Divize Siemens Building Technologies (SBT) se opírá o vysokou technickou kompetenci, širokou a diferencovanou nabídku a o blízkost zákazníkovi. Profituje na megatrendech: globalizaci, demografických změnách, urbanizaci, nutnosti šetření se zdroji a energiemi a na zvýšené ochraně životního prostředí. V roce 2007 bude světový trh techniky budov obsluhovaný SBT obnášet téměř 90 mld. eur. Zahrnuje automatizaci budov, požární ochranu a elektronická bezpečnostní řešení. Právě tyto skutečnosti vysvětlují mj. konání mezinárodního odborného tiskového fóra v novém hlavním sídle SBT ve švýcarském Zugu.
Značně stoupají rovněž požadavky
na bezpečnost. Jen za elektrotechnické
bezpečnostní zařízení bude v roce
2007 vynaloženo cca 55 mld. eur.
Roční růst objednávek představuje
u SBT 23 %. Na tomto úseku počítá
s nárůstem tzv. Container Security
a bezpečnosti celých logistických
řetězců, s bezpečností na stadionech
(Fully Integrated Stadium) apod.
Aktuálním projektem je Olympijská
plavecká hala v Pekingu.
Rozhodující úlohu mají rychlé
inovace a široká nabídka sériových
Plug-and-play produktů a otevřených
systémů. Narůstá rovněž
význam Home Automation a Total
Building Solution. Významné je
společné nástrojové prostředí, společné
časové základny a společná
komunikace. S tím je spojený provoz
a vyvolávání služeb všech stupňů
na internetu. Výsledkem jsou
nižší investiční náklady a náklady
věnované po celou dobu životnosti
pro zákazníka.
TOTAL BUILDING SOLUTION (TBS)
Moderní komerční a obytné budovy
dnes uživatelům nabízejí vysoký
standard bezpečnosti a komfortu.
Základem toho jsou architektonické
koncepce, energeticky efektivní
metody výstavby, kvalitní provedení
a elektronické řízení a komunikace
na nejnovější technické úrovni.
V blízké budoucnosti se dají očekávat
další technologie umožňující
především zlepšení funkčnosti
a přizpůsobitelnosti. Předpokladem
integrace jednotlivých disciplín je
dokonalá funkční souhra a otevřené
globální standardy.
Další rozvoj umožní technologie
jako Video-over-IP, bezpečné datové
sítě, dálkové služby, konzistentnost
dat managementu budov, miniaturní
senzorová uspořádání, adaptivní
regulační systémy, rozhlasová technika,
evakuační technika, automatické
odvětrávání a hašení, vysoká
bezpečnost detekce požárů a efektivní
spotřeba energie.
Nasazení těchto technologií
umožní kombinování a integrování
různýcb funkcí do Total Building
Solution (TBS) a současně je klíčem
k vysokému komfortu, bezpečnosti
a k efektivnímu energetickému
managementu i k ekonomické a ekologické
optimalizaci technických
systémů během celého cyklu životnosti
budov.
Po produktové stránce patří
k inovativním technologiím systém
managementu budov založený na
Web technologii Desigo Web, Synco
living Home automation - bezdrátové
komunikace s velmi nízkou
spotřebou, systémy ohlašování
požárů BC80 (kompletně vyvinutý
a vyráběný v Číně) a Sinteso F20
a elektronické systémy vstupní
kontroly SiPass nebo duální hlásiče
pohybu Eyetec. Značný význam
mají samozřejmě nové trendy obrazové
analýzy.
INTELIGENTNĚ ŘÍZENÉ OSVĚTLENÍ
Světelná řešení integrovaná v systémech
managementu budov mají
řadu výhod z hlediska komfortu,
spolehlivosti a energetické efektivnosti.
SBT a Osram společně vyvinuly
systém řízení osvětlení, který
je pilotně nasazován ve Švýcarsku
v nejrůznějších stavebních projektech.
Integrace je výhodná jak pro
architekty, montážní firmy, tak i pro
další zákazníky. Výhodné je produktové
portfolio od jednoho dodavatele.
Systémy mohou být jednoduše
projektovány, obsluhovány, kontrolovány
a řízeny a provozní náklady
lze udržovat na nízké úrovni.
Požadavky na řízení osvětlení a na
světelný management se neustále
zvyšují. Musí umožňovat flexibilitu
a univerzálnost využívání prostor,
stmívání místo jednoduchého vypínání,
respektovat přítomnost osob,
musí být regulovatelné, musí umožňovat
změny barev a vyvolávání
nakonfigurovaných scén.
