firesmiПожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion SafetyPozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety0869-74932587-6201ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»10.22227/PVB.2020.29.03.95-102firesmi-873Research ArticleАВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ И СРЕДСТВАAUTOMATED SYSTEMS AND MEANSОценка эффективности применения видеонаблюдения в системах противопожарной защитыPerformance evaluation of video surveillance in fire-fighting systemshttps://orcid.org/0000-0002-9774-1504ЧленовА. Н.ChlenovA. N.

ЧЛЕНОВ Анатолий Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, профессор кафедры пожарной автоматики. Author ID: 474756

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

Anatoliy N. Chlenov, Dr. Sci (Eng.), Professor, Honored Worker of Higher Education of Russian Federation, Professor of Department of Fire Automation. Author ID: 474756

Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366

chlenov@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4859-9011БуцынскаяТ. А.ButcinskayaT. A.

БУЦЫНСКАЯ Татьяна Анатольевна, канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник Учебно-научного комплекса автоматизированных систем и информационных технологий. Author ID: 631650

129366, г. Москва, ул. Бориса Галушкина, 4

Tatiana A. BUTCINSKAYA, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, Senior Researcher of the Educational and Scientific Complex of Automated Systems and Information Technologies. Author ID: 631650

Borisa Galushkina St., 4, Moscow, 129366

butcinskaya@mail.ruАкадемия Государственной противопожарной службы МЧС РоссииРоссияState Fire Academy of Emercom of RussiaRussian Federation20201907202029395102Copyright © Членов А.Н., Буцынская Т.А., 20202020Членов А.Н., Буцынская Т.А.Chlenov A.N., Butcinskaya T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/873Введение

Введение. Актуальность темы, раскрытой в статье, заключается в необходимости повышения эффективности обнаружения пожара. Одно из современных направлений решения данной задачи состоит в применении видеотехнологий. Целью статьи является разработка методики оценки эффективности применения видеонаблюдения в системе противопожарной защиты на основе сформированной математической модели.

Методы исследования

Методы исследования. Для формирования математической модели использована теория пожарных рисков. Потенциальный риск необнаружения пожара введен как количественная мера возможности возникновения необнаруженного пожара на объекте защиты, развития и реализации его последствий для людей и материальных ценностей. Он рассчитывается как произведение максимальной вероятности возникновения пожара и вероятности его необнаружения используемыми техническими средствами и системами сигнализации. Эффективность применения видеонаблюдения в системе противопожарной защиты определяется на основе соответствия комплексного показателя риска необнаружения пожара допустимому значению.

Результаты исследования

Результаты исследования. Рассмотрены возможности повышения эффективности обнаружения пожара за счет применения видеотехнологий. Снижения риска необнаружения пожара можно достичь благодаря использованию пожарных извещателей с видеоканалом, обеспечивающих уменьшение времени достоверного обнаружения пожара. Вероятность достоверного обнаружения является важным параметром извещателя при его работе в составе пожарной сигнализации и характеризует степень выполнения его основной функции. Главными путями повышения эффективности обнаружения пожара являются совершенствование пожарных извещателей с видеоканалом, совместное использование пожарного видеодетектора и других устройств обнаружения, например, автоматических мультикритериальных извещателей, тепловизора, а также применение средств фото- и видеофиксации в системах централизованного наблюдения.

Выводы

Выводы. Предложенная методика оценки эффективности применения видеонаблюдения в системах противопожарной защиты может быть использована для обоснования параметров установленных на объекте технических средств (систем) пожарной сигнализации и мер пожарной профилактики.

Introduction

Introduction. Rationale of the topic of this article is the need to improve the effectiveness of fire detection. One of the modern solutions to this problem is the use of video technology. The article is aimed at developing a method to assess the effectiveness of video surveillance in the fire protection system on the basis of the formed mathematical model.

Methods of research

Methods of research. The fire risks theory is used for formation of mathematical model. The potential fire detection risk is introduced as a quantitative measure of the possibility of undetected fire occurrence at the protected facility, development and implementation of its consequences for people and material valuables. It is calculated as the product of the maximum probability of fire by the probability of its non-detection by the technical means and alarm systems used. The efficiency of video surveillance use in the fire protection system is determined on the basis of compliance of the complex risk index of fire non-detection with the permissible value.

Research results

Research results. The possibilities of increasing the efficiency of fire detection through the use of video technology are considered. Reducing the fire detection risk can be achieved by using video channel fire detectors that reduce the time it takes to reliably detect a fire. The probability of reliable detection is an important parameter of the detector during its operation in the fire alarm system and characterizes the degree of performance of its main function. The main ways to improve the efficiency of fire detection are the improvement of fire detectors with video channel, the joint use of fire video detectors and other detection devices, such as automatic multi-criteria detectors, thermal imaging сamera, as well as the use of photo and video in centralized surveillance systems.

Conclusions

Conclusions. The offered method of estimation of efficiency of application of video surveillance in fire protection systems can be used for a substantiation of parameters of technical means (systems) of the fire alarm system and passive fire-fighting measures established on the facility.

