DigiFire® - Sistema di monitoraggio elettronico per la rilevazione di incendi boschivi

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DigiFire® è un sistema di monitoraggio elettronico che, tramite l’utilizzo delle tecnologie più avanzate oggi disponibili, consente in modo molto efficace di effettuare automaticamente la rilevazione degli incendi boschivi.

Tramite un monitoraggio continuo del territorio, 24 ore su 24, il sistema svolge una valida azione di prevenzione.

Il sistema DigiFire® ha una struttura completamente modulare e flessibile e può adattarsi a qualsiasi necessità di configurazione
.
Gli elementi principali che compongono il sistema sono i seguenti:
  • Unità Centrale di acquisizione dati e Monitoraggio (DCU - DigiFire Central Unit);
  • Unità Secondaria di Monitoraggio (DSU - DigiFire Slave Unit);
  • Unità di Rilevazione Remota (DRU - DigiFire Remote Unit);
  • Dispositivi di Comunicazione (DNU - DigiFire Network Unit);
  • Software di elaborazione (DS&P - DigiFire Software and Processing).

In qualsiasi momento il sistema può essere ampliato ed esteso per consentire, dalla stessa Centrale Operativa, la copertura di nuove zone.
Nello sviluppo del sistema DigiFire® si sono tenuti in considerazione diversi parametri di fondamentale importanza. In primo luogo, si è data la priorità all’affidabilità ed alla sicurezza di funzionamento. Al fine di raggiungere gli obiettivi prefissi, sono stati selezionati appositi materiali e componenti di elevato livello tecnologico, nella maggior parte, provenienti dal settore militare spaziale.
Parallelamente, sono stati compiuti notevoli sforzi al fine di ottenere prestazioni di altissimo livello.
In particolare, le peculiarità prestazionali del sistema, ottenute sia dalla tipologia dei componenti utilizzati, dalla loro configurazione e dalle maschere software implementate, sono la sensibilità di rilevazione, la precisione, la massima riduzione del numero di errori e di falsi allarmi.
Il sistema può funzionare sia in automatico che in manuale.
Nel modo di funzionamento automatico, dopo la rilevazione effettuata dai vari sensori, il sistema processa tutte le informazioni raccolte e, nel caso di incendio, elabora la modalità di allarme.
L’Operatore di Centrale, in caso di allarme, può controllare visivamente, tramite le telecamere ambientali, la situazione reale e guidare le squadre di intervento consigliando loro i percorsi più idonei per raggiungere il luogo.
Una delle caratteristiche che rende particolarmente efficace l’azione svolta dal DigiFire® è la velocità di rilevazione di un incendio, per cui è possibile organizzare, in brevissimo tempo, l’intervento da parte delle squadre di spegnimento che possono essere, così, in grado di gestire l’incendio prima che questo assuma dimensioni incontrollabili.
Tale tempestività di rilevazione può consentire, in caso di dolo, di individuare il colpevole, bloccando le vie di fuga dalla zona.

 

DCU - DIGIFIRE CENTRAL UNIT

L’Unità Centrale di acquisizione Dati e monitoraggio è il cuore del sistema.

Qui vi convergono tutte le informazioni, vengono effettuate le elaborazioni e gestite le comunicazioni con le squadre di pronto intervento.

L’unità DCU si compone di diversi elementi tra cui:

  • una parete di monitori, realizzata con armadi rack da 19”, di dimensioni sufficienti per contenere i monitori di visualizzazione dei segnali provenienti dalle telecamere locali, detti anche monitori di preview. Ogni monitore fa capo ad una telecamera per consentire all’operatore/i un controllo visivo immediato delle varie zone;
  • alcuni armadi rack da 19” atti a contenere le CPU (Central Processing Unit) di sistema, corredati di appositi dispositivi di controllo e protezione;
  • una consolle a leggio, in cui vengono posizionati gli organi di comando manuale e di controllo del sistema. In particolare, in questa consolle, è installata una matrice di gestione delle telecamere, per comandare in modo manuale zoom e brandeggio, per impostare parametri di automazione e per selezionare il segnale sui monitori principali, inclusi nella consolle stessa. Sono presenti alcune Workstation da cui gli operatori possono controllare gli allarmi, visualizzare le piante topografiche della zona e gestire il sistema;
  • un sinottico ad alta luminosità con funzione PIP (Picture In Picture) per la visualizzazione estesa delle schermate delle Workstation;
  • un sistema di alimentazione con gruppo elettrogeno, regolatore di tensione e gruppo di continuità, avente capacità necessaria ad assicurare la completa funzionalità del sistema in qualsiasi condizione;
  • un traliccio portantenne di dimensioni adeguate a supportare le antenne dei sistemi di comunicazione;
  • un sistema di antenne per i collegamenti con le postazioni remote;
  • una serie di apparati di ricetrasmissione con opportuni cabinet di contenimento per la comunicazione con le postazioni remote.

