Een explosie in de Sydney Harbour Tunnel toont het werk van UNSW-onderzoekers die draadloze signalen en kunstmatige intelligentie gebruiken om gevaarlijke brandsituaties nauwkeuriger te identificeren.

Ingenieurs van UNSW Sydney hebben een nieuw branddetectiesysteem ontwikkeld dat levens kan redden door de veranderingen in wifi-signalen te monitoren.

En een gecontroleerde testontploffing van een auto, gepland door de Sydney Harbour Tunnel Company, leverde onlangs meer gegevens op om de effectiviteit van de technologie aan te tonen.

Professor Aruna Seneviratne, Dr. Deepak Mishra, en een team van de School of Electrical Engineering and Telecommunications hebben een systeem ontworpen en gebouwd dat wifi-signalen bewaakt terwijl ze door de lucht gaan - en gedetailleerde veranderingen in de omgeving analyseert als gevolg van dergelijke dingen zoals temperatuur en rook.

De onderzoekers hebben de kenmerkende patronen geïdentificeerd in de gegevens van radiosignalen tijdens brandgebeurtenissen, en kunstmatige intelligentie in hun software helpt de omgeving in realtime te analyseren.

Het systeem kan dan met grotere nauwkeurigheid bepalen of atmosferische veranderingen worden veroorzaakt door een echte brand, en zo ja, alarm slaan of een automatische sprinklerinstallatie activeren.

Bestaande detectiesystemen, die grotendeels gebaseerd zijn op thermische beeldvorming, produceren vaak vals-positieve metingen door rookniveaus of temperatuurveranderingen te detecteren die niet gevaarlijk zijn of worden veroorzaakt door een echte brand, bijvoorbeeld door een defecte uitlaatpijp van een voertuig of een hete radiator .

Maar Prof. Seneviratne en zijn team konden hun nieuwe technologie laten zien tijdens een gecontroleerde test in het holst van de nacht in de Sydney Harbour Tunnel.

In samenwerking met Trantek MST, de gevestigde leverancier van bedrijfskritische systemen voor de tunnel, en de eigenaar/beheerder van de tunnel, Sydney Harbour Tunnel Company, hebben de onderzoekers een reeks zenders en ontvangers opgezet om de omgeving te bewaken als een testauto die is voorbereid op de doel werd tot ontploffing gebracht en in brand gestoken tijdens een geplande training voor noodhulp.

"Het is in feite relatief eenvoudige natuurkunde op de middelbare school. We hebben een zender en een ontvanger en we kunnen het radiosignaal volgen terwijl het door de lucht reist", zegt prof. Seneviratne.

"Als de luchttemperatuur verandert, verandert ook de dichtheid ervan, en dat verandert de signatuur van de meting wanneer we het signaal ontvangen. In feite hebben we experimenteel aangetoond dat deze veranderingen sterk gecorreleerd zijn met de stijging of daling van de temperatuur in de omgeving tussen zender en ontvanger.

"Rook en verschillende gassen, zoals koolmonoxide die kan worden geproduceerd in brandsituaties, beïnvloeden ook de dichtheid van de lucht en zullen onderscheidende kenmerken geven aan onze metingen. Deze kenmerken worden specifiek vastgelegd in de vorm van draadloze kanaalinformatie.

"Wat we ook aan het systeem toevoegen, is kunstmatige intelligentie om alle gegevens te analyseren en te vergelijken met baselinemetingen om te bepalen of er een echte brand plaatsvindt."

Het nieuwe systeem dat bij UNSW is ontwikkeld, maakt gebruik van het feit dat wifi-golven verschillende transmissiefrequenties hebben, ook wel subcarriers genoemd. Net zoals verschillende golflengten van licht op unieke wijze worden beïnvloed door verschillende objecten, worden verschillende frequenties van wifi ook op verschillende manieren beïnvloed.

Het Wi-Fi-detectiesysteem combineert daarom het effect van de omgevingsverschijnselen op alle Wi-Fi-subdraaggolffrequenties en past gegevensverwerking toe om de meest gevoelige frequenties te vinden die helpen bij de analyse.

Er kunnen tot 1.300 datapakketten per seconde worden verwerkt en geanalyseerd.

Prof. Seneviratne zegt dat de nieuwe techniek belangrijk is om het vertrouwen in automatische branddetectiesystemen te vergroten, die momenteel soms zelfs moeite hebben om onderscheid te maken tussen een brand en een fel flikkerend neonlicht.

Het UNSW-team gelooft dat hun systeem kan worden toegepast in een breed scala aan omgevingen, waaronder op industriële locaties, commerciële hoogbouw en zelfs thuis.

Het samenstellen van een reeks zenders en ontvangers helpt ook om de zonale locatie van een specifieke brand te identificeren, wat vervolgens de hulpdiensten kan helpen om snel en efficiënt te reageren.

Naast verbeterde detectie belooft het Wi-Fi-systeem ook veel goedkoper te zijn dan de bestaande warmtebeeldcameratechnologie en is het gemakkelijker te onderhouden.

"Bestaande gespecialiseerde branddetectiecamera's kunnen ongeveer $ 10.000 kosten om te kopen, terwijl onze zenders en ontvangers $ 100 of zelfs minder zijn", zegt prof. Seneviratne.

"Het andere met camera's is dat ze zorgvuldig moeten worden onderhouden. De lenzen moeten schoon worden gehouden en ze moeten vaak goed worden uitgelijnd.

"Met ons systeem zenden de zenders en ontvangers slechts een radiosignaal uit en is er zeer weinig onderhoud nodig. Daarom zijn er ook veel lagere kosten voor het gebruik van het systeem."

Leo Ascone, CEO van Trantek MST, zei:"Traditionele sensormethoden zijn niet effectief of detecteren regelmatig valse positieven en de operators van het facility management kunnen niet onderscheiden wanneer er een echte brandnoodsituatie aan de gang is.

"Als Australische maker van gedistribueerde beheer- en controlesystemen met hoge beschikbaarheid is Trantek MST nu klaar om de UNSW Wi-Fi-doorbraak te combineren met video-analysetechnologie en een nieuw tijdperk te creëren in brandveiligheidsoperaties, waardoor de deur wordt geopend voor diverse toepassingsimplementaties die zich uitstrekken over transport-, defensie- en industrieterreinen, evenals commerciële en huishoudelijke gebouwen.

"De door de industrie geleide onderzoekssamenwerking tussen Trantek MST en UNSW heeft de gereedheid voor implementatie aanzienlijk versneld. Het is nu tijd om de normen voor branddetectie te herschrijven."

Professor Julien Epps, hoofd van de school voor elektrotechniek en telecommunicatie bij UNSW, zei:"Deze methode voor branddetectie waarvoor patent is aangevraagd, heeft het voordeel dat de zone van een brand wordt bepaald, wat essentieel is voor het alarmeren van operaties en eerstehulpverleners.

"Dit is een belangrijke Australische doorbraak op het gebied van elektrotechniek en telecommunicatie." + Verder verkennen

Nieuw automatisch bosbranddetectiesysteem met behulp van bewakingsdrones