пожарная сигнализацияриск необнаружения пожаравероятность достоверного обнаруженияпожарный извещатель с видеоканаломпожарная видеоаналитикапередача видеоинформацииfire alarmfire detection riskprobability of reliable detectionfire detector with video channelfire video analyticsvideo information transferReferencesБрушлинский Н.Н., Соколов С.В., Клепко Е.А. Основы теории пожарных рисков и ее приложения. М. : Академия ГПС МЧС России, 2011. 82 с.Brushlinskiy N.N., Sokolov S.V., Klepko E.A. Fundamentals of the Theory of Fire Risks and Its Applications. Moscow, Academy of State Fire Service of EMERCOM of Russia Publ., 2011; 82. (rus.).Зайцев А.В. Достоверность и своевременность обнаружения пожара, и как их учесть в нормах на СПС // Алгоритм безопасности. 2016. № 2. C. 78–81.Zaytsev A.V. Reliability and timeliness of fire detection, and how to consider it in standards for fire alarm systems. Algoritm Bezopasnosti Magazine. 2016; 2:78-81. (rus.).Членов А.Н., Рябцев Н.А., Буцынская Т.А. Риск проникновения нарушителя на охраняемый промышленный объект // Технологии техносферной безопасности. 2019. № 2 (84). С. 132–137. DOI: 10.25257/TTS.2019.2.84.132-137Chlenov A.N., Ryabtsev N.A., Butcinskaya T.A. Risk of entry of the offender to a protected industrial facility. Technology of Technosphere Safety. 2019; 2(84):132-137. DOI: 10.25257/TTS.2019.2.84.132-137 (rus.).Антоненко А.А., Буцынская Т.А., Членов А.Н. Нормативное обеспечение систем комплексной безопасности объектов // Технологии техносферной безопасности. 2010. № 2 (30). С. 11.Antonenko A.A., Butcinskaya T.A., Chlenov A.N. Regulatory support of systems integrated safety of objects. Technology of Technosphere Safety. 2010; 2(30):11. (rus.).Зайцев А.Г., Членов А., Самышкина Е. Роль стандартизации в аспекте обеспечения безопасности объектов и имущества // Алгоритм безопасности. 2015. № 2. С. 6–9.Zaytsev A.G., Chlenov A., Samyshkina E. The role of standardization in terms of ensuring the safety of facilities and property. Algoritm Bezopasnosti Magazine. 2015; 2:6-9. (rus.).Членов А.Н. Новые возможности управления противопожарной защитой объектов // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2013. № 3. С. 48–53.Chlenov A.N. New opportunities of management of fire-prevention protection of objects. Fires and Emergencies: Prevention, Elimination. 2013; 3:48-53. (rus.).Членов А.Н., Демехин Ф.В., Буцынская Т.А., Дровникова И.Г. Новые направления применения видеотехнологий в системах безопасности // Вестник Московского энергетического института (Вестник МЭИ). 2009. № 3. С. 88–93.Chlenov A.N., Demekhin F.V., Butcinskaya T.A., Drovnikova I.G. New directions in the application of video technology in security systems. Vestnik Moskovskogo Energeticheskogo Instituta (Vestnik MEI). 2009; 3:88-93. (rus.).Patent № US 5,926,280 A. Fire detection system utilizing relationship of correspondence with regard to image overlap / T. Yamagishi, M. Kishimoto; Nohmi Bosai Ltd. Appl. No. 08/901,074, 28.07.1997. Publ. 20.07.1999.United States Patent No. US 5,926,280 A. Fire detection system utilizing relationship of correspondence with regard to image overlap / T. Yamagishi, M. Kishimoto; Nohmi Bosai Ltd. Appl. No. 08/901,074, 28.07.1997. Publ. 20.07.1999.Marbach G., Loepfe M., Brupbacher T. An image processing technique for fire detection in video images // Fire Safety Journal. 2006. Vol. 41. Issue 4. Pp. 285–289. DOI: 10.1016/j.firesaf.2006.02.001Marbach G., Loepfe M., Brupbacher T. An image processing technique for fire detection in video images. Fire Safety Journal. 2006; 41(4):285-289. DOI: 10.1016/j.firesaf.2006.02.001Favorskaya M., Levtin K. Early smoke detection in outdoor space by spatio-temporal clustering using a single video camera // Recent Advances in Knowledge-based Paradigms and Applications. Advances in Intelligent Systems and Computing. Vol. 234. Switzerland : Springer, 2014. Pp. 43–56. DOI: 10.1007/978-3-319-01649-8_3Favorskaya M., Levtin K. Early smoke detection in outdoor space by spatio-temporal clustering using a single video camera. Recent Advances in Knowledge-based Paradigms and Applications. Advances in Intelligent Systems and Computing. Vol. 234. Switzerland, Springer, 2014; 43-56. DOI: 10.1007/978-3-319-01649-8_3Dukuzumuremyi J.P., Zou B., Hanyurwimfura D. A Novel Algorithm for Fire/Smoke Detection based on ComputerVision // International Journal of Hybrid Information Technology. 2014. Vol. 7. Issue 3. Pp. 143–154. DOI:10.14257/ijhit.2014.7.3.15Dukuzumuremyi J.P., Zou B., Hanyurwimfura D. A Novel Algorithm for Fire/Smoke Detection based on ComputerVision. International Journal of Hybrid Information Technology. 