Bosch: Kameras für die schnellstmögliche Branderkennung in Industrieanlagen

In den letzten Jahren sorgen neuartige Brand­risiken in Industrieanlagen für gesteigerten Bedarf an frühestmöglicher Branderkennung. Schlagzeilen machen zunehmend Brände in Recyclinganlangen. Insgesamt haben Brände in Recyclinganlagen in den USA in den letzten Jahren um 26 Prozent zugenommen.

In diesen Anlagen lässt die direkte Nähe zu brandgefährlichen Stoffen ein Feuer schnell außer Kontrolle geraten. Auch die Branderkennung ist erschwert. Bedingt durch hohe Decken in Recycling-Lagerhallen oder Luftzug durch halboffene Bereiche können herkömmliche Detektoren die Rauchpartikel in der Luft oft nicht rechtzeitig erkennen und Alarm schlagen.

Frühe Branderkennung unter erschwerten Bedingungen bietet seit 2018 eine IP-Kamera mit intelligenter Videoanalyse von Bosch: Die Brand- und Rauchmelderkamera Aviotec IP starlight 8000 kann Flammen und Rauch auch auf große Entfernung in wenigen Sekunden erkennen.

Weltweit installiert in Produktionsstätten, Lagerhäusern, Terminals, Hangars und Tunneln sorgt das VdS-geprüfte System für die nötige Sicherheit auch unter Bedingungen, bei denen herkömmliche Rauchmelder an ihre Grenzen stoßen.

„Videobasierte Branderkennung schließt eine Lücke der bestehenden Brandmeldetechnologien in großen und offenen Bereichen. Die schnelle und zuverlässige Erkennung von Bränden, nahezu unabhängig von den Anwendungsbedingungen, war daher unser Ziel“, berichtet Aviotec-Produktmanager Sören Wittmann.

Künstliche Intelligenz erkennt Brandherde in Sekunden
Konventionelle Rauchmelder lösen Alarm aus, wenn sie eine gefährliche Konzentration von Rauchpartikeln in der Raumluft erkennen. Dieses Prinzip erweist sich jedoch als zu langsam, wenn Rauchmelder unter der Decke in hohen Lagerhallen oder Tunneln angebracht sind. Stattdessen setzt Aviotec auf Branderkennung durch Videobilder, also Lichtsignale. Diese sind schneller als Rauchpartikel; so kann das videobasierte System entstehende Brände bereits im Frühstadium und innerhalb weniger Sekunden erkennen.

Hierzu analysiert die Aviotec Kamera die Live-Videobilder mithilfe spezieller KI-­Algorithmen auf die Entstehung von Rauch und Flammen. Von entscheidender Bedeutung ist hierbei die Tatsache, dass die Prozessoren für die nötige Rechenleistung zur Bild­erkennung bereits in den Kameras verbaut sind. Somit müssen die Videobilder nicht erst über ein Netzwerk an einen Server zur Analyse übermittelt werden, sondern stehen sofort zur Auswertung durch die eingebaute intelligente Videoanalyse bereit.

Aviotec vermeidet kostspielige Falsch­­alarme durch präzise Unterscheidung zwischen echtem Feuer und Störungen. Mehr als 20 Algorithmen erkennen Störfaktoren wie Reflektionen, Bewegungen von Objekten und Gegenlicht. Die speziell auf Branderkennung trainierte KI „sieht“ Feuer aufgrund von Faktoren wie Rauchdichte, Flackern sowie Änderungen im Farbspektrum von Orange und Gelb. Und das System meldet den genauen Brandort bereits im Früh­stadium und innerhalb von Sekunden, wenn Brände noch schwelen und konventionelle Detektoren nicht anschlagen.

