Проектирование и внедрение видеоаналитики на спортивном объекте

Опыт Центра санного спорта "Санки" в г. Сочи. 

В предыдущих выпусках журнала "Системы безопасности" вы уже познакомились с Центром санного спорта "Санки" в селе Эстосадок г. Сочи. Здесь проводились чемпионат мира – 2020 по санному спорту, этапы Кубка мира по бобслею, скелетону и санному спорту и, конечно, соревнования в рамках XXII Зимних Олимпийских игр 2014 г. Территория санно-бобслейной трассы расположена на северном склоне горы Аибга, по соседству с горнолыжными курортами "Альпика-Сервис" и "Роза Хутор". В этой статье рассмотрим, как здесь происходило внедрение системы видеоаналитики и какие результаты удалось получить в ходе ее эксплуатации.

Согласно постановлению Правительства РФ от 25 марта 2015 г. № 272 "Об утверждении требований к антитеррористической защищенности мест массового пребывания людей и объектов (территорий), подлежащих обязательной охране войсками национальной гвардии Российской Федерации, и форм паспортов безопасности таких мест и объектов (территорий)" (п. 10), в зависимости от возможных последствий совершения террористического акта Центр санного спорта "Санки" относится к 1-й категории – место массового пребывания людей, в котором при определенных условиях могут одновременно находиться более 1 тыс. человек. В соответствии с классификатором объектов спорта, утвержденным приказом Министерством спорта Российской Федерации от 25 февраля 2016 г. № 172 "Об утверждении классификатора объектов спорта", санно-бобслейной трассе присвоена категория А – международные и всероссийские физкультурные мероприятия и спортивные мероприятия (п. 1.3.1) с единовременной пропускной способностью класса 1 – от 1 до 50 человек (п. 2.3.2). Согласно указанным категориям, объекту предъявлены высокие требования к физической охране, оборудованию средствами инженерной защиты и инженерно-техническими средствами охраны.

Инженерные средства охраны

Главная задача инженерных средств охраны – препятствовать несанкционированному проникновению на территорию объекта, а также повышать эффективность технических средств охраны и действий сотрудников службы охраны.

К ним относятся:

1. Ограждение периметра объекта охраны и внутренних зон ограниченного доступа, исключающее случайный проход людей и животных, въезд транспорта или проникновение нарушителей на охраняемую территорию, минуя КПП.
2. Контрольно-пропускные пункты (КПП) для прохода персонала и зрителей с турникетами, противотаранно-заградительными препятствиями, автомобильными портативными заграждениями, рентгенотелевизионными установками, арочными металлодетекторами и различным досмотровым оборудованием.
3. Въездные ворота для проезда технологического транспорта и калитки на периметре.

Технические средства охраны

Оснащение спортивного объекта системой видеонаблюдения является общепринятой нормой и требованием по безопасности, в том числе со стороны международных спортивных федераций и комитетов.

К основным задачам видеонаблюдения относятся:

• непрерывный контроль периметра объекта в реальном времени;
• наблюдение за обстановкой на трибунах, в зонах прохода зрителей, внутри зданий и на прилегающей к зданиям и сооружениям территории;
• сбор и хранение видеоинформации, в том числе для поиска противоправных действий и внештатных ситуаций.

Рис. 1. Технические средства охраны

Специфические требования

В ходе проектирования, согласно техническому заданию, были обозначены сложности и особенности, применимые к объекту 1-й категории, а именно:

• Наличие более 400 камер видеонаблюдения, которые невозможно одновременно охватить с помощью оператора. И даже увеличение штата операторов не могло бы решить данный вопрос. Оператор также выполнял бы только пассивную роль в наблюдении и быстро уставал от большого количества видеоинформации.
• Необходимость высокоэффективных устройств видеонаблюдения на периметре объекта, способных выполнять свои функции в темное время суток, в условиях ограниченной освещенности, а также при наличии обильных атмосферных осадков.
• Выявление и отображение в реальном времени попыток несанкционированного доступа в служебные и технологические помещения (серверные, электрощитовые, узлы ввода воды, вентиляционные камеры и др.).
• Трекинг зрителей и транспорта на территории, подозрительно оставленных предметов, детекция зон, недопустимых к преодолению и постороннему нахождению, применение прочих интеллектуальных модулей.
• Интеллектуальный поиск в архиве по тревогам и событиям. Обращение к архиву видеоданных должно быть оперативным, без задержек и потери данных и качества.
• Верификация тревог различного типа (проникновение, праздношатание, ложное срабатывание, техническое обслуживание и внешние факторы). При этом обязательно ведение не только журнала событий, но и журнала их обработки оператором.
• Возможность предоставления доступа к управлению системой представителям силовых ведомств по запросу в период значимых спортивных мероприятий.

Решение такого спектра задач без применения элементов интеллектуального видеонаблюдения и машинного зрения не представлялось возможным.

Решение – серверная видеоаналитика

Наличие серверной видеоаналитики помогло решить проектные задачи и позволило продумать вопросы обеспечения безопасности в будущем. При этом были достигнуты следующие цели:

1. Выделение тревожного монитора, выявление только нужных событий и звуковое оповещение оператора. Таким образом, увеличивается и скорость реакции оператора, и концентрация на принятии решений.
2. Применение в реальном времени детекторов преодоления/пересечения многоугольной зоны, линии, области входа/выхода, в том числе во временных интервалах, отслеживания движущегося объекта с настраиваемыми свойствами (цвет, габаритные размеры, скорость перемещения).
3. Использование детекторов в архиве для быстрого поиска по заданным критериям тревожных событий в большом объеме видеоданных. Стоит отметить, что данная система проектиро валась в 2012 г. и на тот момент была уникальной в своем роде. В качестве основы использовались зарубежные разработки и оборудование, ранее успешно реализованные в странах Евросоюза.

Рассмотрим подробно аппаратные и программные средства, принятые проектом и смонтированные в системе видеонаблюдения на объекте.

Рис. 2. Тревожное обнаружение

Линейное оборудование

Конечное оборудование расположено по периметру объекта с учетом рельефа таким образом, чтобы не допустить наличия "мертвых зон". Аналогично построена и система охранного освещения периметра. В качестве оборудования видеонаблюдения были выбраны:

1. IP-тепловизионный датчик обнаружения движения (тепловизор) на наружном периметре объекта.
2. Купольные уличные цветные PTZ IP-камеры на наружном периметре, а также на территории объекта, фасадах зданий и КПП.
3. Купольные цветные IP-камеры в служебных и общих помещениях/зонах зданий КПП.

Тепловизионный датчик формирует изображение с максимальным разрешением 720х576 пкс, до 25 кадр/с, которое передается в одном потоке со сжатием по протоколу H.264 с максимальной скоростью передачи 2048 Кбит/с.

Видеокамеры формируют изображение с максимальным разрешением 1280х960 пкс, до 30 кадр/с, которое передается в потоке со сжатием по протоколу H.264 с максимальной скоростью передачи 4096 Кбит/с. Камеры передают два независимых потока данных, один из которых направляется на видеосервер для регистрации и дальнейшей обработки, а второй – на АРМ оператора для отображения "живого" видео.

IP-тепловизионные датчики обнаружения движения и IP-телекамеры подключаются к системе сбора и обработки информации через волоконно-оптическую сеть.

Система обработки и хранения видеоинформации

IP-видеопотоки от датчиков обнаружения движения и телекамер обрабатываются на сервере и архивируются в сетевом хранилище данных. Для сервера была выбрана аппаратная кластерная структура, основными достоинствами которой являются:

• повышение стабильности и работоспособности системы;
• независимость друг от друга как серверов, так и периферии;
• бесперебойная работа при отказе одного или нескольких узловых серверов;
• распределение видеопотока по информативности и нагрузке на центральный процессор;
• гибкая масштабируемость;
• эффективное перераспределение клиентских запросов;
• возможность использования общей базы данных.

