TS. Quách Đức Cường với “ Nghiên cứu phát triển mạng cảm biến giám sát, cảnh báo, phát hiện nguy cơ cháy nổ trong tầng hầm các tòa nhà cao tầng”

Sáng ngày 12/12, Đại học Công nghiệp Hà Nội tổ chức nghiệm thu cấp cơ sở đề tài NCKH Bộ Công Thương: “Nghiên cứu phát triển mạng cảm biến giám sát, cảnh báo, phát hiện nguy cơ cháy nổ trong tầng hầm các tòa nhà cao tầng”. Chủ nhiệm đề tài, TS. Quách Đức Cường.

Cháy nổ tại tầng hầm các tòa nhà cao tầng luôn là mối nguy hại lớn, bởi hầm chứa xe máy, ô tô luôn có nồng độ xăng cao, không gian không thông thoáng, cộng với hệ thống phòng cháy, chữa cháy bị động, chỉ kích hoạt khi có sự cố cháy, chính vì thế khả năng xử lý có thể bị vượt tầm kiểm soát.

Nghiệm thu cấp cơ sở đề tài NCKH Bộ Công Thương do TS. Quách Đức Cường chủ nhiệm đề tài

Trên thế giới việc nghiên cứu phát triển các hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống phòng ngừa cháy nổ cũng đạt được nhiều thành tựu. Ở Việt Nam, cũng đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này, nhưng chỉ chủ yếu tập trung vào đề xuất các giải pháp quản lý công tác PCCC nhằm nâng cao hiệu quả của công tác và hướng thiết kế hệ thống báo cháy và chữa cháy tự động. Hướng nghiên cứu đề xuất phương thức cảnh báo sớm nguy cơ cháy nổ tiềm tàng hầu như chưa được nghiên cứu và triển khai.
Việc thực hiện đề tài này nhằm nghiên cứu và thiết kế chế tạo hoàn chỉnh một hệ thống cảm biến, đo lường qua mạng không dây dùng trong mục đích giám sát-cảnh báo nguy cơ cháy nổ tiềm tàng và phát hiện sự cố cháy nổ trong các tầng hầm tòa nhà. TS. Quách Đức Cường và nhóm nghiên cứu cũng đưa ra mục tiêu cụ thể là xây dựng hệ thống thử nghiệm với 03 điểm cảm biến kết nối không dây hoạt động tin cậy 24/24 và có khả năng thương mại hóa sản phẩm, hạ giá thành để đưa vào thị trường.

TS. Quách Đức Cường trình bày nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành nghiên cứu theo 9 nội dung cụ thể:
(1) Xây dựng đề cương thuyết minh;
(2) Tổng quan về các yếu tố và thông số môi trường để cảnh báo nguy cơ gây cháy nổ trong các tầng hầm tòa nhà cao tầng;
(3) Khảo sát một số hệ thống phòng cháy chữa cháy hiện nay trong các tầng hầm tòa nhà tại Hà Nội;
(4) Nghiên cứu và đề xuất quy trình quan sát và cảnh báo tự động các nguy cơ cháy nổ tại tầng hầm tòa nhà cao tầng;
(5) Nghiên cứu thiết kế phần cứng của hệ thống (module cảm biến tại hiện trường tích hợp chức năng truyền dữ liệu không dây);
(6) Nghiên cứu thiết kế phần mềm SCADA thu thập dữ liệu phân tích nguy cơ cháy nổ và điều khiển hệ thống trên máy tính, điện thoại di động;
(7) Tích hợp, lắp đặt, vận hành và hiệu chỉnh thông số công nghệ của hệ thống tại 01 tòa nhà;
(8) Xây dựng tài liệu hướng dẫn sử dụng và vận hành hệ thống;
(9) Viết báo cáo tổng kết, nghiệm thu.

Nhóm nghiên cứu cũng đã tiến hành 03 thử nghiệm:
(1) Thử nghiệm về việc thu thập dữ liệu từ các Sensor Node;
(2) Thử nghiệm về việc điều khiển thiết bị phía các cụm Sensor Node
(3) Thử nghiệm phân tích báo cáo dữ liệu và cảnh báo nguy cơ cháy nổ

PGS.TS. Phạm Văn Đông – Chủ trì Hội đồng nghiệm thu đề tài

Và đưa ra các ưu, nhược điểm và hướng phát triển
Ưu điểm:
- Mạch thiết kế nhỏ gọn, làm việc tin cậy, có thể cấu hình thiết bị bằng phần mềm trên máy tính.
- Có thể đưa ra cảnh báo, điều khiển thiết bị khi cần thiết
- Hoàn toàn làm chủ công nghệ thiết kế nên chi phí đầu tư thấp
- Sử dụng mạng Wireless nên cho phép triển khai trong nhiều điều kiện địa hình phức tạp.
- Khoảng truyền/nhận dữ liệu trong môi trường tầng hầm có nhiều vật cản đạt tới 700 m
Nhược điểm:
- Kiểu dáng thiết bị chưa chuyên nghiệp.
- Cần có hai nguồn điện +5VDC và +12VDC đi kèm
- Tốc độ thu thập dữ liệu không nhanh.
- Việc thiết kế phần cứng với hai loại MCU (PIC và ARM).
- Việc cảnh báo nguy cơ cháy nổ còn khá đơn giản.
- Do hạn chế về tài chính nên các Sensor sử dụng trong hệ thống có độ chính xác không cao.
- Việc xây dựng mô hình cảnh báo nguy cơ cháy nổ, ô nhiễm tầng hầm mới chỉ dừng lại ở việc phân tích nồng độ của một số chất khí như: CO, CO2, CH4/Ga. Trong khi thực tiễn tại các tầng hầm chứa đựng rất nhiều các loại khí thải của các phương tiện giao thông như: C4H10, C3H8, C2H2, H2…
Hướng phát triển
- Nghiên cứu tổ chức lại mạng cảm biến wireless nhằm tăng tốc độ của mạng
- Thiết kế hệ thống phần cứng trên một dòng MCU
- Tích hợp nhiều loại cảm biến có độ chính xác cao để có thể quan sát nhiều loại khí độc hại, cháy nổ trong tầng hầm tòa nhà
- Hoàn thiện các chức năng của phần mềm SCADA
Hội đồng nghiệm thu đánh giá đề tài đã hoàn thành được mục tiêu đề ra, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Hội đồng nhất trí nghiệm thu và yêu cầu nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện để bảo vệ đề tài ở cấp cao hơn.