Системы видеонаблюдения на транспорте: задачи и возможности

Введение

Видеонаблюдение в современном мире используется практически во всех сферах жизнедеятельности человека: в торговле, на производстве, на улицах города, на автодорогах, в подъездах, на производстве, в частных домах, в административных, зданиях, в больницах, поликлиниках, школах и т.д. Список сфер применения видеонаблюдения можно продолжать практически бесконечно, сейчас сложно найти какой-либо объект инфраструктуры города, где оно не используется хотя бы в минимальной форме.

Одной из важнейших сфер применения систем видеонаблюдения является общественный транспорт. Видеокамеры, установленные в салонах и по периметру автобусов, троллейбусов, вагонов метро и т.д., помогают бороться с различными правонарушениями, выявлять безбилетных пассажиров и контролировать работу сотрудников транспортных компаний. Особенно это актуально для транспорта, в котором пассажиры находятся на большом удалении от машиниста, например в поездах дальнего следования, в метро и в электричках. Важность системы видеонаблюдения на транспорте сложно переоценить, поскольку она позволяет обеспечивать безопасность как самого транспорта, так и перевозимого груза, как водителей, так и пассажиров.

Безопасный автобус

Еще в 2010 году в нескольких регионах России стартовала правительственная федеральная программа «Безопасный автобус». Одной из важнейших ее составляющих стало обеспечение городского транспорта системами видеонаблюдения. К системам видеонаблюдения, которые должны использоваться в автобусных парках, предъявляется ряд обязательных требований, которым не соответствуют обычные бытовые видеокамеры и регистраторы. Видеосистема должна быть устойчива к постоянным вибрационным нагрузкам, обычным для транспортных применений. Следующим требованием является антивандальный корпус для камер, особенно для тех, которые находятся в салоне автобуса. Оно обусловлено тем, что преступники могут попытаться уничтожить камеры, которые засняли совершённые ими правонарушения, или сделать это просто из хулиганских побуждений. Количество камер, устанавливаемых в автобусе, зависит от типа автобуса. Как правило, хватает 6–8 камер, чтобы полностью покрыть большой городской автобус. При этом на салон приходится 4–6 камер, изображение с которых выводится через бортовой компьютер или регистратор в кабину водителя. Благодаря современным бортовым компьютерам возможно и отслеживание местоположения автобуса с использованием технологий GPS или GLONASS. Также при условии наличия в бортовом компьютере 3G- или 4G-модема возможна передача данных в диспетчерский центр в режиме реального времени. Чаще всего установка системы видеонаблюдения на транспорте с целью отслеживания рабочего процесса водителя носит превентивный характер. Зная, что в салоне установлены камеры, водитель с большей вероятностью будет качественно выполнять свои рабочие обязанности и не станет нарушать правила дорожного движения. В целом все описанные утверждения актуальны и для других видов общественного наземного транспорта – троллейбусов и трамваев, с небольшими отклонениями в плане функциональности.

В Москве и других крупных городах бо́льшая часть автобусных парков в той или иной степени уже оснащена подобным оборудованием. Где-то имеются полноценные системы, а где-то установлены только камеры видеонаблюдения и регистраторы без дополнительных функций. ГУП «Мосгортранс» считает главной задачей, стоящей перед своей IT-инфраструктурой в 2018 году, систематизацию и консолидацию имеющихся IT-активов чтобы в дальнейшем исключить дублирование функциональности. Такие меры позволят существенно снизить финансовые затраты на содержание и последующую модернизацию системы. Сейчас рассматривается перспектива оснащения всего нового подвижного состава системами IP-видеонаблюдения, что не только должно увеличить эффективность самого наблюдения на транспорте, но и позволит снизить затраты на модернизацию системы в будущем. Также существует тенденция ухода от накопителей на жёстких магнитных дисках к твердотельным накопителям, так как они гораздо лучше своих предшественников защищены от вибраций и соответствуют требованиям по диапазону рабочих температур, который предъявляется к видеосистемам в России, – от –0 до +50°C.

Важна и возможность снятия данных с камеры или регистратора без физического извлечения встроенного накопителя. В видеокамерах обязательными параметрами являются наличие качественной матрицы с разрешением не менее 550 ТВЛ, пыле- и влагозащищённость и инфракрасная подсветка. Применение камер с высоким разрешением 4К или даже 8К актуально в основном для внешних камер автобусов, чтобы в случае дорожно-транспортного происшествия можно было определить номера попавших в кадр автомобилей и выявить виновника.

Далее предлагается рассмотреть пример системы видеонаблюдения, созданной на основе камер тайваньского производителя GeoVision (рис. 1).

Линейка камер GV-MDR (1500, 3400, 5300) создана специально для использования на транспорте (рис. 2).