2014; 7(3):143-154. DOI: 10.14257/ijhit.2014.7.3.15Favorskaya M., Pyataeva A., Popov A. Verification of smoke detection in video sequences based on spatio-temporal local binary patterns // Procedia Computer Science. 2015. Vol. 60. Pp. 671–680. DOI: 10.1016/j.procs.2015.08.205Favorskaya M., Pyataeva A., Popov A. Verification of smoke detection in video sequences based on spatio-temporal local binary patterns. Procedia Computer Science. 2015; 60:671-680. DOI: 10.1016/j.procs.2015.08.205Минин И.В., Логачев В.Г. Методика обнаружения возгорания с использованием цифровой обработки изображения // Фундаментальные исследования. 2016. № 6–2. С. 299–307.Minin I.V., Logachev V.G. Fire detection method by using digital image processing. Fundamental Research. 2016; 6-2:299-307. (rus.).Schultze T., Kempka T., Willms I. Audio–video fire-detection of open fires // Fire Safety Journal. 2006. Vol. 41. Issue 4. Pp. 311–314. DOI: 10.1016/j.firesaf.2006.01.002Schultze T., Kempka T., Willms I. Audio–video fire-detection of open fires. Fire Safety Journal. 2006; 41(4):311-314. DOI: 10.1016/j.firesaf.2006.01.002Celik T., Demirel H., Ozkaramanli H., Uyguroglu M. Fire detection using statistical color model in video sequences // Journal of Visual Communication and Image Representation. 2007. Vol. 18. Issue 2. Pp. 176–185. DOI:10.1016/j.jvcir.2006.12.003Celik T., Demirel H., Ozkaramanli H., Uyguroglu M. Fire detection using statistical color model in video sequences. Journal of Visual Communication and Image Representation. 2007; 18(2):176-185. DOI: 10.1016/j.jvcir.2006.12.003Toreyin B.U., Dedeoglu Y., Cetin A.E. Flame detection in video using hidden Markov models // IEEE International Conference on Image Processing 2005. 2005. Vol. 2. P. 1230. DOI: 10.1109/ICIP.2005.1530284Toreyin B.U., Dedeoglu Y., Cetin A.E. Flame detection in video using hidden Markov models. IEEE International Conference on Image Processing 2005. 2005; 2:1230. DOI: 10.1109/ICIP.2005.1530284Cetin A.E., Merci B., Günay O., Töreyin B.U., Verstockt S. Methods and Techniques for Fire Detection: Signal, Image and Video Processing Perspectives. Academic Press, 2016. 95 p.Cetin A.E., Merci B., Günay O., Töreyin B.U., Verstockt S. Methods and techniques for fire detection: signal, image and video processing perspectives. Academic Press, 2016; 95.Членов А.Н., Буцынская Т.А., Журавлев С.Ю., Николаев В.А. Об эффективности функционирования мультикритериального пожарного извещателя // Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety. 2016. Т. 25. № 12. С. 55–60. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.12.55-60Chlenov A.N., Butsynskaya T.A., Zhuravlev S.Yu., Nikolaev V.A. Operation efficiency of multicriterial fire detector. Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety. 2016; 25(12):55-60. DOI: 10.18322/PVB.2016.25.12.55-60 (rus.).Антипов О. Извещатели пожарные с видеоканалом обнаружения. Текущее состояние и перспективы // Системы безопасности. 2017. № 2. С. 93–95.Antipov O. Fire detectors with video detection channel. Current status and prospects. Security and Safety. 2017; 2:93-95. (rus.).Здор В.Л., Землемеров М.А., Рыбаков И.В., Сурков С.А. Особенности и перспективы применения извещателей пожарных с видеоканалом обнаружения // Актуальные проблемы пожарной безопасности : мат. XXVIII междунар. науч.-практ. конф. 2016. С. 409–413.Zdor V.L., Zemlemerov M.A., Rybakov I.V., Surkov S.A. Features and prospects for the use of fire detectors with video detection channel. Actual Problems of Fire Safety : Materials of the XXVIII International Scientific-Practical Conference. 2016; 409-413. (rus.).Шаровар Ф.И. Принципы построения устройств и систем автоматической пожарной сигнализации. М. : Стройиздат, 1983. 335 с.Sharovar F.I. Principles of building devices and systems for automatic fire alarm. Moscow, Stroyizdat Publ., 1983; 335.Серезевский А.В., Баринов И.А., Борисов С.П., Кузьмина Е.Н. Сравнительный анализ и перспективы развития использования средств фото и видеофиксации совместно с системами централизованного наблюдения // Алгоритм безопасности. 2016. № 2. С. 62–65.Serezevskiy A.V., Barinov I.A., Borisov S.P., Kuzmina E.N. Comparative analysis and development prospects for the use of photo and video fixation tools in conjunction with centralized surveillance systems. Algoritm Bezopasnosti Magazine. 2016; 2:62-65. (rus.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.