Polscy studenci znaleźli sposób na pożary. Przewidzą je, zanim wybuchną
System gaśniczy, który dzięki sztucznej inteligencji wykrywa pożary, zanim wybuchną. Oto pomysł polskich studentów dla największych lotnisk na świecie.
Podkarpacki Hackathon Lotniczy AviaTech Challenge to największy w kraju lotniczy maraton dla programistów i projektantów. Uczestnicy wydarzenia z 2024 r. spotkali się w Mielcu. Mieli stworzyć projekt dotyczący transportu lotniczego.
Na szczególną uwagę zasługuje pomysł Studenckiego Koła Naukowego Transportu Lotniczego Politechniki Warszawskiej, przygotowany w kategorii bezpieczeństwo transportu lotniczego – Emergency Guard System (EGS).
System leszy od straży pożarnej
Nagrodzony projekt EGS (Emergency Guard System) ma na celu zwiększenie bezpieczeństwa na lotniskach poprzez szybkie wykrywanie i gaszenie pożarów z użyciem nowoczesnej technologii armatek przeciwpożarowych i sztucznej inteligencji.
Więcej o technologii i lotniskach w Polsce przeczytasz na Spider`s Web:
EGS umożliwia szybkie i skuteczne gaszenie pożaru już w czasie dojazdu służb ratunkowych, co jest kluczowe dla minimalizacji ryzyka oraz zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa dla wszystkich użytkowników lotniska.
Efektywność pracy systemu będzie większa niż straży pożarnej dzięki wykorzystaniu kamer termowizyjnych i natychmiastowej reakcji, co pozwoli na szybsze i skuteczniejsze działania w przypadku pożaru lub innego zagrożenia wynikającego z usterek mechanicznych.
Lotniskowa straż pożarna ma ograniczony czas na dojazd do płonącego statku powietrznego – maksymalnie 180 sekund dla lotnisk kategorii 9. W tym krótkim okresie wiele może się wydarzyć, dlatego kluczowe jest, aby w tym czasie móc podjąć działania gaśnicze bezpośrednio u źródła pożaru, minimalizując straty i ryzyko dalszego rozprzestrzeniania się ognia
– wyjaśnia Jakub Kowalski, jeden z twórców pomysłu.
Zamierzeniem EGS jest również profilaktyczne działanie w celu zapobiegania szkodom wyrządzonym przy awaryjnym lądowaniu samolotu bez wysuniętego podwozia, m.in. poprzez pokrycie środkiem gaśniczym nawierzchni drogi startowej.
Cztery elementy systemu
Działanie systemu obejmuje cztery elementy. Pierwszy to szybkie wykrywanie pożaru na drodze startowej przy pomocy kamer termowizyjnych. Drugi to półautomatyczne kierowanie armatek przeciwpożarowych – po wykryciu pożaru system wykorzystuje sztuczną inteligencję oraz triangulację pomiędzy wieloma kamerami do optymalnego skierowania strumienia wody na źródło pożaru, minimalizując czas reakcji i skutecznie gasząc ogień.
Ponadto posiada możliwość kontroli manualnej przy występowaniu niesprzyjających systemowi okoliczności. Trzeci punkt to koordynacja działań pomiędzy armatkami przeciwpożarowymi oraz innymi jednostkami ratowniczymi, takimi jak lotniskowa straż pożarna.
Celem jest tu optymalizacja procesu gaszenia pożaru i minimalizowanie ryzyka dla osób i mienia. Wreszcie element nr 4 – monitorowanie i raportowanie. System ciągle monitoruje sytuację pożarową oraz inne anomalie temperaturowe na drodze startowej i w jej pobliżu. Dostarcza w czasie rzeczywistym informacje o zmianach, co umożliwia szybką reakcję i podejmowanie odpowiednich działań.