Odpovědí na tyto požadavky je
standard DALI (Digital Addressable
Lighting Inteface). Provoz zářivek
vyžaduje elektronický předřadník.
Díky DALI se dají předřadníky
sdružovat a dají se řídit jednou řídicí
jednotkou. Umožňuje rovněž programování
světelné scény, rozdělování
energie, integraci do subsystémů
a úspory při instalaci. Nové předřadníky
Osram Quicktronic mohou
sloužit dvěma svítidlům, nemusí se
měnit při změně výkonu svítidla.
Inteligentní software rozpozná různé
osvětlovací prostředky, automaticky
nastaví potřebné parametry
a zabezpečí tak optimální provoz.
Poptávka po integrovaném světelném
managementu stoupá. Je podmíněna
zejména změnami nájemců
a uživatelů a nutností flexibilně se
přizpůsobovat požadavkům.
SYSTÉMY POŽÁRNÍ SIGNALIZACE
Po zavedení nové generace požárních
hlásičů v letech 2004/2005
nyní SBT uvádí do provozu také
novou rodinu požárních ústředen.
Tak vzniká kompletní systém požární
signalizace Sinteso F20. Systém
je založen na jednotné technologické
platformě. Poskytuje bezvadnou
funkční bezpečnost a díky modulární
konstrukci zajišťuje dlouhodobě
plynulý a ekonomicky efektivní
provoz. Využívá standardní rozhraní
BACnet a dá se pružně zapojovat do
sítě, rozšiřovat nebo přizpůsobovat
změnám požadavků a aplikacím.
Možné je i dálkové ovládání pomocí
Ethernetu.
Nová řada ústředen umožní pokrýt
jednotnou technologií prakticky
veškeré aplikace. Od samostatných
ústředen přes ústředny se dvěma
smyčkami a max. 252 periferními
přístroji až po velká zařízení s 30
okruhy a max. 3000 periferiemi
(senzory, hlásiče, poplachové zdroje
apod.). Periferní přístroje propojuje
speciálně vyvinutá FDnet (Field
Device Network). Ta umožňuje rovněž
energetické napájení přístrojů,
čímž redukuje náklady na energie
a kabelizaci. Větší počet ústředen
může být propojen do sítě pomocí
výkonných centrálních sběrnic FCnet
(Fire Control Network). Umožňuje
značnou volnost ve vytváření
topologie sítě z měděných nebo
optických vodičů.
Nové hlásiče využívají ASA
technologii (Advanced Signal Analysis)
a dosahují jedinečné bezpečnosti
detekce, prakticky vylučují
falešné poplachy. Signály získané
senzorem jsou převáděny do matematických
vzorců podle algoritmů
a poté se porovnávají s hodnotami
uloženými v hlásiči. Algoritmy
jsou dolaďovány výběrem příslušné
sestavy ASA parametrů a hlásič
je tak nastaven na předpokládané
příznaky požáru a rušivé vlivy prostředí
instalace. Další významnou
výhodou jsou procesně a časově
vázaná hlášení.
Hlásiče zajišťují spolehlivou reakci
pro všechny druhy požáru, a to
i v náročných podmínkách prostředí.
Bezpečnost detekce je tak vysoká,
že SBT přebírá náklady na nasazení
požárních sborů v případě vyvolání
neúmyslného (falešného) poplachu.
Dnes se na celém světě využívá
500 000 Sinteso hlásičů integrovaných
do různých systémů a zařízení,
které každodenně zabezpečují
spolehlivý provoz s nízkými
náklady. Požární signalizace může
pracovat v lokálním i dálkovém
provozu (ovládání), díky opatřením
pro zabránění vzájemným kolizím
a v případě ztráty spojení se systém
automaticky přepíná na místní ovládání.
FCnet pracuje s výkonem 400
kbit/s, selektivní rychlostí 400 kbit/s
a 100 kbit/s do max. vzdálenosti 16
km a při max. počtu 16 000 síťových
prvků.
HASICÍ SYSTÉMY
Náklady vyvolané přerušením
provozu po požáru jsou pro průmyslové
podniky často závažnější než
vlastní škody na budovách a věcných
hodnotách. Studie pojišťoven
ukazují, že asi 78 % podniků po
požáru do tří let zmizí z trhu. Krátké
časové odstupy mezi ohlášením
požáru a intervencí jsou rozhodující
pro velikost škod.
Vzhledem k elektronickému řízení
dnes mohou ztráty dat a možnosti
komunikace zcela zablokovat
výrobní a obchodní činnosti.
Pro detekci je významná ochrana
budov, místností, provozů a objektů
(klimatizace, větrání, rozvaděčů,
dvojitých podlah, kabelových
kanálů a šachet apod.). Musí dobře
fungovat spolupráce bodových
požárních detektorů a cíleného centrálního
hasicího systému (vodního,
s přírodními plyny nebo s chemickými
hasivy).
