Видеонаблюдение на транспорте: анализировать и автоматизировать все!

Внедрение современных аналитических функций в транспортную сферу продиктовано спецификой области применения, так как любой транспорт при всех его разновидностях продолжает оставаться зоной повышенного риска. Использование аналитики и автоматизация везде, где это возможно, призваны сделать само транспортное средство максимально надежным, а его эксплуатацию максимально безопасной для человека и экологии.

Парадоксально, но при всех больших и маленьких сложностях организации средств видеонаблюдения (CCTV) на транспорте именно тут открываются самые большие возможности для разработок и внедрения всевозможных аналитических функций.

Основные средства видеоаналитики при наблюдении на дорогах общего пользования

Функции видеоаналитики на транспорте весьма условно можно разделить на два-три основных направления. Не вдаваясь в подробности способов и методов реализации, просто перечислим их.

1. Минимизация рисков вождения и эксплуатации транспортного средства

Первое направление – это видеоаналитика, устанавливаемая на самом транспортном средстве (ТС), призванная минимизировать риски при вождении и эксплуатации ТС, в том числе и для других участников дорожного движения.
То есть это аналитика, помогающая водителю максимально эффективно контролировать работоспособность самого транспортного средства и дорожную ситуацию, своевременно реагировать на нештатные ситуации.

Разработчики и производители оборудования для транспорта по-разному называют такие комплексы, поэтому мы перечислим их по основному назначению. Cамые популярные и давно доступные функции – это контроль обстановки по курсу движения (сюда входят контроль выезда из полосы (рис. 1) и контроль сближения с другим транспортом или препятствием (рис. 2) и контроль слепых зон (рис. 3). Достаточно известные системы кругового обзора тоже относятся к этой категории. К дополнительным функциям контроля и автоматизации, которые успешно поддаются анализу с последующим действием, можно отнести TPMS-систему контроля температуры и давления в шинах (рис. 4), контроль показаний и их систематизация с любых бортовых или внешних датчиков.

Рис. 1. Контроль выезда из полосы

Рис. 2. Контроль сближения

Рис. 3. Контроль слепых зон

Рис. 4. Контроль давления в шинах

2. Корректировка человеческого фактора

Второе направление – это видеоаналитика, направленная на исправление и корректировку пресловутого человеческого фактора. Совершенно очевидно, что беспилотные транспортные средства, применение которых активно развивается, не нуждаются в такой поддержке.

Но для подавляющего большинства ТС, управляемых человеком, эти функции остаются актуальными. В первую очередь это уже ставший стандартным контроль поведения водителя в движении, дополняемый идентификацией личности водителя, допущенного к управлению.

На железнодорожном транспорте уже 15 лет успешно действует система "Антисон", с применением браслетов для машинистов. Для колесного пассажирского транспорта применимы такие аналитические функции, как анализ поведения пассажиров в салоне, а в некоторых случаях и их идентификация. Обнаружение новых или пропавших предметов также можно отнести к аналитике для пассажирского транспорта.

Следует отметить, что в стремительно развивающемся беспилотном транспорте реализуются как первое, так и второе направление в равной степени, так как для полной или частичной автоматизации движения необходимо учитывать все факторы, связанные с безопасностью движения, безопасностью пассажиров или груза, а также управление и контроль за состоянием самого транспортного средства.

3. Экономические функции видеоаналитики на транспорте

Третье направление применения аналитики на транспорте –экономическое. Сюда входит подсчет пассажиропотока, отчеты о времени на маршруте, времени простоя, расхода топлива и множество других данных, включая геолокацию. Сюда же можно отнести и подсчет и анализ трафика на крупных автомагистралях и городских перекрестках.

Все эти функции рассчитаны на точный анализ загруженности трасс и их пропускной способности, что в конечном итоге приводит к серьезной экономии средств и времени, оптимизации трафика движения и логистики в крупных населенных пунктах и на трассах федерального значения. Жители Москвы давно оценили удобство системы оповещения и локации городского наземного транспорта на центральных улицах – это тоже аналитика, основанная на перечисленных выше функциях. В практике нашей компании даже был проект с требованием распознавания номерных знаков по ходу движения транспортных средств, что в общем-то не является типовым решением. Но сам факт подобной реализации аналитики достоин упоминания.

К этому направлению следует отнести и аналитические функции промышленного применения. Это аналитика, применяемая на транспортных средствах промышленного, строительного и специального назначения.