Такие устройства доступны для изготовления в разрешении от 1,3 до 5 Мпиксел в зависимости от выбранной серии. Они имеют встроенный разъём для карточки формата microSD для локального хранения данных. Питание камеры осуществляется с использованием технологии Power over Ethernet (PoE), что позволяет сократить количество прокладываемых проводов.

В системе с камерами из линейки GV-MDR предлагается использовать мобильный видеорегистратор GV-MNVR2100 (рис. 3) того же производителя.

В нём возможно подключение двух SSD формата 2,5 дюйма. Он имеет предустановленный встроенный GPS-модуль. Различные слоты расширения позволяют установить дополнительно модуль Wi-Fi и 4G-модем для беспроводного взаимодействия с диспетчерским центром. По желанию заказчика возможна поставка данного регистратора с защищённым портом M12. В ближайшее время производитель ожидает получение сертификата EN 50155 для данного регистратора, что позволит ему участвовать в том числе и в железнодорожных проектах. Полные технические характеристики регистратора представлены в табл. 1.

Умный автобус

Помимо реализации простых и стандартных сценариев видеонаблюдения – запись и хранение видеоданных – с развитием программного обеспечения видеоаналитики становятся доступны всё новые и новые функции, которые можно применять на транспорте для создания умных автобусов. Совсем недавно эффективность применения видеоанализа в реальных системах, к сожалению, была не очень высока. Основной причиной этого служит сложность его использования для рядового оператора. Зачастую бывает проще выполнить простой поиск в архиве по дате и времени, нежели осуществлять поиск с помощью нескольких модулей видеоанализа и пытаться определить, на пересечении каких из них находится интересующее событие, даже несмотря на то, что на это уйдёт больше времени. Сейчас интеллектуальные инструменты позволяют проводить комплексный анализ, как в рамках отдельной камеры видеосистемы, так и в совокупности: можно связывать результаты со всех камер воедино, то есть отслеживать перемещение интересующего человека по всему объекту по ряду параметров (цвет одежды, пересечение запрещённых линий и т.д.). Ярким примером совершенствования систем видеоанализа в автобусе могут служить интеллектуальные системы подсчёта пассажиров. Такие системы помогают оптимизировать временны́е интервалы движения автобусов и в час пик выводить на маршрут дополнительные единицы транспорта во избежание давки в салоне и столпотворений на остановках общественного транспорта. На современном этапе развития техники трудоёмкий ручной подсчёт пассажиров может быть заменён специализированными автоматическими системами подсчёта пассажиров (АСПП), обеспечивающими требуемую точность и объективность получаемых данных. В целом они уже довольно давно реализованы на рынке как аппаратное решение, но вот видеоаналитика таких решений продолжает развиваться. В качестве примера можно рассмотреть камеру тайваньской компании Vivotek. Модель SC-8131 (рис. 4) недавно появилась на рынке, но уже имеет несколько успешных применений в общественном транспорте зарубежных стран.

Система работает следующим образом: над каждой дверью подвижного состава размещаются камеры, фиксирующие факт прохода пассажира. Совокупность аппаратных и программных решений, применённых в системе подсчёта пассажиров, позволяет различать отдельных пассажиров в потоке людей, а также отличать реальный проход пассажира от скопления людей в тамбуре при плотном заполнении вагона пассажирами. При использовании камеры SC-8131 от Vivotek достаточно одной камеры на одну дверь автобуса. Подсчёт начинается после закрытия/открытия дверей, о чём на камеру поступает сигнал от конечного выключателя соответствующей двери. Также возможна реализация варианта, когда подсчёт пассажиров начинается с момента остановки подвижноˆго состава, которая фиксируется датчиком GPS или GLONASS, установленным в регистраторе или отдельном бортовом компьютере.

Помимо подсчёта пассажиров, на транспорте реализуются и другие алгоритмы видеоанализа. Популярность набирает автоматическое определение задымления и возгорания, которые могут помочь оперативно эвакуировать пассажиров и вызвать на место происшествия спасательные службы. Правоохранительные органы также могут использовать некоторые функции видеоаналитики – поиск по событиям или по лицам. Точность такого поиска редко бывает высокой, так как требуется соблюсти множество условий. Должна быть качественная фотография из базы данных разыскиваемых лиц и высокое качество съёмки в автобусе при достаточной освещённости.

Ещё одним важным модулем видеоаналитики на транспорте является выявление оставленных без присмотра предметов. Он актуален не только для подвижноˆго состава, но и для всей транспортной инфраструктуры в целом: остановок, автобусных парков и т.д. Многие производители специализированного программного обеспечения для видеоанализа постоянно занимаются совершенствованием и модернизацией этого модуля, так что в скором времени можно ожидать существенного улучшения качества распознавания оставленных предметов.

