Kaptur ucieczkowy o podwyższonym poziomie widoczności zintegrowany z systemem zdalnej lokalizacji użytkownika do stosowania podczas poważnych awarii związanych z emisją substancji niebezpiecznych

Kierownik projektu: dr Małgorzata Okrasa

Streszczenie projektu:

Celem projektu było opracowanie kaptura ucieczkowego o podwyższonym poziomie widoczności zintegrowanego z systemem zdalnej lokalizacji użytkownika przeznaczonego do zastosowania podczas poważnych awarii związanych z emisją substancji niebezpiecznych. Rozwiązanie to zapewni użytkownikowi ochronę układu oddechowego, oczu i twarzy przed działaniem czynników szkodliwych i jednocześnie stanowić będzie narzędzie wspomagające prowadzenie ewakuacji przez służby ratownicze. Realizacja tego celu była możliwa dzięki zastosowaniu dwóch podsystemów o wzajemnie uzupełniających się funkcjach. Pierwszy z nich przyczynia się do zwiększenia widzialności użytkownika w warunkach ograniczonej widoczności. Drugi pozwala na określenie przybliżonego położenia i stanu użytkownika kaptura w czasie zbliżonym do rzeczywistego.

Projekt III.N.13. Podstawowe funkcje modelu kaptura ucieczkowego o podwyższonym poziomie widoczności zintegrowanego z systemem zdalnej lokalizacji użytkownika

W ramach realizacji projektu zdefiniowano strukturę, sposób funkcjonowania i wymagania dla poszczególnych elementów opracowywanego rozwiązania. Dokonano szerokiego przeglądu literatury i dostępnych w handlu rozwiązań w zakresie konstrukcji, funkcji i zakresu stosowania ucieczkowego sprzętu ochrony układu oddechowego, systemów służących do lokalizacji przedmiotów i ludzi w przestrzeni fizycznej oraz ich zastosowania do poprawy wydajności procesów przemysłowych, zwiększenia bezpieczeństwa pracownika na stanowisku pracy, w tym do wspomagania akcji ratowniczych podczas awarii przemysłowych. Na tej podstawie określono wstępne założenia do konstrukcji kaptura. Następnie przeprowadzono konsultacje i badania ankietowe z udziałem strażaków, dzięki którym możliwe było zdefiniowanie warunków stosowania sprzętu podczas poważnych awarii związanych z emisją substancji niebezpiecznych oraz potrzeb w zakresie jego funkcjonalności. Pozwoliło to na sformułowanie wymagań odnośnie do działania podsystemów wchodzących w skład kaptura ucieczkowego w zakresie precyzji i dokładności lokalizacji, skalowalności, zapotrzebowania energetycznego i przewidywanych kosztów jego implementacji i konserwacji. Dalsze prace obejmowały przeprowadzenie szczegółowej analizy zapisów normy EN 403:2004 pod kątem określenia wymagań związanych z implementacją elementów systemu zdalnej lokalizacji i poprawy widoczności użytkownika w kapturze ucieczkowym. Wymagania te wykorzystano do opracowania modelowej architektury systemów lokalizacji i poprawy widoczności użytkownika kaptura ucieczkowego oraz sformułowania założeń w zakresie specyficznych warunków technicznych związanych z jego opracowaniem.

Przeprowadzona została weryfikacja założeń dotyczących modelowej architektury systemu lokalizacji i poprawy widoczności użytkownika kaptura ucieczkowego. Do dalszych prac wytypowana została technologia Bluetooth Low Energy (BLE) z uwagi na wystarczającą szybkość przesyłania danych, zasięg i poziom zabezpieczeń oraz bardzo niskie zapotrzebowanie energetyczne. Zdecydowano, że położenie użytkowników kapturów ucieczkowych określane będzie na podstawie modelu propagacji sygnału radiowego, z uwagi na fakt, że metoda ta jest łatwa w implementacji i jednocześnie zapewnia uzyskanie dokładności lokalizacji na zakładanym poziomie. Kolejnym krokiem było przeprowadzenie niezbędnych modyfikacji urządzeń wchodzących w skład systemu w celu uwzględnienia dodatkowych funkcji alarmowych (opracowanie modułów lokalizacji i poprawy widoczności użytkowników – modułów LPW). Przeprowadzone zostały działania związane z opracowaniem oprogramowania umożliwiającego konfigurację systemu, wyznaczenie przybliżonego położenia użytkownika kaptura ucieczkowego na podstawie danych o mocy sygnału z modułów LPW oraz wizualizację położenia i stanu użytkowników kapturów. Równolegle prowadzono prace zmierzające do określenia modelowej konfiguracji systemu. W tym celu przeprowadzone zostały badania zależności pomiędzy wartościami RSSI mierzonymi dla poszczególnych modułów LPW od ich odległości względem urządzenia skanującego oraz tłumienia tego sygnału przez elementy konstrukcyjne budynku pozwalających na uzyskanie zakładanego poziomu precyzji lokalizacji użytkowników kapturów ucieczkowych. Kolejnym zadaniem zrealizowanym w ramach etapu było opracowanie modelu kaptura ucieczkowego. W tym celu wytypowano trzy metody integracji polegające na pośrednim połączeniu komponentów poprzez zamocowanie modułów elektronicznych w odpowiednio przygotowanych elementach montażowych. Następnie przeprowadzono weryfikację opracowanych wariantów integracji na podstawie analizy wyników badań podstawowych parametrów ochronnych i użytkowych, efektywności działania układów elektronicznych oraz poprawności jego funkcjonowania w przewidywanych warunkach użytkowania.

Następnie przeprowadzono uzupełniające badania właściwości ochronnych i użytkowych opracowanego modelu kaptura ucieczkowego wraz z kompleksową oceną spełnienia wymagań normy EN 403:2004. Wykonano badania weryfikujące dokładność i precyzję systemu lokalizacji pracownika oraz poprawność funkcjonowania oprogramowania wyznaczającego lokalizację użytkownika kaptura dla różnych wariantów konfiguracji systemu. Pozwoliło to na ustalenie ostatecznych parametrów pracy systemu, które wykorzystano podczas laboratoryjnych badań funkcjonowania opracowanego rozwiązania w symulowanych warunkach użytkowania. Ostatni etap działań obejmował opracowanie dokumentacji technicznej kaptura ucieczkowego o podwyższonym poziomie widoczności zintegrowanego z systemem zdalnej lokalizacji użytkownika.

Wyniki projektu przedstawiono w 2 publikacjach w czasopismach o zasięgu krajowym, 1 publikacji złożonej do redakcji czasopisma o zasięgu międzynarodowym i 1 broszurze, zaprezentowano w referatach na 1 konferencji międzynarodowej, 3 konferencjach krajowych i 2 seminariach krajowych, przedstawiono w formie plakatu na 1 konferencji międzynarodowej oraz w 1 materiałach informacyjnych online.

Jednostka: Pracownia Sprzętu Ochrony Układu Oddechowego

Okres realizacji: 01.01.2017 – 31.12.2019