Detekční systém nemůže být jen
standardní, ale musí být naprogramovatelný
na specifické aplikace.
Systémy musí být vysoce detekčně
bezpečné, protože v mnoha zemích
mohou být zastavené pracovní procesy
obnoveny až je hasicí zařízení
znovu plně připraveno k provozu.
Oheň je uhašen odejmeme-li mu
teplo, kyslík nebo hořlavou látku.
Pro hašení různých druhů požárů
neexistuje žádný univerzální hasicí
prostředek. Halon nelze používat
kvůli poškozování ozónu. Nový
chemický hasicí prostředek Sinorix
1230 a Sinorix 227 není pro životní
prostředí závadný. Oba prostředky
lze nasadit tam, kde je nutno počítat
s pomalým vývojem požáru,
typickým pro elektronická zařízení.
Tyto prostředky jsou speciální tlakovou
tryskací technikou rovnoměrně
odpařovány do prostoru.
Řada hasicích zařízení využívá
koncentrované inertní plyny.
Používají se v uzavřených prostorách
s vysokými věcnými hodnotami
(sklady kožešin, archivy)
i u důležitých elektrických zařízení.
SBT využívá tyto plyny v čisté
formě (N2, CO2, Ar). Dusík a argon
jsou pro osoby nezávadné, použití
CO2 je vždy spojeno s ochranou přítomných
osob. Inertní plyny se dají
rovnoměrně za stálého tlaku rozdělovat
do prostoru technologií CDT
(Constant-Discharge-Technology).
Při hašení mohou být čisté inertní
plyny rychle a levně zabezpečovány
na místě.
Dobrých výsledků dosahují rovněž
zařízení vytvářející vodní mlhu.
Mohou chladit elektrárenská zařízení,
motory, čerpací stanice, ale
i tunely. Metoda může být optimalizována
množstvím použité vody
a velikostí kapek. Voda ve formě mlhy
rychle ochlazuje horké povrchy
a plyny. Tato technika se hodí i pro
požáry kapalin (benzín, nafta). Voda
je obvykle smíchána s dusíkem. Pak
působí i při normálních prostorových
teplotách, při nízkoteplotním hoření
nebo na malé vznikající požáry.
Prognózy naznačují, že trh automatických
hasicích systémů (AFE)
vzroste do roku 2010 na 5,2 mld.
eur, tedy o 40 %. Tato zařízení
SBT vyvíjí a zkouší ve švýcarském
Altenrheinu, francouzském Bucu
a ve Florham Park v USA.
ZKUŠEBNÍ A TESTOVACÍ
LABORATOŘE
Pro vývoj produktů, jejich kvalitu,
nízké náklady a rychlé uvádění do
provozu jsou důležité zkušební laboratoře.
SBT má takové zařízení pro
vytápění, větrání, klimatizaci a elektrotechniku
v Zugu. Nové produkty
tam zkoušejí na skutečném zařízení
v reálném provozu.
V 800 m2 velké laboratorní hale
mohou být vytvořeny čtyři testovací
prostory pro administrativní budovy
a domovní aplikace. K dispozici
jsou např. čtyři větrací zařízení, různé
typy vytápění (olejové a plynové
kotle, dálkové vytápění, tepelná
čerpadla, ohřev TUV a topné bloky)
a 12 možných aplikací chladicího
zařízení (senzorů, ventilů). K dispozici
jsou rovněž klimatické laboratoře
pro precizní proměřování senzorů.
Mohou být vytvářeny libovolné
aplikace automatizace budov z pravých
součástí modulárního zařízení
a zkoušky probíhají v podmínkách
blízkým reálným.
Technická zařízení pro provoz
budov a infrastruktury vyžadují
vysokou funkční bezpečnost. Ve
stavebnictví mohou z důvodu nedostatečné
kvality a opožděných dodávek
vznikat dodatečné a vyvolané
náklady, které nasčítají do značných
hodnot.
SBT provozuje topenářské laboratoře
u výrobního závodu v Rastattu
v Německu. V Zugu nyní buduje
nejnovější testovací zařízení požárních
hlásičů a senzorů podle aktuálních
evropských norem.
EYETEC HLÁSIČ POHYBU
Před mnoha lety uvedla společnost
Siemens na trh úspěšně technologii
Matchtec(tm) - kombinaci pasivní
infračervené a ultrazvukové detekce
pohybu. Nyní vyvinula první duální
pohybový hlásič na světě doplňující
pasivní infračervené vyhodnocení
kvalitním optickým senzorem. Díky
tomu vykazuje hlásič Eyetec vysokou
spolehlivost, bezpečnost a prakticky
vylučuje falešné poplachy.