Умные и безопасные перевозки

Дополнительную безопасность и эффективность с помощью видеонаблюдения можно также внедрить и в сфере перевозок, как грузовых, так и пассажирских – такси и прокатные автомобили. Особой популярностью в настоящее время пользуются автомобильные видеорегистраторы. Их устанавливают как в частные автомобили, так и на коммерческий транспорт: частные автобусы, большегрузные автомобили, городское и грузовое такси. Фирмы, которые часто пользуются услугами транспортных компаний, наверняка встречались с ситуациями, когда их груз в процессе транспортировки был испорчен или вообще бесследно исчез. Использование систем видеонаблюдения, как в кабине водителя, так и в грузовом отсеке, поможет избежать подобных неприятностей для компаний-перевозчиков. Для предотвращения или разбора различных форс-мажорных ситуаций в работе такси полезна установка нескольких камер наблюдения – за салоном автомобиля и за дорогой. В случае с большегрузными автомобилями есть смысл оснастить их камерами и для наблюдения за окружением, как для защиты груза от кражи, так и для определения обстоятельств спорных случаев при ДТП [1]. Поскольку для таких типов наблюдения характерен минимальный уровень освещённости, производители снабжают камеры видеонаблюдения встроенной ИК-подсветкой и/или ИК-фильтрами. В свою очередь, чтобы упростить распознавание лиц перевозимых пассажиров, используются камеры с высоким разрешением и автофокусировкой. С помощью анализа видеоинформации и данных, полученных с различных GPS- или GLONASS-трекеров, можно существенно оптимизировать затраты на грузовые и пассажирские перевозки, а также исключить возможность использования служебного транспорта сотрудниками в личных целях. Как правило, оснащение коммерческого транспорта системами видеорегистрации является выгодной инвестицией, а не тратой средств для собственников бизнеса. Установка видеосистем обходится значительно дешевле вынужденного простоя и ремонта транспорта по вине неквалифицированного водителя, а также выплат за ремонт других транспортных средств, пострадавших из-за его действий.

Безопасное и умное метро

Метро является важнейшим объектом в транспортной структуре любого города, поэтому к обеспечению его безопасности всегда относятся максимально ответственно. За безопасность метро отвечают многие спецслужбы, правоохранительные органы и даже частные службы транспортной безопасности. В условиях интенсивных пассажиропотоков на протяжённых объектах метрополитена единственный способ обеспечить высокий уровень контроля безопасности – организация специальных ситуационных центров – пунктов управления транспортной безопасностью, в которых должна аккумулироваться информация от всех технических средств обеспечения безопасности, проводиться её всесторонний анализ (в том числе с помощью специальных программных средств), приниматься оперативные решения по предупреждению чрезвычайных ситуаций и реагированию на возникновение и развитие таких ситуаций. Система видеонаблюдения в московском метро начинает свою историю с 1998 года, а уже в 2006 началась установка камер в вагонах поездов. В Санкт-Петербурге все вагоны метрополитена были оборудованы системами видеонаблюдения в 2012 году. Вопрос остаётся актуальным и сегодня: в 2016 году власти начали организовывать видеонаблюдение на поездах Московского центрального кольца (МЦК). Видеозаписи с камер высокого разрешения дают возможность получать высококачественные снимки лиц людей, идентифицировать преступников и задерживать их по горячим следам. Безопасность метрополитенов в России регулируется отдельным приказом Минтранса, изданным в 2011 году, где определяются необходимые меры по противодействию различным угрозам.

Основной задачей интеллектуальной видеоаналитики на метрополитене является отслеживание следующих событий:

• выявление оставленных предметов;
• безбилетный проезд;
• присутствие пассажиров в запрещённых зонах;
• падение людей или предметов на рельсы;
• определение чрезмерных скоплений людей.

Одним из важнейших моментов в реализации указанной системы мер является понимание того, что визуальный контроль со стороны операторов ситуационных центров хоть и служит необходимым инструментом, но всё же недостаточен. Огромное число видеокамер на метрополитене, а также установка комплексов досмотра на входе в метрополитен приводят к созданию колоссального потока информации, обработать который оператор не в состоянии. Помимо этого широко известно, что оператор системы видеонаблюдения уже через 20 минут работы начинает пропускать порядка 75–80% информации, транслируемой в его зоне ответственности, а такая задача, как обнаружение лиц, находящихся в розыске, вообще нереализуема визуальным способом. К построению интеллектуальных систем на объектах транспортной инфраструктуры предъявляются специальные технические требования. В частности, данными требованиями устанавливается необходимость работы в системе видеонаблюдения функций интеллектуального видеоанализа, включая биометрическую и ситуационную видеоаналитику.