Kamera zobaczy pożar
W skład systemu bezpieczeństwa i ochrony przeciwpożarowej wchodzą armatki, zasilający ją zbiornik oraz podłączona do niej kamera z podczerwienią.
Armatki zamocowane są na systemie mechanicznym kół zębatych, umożliwiającym obrót o pełne 360 stopni. Osadzone są w ziemi, tak aby nie zakłócać operacji naziemnych i przestrzegać norm i zaleceń
- wyjaśnia Jakub Kowalski.
Samą armatkę zasila zbiornik znajdujący się w kontenerze, który zawiera środki gaśnicze doprowadzane poprzez rury. Ciśnienie jest w tym systemie kluczowym elementem odpowiadającym za prawidłowe działanie urządzenia.
Do armatki podłączona jest również kamera z podczerwienią, która służy do wykrywania źródeł ciepła. W momencie wykrycia pożaru sztuczna inteligencja systemu automatycznie uruchamia armatki gaśnicze, kierując strumień środka gaśniczego w kierunku ognia. Dodatkowo wspomaga obieranie celu, aby praca armatki była jak najbardziej efektywna, minimalizując straty i zapewniając szybkie ugaszenie pożaru. Zakładając działanie armatki przy pełnym ciśnieniu, jest ona w stanie od 30 do 40 sekund wystrzeliwać pianę gaśniczą na odległość aż 150 m, zapewniając bezpieczeństwo nie tylko na drodze startowej, ale także dookoła niej
- opowiada Kowalski.
Sztuczna inteligencja w akcji
Informacje zebrane przez kamerę termowizyjną są przesyłane do komputera, gdzie zachodzi obróbka danych. W specjalnie przygotowanym programie kamera analizuje temperaturę badanych obszarów, wykrywając pożar poprzez identyfikację temperatury powyżej ustalonej normy.
Gdy taka temperatura zostaje wykryta, program natychmiast wysyła informację do armatki przeciwpożarowej, która zostaje wycelowana w punkt o najwyższej temperaturze. Sztuczna inteligencja wykorzystana w systemie umożliwia pominięcie w analizie temperatury silników, które ze względu na ich naturę działania mogą generować wysokie temperatury.
Dodatkowo, dzięki zaawansowanym algorytmom sztucznej inteligencji, wycelowanie armatki uwzględnia wiele czynników, co pozwala na skuteczne gaszenie pożaru na drodze startowej.
Co więcej, po całkowitym zatrzymaniu się statku powietrznego, strumień piany kierowany jest tak, by nie kolidował z drogami ewakuacji w postaci napełnionych trapów. Dzięki temu kamera termowizyjna stanowi niezastąpione narzędzie w szybkiej reakcji na zagrożenie pożarowe i minimalizacji ryzyka dla wszystkich użytkowników lotniska.
Specjalna piana
W zaprojektowanej instalacji EGS wykorzystaliśmy piany typu FFFP – piany fluoroproteinowe tworzące film wodny, które składają się z białka i fluorowanych związków powierzchniowo czynnych. Tworzą dzięki temu cienkie warstwy filmów wodnych na powierzchni cieczy łatwopalnych i zwiększają właściwości oleofobowe (czyli olejoodporne) piany
- wyjaśniają studenci.
FFFP są skuteczne w akcjach gaśniczych przeprowadzanych na lotniskach, ponieważ zanieczyszczona paliwem piana nie zmniejsza efektywności działania. Skutecznie tłumi łatwopalne opary, ponieważ szybko rozprzestrzenia się i działa jako powierzchniowa bariera niedopuszczająca powietrza oraz zapobiega parowaniu. Powłoka filmu, która się wytworzy, rozpływa się po powierzchni paliwa oraz ma właściwości samouszczelnienia.
Projekt opracował zespół w składzie: Jakub Kowalski, Daniel Czagan, Justyn Górski, Olga Karaś, Stanisław Sarnowski oraz mgr inż. Andrzej Skoczylas.
