En explosion i Sydney Harbour Tunnel visar arbetet från UNSW-forskare som använder trådlösa signaler och artificiell intelligens för att mer exakt identifiera farliga brandsituationer.

Ingenjörer från UNSW Sydney har utvecklat ett nytt branddetekteringssystem som kan hjälpa till att rädda liv genom att övervaka förändringarna i Wi-Fi-signaler.

Och en kontrollerad testdetonation av en bil, planerad av Sydney Harbour Tunnel Company, gav nyligen ytterligare data för att visa teknikens effektivitet.

Professor Aruna Seneviratne, Dr. Deepak Mishra och ett team från School of Electrical Engineering and Telecommunications har designat och byggt ett system som övervakar Wi-Fi-signaler när de passerar genom luften – och analyserar detaljerade förändringar i miljön på grund av sådana saker som temperatur och rök.

Forskarna har identifierat de distinkta mönstren i data från radiosignaler under brandhändelser, och artificiell intelligens i deras mjukvara hjälper till att analysera miljön i realtid.

Systemet kan sedan med större noggrannhet avgöra om några atmosfäriska förändringar orsakas av en riktig brand, och i så fall larma eller utlösa ett automatiskt sprinklersystem.

Befintliga detekteringssystem, som till stor del är baserade på termisk avbildning, ger ofta falska positiva avläsningar genom att detektera nivåer av rök eller temperaturförändringar som inte är farliga eller orsakade av en verklig brand - kanske från ett felaktigt avgasrör på ett fordon eller en varm kylare .

Men prof. Seneviratne och hans team kunde visa upp sin nya teknologi under ett kontrollerat test mitt i natten inne i Sydney Harbour Tunnel.

I samarbete med Trantek MST, den nuvarande leverantören av verksamhetskritiska system för tunneln, och tunnelägaren/operatören, Sydney Harbour Tunnel Company, satte forskarna upp en serie sändare och mottagare för att övervaka miljön som en testbil förberedd för syfte detonerades och sattes i brand under en planerad nödberedskapsövning.

"Det är i grunden relativt enkel gymnasiefysik. Det vi har är en sändare och en mottagare och vi kan övervaka radiosignalen när den färdas genom luften", säger prof. Seneviratne.

"I takt med att lufttemperaturen ändras, ändras också dess densitet, och det ändrar signaturen för avläsningen när vi tar emot signalen. Vi har faktiskt experimentellt visat att dessa förändringar är starkt korrelerade med temperaturhöjningen eller fallet i omgivningen mellan kl. sändare och mottagare.

"Rök och olika gaser, som kolmonoxid som kan produceras i brandsituationer, påverkar också luftens densitet och kommer att ge distinkta signaturer på våra avläsningar. Specifikt fångas dessa signaturer i form av trådlös kanalinformation.

"Vad vi också lägger till i systemet är artificiell intelligens för att analysera all data och jämföra med baslinjeavläsningar för att hjälpa till att avgöra om det är en riktig brand som inträffar."

Det nya systemet som utvecklats vid UNSW utnyttjar det faktum att Wi-Fi-vågor har olika överföringsfrekvenser, så kallade underbärvågor. Precis som olika våglängder av ljus påverkas unikt av olika objekt, påverkas också olika frekvenser av Wi-Fi på en mängd olika sätt.

Wi-Fi-avkänningssystemet sammanför därför miljöfenomenens effekt på alla Wi-Fi-underbärarfrekvenser och tillämpar databehandling för att hitta de mest känsliga frekvenserna som hjälper analysen.

Upp till 1 300 datapaket per sekund kan bearbetas och analyseras.

Prof. Seneviratne säger att den nya tekniken är viktig för att förbättra förtroendet för automatiska branddetekteringssystem som för närvarande ibland kan ha svårt att skilja mellan en brand och ett starkt flimrande neonljus.

UNSW-teamet tror att deras system kan användas i en mängd olika miljöer, inklusive i industriella platser, kommersiella höghus och till och med i hemmet.

Att montera en uppsättning sändare och mottagare hjälper också till att identifiera zonen för en specifik brand som sedan kan hjälpa räddningstjänsten att reagera snabbt och effektivt.

Förutom förbättrad avkänning lovar Wi-Fi-systemet också att vara mycket billigare än befintlig värmekamerateknik och är lättare att underhålla.

"Befintliga specialiserade branddetekteringskameror kan kosta runt 10 000 USD att köpa, medan våra sändare och mottagare kostar 100 USD eller till och med mindre", säger Prof. Seneviratne.

"Det andra med kameror är att de måste underhållas noggrant. Linserna måste hållas rena och de måste ofta vara rätt inriktade.

"Med vårt system sänder sändarna och mottagarna bara ut en radiosignal och det krävs väldigt lite underhåll. Därför är det också mycket lägre kostnad att använda systemet."

Leo Ascone, VD för Trantek MST, sa:"Traditionella sensormetoder är inte effektiva eller upptäcker regelbundet falska positiva resultat och operatörerna kan inte diskriminera när en riktig brandnödsituation pågår.

"Som en australiensisk tillverkare av hög tillgänglighet, distribuerade driftlednings- och kontrollsystem är Trantek MST nu inställd på att kombinera UNSW Wi-Fi-genombrottet med videoanalysteknik och skapa en ny era inom brandsäkerhetsoperationer, vilket öppnar dörren för olika tillämpningar som spänner över transport-, försvars- och industrianläggningar, samt kommersiella och inhemska byggnader.

"Det industriledda forskningssamarbetet mellan Trantek MST och UNSW har avsevärt påskyndat beredskapen för utplacering. Det är nu dags att skriva om standarderna för branddetektering."

Professor Julien Epps, rektor för skolan för elektroteknik och telekommunikation vid UNSW, sa:"Denna patentsökta metod för branddetektering har fördelen av att bestämma zonen för en brand, vilket är viktigt för att larma operationer och räddningspersonal.

"Detta är ett betydande australiensiskt genombrott inom el- och telekommunikationsteknik." + Utforska vidare

Nytt automatiskt skogsbranddetekteringssystem med hjälp av övervakningsdrönare