Особенности видеокамер и видеорегистраторов для транспортных средств

При организации систем видеонаблюдения на транспортных средствах необходимо учитывать гораздо больше факторов, чем при стандартных системах стационарного базирования. На сегодняшний день узконаправленная специфика применения таких систем сформировала стандартный набор конструктива, функций и особенностей, которые необходимы для надежной и бесперебойной работы в непростых условиях.

Иными словами, жесткие, а порой и противоречивые условия эксплуатации большинства транспортных средств сформировали определенный набор требований к оборудованию, применяемому на транспорте.

Видеорегистраторы

Поэтому современный видеорегистратор для транспорта, независимо от типа поддерживаемого сигнала, является сложным устройством, в котором сконцентрировано множество технических и программных решений.

Для него характерны ударопрочность и виброзащита корпуса и всех соединений, управляемый подогрев основного носителя и внутреннего пространства, наличие системы охлаждения, быстросъемные, но вместе с тем максимально защищенные носители цифровой информации, надежная и управляемая система электропитания, рассчитанная на широкий диапазон напряжений от бортовых источников, и многое-многое другое. И это только внешние конструктивные особенности! Сюда же можно отнести обязательное наличие встроенной сетевой поддержки беспроводных сетей 3G/4G/5G/Wi-Fi и даже Bluetooth, поддержку и расширенный функционал использования данных со всех известных геонавигационных систем, интеграцию и обработку данных с CAN-шины транспортного средства, расширенный функционал реагирования входных релейных входов и выходов и многое другое.

В регистраторах топового сегмента присутствует поддержка накопителей mSATA большого объема в качестве основного или вспомогательного хранилища – это снижает требования к виброзащите и холодному старту (подогреву), минимизирует общие габариты устройства, но существенно увеличивает стоимость аппаратной части.

Совершенно закономерно и то, что производители такого оборудования стремятся сконцентрировать все конструктивные особенности и аналитические функции в одном устройстве.

Следует отметить, что наличие и эффективная работа аналитики в транспортном средстве влечет за собой важную особенность: эксплуатация и настройка такого устройства усложняется, а стоимость такого регистратора возрастает.

Видеокамеры

Для видеокамер, применяемых на транспорте, набор требований также продиктован условиями эксплуатации. Поэтому использование видеокамер в пластиковом корпусе или негерметичном корпусе крайне нежелательно. Безусловно, условия работы на колесном, рельсовом или водном транспорте имеют свои четкие особенности, но тем не менее имеют общие требования к изделиям. Если проблема надежного электропитания камер решается запиткой от регистратора, то к внешним особенностям есть вполне определенные требования, подтверждаемые реально практикой и статистикой.

Корпус видеокамер для транспортных средств должен быть максимально прочным, c классом защиты не менее IP66, по возможности без выступающих или составных частей. Крайне желательно исключить камеры с вариофокальным объективом и тем более камеры PTZ, так как любая электромеханическая составляющая является потенциально уязвимым местом для вибраций и выходит из строя в первую очередь.

Для работы интеллектуальных функций, перечисленных выше, еще совсем недавно были необходимы специальные камеры с частично или полностью встроенной аналитикой, что существенно снижало вычислительную нагрузку на регистратор. Его роль сводилась к классификации и реагированию. Но в современных мобильных цифровых видеорегистраторах (MDVR) уже применяются достаточно быстрые и производительные процессоры, что позволяет использовать чисто аппаратный анализ видео. Это дает возможность применять для аналитических функций обычные камеры общего назначения, разумеется с учетом требований, изложенных выше.

Рис. 5. Контроль поведения водителя

Способы передачи видеоинформации с транспортных средств на стационарную базу

Одной из ключевых особенностей систем видеонаблюдения на транспорте является обязательная возможность удаленного мониторинга и администрирования независимо от вида транспортного средства и выполняемых им задач (рис. 6). Особенно это касается городского пассажирского транспорта, где количество транспортных единиц на один парк может превышать 500–1000 шт.

Рис. 6. Для систем видеонаблюдения на транспорте обязательны удаленный мониторинг и администрирование

Разумеется, удаленный доступ к транспорту, являющемуся полностью автономным объектом, возможен только посредством беспроводных сетей. Как известно на практике, в 95% случаев эту роль выполняют сети мобильных операторов GSM с предоставлением доступа к сетям "Интернет". В современных системах стандартной структуры удаленного доступа широчайшее распространение получил метод доступа по протоколу JT/T808 GNSS, предполагающий быстрое безадресное соединения транспорта с головным сервером, на котором по необходимости реализуется администрирование, копирование, хранение или переадресация видео- и метаданных со всех подключенных устройств. Метод отличается максимальной простотой настройки и безотказной работой на всей площади покрытия мобильного сетевого доступа. Более того, именно этот протокол является самым распространенным в транспортных системах, а его поддержка присутствует во всех современных мобильных регистраторах без исключения.

