95% всей территории свалки, что является хорошим показателем.
Первый этап любого строительства - получение разрешение на использование земель. Однако до этого необходимо получить ордер на проведение земляных работ у Службы эксплуатации городского хозяйства, чтобы точно знать, можно ли строить на выбранном участке. После получения ордера было подано заявление на использование земель в Департамент имущественных и земельных отношений. Спустя месяц мы получили долгожданное разрешение, которое давало нам право начинать строительство АМС.
В сентябре 2021 года завершилась установка вышки у мусорного полигона. АМС представляет собой 4-х гранную мачту размером 400х400 мм с десятью секциями по 3 метра. По высоте мачта расчалена тремя ярусом оттяжек, общая высота составляет 30 метров. Оттяжки находятся на отметках 9.6 м, 18.6 м и 27.6 м. Якорем оттяжек служат 2 шт ФБС(24.4.6) на расстоянии 9 м. Фундаментом АМС служит бетонный блок ФБ-1, площадью 1600х1600х600, установленный на земле.
Параллельно строительству АМС команда решала очень важную задачу - подбор тепловизионной камеры. Основные требования к камере:
- высокое качество изображения;
- широкий угол обзора;
- система кругового наблюдения;
- возможность работать при экстремально низких температурах;
Был проведен большой объем работы, сравнивались множества различных тепловизионных камер. В итоге наш выбор пал на Камеру «Пергам-Термоскан».
Температурная чувствительность тепловизионной камеры 0.05 градусов при температуре окружающей среды 30 градусов. Матрица - неохлаждаемый микроболометр с разрешением 640х480. Поле зрение составляет 25 на 18 градусов. Угол поворота камеры 360 градусов по горизонтали и 180 градусов по вертикали. А самое главное - диапазон рабочей температуры от -50 до +50 градусов. Характеристики тепловизора позволяют детектировать человека на расстоянии 590 метров, а как правило, очаги возгорания имеют температуру выше. Программное обеспечение позволяет проводить постоянный мониторинг всей территории свалки и имеет автоматическую систему оповещения детектирования очагов возгорания. Температура срабатывания «Алерта» выставляется пользователем в зависимости от температуры окружающей среды.
Первые тесты в зимних условиях показали, что камера отлично работает при отрицательных температурах. В течении недели проводился мониторинг территории частного дома, когда температура воздуха опускалась ниже -40 градусов.
После установки АМС и тестирования камеры оставался очень важный пункт - подключение объекта к электросетям. Первым этапом было получение технического условия и разработка проекта, который должен был быть согласован контролирующими органами. Второй этап - получение разрешение на использованием земель под опоры линий электропередач и ордер на проведение земляных работ. Ну и конечно, строительство опор линий электропередач в количестве 10 штук и монтаж самой линии. В итоге 18 февраля мы подключили наш объект к электричеству, был установлен и опломбирован счетчик.
Некоторое время занял процесс настройки самой камеры. Для передачи видеопотока установлено РЛЛ cambium networks ePmP 1000 Forse 2.4 с выделенным статическим IP адресом. Скорость составляет порядка 6 Мбит/с.
Не обошлось и без «подводных камней», после установки камеры на АМС перестала работать вертикальная настройка положения тепловизора. Командой было принято решение, не теряя времени, начать тестовый мониторинг мусорного полигона до конца пожароопасного периода и осенью отправить камеру поставщикам на диагностику. При этом, в данный момент камера выставлена таким образом, что охватывает порядка 90% всей территории свалки, а это более чем достаточно для тестового периода.
В первые дни наблюдений, тепловизором были зарегистрированы два повышенных источника температуры. Один из них имел температуру порядка 12 градусов. По картинке было ясно, что это тлеющий под песком мусор, который продолжал дымить. Для подтверждения мы съездили на свалку и сделали несколько снимков на квадрокоптере. Подтвердилось, что тепловизор зарегистрировал повышение температуры, связанное с тлением мусора под песком.
Мы настроили прямую трансляцию видеопотока на нашем сайте, чтобы каждый житель города смог посмотреть на состояние свалки в любое время. Также эта полученная информация будет полезна обслуживающим свалку организациям для оперативного тушения очагов возгорания.
Для теста была выбрана цветовая гамма «BLUE-RED», она более детально передает разность температур. Синим цветом отмечается низкая температура с отрицательным значением, белым цветом - объекты имеющие температуру близкую к 0 градусов, красным цветом выделяются места с повышенной температурой. При изменении температуры окружающей среды будет изменяться максимальная температура отображения объектов. В данный момент он выставлен на плюс 30 градусов. Это значит, что все объекты, имеющие температуру близкую к 30 градусам и выше, подсвечиваются красным цветом, так как температура воздуха и земли сейчас намного меньше.
Камера работает в режиме патрулирования. Всего выставлено 7 пресетов, движение тепловизора организовано справа налево и начинается со въезда на свалку. Длительность остановки 7 секунд. В дальнейшем свалка будет разделена на квадраты таким образом, чтобы при детектирования возгорания оператор мог точно передать месторасположение очага службам тушения.
О будущем…
Командой сформирована гипотеза, что, имея только тепловизионную картину мусорного полигона будет непросто детектировать причину повышения температуры. В будущем возможно понадобится установка IP камеры. Работающая на территории спецтехника или нагретый на солнце металл могут иметь температуру близкую к 100 градусам, и тепловизионная камера может выдавать “Алерты”, принимая их за очаги возгорания. Конечно, оператор может «на глаз» определить источник повышения температура, но мы стремимся реализовать полностью автоматическую систему детектирования возгораний мусора на раннем этапе. При этом IP камера с тепловизором позволят более точно определять участки с очагами возгорания для передачи информации для их тушения.
Именно поэтому, мы делаем тестовый период, изучаем все возможные случаи и исследуем различные ситуации. Это и есть принцип работы Sinet Spark: исследовать и внедрять новые технологии, разрабатывать прототипы, проводить тесты, изучать различные возможности. В дальнейшем мы планируем установить датчик, определяющий состав воздуха, и провести исследование корреляции количества и площадей возгорания на свалке с качеством воздуха. Результаты исследования могут показать, насколько сильно пожары на свалке портят воздух.
На сегодняшний день есть договоренность проведения опытной эксплуатации нашего объекта Республиканским центром инфокоммуникационных технологий. При положительных результатах они готовы принять нашу АМС с тепловизором к себе на баланс с передачей видеопотока Единой дежурной диспетчерской службе. Мы надеемся, что объект покажет положительные результаты работы и в будущем жители города Якутска забудут о пожарах на свалке.