Weiterhin funktioniert Aviotec auch unter Bedingungen, die herkömmliche Rauchmelder überfordern. Bei hoher Luftfeuchtigkeit oder starker Staubkonzentration in der Luft, etwa in der Papier- und Zellstoffindustrie, funktioniert die bildbasierte Rauch- und Branderkennung unbeeinträchtigt. Zusätzlichen Schutz erhält ­Aviotec durch spezielle Gehäuse für industrielle Arbeitsumgebungen.

Auch bei schwachen Lichtverhältnissen bis lediglich 2 Lux erkennt die inte­grierte Videoanalyse noch Brandherde. Über eine separate Infrarotbeleuchtung lassen sich auch Bereiche ohne sichtbares Licht sichern, wobei das System selbstständig vom Tag- zum Nachtmodus wechselt, wenn ein definierter Schwellenwert im Umgebungslicht vorliegt. Aus Betreibersicht lässt sich die IP-basierte Kamera auch als vernetztes System skalieren und mit einem zentralen Managementsystem integrieren. So können Feueralarme an eine Brandmelderzentrale oder Leitstelle übermittelt und mit Systemen wie Sprachevakuierung kombiniert werden.

„Brände mit Kameras erkennen kann fast jeder, dafür bedarf es nicht viel. Aber ein ­System zu entwickeln, dass diese Brände auch zuverlässig erkennen kann und vor allem robust gegen Falschauslösungen ist, war eine Herausforderung, die eine Vielzahl paralleler Algorithmen und dem zusätzlichen Einsatz von KI erforderlich gemacht hat“, fasst Sören Wittmann (Produktmanager Aviotec bei Bosch) zusammen.

„Die Entwicklung und Implementierung eines Brandmeldesystems mithilfe von Video Analytics war eine sehr zufriedenstellende Leistung“, ergänzt Alberto Serrano, Projekt­ingenieur bei Adeatel S.A. „Dass wir auf verschiedene Technologien setzen können, die einen hohen Mehrwert für unsere Kunden generieren, stärkt uns als zertifizierte In­stalla­teure und ermutigt uns, diese Alternativen auf dem lokalen Markt zu fördern.“

Für brandgefährdete Industrie­anlagen und Lagerhäuser
Die frühe Branderkennung durch das videobasierte Aviotec System ermöglicht Brandschutz auf einem Niveau, auf das viele Industriezweige gewartet haben. Schnelle Erkennung und präzise Bestimmung des Brandorts erlaubt Rettungsmannschaften die direkte und zielgerichtete Einleitung von Rettungs- und Evakuierungsmaßnahmen. So unterstützt Aviotec die Einhaltung von Richtlinien, gewährleistet die Sicherheit von Mitarbeitern, Gebäuden und Maschinen, und vermeidet durch Brände bedingte Anlagenausfälle und Produktionsstopps.

Bereits im Jahr 2018 erhielt Aviotec als erstes System seiner Art das Siegel der VdS Schadenverhütung GmbH. Die unabhängige Institution für Unternehmenssicherheit befand das videobasierte Brandschutzsystem aufgrund der bewährten VdS-Richtlinie 2203, „Anforderungen an Brandschutz-Software“ sowie „Vorgaben zur Prüfung von Flammenmeldern“, für sicher. Seitdem bewährt sich das im Lauf der Jahre ständig weiterent-
wickelte System in Anwendungen wie:

• Tunnel und Lagerhäuser mit hohen Decken, in denen Luftzirkulation den Rauch verdünnt bevor dieser konventionelle Deckenmelder erreicht.
• Flughäfen und Hangars, in denen herkömmliche Erkennungsmethoden oft Fehlalarme auslösen.
• Halboffene Räume und Lager in Außenbereichen, die Wind und Wetter ausgesetzt sind, wobei oft gerade hier brandgefährliche Stoffe und Materialien gelagert werden.