Надо отметить, что необходимость копировать и хранить заданное время весь архив со всех транспортных средств одновременно встречается нечасто. В большинстве случаев бывает достаточно экспортировать и хранить только логи о событиях, треки или периодические отчеты, а копировать полное видео – только при прямой необходимости. Такой метод серьезно снижает нагрузку на сети, особенно в местах слабого уровня сигнала.

Как это ни парадоксально, но максимальную скорость и сохранность видеоданных до сих пор обеспечивает "ручной" способ, когда дисковые носители снимаются с MDVR вручную для просмотра на ПК или хранения необходимое время. Затем HDD снова устанавливается в MDVR по цикличной схеме. Такой метод полностью исключает зависимость от наличия сети, включенного электропитания и работы сервера хранения. Весь процесс снятия носителя максимально короткий и сохранный. Есть у такого архаичного и простого метода и свои недостатки: физический перенос HDD имеет риск удара и, как следствие, выхода из строя. То есть появляется зависимость от обслуживающего персонала.

Специфика видеонаблюдения на железных дорогах и в метро

Организация построения систем видеонаблюдения на железных дорогах имеет свои существенные отличия, игнорирование которых приводит к периодическим проблемам и нестабильной работе.

Практически весь рельсовый пассажирский транспорт, включая городские трамваи, работает на электрической тяге, а это означает, что в таком транспорте повышенный фон электромагнитных полей, которые негативно влияют на качество видео с аналоговых камер. Конечно, эффективно бороться с этим явлением можно, применяя хорошо экранированный комбинированный кабель. Но тогда приходится решать индивидуально проблему виброзащиты всех коннекторов – тоже существенного фактора помех на рельсовом транспорте, что в итоге приводит к удорожанию всего монтажа. Вывод из перечисленного – это желательное применение IP-систем как более помехоустойчивых.

При проектировании систем видеонаблюдения на рельсовом транспорте необходимо учитывать, что бортовое напряжение аккумуляторных батарей (АКБ), а следовательно и основного электропитания для системы, составляет 80 В постоянного тока. Возможно, это даже не проблема, а особенность, о которой нужно знать, ведь все современные комфортабельные вагоны метро и пригородных электричек давно оборудованы различными источниками питания и множеством портов USB.

Еще одной яркой отличительной особенностью систем видеонаблюдения на ж/д транспорте ив метро является фактор габаритов состава. Дело в том, что ввиду своей большой протяженности состав поезда метро или пригородной электрички никогда не разворачивается для движения в обратном направлении. Все поезда состоят из нескольких пассажирских вагонов (до 10 вагонов по 20 м) и двух головных, располагающихся по концам состава. Такая конфигурация позволяет эффективно распределить тягу и не разворачиваться на перегонах или конечных станциях. Машинисту достаточно перейти в другой конец состава и занять свое рабочее место на другом конце поезда. При проектировании системы видеонаблюдения на ж/д транспорте именно эта особенность диктует еще одно требование – организацию полноценного мониторинга и управления с обоих концов состава (рис. 7). То есть управление и просмотр системы должен быть обеспечен в обоих головных вагонах параллельно.

Рис. 7. Схема системы видеонаблюдения на ж/д транспорте

Проблемы видеонаблюдения в транспортной отрасли и пути их решений

На наш взгляд, проблем видеонаблюдения в транспортной отрасли всего две! Причем обе они перекликаются между собой.

Первая – это недостаточное финансирование для построения систем видеонаблюдения, особенно там, где это жизненно необходимо. Это хорошо заметно на любом виде транспорта, занятом грузоперевозками.

И вторая – это существующий порядок закупок и монтажа систем видеонаблюдения через тендерную площадку. В большинстве проектов это приводит к неминуемому снижению качества оборудования ввиду его низкой закупочной стоимости, а также к снижению качества монтажных работ, отсутствию договоров на обслуживание. Иными словами, при борьбе за снижение стоимости оборудования и монтажа в первую очередь страдает качество систем, так как технические возможности оборудования отодвигаются на второй и даже третий план, а важным становятся цена и сроки поставки.
И в итоге очень часто приходится слышать от потребителей нелицеприятные отзывы о работе оборудования.

Иллюстрации предоставлены автором.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" № 6/2024

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

Изображение от freepik