Platforma Beholder

Wprowadzenie

Beholder to nowoczesna platforma alarmowania i wykrywania zdarzeń, należąca do grupy rozwiązań wykorzystywanych do wczesnej detekcji różnego typu problemów, m.in. pożarowych (Fire Detection System).

Wykorzystuje najbardziej zaawansowane technologie takie jak niskoenergetyczne detektory, urządzenia komunikacyjne oraz zaawansowane algorytmy przetwarzające miliony komunikatów opisujących stan otoczenia i monitorowanych urządzeń.

Jest to kompleksowy system świadomości sytuacyjnej, analizujący w czasie rzeczywistym szereg zdarzeń pochodzących z zestawu różnych sensorów z terenu (detektory wielkości fizycznych, kamery termowizyjne itp.), podejmujący decyzje o wykryciu i powiadomieniu o potencjalnym problemie np. o zagrożeniu pożarowym.

beholder_sensor2

Wykrywanie zagrożenia pożaru - rozwiązanie dziedzinowe

Rozwiązaniem dziedzinowym, zbudowany w oparciu o platformę Beholder, jest system wczesnego wykrywania, sygnalizacji i alarmowania o zagrożeniach pożarowych baterii trakcyjnych w pojazdach elektrycznych i hybrydowych.

Informacje zbierane są w czasie rzeczywistym bezpośrednio z pojazdów oraz z ich otoczenia zapewniają ciągły monitoring bezpieczeństwa, wczesne wykrywanie oraz ostrzeganie przed zagrożeniami pożarowymi. Na ich podstawie podejmowana jest przez system decyzja o niezwłocznym, czyli natychmiast po wystąpieniu zagrożenia, powiadomienia dyspozytora czy stosownych służb.

System przetwarza i reaguje na kombinację zjawisk oraz pomiarów związanych z temperaturą, jej dynamiką, parametrami otoczenia czy występowania zjawisk dodatkowych np. na podstawie analizy obrazów termowizyjnych.

beholder_sensor4

Wersje

Dostępne są dwie wersje wdrożenia systemu: Beholder Cloud Basic oraz Beholder Pro, które umożliwiają jak najbardziej płynne i dostosowane do aktualnych potrzeb uruchomienie rozwiązania.

Beholder Cloud Basic

Beholder Cloud Basic to podstawowa wersja systemu pozwalająca na szybkie wdrożenia niezbędnego minimum poziomu zabezpieczeń na pojedynczych pojazdach.
Cechuje się stosunkowo niskim kosztem uruchomienia i zapewnia podstawowe usługi monitorowania oraz alertowania o zagrożeniach.
Ta wersja jest dobrym punktem startowych do stopniowego wdrażania rozwiązania docelowego. Zapewnia powiadamianie poprzez SMSy do wskazanych dyspozytorów oraz obsługuje do 10 detektorów i/lub 5 pojazdów. Ponadto całość komunikacji realizowana jest przez pojedynczy gateway, komunikujący się z chmurą obliczeniową oraz serwerami obsługiwanymi przez firmę Cognimetrica poprzez łącza sieci komórkowej.
W miarę rozwoju systemu oraz potrzeb Klienta, instalacja w wersji Cloud Basic może być zmigrowana do docelowej wersji Beholder Pro.

Beholder Pro

Cechą charakterystyczną systemu w wersji Beholder Pro jest to, że działa w ramach firmowego intranetu Klienta i jest niezależny od zewnętrznych zasobów w chmurze obliczeniowej, a także usług operatorów komórkowych, co wpływa na niezawodność i responsywność rozwiązania.
Wersja ta nie ma także limitów (występujących w wersji Cloud Basic) co do ilości sensorów / pojazdów, liczby niezbędnych gatewayów czy ilości miejsc stacjonowania pojazdów (zajezdni). Przekłada się to na skalowalność (nawet setki monitorowanych pojazdów), bezpieczeństwo (redundancja elementów systemu) oraz zasięg działania. Pokrycie systemu przy dwóch antenach (gateway’ach) wynosi nawet do kilku kilometrów ale bezpieczne założenie przy takiej konfiguracji to zasięg ok. 2 km.
System w tej wersji obsługuje ponadto różne rodzaje powiadomień typu: alarmy, syreny, tablice informacyjne, SMSy czy dzwonienie.

Składniki

W skład systemu wchodzą następujące komponenty:

  • Detektory odpowiedzialne za zbieranie informacji z terenu. Są to różnego rodzaju czujniki, sensory, mierniki czy kamery, które za pomocą bramek komunikacyjnych wysyłają i przyjmują dane pomiarowe. Charakteryzują się bardzo niskim poborem mocy i dalekim zasięgiem działania.
  • Bramki komunikacyjne czyli urządzenia odpowiedzialne za odbieranie danych z urządzeń końcowych. Często są także odpowiedzialne za konwersje komunikatów z urządzeń na pakiety standardowych protokołów komunikacyjnych (IP).
  • Specjalistyczne serwery przemysłowe odpowiedzialne za zbieranie i przechowywanie danych, które są następnie analizowane przez algorytmy dedykowanych aplikacji dziedzinowych.
  • Aplikacja centralna czyli komplet algorytmów i rozwiązań sterujących odpowiedzialnych za reagowanie systemu na zadane zdarzenia (np. wykrycie i powiadomienie o możliwości powstania pożaru). Analizuje informacje z różnych źródeł starając się wykrywać anomalie i sytuacje potencjalnie niebezpieczne.
beholder_server4
beholder_alarm_node2

Detektory

Kluczem do sukcesu we wczesnym ostrzeganiu jest detekcja punktowa. Dlatego w systemie dominującym źródłem informacji są pomiary bezpośrednio na pakietach bateryjnych na pojazdach. Zawsze na pojeździe instalowane są co najmniej dwa detektory, a zazwyczaj jest ich 4.