В качестве технологии хранения данных была выбрана RAID-DP (двойная четность) благодаря своим преимуществам:

• высокому уровню быстродействия на операции "запись/чтение";
• надежности (защищает от выхода из строя двух дисков в RAID-группе);
• низким накладным расходам на обеспечение отказоустойчивости.

В связи с требованиями к длительности хранения архива не менее 30 суток при постоянной записи не менее 25 кадр/с (средняя интенсивность событий, среднее сжатие, максимальное разрешение) необходимый полезный объем архива составил более 200 Тбайт, а количество жестких дисков 2 Тбайт – более 250.

Рис. 3. Обнаружение незаконной парковки

Программное обеспечение для видеоаналитики

Объекту были предъявлены самые высокие требования к охране и безопасности, и они были достигнуты с помощью современных интеллектуальных систем анализа данных.

Приоритетом является детектирование преодоления периметра объекта, при этом ограждения может вообще не быть, обозначается только область пространства или виртуальная линия. Тепловизоры назначены как ведущие устройства, для них прорисованы тревожные зоны, указаны габариты предполагаемого нарушителя в перспективе и векторы направления движения. На тепловизионные сенсоры на основе неохлаждаемого микроболометра или оксида ванадия не влияют внешние факторы (ночь, плохая освещенность и засветка, дождь, снег, туман, медленное или быстрое движение объекта, маскировка и др.). При любых условиях тепловизор обнаружит живой объект. Это может быть праздношатание за периметром гостей примыкающей горнолыжной трассы или гостиничного комплекса, появление диких животных и птиц (медведи, косули, шакалы и др.), техническое обслуживание персоналом объекта.

Камеры видеонаблюдения программно привязаны к тепловизорам и выполняют роль ведомого устройства. В нормальном бестревожном состоянии камера выполняет классическую модель наблюдения. При преодолении тревожной зоны тепловизора происходит поворот и наведение в заранее подготовленное положение привязанной одной или двух камер видеонаблюдения, находящихся в непосредственной близости от данного тепловизора. На всем протяжении периметра объекта тревожные области соседних тепловизоров пересекаются, таким образом отсутствуют "мертвые зоны". При наличии реальной угрозы тревожное обнаружение, как правило, выполняется и на соседнем тепловизоре, тогда и тревоги будут дублироваться. На тревожный монитор оператора при этом выводится видеоинформация с тепловизора и камер как в реальном времени, так и в момент появления тревоги (рис. 2). Оператор может взять управление PTZ-камерой и произвести дополнительное наведение и наблюдение за предполагаемым объектом.

"Технологии искусственного интеллекта для безопасности и сохранности фондов Российской государственной библиотеки" читать >>>

Контроль уязвимых точек

Во время пусконаладки и тестирования периметральной видеоаналитики было обнаружено такое уязвимое место, как возможный переброс предмета через ограждение. При тренировке перебрасываемый через тревожную область предмет с предполагаемым по "легенде" взрывчатым веществом не был обнаружен.

Для решения данной задачи камеры, расположенные в непосредственной близости от проезжей части и зданий объекта, были настроены на детекцию оставленных предметов и паркинга автомобилей. Известно, что на многих спортивных объектах и стадионах детекция оставленных предметов на трибунах, входных группах и зонах прохода применяется очень часто. Помимо детекции подозрительного паркинга вне объекта, используется и обнаружение недопустимой парковки автомобилей на территории объекта, там, где находятся эвакуационные выезды и пути проезда спецтехники (рис. 3).

Для повышения уровня безопасности и предупреждения несанкционированного доступа на объект была дополнительно запущена система распознавания автомобильных номеров на базе отечественного программного обеспечения.

Было создано дополнительное КПП со шлагбаумами и камерами на въезд и выезд. Доступ осуществляется в полуавтоматическом режиме по классической схеме: при распознавании номера и соответствии доверенной группе происходит автоматическое поднятие шлагбаума и допуск на территорию объекта.

Для предупреждения несанкционированного доступа в технологические и служебные помещения внутри зданий обозначается зона преодоления и габариты предполагаемого объекта. Допускается также связка нескольких камер, ведется трекинг движущихся объектов (рис. 4). На тревожный монитор оператора выводится информация в реальном времени и архивное видео в момент возникновения тревоги.