Aviotec in der Praxis
Das breite Leistungsspektrum von
Aviotec wird deutlich bei konkreten Anwendungsbeispielen aus der Industrie: Als erfahrener Anbieter von Offsetdruck-
Dienstleistungen lagert etwa die Mohn Media Mohndruck GmbH mit Sitz in Gütersloh enorme Mengen von Papier. Die Feuerwehr des Unternehmens der Bertelsmann Printing Group brauchte eine spezielle Brandüberwachungslösung für ihr Altpapierlager. Hier lagern unter acht Meter hohen Decken bis zu 300 Tonnen Papier. Angesichts der hohen Lagerräume wären konventionelle Rauchmelder nicht in der Lage, Schwelbrände rechtzeitig zu erkennen. Daher vertraut die Brandschutzabteilung bei Mohn Media seit Jahren auf Aviotec.

Besonders hoch sind die Brandrisiken in der Papier- und Zellstoffindustrie, wo die Rohstoffe und Chemikalien für Ver­packungen extrem leicht entflammbar sind. Besonders brisant ist die Kombination aus heißlaufenden Maschinen und Elektroleitungen zusammen mit Hackschnitzeln und aussortierten Kartonagen. Daher schützt in der Wellpappenfabrik des Herstellers Industria Cartonera Palmar in Machala, Ecuador, ein Aviotec Kamerasystem die Mitarbeiter, Rohstoffe, Maschinen und gelagerten Produkte. Durch nutzerspezifische Einstellungen und Alarmkriterien funktioniert das System bei minimalem menschlichem Eingreifen und sorgt trotz erschwerter Bedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit und Staub für zuverlässigen Brandschutz.

Beim italienischen Co-Packing-Unternehmen Richetti SpA erfüllt Aviotec gleich mehrere Funktionen: Der Hersteller von gekühlten und tiefgefrorenen Snacks hat nach einem schweren Brand in einer Produktionsanlage sowohl verbesserten Brandschutz als auch die Überwachung kritischer Sicherheitsbereiche mit Aviotec verwirklicht. Insgesamt sichern drei der Spezialkameras den Standort: zwei entlang der Produk­tions­linie und eine im Lager in der Nähe der Kartons. Weiterhin liefert das integrierte Sicherheitssystem von Bosch zuverlässigen Schutz vor Eindringlingen von außen.

Zukunftssichere Investition
Die Installation der Brand- und Rauchmelderkamera Aviotec sorgt für deutlich höheren Brandschutz in anspruchsvollen Anwendungen. Das System ist dabei eine zukunftssichere Investition für Betreiber. Denn in vielen Fällen eröffnet eine VdS-anerkannte Anlage Rabatte bei der Ver­siche­rungsprämie, oder ist bei risikoreichen Anlagen sogar grundlegende Bedingung für den Abschluss einer Versicherung.

„Auf den ersten Blick scheinen die Vorteile nicht greifbar zu sein, aber durch den Einsatz modernster Technologien, die den Bedarf an menschlichen Eingriffen reduzieren und die Steuerung eines Systems erleichtern, rentiert sich die Investition durch Geschäftskontinuität und langfristige Kosteneinsparungen“, so Ing. Patricio Román, Sicherheitschef Incar Palm.

Außerdem bietet Aviotec Anwendungen über die Brandsicherheit hinaus. Die intelligente Videoanalyse erlaubt auch eine Sicherheitsüberwachung und schlägt zum Beispiel automatisch Alarm bei Diebstahl oder Brandstiftung, aktuell die zweithäufigste Ursache von Lagerbränden. Das System erkennt auch Sicherheitsrisiken wie blockierte Notausgänge und schützt Außenbereiche vor Einbrechern und Vandalismus.

Zukunftssicher ist Aviotec auch dadurch, dass neue Funktionen per Firmware Update erhältlich sind. So brachte im November 2021 die Firmware-Version 7.81 von
Aviotec neue Algorithmen in die Kameras, die Feuer und Rauch bei wechselnden Wetter- und Lichtbedingungen melden können. Und wenn künftig die Anforderungen an die schnellstmögliche Branderkennung weiter steigen, steigt auch das Leistungsspektrum der intelligenten Algorithmen von Aviotec.