Tutti gli elementi di primaria importanza che devono garantire la continuità di servizio della DCU, sono previsti con struttura in configurazione ridondata.
L’operatività della DCU, in condizioni normali, può essere assicurata anche da un solo operatore. La DCU può essere integrata nella Centrale Operativa DigiLux e costituire, quindi,  uno degli elementi base del C.U.C. - Centro Unico di Controllo®.
Nella ricerca volta alla realizzazione di un unico Centro Operativo, devono essere integrate e standardizzate tutte le apparecchiature periferiche sparse sul territorio relative sia al sistema DigiFire® che agli altri sottosistemi eventuali.
Operativamente la centrale DCU effettua la gestione di tutte le informazioni provenienti dai punti di rilevazione DRU.
I dati arrivano alla DCU nello stesso formato in cui sono rilevati dai DRU.
Questo consente una maggiore potenzialità di elaborazione del sistema e la possibilità di controllo continuo dello stesso.
Anziché effettuare l’elaborazione nel punto di rilevamento, che consentirebbe l’utilizzo di un’infrastruttura di telecomunicazioni più ridotta, è stata scelta questa soluzione più complessa per ovviare ai problemi di difficile valutazione da parte degli operatori del centro sulla operatività ed efficienza delle unità logiche di periferia e per una migliore gestione del sistema, sia in termini di manutenzione che di sicurezza.
Se durante una scansione del territorio in esame, i sensori di una postazione rilevano la presenza di una sorgente termica, l’operatore viene avvertito da un segnale acustico, da un segnale ottico e dalla procedura d’allarme che si attiva sul terminale principale.
Nella cartografia si attivano alcune finestre che forniscono importanti informazioni di utilità mentre viene evidenziata l’area rilevata in allarme.
L’operatore può, quindi, decidere di attivare le procedure di emergenza per lo spegnimento e coordinare le attività relative.


DSU - DIGIFIRE SLAVE UNIT
In base alla struttura organizzativa sul territorio, il sistema DigiFire® consente una grande flessibilità nella sua configurazione.
In particolare, alla centrale operativa principale (DCU), possono essere collegate una o più Unità Secondarie di monitoraggio (DSU).
Ciascuna DSU può essere configurata in base alle funzionalità richieste per quella determinata sede.
Possono, pertanto, coesistere diversi tipi di DSU ciascuna configurata con differenti moduli software per specifiche funzionalità e strutture diverse equipaggiate con interfacce utente adatte ad una specifica applicazione.


DRU - DIGIFIRE REMOTE UNIT
L’Unità di Rilevazione Remota (DRU) svolge l’importante funzione di rilevazione diretta nella zona di pertinenza.
L’unità si compone di diversi elementi integrati tra loro.
Di primaria importanza è la testa motorizzata di rilevazione contenente una telecamera a colori ad alta sensibilità e definizione ed un sensore di rilevazione all’infrarosso.
Tale unità, in base ad un programma preimpostato esegue continuamente la scansione del territorio da controllare.
Un’unità di logica a microprocessore, dialogando con il sistema centrale, svolge tutti i controlli e comandi impartiti dal centro monitorizzando, nel contempo, tutti i parametri principali.
Inoltre, per eseguire elaborazioni più corrette dei dati rilevati, è stata prevista una stazione di rilevamento dati meteorologici ed ambientali.
I dispositivi sopraindicati sono installati su di una torre a traliccio di altezza sufficiente per superare la vegetazione e consentire un angolo di ripresa soddisfacente.
In base alla zona, possono essere presenti i vari dispositivi di alimentazione: da rete, tramite pannelli solari ed, eventualmente, con gruppo elettrogeno di emergenza.
Qualsiasi sia il sistema presente esso è equipaggiato di adeguate batterie in tampone per consentire un’autonomia sufficiente anche in condizioni di mancanza di una delle fonti principali.
L’unità remota viene, quindi, collegata al centro tramite una rete di ponti radio che provvedono a trasferire sia i dati che le immagini ed a ricevere i vari comandi.
La rete primaria viene realizzata con un ponte radio a microonde.


