Мониторинг состояния водителей и система предотвращения столкновений железнодорожного транспорта

Кейсы использования компьютерного зрения в "МЕТАЛЛОИНВЕСТ"

Еще недавно стандартом контроля состояния водителя были видеорегистраторы, неплохо проявившие себя в первые годы эксплуатации. Однако с течением времени в данной технологии были выявлены слабые стороны, а задачи по безопасности и аналитике становились все сложнее. В этой статье я расскажу о кейсах внедрения технологии компьютерного зрения на объектах "МЕТАЛЛОИНВЕСТ", позволивших решить многие вопросы безопасности и охраны труда.

Видеорегистраторы на транспорте требуют регулярных проверок самого оборудования и карт памяти, затем оператор тратит большое количество времени на просмотр выборочных видеозаписей постфактум, а среди водителей участились уловки, позволяющие отключить видеозапись или создать временные помехи.

Технология требовала модернизации, и перед компанией встала задача – найти решение на основе уже существующей системы видеорегистрации, дополнив ее элементами видеоаналитики и умного зрения.

Проект "Мониторинг состояния водителей"

Проект "Мониторинг состояния водителей" был разработан нашей собственной ИТ-компанией. Целями проекта были определены контроль состояния водителей большегрузных автомобилей и автобусов, перевозящих сотрудников, на предмет усталости, сна, отвлечения глаз от дороги, а также общее повышение уровня промышленной безопасности. В качестве практических задач мы определили осуществление автоматизированного контроля за физическим состоянием водителя и соблюдением требований по охране труда и промышленной безопасности (ОТиПБ) во время вождения:

1. Выявление и контроль соблюдения правил норм ОТиПБ:

• отвлечение взгляда от дороги;
• использование мобильного телефона при вождении;
• курение при вождении.

2. Оповещение о состоянии водителя:

• контроль усталости водителя;
• контроль сна;
• передача специального сигнала для водителя при обнаружении нарушения.

3. Передача инцидентов в диспетчерскую в режиме онлайн:

• оповещение в диспетчерский пункт.

В начале 2022 г. было проведено пилотное тестирование проекта на одной единице техники, которое продолжалось чуть больше трех месяцев. Когда стало понятно, что выбранные алгоритмы нам подходят, приступили к этапу выбора оборудования. С учетом реалий того года поиск аналогов ранее подобранного оборудования занял больше времени, чем было изначально заложено в проект. Тем не менее оборудование было найдено, и уже к концу 2022 г. вся наша большегрузная техника была оснащена умным зрением. Затем проект распространился на автобусы, корректировался, и на данный момент завершается оснащение системой мониторинга тяговых агрегатов и думпкаров (саморазгружающихся железнодорожных полувагонов для перевозки сыпучих грузов).

Шаги, которые были пройдены в ходе реализации проекта:

• обследование и проектирование;
• определение оборудования для реализации проекта на выбранной карьерной технике (БелАЗах);
• сбор видеопотоков для обучения алгоритмов машинного зрения;
• реализация алгоритмов определения признаков усталости водителей по глазам, положению головы и рук;
• перевод в промышленную эксплуатацию;
• тестирование системы;
• выбор конфигурации целевого оборудования для реализации проекта;
• проработка интеграционных сценариев и каналов взаимодействия для передачи информации в систему "Цифровой карьер" об инцидентах;
• расширенная поддержка проекта.

Как реализована система

Если инцидент связан с состоянием водителя, то ситуацию обязательно обрабатывает диспетчер, диспетчерская служба MODULAR. Диспетчеры также управляют карьерной техникой: решают, куда направить БелАЗ (под погрузку, под выгрузку) и т.д.

Если диспетчер получает сигнал от системы, что водитель засыпает (у него закрываются глаза), то он незамедлительно связывается с водителем. Если водитель не отвечает, то к нему для проверки выезжает специальная группа – механик автоколонны и руководители. возможно, водителя снимут с рейса и отправят на отдых или к врачу или просто проговорят с ним, и он дальше отправится в рейс.

Если фиксируется отклонение другого рода, например курение за рулем, разговор по мобильному телефону, отвлечение от дороги, то подобная информация накапливается в системе и механик колонны затем прорабатывает данные инциденты административным путем. При повторных нарушениях применяются более серьезные меры.

Параллельно создается рейтинг работников, внедряются мотивационные поощрения для тех водителей, которые в течении значительного периода не допускают нарушений.

Интерфейс "Инциденты водителей"

В системе постоянно накапливаются данные по инцидентам по каждому водителю и по номеру транспортного средства. Данные могут быть отсортированы за определенный промежуток времени – за смену, за месяц, за более долгий период.

С помощью цветовой и количественной маркировки оператор видит, какие именно нарушения допускались, также есть отдельная цветовая маркировка для водителей, у которых никаких нарушений не зарегистрировано.

Конечно, в процессе апробации у нас возникали споры с водителями, например про курение в кабине. В итоге были разработаны компромиссные решения о том, где и на какой период времени могут совершаться остановки для отдыха, которые система не сочтет нарушением.

Рис. 1. Интерфейс "Инциденты водителей"

Результаты проекта

За относительно недолгий срок эксплуатации системы удалось снизить количество опасных происшествий, связанных с отвлечением водителя от дороги и засыпанием за рулем. После внедрения системы мониторинга подобных серьезных инцидентов не было.

Естественно, полностью исключить ничего нельзя, но минимизировать количество инцидентов получилось.

За период с января по ноябрь 2023 г. с помощью "Мониторинга состояния водителей" на Михайловском ГОКе были зафиксированы нарушения:

• курение за рулем – 457 случаев;
• засыпание водителей – 534 случая;
• использование мобильного телефона – 186 случаев.

Важно отметить, что, помимо уведомления диспетчера, в ситуациях, когда система фиксирует закрытые в течение определенного времени глаза или откинутую голову водителя, в кабине также срабатывает звуковой сигнал. На данный момент алгоритмы на большегрузной технике хорошо отработаны, ложных инцидентов и срабатываний практически не случается.

Рис. 2. Интерфейс машиниста "Система предотвращений столкновений ж/д транспорта"

Рис. 3. Структура работы системы предотвращений столкновений ж/д транспорта

Система предотвращения столкновений ж/д транспорта

После успешного внедрения и обкатки системы на большегрузной технике и на части автобусов мы поняли потенциал умного зрения для машинистов и помощников машинистов тяговых агрегатов, вывозящих руду из карьеров. Данный проект усложнился и получил название "Система предотвращения столкновений ж/д транспорта".

Здесь мы контролируем не только состояние машиниста и его помощника. Установив камеры с умной видеоаналитикой на крайние (хвостовой и головной) думпкары и на тяговый агрегат, мы получили изображение того, что происходит спереди, сзади и сбоку. Для реализации проекта на все думпкары было протянуто питание, по всем карьерам установлено покрытие LTE-сетями.

В случае обнаружения системой возможного объекта столкновения машинист получает звуковое и видеоуведомление. При максимальном сближении с посторонним объектом предусмотрено торможение.

Помимо ситуативных срабатываний система накапливает информацию об инцидентах для дальнейшей аналитики и проработки с машинистами.
Реализация данной системы позволила практически исключить инциденты со столкновениями или соприкосновением с людьми или оборудованием – тяговыми агрегатами и вагонами.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 1/2024

Все статьи журнала "Системы безопасности"
доступны для скачивания в iMag >>

Иллюстрации предоставлены автором

Иллюстрация к статье сгенерирована нейросетью Kandinsky