Představuje inteligentní sloučení
metod vyhodnocování ze dvou nezávislých
senzorů. Algoritmus obrazové
analýzy automaticky vyhodnocuje
veškeré pohybové vzorky a posuzuje
je podle hodnověrnosti. Obrazový
senzor zaznamenává události
před, během a po vyvolaném poplachu,
a tím umožňuje jeho spolehlivé
následné vyhodnocení. Mohou být
nastaveny směry pohybu (pohyb
zprava doleva je možný, pohyb ve
směru zleva doprava možný není,
je možné detekování v obou směrech
a výstup např. hlídače bez opětovného
vstupu do kontrolovaného
prostoru). Možný je rovněž selektivní
výběr kontrolních zón (aktivní
a neaktivní) a v kontrolovaném prostoru
mohou být zřízeny přístupové
zóny, čímž se dají vyloučit chybné
poplachy.
Pasivní infračervený senzor je
vybaven patentovanou kvalitní optikou
triplexních černých zrcadel.
Speciální povrchová úprava černého
zrcadla pohlcuje přirozené bílé
světlo (sluneční světlo nebo světlo
žárovek), které se nachází v jiném
kmitočtovém pásmu než infračervená
energie vyzařovaná lidskými těly,
a tím se účinně eliminují další příčiny
falešných poplachů.
Tradiční pohybové hlásiče pokrývají
pouze blízkou oblast 10-30 cm.
Anti-Bloking-funkce Eyetec naproti
tomu zachycuje pokusy o sabotáž
v celém okruhu působnosti a spolehlivě
signalizuje veškeré pokusy
o napadení nebo nepravidelnosti.
Eyetec splňuje evropskou normu
EN 50131-2 stupeň 4 a byl nedávno
oceněn jako nejlepší produkt mezi
hlásiči na veletrhu Fire & Security
(IFSEC) v Birminghamu.
Jednoduchému programování
a selektivnímu seřízení dobře slouží
opční komunikační nástroj IRO
ComTool.
Eyetec hlásiče poskytují dokonalé
pokrytí hlídané zóny v reálném čase
a mohou být nasazeny i v nejnáročnějších
aplikacích.
TRENDY INTELIGENTNÍ OBRAZOVÉ
ANALÝZY
Člověk nemůže zpracovat narůstající
počet videokanálů bez pomocných
prostředků. Videosenzorika
se stává klíčovým prvkem bezpečnostních
aplikací. Pozorovatel dvou
monitorů s automatickým přepínáním
obrazu po 12 minutách přehlíží
až 45 % veškerých aktivit na
scénách a po 22 minutách až 95 %.
Inteligentní metody obrazové analýzy
usnadňují pozorovateli zvládnutí
obrovského přílivu informací.
V této oblasti je prognózován nárůst
trhu z dnešních cca 100 milionů
USD na více než 800 mil. USD
v roce 2010. Tato poptávka a trend
digitalizace podporuje výrobce
nových produktů. V analogové
technice je videosenzor předřazen
jako samostatná jednotka videomatice
- centrální řídicí jednotce.
V digitální technice Video-over-IP
je vše sdruženo do tzv. videokodeku
(Sistore CX). Ten přijímané
signály v reálném čase digitalizuje
a komprimuje v MPEG-4 formátu.
Dále integruje obrazovou analýzu,
paměťové - záznamové úkoly a další
rozdělování signálu v síti. IP-kamery
a síťové videorekordéry budou stále
výkonnější. Síťové videorekordéry
umožní kromě inteligentního vyhledávání
uložených obrazových dat
také vyhodnocování datových toků
z IP-kamer v reálném čase (NOOSE
- Network of optical Sensors).
S digitalizací se mění rovněž vnitřní
stavba senzorů. Do hry vstupují
procesory,
které mohou provádět náročné
softwarové algoritmy. Existují
rovněž videosenzorové systémy
založené na PC. Posilován je trend
k videokodekům s vysokou integrací
a s minimálně stejným zpracovatelským
výkonem jako PC,
ale s malým ztrátovým výkonem
< 10 W/kanál. PC systémy mají až
50 - 100 W ztrátového výkonu na
kanál. Zřídka mohou PC zpracovávat
více než 4-8 kanálů. Očekává se,
že v budoucnosti budou k dispozici
čipy s předem připravenými algoritmy
pro obrazovou analýzu.