Рис. 4. Тревожное обнаружение проникновения на объект

Устранение проблемных мест в ходе эксплуатации

Стоит отдельно указать недостатки и сложности, выявленные в процессе эксплуатации комплексной системы видеонаблюдения:

• Ложные срабатывания на периметре в летнее время. В жаркий день при сильном ветре быстрорастущие кустарники, попадая в тревожную зону тепловизоров, вызывают тревогу. Изменение габаритов предполагаемого тревожного объекта – только временная мера. Необходимо регулярно производить обрезку растительности, которая попадает в тревожную зону.
• Ложные срабатывания внутри технологических помещений. При привычном выключении освещения внутри серверных и электрощитовых индикация рабочего оборудования непременно вызывает тревогу.
• Сложности с распознаванием автомобильных номеров, особенно в темное время суток. Опытным путем удалось подобрать оптимальную высоту установки камер и дополнительную подсветку.
• Общая проблема со влагозащищенностью оборудования в условиях субтропического климата. Заявленная степень защиты корпусов тепловизоров и камер, высыхающие со временем уплотнители, гермовводы низкого качества не соответствуют требованиям герметичности. Много вопросов и к монтажу распределительных коробок. Любое отсутствие герметичности влечет за собой попадание влаги и привлекательно для насекомых.
• Сложности с обращением к архиву данных. При постоянной многопотоковой перезаписи видеоданных возникли критические задержки. Проблема разрешилась перераспределением объемов хранилища данных, подключаемого по протоколу ISCSI, и увеличением количества жестких дисков. Надежность была сохранена, быстродействие восстановлено.

Результат – надежная работа в режиме 24/7

На примере объекта "Центр санного спорта "Санки" в г. Сочи мы представили комплексную систему видеонаблюдения и видеоанализа. Внедрение интеллектуальных модулей, программных средств и сценариев решило множество задач безопасности крупного спортивного объекта международного уровня. Уровень сложности взаимодействия "человек – машина" удалось снизить, при этом элементы машинного зрения позволили одному оператору осуществлять комплекс эффективных мер безопасности. Уже более семи лет оборудование функционирует в режиме 24/7 без длительных простоев и критических внеплановых неисправностей. Отсутствие "мертвых зон", дублирование камер и пересечение тревожных зон соседних устройств, резервирование серверного оборудования и хранилища данных повысили надежность и работоспособность до высокого уровня.

Учитывая специфические требования к видеоаналитике на объекте, настройка происходила не одномоментно, а поэтапно, каждый раз охватывая новые задачи. Некоторые из вопросов до сих пор находятся в процессе реализации в силу сложной, иногда тонкой, настройки администратором. Широкий спектр возможностей оборудования и программного обеспечения дает свободу в выборе средств и инструментов защиты, но решение остается за человеком.

Дополнительно стоит отметить, что сложность системы, многообразие функций, наличие внешних факторов, необходимость актуализации и гибкой настройки программного обеспечения требуют своевременного технического обслуживания и постоянного повышения квалификации обслуживающего персонала.

Редакция советует

В статье описано, как работает комплексная система видеонаблюдения и видеоаналитики на реальном объекте, какие требование предъявлялись к ней на этапе проектирования и как удалось достигнуть нужных результатов. Авторы поделились уникальным опытом эксплуатации системы на спортивном объекте международного уровня, рассказали о роли серверной видеоаналитики, применении элементов интеллектуального видеонаблюдения и машинного зрения.
Камеры со встроенной видеоаналитикой предлагают партнеры проекта "Системы безопасности": ведущая российская компания в области разработки и внедрения систем видеоаналитики и промышленного контроля на основе технологий машинного зрения и искусственного интеллекта (машинное обучение, нейронные сети глубокого обучения) "Малленом Системс", российский производитель профессионального оборудования для видеонаблюдения компания RedLine и один из лидеров российского рынка видеонаблюдения – компания DSSL.

Больше статей по безопасности >>>