Аппаратно реализовать подобные системы безопасности возможно на базе камер самых различных производителей (рис. 5).

В целом можно сказать, что московское метро является одним из самых защищённых метрополитенов в мире. В других странах, как правило, реализуется лишь часть мер по противостоянию и предотвращению угроз, которые реализованы в московском метро. Для примера можно привести несколько успешных проектов уже упомянутой компании Vivotek в сфере безопасности на метрополитене.

Первым примером станет бразильский метрополитен в городе Сан-Паулу. Эта страна известна довольно высоким уровнем преступности и большим количеством туристов. Безопасность в городских метрополитенах традиционно обеспечивалась там с помощью патрулей полиции, которые были не очень эффективны и при этом трудозатратны. Компания, управляющая бразильским метрополитеном, решила повысить безопасность перевозок с помощью установки полноценной цифровой системы видеонаблюдения. Выбор пал на продукцию компании Vivotek: всего на 25 станций метро Бразилии было поставлено 53 камеры IP7151 (рис. 6) и 212 камер IP7131 [2].

Камеры разработаны таким образом, чтобы обеспечивать работу днём и ночью, что позволяет с их помощью осуществлять наблюдение за объектами метрополитена в режиме 24/7. Часть камер была установлена на открытых пространствах. Благодаря всепогодным и защищённым от пыли и влаги корпусам они прекрасно справляются со своей задачей даже в сложных условиях окружающей среды. Датчики CCD позволяют отслеживать движение пассажиров, что бывает особенно важно при прибытии и отправлении поезда, так как именно тогда создаётся максимальный поток пассажиров. Камеры IP7131 устанавливались в основном в туннелях и внутренних помещениях метрополитена. Благодаря невысоким требованиям к освещённости такие камеры подходят для установки в недостаточно освещённых местах. Установка систем видеонаблюдения благоприятно сказалась на статистике преступлений на территории метрополитена.

Следующим примером является метрополитен уже с гораздо более бо́льшим объёмом перевозок пассажиров, нежели бразильское метро, которое перевозит в среднем около 3,09 млн пассажиров каждый день. Речь пойдет об одном из самых загруженных метрополитенов мира – метро Тайбэя, столицы Тайваня [3]. По официальным отчётам, метро Тайбэя перевозит в среднем более 2 миллионов пассажиров ежедневно. В этом случае камеры Vivotek использовались для обеспечения безопасности движения технических составов, которые занимались обслуживанием туннелей и рельсового хозяйства метрополитена. В проекте применяются 2 Мпиксел камеры Vivotek MD7560 (рис. 7).

Их выбрали по причине полного соответствия стандарту EN 50155 и степени пылевлагозащиты IP67. Питание камеры осуществляется в режиме PoE. Подробные технические характеристики камеры представлены в табл. 2.

Благодаря своим характеристикам эти камеры обеспечивают бесперебойную видеозапись всего происходящего с техническим поездом метрополитена. Применение данной камеры возможно также и в обычных пассажирских вагонах, как внутри, так и снаружи поезда.

Заключение

Как видно из материалов данной статьи, для решения широкого круга специфических задач, которые стоят перед системами видеонаблюдения на транспорте, необходимо использовать специализированное оборудование. И эти решения должны соответствовать определённым, очень высоким требованиям для корректной работы. Все производители на рынке видеонаблюдения постоянно совершенствуют линейки своей продукции, предназначенные для работы на транспорте, а разработчики алгоритмов для видеоаналитики создают всё новые и новые методы контроля и предупреждения чрезвычайных ситуаций. Как можно было заметить, в качестве примеров в статье приводились в основном IP-камеры, так как общий тренд в системах видеонаблюдения на транспорте – модернизация систем с использование IP-камер, хотя такое решение и имеет существенный недостаток: оно будет существенно дороже.●

Литература

1. Шишкин В.И. Видеонаблюдение на транспорте – основа повышения безопасности и эффективности бизнеса // T-Comm – Телекоммуникации и Транс-порт. – 2009. – Спецвыпуск ИТС.
2. Brazilian Subway Goes Digital withVIVOTEK IP Surveillance System [Электронный ресурс] // Режим доступа : http://www.vivotek.com/brazilian-subway-goes-digital-with-vivotek-ip-surveillance-system/.
3. Taipei Metro Deployed VIVOTEK Cameras to Enhance Business Operations [Электронный ресурс] // Режим доступа : http://www.vivotek.com/taipei-metro-deployed-vivotek-cameras-to-enhance-business-operations/.

Автор – сотрудник фирмы ПРОСОФТ
Телефон: (495) 234-0636
E-mail: info@prosoft.ru