DNU - DIGIFIRE NETWORK UNIT
La rete di comunicazione (DNU) riveste un’importanza fondamentale per il buon funzionamento del sistema DigiFire®.
Per tale motivo si rende necessario adottare una soluzione che garantisca una ottima affidabilità e sicurezza di funzionamento.
Il sistema previsto prevede l’utilizzo di apparati a  microonde.
Le frequenze da utilizzarsi sono definite in sede di realizzazione, in base alle specifiche della necessaria concessione Ministeriale.
Generalmente le bande di frequenze autorizzate e, quindi, utilizzate sono nelle gamme 2,3÷2,4 GHz, 17 GHz e 23 GHz.
La rete sarà configurata in funzione della dislocazione dei vari DRU e della posizione del Centro di Controllo principale DCU e di, eventuali, Centri Secondari DSU.
Per migliorare l’efficienza del sistema si potranno anche prevedere più reti sovrapposte, ognuna destinata a svolgere una determinata funzione.
L’ipotesi di utilizzo di collegamenti messi a disposizione dagli operatori pubblici è stata scartata per la scarsa disponibilità di banda nei collegamenti tradizionalmente proposti, per l’insufficiente affidabilità in particolari circostanze e per l’alto costo in rapporto alla banda necessaria al sistema DigiFire®.


DS&P - DIGIFIRE SOFTWARE & PROCESSING
Il cuore del sistema è rappresentato dal Software e dai metodi di elaborazione (DS&P) introdotti nel sistema DigiFire®.
In particolare, il software centrale è suddiviso in blocchi funzionali e svolge parallelamente i vari controlli.
La descrizione elementare dei blocchi software è la seguente:

  • controllo parametri sensore IR ed elaborazione allarmi;
  • controllo parametri segnale video ed elaborazione allarmi;
  • controllo incrociato allarmi dei blocchi precedenti e verifica;
  • analisi dati ambientali per correzione dei valori rilevati;
  • gestione della cartografia e redout dati di allarme;
  • analisi di propagazione dell’incendio;
  • controllo dei parametri funzionali di tutto il complesso;
  • diagnostica del sistema;
  • gestione archivio storico;
  • comando funzioni manuali e routine automatiche;
  • controllo rete di comunicazione.


PECULIARITÀ DEL SISTEMA
Una delle principali caratteristiche del sistema è la rapidità nella rilevazione dei fenomeni e nella conseguente generazione dell’allarme, necessaria al fine di consentire un rapido intervento delle squadre addette allo spegnimento, quando l’incendio è ancora di piccole dimensioni e, quindi, più facilmente controllabile.
Il tempo di designazione dello allarme è di circa 3 minuti, comprese le verifiche in automatico che il sistema effettua per controllare l’attendibilità dei dati rilevati.
La precisione del sistema, che può andare da alcune decine ad un centinaio di metri, è dovuta alla precisione della cartografia, alla posizione angolare del sistema di movimentazione, alla risoluzione del sensore e della camera ed alla distanza dal punto di sorveglianza.
L’elevata sensibilità del sistema è ottenuta con l’utilizzo di un sensore IR ad alte prestazioni e ad un evoluto software di elaborazione che, tramite l’interpolazione dei valori dei singoli pixel, determina velocemente e con precisione le minime variazioni lette sul sensore stesso.
L’interpolazione, inoltre, dei dati sopraindicati con i parametri ambientali consente una maggiore precisione e sensibilità di tutto il sistema.
La minimizzazione dei falsi allarmi viene, invece, ottenuta utilizzando particolari tecniche di filtraggio e di rilettura dei valori su punti diversi del sensore, durante un ciclo di movimentazione fine dell’unità motorizzata.
Inoltre, l’incrocio dei dati di allarme del sensore con i dati estrapolati dal software di elaborazione delle immagini video, consente di effettuare una verifica circa la qualità dell’allarme.
L’elevata sensibilità del sistema è ottenuta con l’utilizzo di un sensore IR ad alte prestazioni e ad un evoluto software di elaborazione che, tramite l’interpolazione dei valori dei singoli pixel, determina velocemente e con precisione le minime variazioni lette sul sensore stesso.
L’interpolazione, inoltre, dei dati sopraindicati con i parametri ambientali consente una maggiore precisione e sensibilità di tutto il sistema.
La minimizzazione dei falsi allarmi viene, invece, ottenuta utilizzando particolari tecniche di filtraggio e di rilettura dei valori su punti diversi del sensore, durante un ciclo di movimentazione fine dell’unità motorizzata.
Inoltre, l’incrocio dei dati di allarme del sensore con i dati estrapolati dal software di elaborazione delle immagini video, consente di effettuare una verifica circa la qualità dell’allarme.

 

Anno di realizzazione: 2002
 
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