Neexistuje žádný univerzální algoritmus
pro široké spektrum nasazení
(rozpoznávání registračních značek
automobilů, obličejů, sledování
objektů, rozpoznávání kouře apod.).
Již při vývoji videosenzorů je proto
nutné znát oblast nasazení a charakteristiku
pozorované scény.
Aplikace se mohou zásadně týkat
neživých a živých (pohyblivých)
scén.
Vždy je rozhodující vysoká citlivost,
rozlišování, rychlost detekce,
klasifikace vzorků pohybu, rozpoznávání
nedovolených zásahů na
kameře a minimalizace falešných
poplachů. U pohyblivých scén, např.
nástupiště, jde navíc o rozpoznávání
změn - zanechané předměty nebo
neoprávněně odstraněné předměty,
statistické charakteristiky pohybujících
se objektů.
Videosenzorika pohyblivých
kamer (PTZ - Pan-Tilt-Zoom) není
normálně určena k vyvolávání
poplachu, ale spíše k automatickému
řízení kamery (následování objektů)
pro podporu obsluhy.
Analýza v reálném čase nebo
z archivovaných materiálů ovlivňuje
především rychlost algoritmů.
Při provozu v reálném čase se musí
zpracování uskutečnit během 40 ms.
Pro pozdější vyhodnocení a zpracování
jsou ke snímanému obrazu
přidávána a ukládána tzv. metadata
(např. ve formátu MPEG-7), slouží
k identifikování důležitého obrazového
obsahu. Dodatečné vyhledávání
důležitých událostí nebo objektů
metadat
bez nutnosti provádět náročnou
analýzu.
Videosenzory nacházejí uplatnění
v automatizaci, biometrii a ve videoverifikaci
(volba příznivých objektů).
Moderní senzory jako Sistore CX
jsou schopny zpracovávat obrazy
v reálném čase s pixelovou přesností.
Typické je tzv. CIF-rozlišení
(Common Intermediante Format)
352 x 288 pixelů. Tak je více než
100 000 obrazových bodů na obraz
v reálném čase 40 ms zpracováno.
Typické videosenzory pracují
doposud na principu diferenčního
zpracování zobrazení. Pohybující se
objekty vytvářejí měřitelné rozdíly.
Čím rychleji se objekt pohybuje, tím
vyšší je intenzita změn signálu. Aby
byly rozpoznány i pomalé objekty,
musí být senzor nastaven na vysokou
citlivost. Při metodě využívané
Sistore CX EDS je díky vysoké
výkonnosti videoprocesorů umožněna
statistická metoda hodnocení
obrazů za delší časové období. Je
zjišťován aktuální obraz na pozadí,
nikoli obraz po obraze. Extrahovány
jsou pouze měnící se objekty. Statistická
analýza pokračuje během
provozu kontinuálně. Citlivost senzoru
není závislá na rychlosti objektu.
Detekce je spolehlivější a méně
náchylná k falešným poplachům.
Navíc se dají odvodit typické vzorky
pohybu objektů (hmyz, ptáci,
déšť, sníh, padající listí apod.). Na
obraze se dají volně umístit senzorové
prvky, jako statické a dynamické
virtuální nástražné dráty a může být
nastavena citlivost senzoru, minimální
velikost detekovaných objektů,
max. přípustná rychlost objektů,
změny pozadí apod.
Statickou analýzou mohou být
dnes podstatně lépe potlačeny některé
rušivé vlivy (oslnění, zastínění
apod.).
Miniaturizace a integrace bude
pokračovat. Brzy budou existovat
inteligentní kamery s výkony jako
dnešní inteligentní videokodeky.
Také se počítá se CMOS - obrazovými
senzory pro snímání a předběžné
zpracování videodat.
Souřadnice objektů bude možno
připojovat do polohopisných plánů
jako dynamické ikony. Při tom bude
možno podobné objekty znázornit
stejnými ikonami a objekty klasifikované
jako "dobré" mohou být
znázorněny zeleně, "zlé" - poplachové
objekty mohou být červené
a kritické objekty mohou být žluté
ještě před tím než vyvolají poplach.
Zdokonalovat se mají algoritmy
i znakové vektory.
V akademické úrovni se dnes
zkoumají technologie pro počítání
osob ve značně živých scénách, kde
se jednotlivé objekty silně překrývají.
Cílem je postupovat, od postupného
zpracování pixelů k pochopení
celého obrazu.
U SBT se zabývá výzkumem
a vývojem 1400 pracovníků. Těžištěm
jejich činnosti je řízení, regulace,
senzorika a aktorika pro doplňování
systémové techniky, komunikační
technika a technologie rozhraní člověk
- stroj pro automatizaci budov
a domácností. /an/