Każdy detektor wyposażony jest w 2 sensory temperatury – kontaktowy, mierzący temperaturę na obudowie, w miejscu styku z autobusem oraz ambientowy, mierzący temperaturę otoczenia. Dzięki temu detektor wie m.in. skąd pochodzi wzrost ciepła.

beholder_sensor6

Jako że mamy do czynienia z pojazdami elektrycznymi, hybrydowymi i trolejbusami założeniem jest bezinwazyjny sposób montażu detektorów.

Montaż detektorów odbywa się bez żadnego okablowania, najczęściej poprzez przyklejenie detektora do wybranej powierzchni (obudowy baterii). Detektor jest wyposażony w specjalną taśmę przewodzącą ciepło.

Wymiary urządzenia to ok. 40 x 70 x 90 mm.

Detektory są całkowicie niezależne od instalacji układów pojazdu, zarówno pod względem komunikacyjnym jak i energetycznym. Zasilanie jest bateryjne w technologii litowo-chlorkowo-tionylowej.

Detektory komunikują się z otoczeniem drogą radiową na częstotliwości 868 MHz i mocy poniżej 25mW (system spełnia dyrektywę unijną SRD), co oznacza, że ich zastosowanie nie wymaga licencji radiowej od użytkownika końcowego. Dyrektywa SRD nakłada rygorystyczne są ograniczenia dotyczące zajętości i sposobu wykorzystywania pasma.

Detektory dostosowują parametry swojej pracy (m.in. częstotliwość pomiarów) do aktualnej sytuacji, aby z jednej strony oszczędzać energię z baterii, optymalizować zajętość pasma komunikacyjnego, ale jednocześnie odpowiednio szybko reagować na zmiany wielkości mierzonych.

Czas życia baterii wynosi nawet do 10 lat i więcej, bo inteligentny detektor optymalizuje zużycie energii m.in. przez dobór częstotliwości nawiązywania połączenia. Nie wysyła danych gdy jest to niepotrzebne i z kolei zwiększa ilość komunikatów gdy wykrywane jest potencjalne zagrożenie.

Zasięg od sensorów do bramki komunikacyjnej – w zależności od zastosowanej anteny i miejsca jej montażu, wynosi nawet kilka kilometrów.

W zależności od potrzeb, w rozwiązaniu jest możliwość stosowania sensorów różnego typu. Wymogiem jest jednak aby zostały one certyfikowane do systemu. Certyfikowanymi sensorami są w szczególności: detektory radiowe AI-SENSO firmy In-Lab, kamery termowizyjne Hikvision i inne.

beholder_sensor5

In-Lab AI-SENSO

Detektorami, które są zgodne i które można wykorzystać przy wdrażaniu systemu Beholder są m.in. urządzenia AI-SENSO firmy In-Lab.

AI-SENSO to rodzina inteligentnych bateryjnych sensorów bezprzewodowych do pomiaru wybranych wielkości fizycznych, jak np. poziom promieniowania UV-C, wilgotności, temperatury i innych potrzebnych parametrów.

Sensory nadają się do łatwego i wygodnego wykorzystania w systemach dziedzinowych jak np. Beholder Cloud Basic czy Beholder Pro, za sprawą integracji w czasie rzeczywistym.

Sensory AI-SENSO są certyfikowane do zastosowania w branży automotive i na autobusach wiodących producentów.

beholder_sensor1

Aplikacja centralna

W każdej wersji systemu dostępna jest wygodna aplikacja zarządcza (centralna) z tym, że w wersji Cloud Basic pracuje ona i jest dostępna poprzez zewnętrzną chmurę obliczeniową natomiast w wersji Pro działa ona autonomicznie na lokalnych zasobach i sieci Klienta.

Jest to serce systemu, skupiające narzędzia konfiguracyjne, algorytmy przetwarzające i interpretujące miliony komunikatów oraz danych pomiarowych a także obrazów zbieranych przez zdalne sensory czy inne dostępne mechanizmy alertujące.

Do głównych funkcjonalności rozwiązania należą:

  • Moduł AI mający na celu wczesne wykrywanie zagrożeń,
  • Stały monitoring statusu całego systemu (wykrywanie anomalii w działaniu poszczególnych części systemu np. uszkodzonego detektora lub sygnalizatora),
  • Możliwość parametryzacji procedur reakcji na zagrożenia (alertów, procesów automatycznych, powiadomień),
  • Możliwość konfigurowania automatycznych procedur alarmowych i integracji z dodatkowym osprzętem np. syrenami czy oświetleniem awaryjnym,
  • Wygodny dashboard zarządczy zwięźle prezentujący aktualny status systemu.
beholder_alarm_node4
beholder_server5
beholder_sensor3

Podsumowanie

Zakres temperaturowy działania systemu zawiera się w przedziale od -40 do +85 stopni Celsjusza w pomiarze ciągłym i ok. +100 stopni w chwilowym.

Wszystkie urządzenia terenowe czyli detektory, anteny, gateway’e itp. wykonane są w wersji odpornej na warunki atmosferyczne i uszkodzenia mechaniczne (heavy duty, wodoszczelność).

System oprócz ciągłego monitorowania zagrożenia pożarowego dokonuje stałej autodiagnostyki, aby zawsze zapewniać pełną gotowość do działania.