CC BY
351
ДВОРЯНКИН1 Сергей Владимирович, доктор технических наук, профессор ЖАРКОЙ2 Роман Михайлович МИНАЕВ3 Владимир Александрович, доктор технических наук, профессор
БЕЗОПАСНЫЙ ГОРОД: ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В статье с позиций системного подхода проанализированы организационные и технические проблемы, сдерживающие повышение эффективности систем общественной безопасности мегаполисов, и определены основные направления развития и совершенствования технологических решений «Безопасный город» за счет интеллектуализации и комплексной интеграции системообразующих процессов получения, хранения и обработки видеоинформации на уровне объектов защиты.
Ключевые слова: безопасность города, комплексная интеграция.
In article from positions of the system approach the organizational and technical problems constraining increase of public safety systems efficiency of megacities are analyzed, and the basic directions of development and perfection of technological decisions «Safe city» at the expense of intellectualization and system processes complex integration of reception, storage and video information processing at level of protection objects are defined.
Keywords: safety of a city, complex integration
Интеграция, открытость, интеллектуальность
Современные города, особенно мегаполисы, в последние годы стали источниками повышенного риска для их граждан и приезжих. Это не утихающие акты террористического характера, разгул криминальных страстей, транспортная напряженность и постоянные ДТП на городских дорогах, правонарушения на железнодорожных объектах и в аэропортах, угрозы объектам критической инфраструктуры городов. Нужны новые подходы, новые решения. В первую очередь, интеллектуализация систем безопасности.
Специалисты Российского нового университета обратили серьезное внимание на эти тенденции и вплотную занялись разработкой интеллектуальных систем в сфере безопасности городской среды. Совместно со своими партнерами из ведущей российской компании «Интеллектуальные системы безопасности» — ISS - мы в течение последних пятнадцати лет прошли путь от аналоговых камер и видео-рекордеров до цифровых систем с интеллектуальным программным обеспечением (ПО).
Системы безопасности и жизнеобеспечения сегодняшнего дня, разработанные нашим тандемом, отличаются мультиформатной, открытой архитектурой, позволяющей очень гибко
реагировать на запросы специалистов в области безопасности, учитывать многие факторы, отличающие современный город. Развитые 1Р-решения дали возможность обеспечить живое удаленное наблюдение за объектами из любой точки Земли. Забота о защите самих систем безопасности привели к таким их обязательным атрибутам, как защищенное от сбоев архивирование с резервированием, поддержка криптоалгоритмов.
Как на перспективное направление развития систем безопасности для городских условий мы ориентированы на интеграцию, то есть на объединение в единую информационную среду всех их компонентов — видеонаблюдение, контроль и управление доступом,
' — РосНОУ, проректор по информационным технологиям;2 — Компания ISS, генеральный директор;
3 — РосНОУ, проректор по инновационно-образовательной деятельности.
охранно-пожарную сигнализацию, тревожную сигнализацию, центры мониторинга и другие, быстро появляющиеся и развивающиеся подсистемы безопасности.
Распределенная структура системы комплексной безопасности (СКБ), реализуемой нами, позволяет применительно к условиям города с его высокоразвитой системой жилого фонда, промышленных предприятий, дорожной сети неограниченно масштабировать СКБ без потери производительности. А именно: без потери качества и быстродействия системы создавать эффективные решения для объектов с распределенной структурой, с организацией необходимого количества каналов интеллектуального распознавания кризисных, критических и криминальных ситуаций, с оборудованием удаленных рабочих мест для получения данных в режиме реального времени, доступа к архиву и дистанционному управлению системой.
Создавая перспективную интеллектуальную систему безопасности, мы четко осознавали, что не существует идеального, всеобъемлющего и всему удовлетворяющего комплекта обо-
рудования и программного обеспечения. Поэтому ориентировались на ведущие, хорошо зарекомендовавшие себя на рынке информационных и телекоммуникационных услуг компании, внедряя в их «железо» свою интеллектуальную начинку и высоко интегрированные системно-технические решения.
Здесь и ІВМ, и SONY, и Рапавопіс, и СІ8со, Smartec и многие другие мировые бренды, с которыми подписаны соглашения и которые следуют девизу «Открытость для интеграции — основное требование времени».
- Так что же вы нового сделали? - воскликнет читатель, - многие идут по пути интеграции.
- Да, интеграции, - ответим мы, - но пока мало зарекомендовавших себя компаний, пошедших по пути видео- и аудио-аналитической автоматизации систем безопасности.
- Пока единицы, - добавим мы, - хотя без таких систем в ближайшие 2 - 3 года городскому хозяйству не обойтись. Не случайно ведь в условиях пока еще не преодоленного кризиса, дефицита городских бюджетов думающие на несколько шагов вперед руководители занялись практическим
воплощением концепции «Безопасный город».
Недостатки традиционных систем
На примере только одной, но исключительно важной подсистемы безопасности — городской системы видеонаблюдения - мы видим основные, если не сказать — ключевые, недостатки традиционных городских систем видеонаблюдения:
♦ просмотр видеоинформации операторами производится вручную;
♦ практически невозможно выявить пространственно-временную связь событий, происходящих в разных местах и в разное время, от различных систем безопасности;
♦ при включении простых анализаторов движения — возникновение огромного количества ложных тревог, реакция на которые становится бессмысленной.
Следствия для практиков в области безопасности просты и неутешительны:
♦ полнейшая зависимость от человеческого фактора, чрезвычайно низкая эффективность при длительной
Камеры видеонаблюдения
Видеопоток
Анализ и индексирование
« К і- - Н
Распознавание Распознавание Анализ номеров лиц обстановки
Индексированное видео
Локальный координационный центр
Сигнал тревоги
Индексированный
видеоархив
Поиск по событиям/анализ образов
Силы
правопорядка/группы
немедленного
реагирования
Глобальный ситуационный центр
Рис. 1. Цикл городской безопасности: детектирование - распознавание - классификация - реагирование -
расследование - документирование
нагрузке на операторов систем безопасности;
♦ низкая оперативность при выявлении угроз и регистрации потенциально опасных событий.
Короче, бьем по хостам. Какая уж тут превентивная борьба с терроризмом, криминалом и тому подобными отрицательными событиями в современных городах.
Цикл городской безопасности
Новейшие системы видео-аналитичес-кой автоматизации для городских систем видеонаблюдения должны включать следующий минимальный цикл (рис. 1): детектирование — распознавание — классификация — реагирование — расследование — документирование. Причем задержки между этапами этого по своей сути единого процесса должны быть минимальны
- минуты, в редких случаях - часы. Вот тогда в наши города придет уверенность и безопасность. А в горожан вселится спокойствие и понимание того, что власти не только обеспокоены, но и делают все для уверенности людей в завтрашнем дне.
На самом деле, видео-аналитические системы дают возможность невероятно быстрого анализа огромного объема информации, важной для обеспечения безопасности и адекватности реагирования на возникающие угрозы, проведения оперативного расследования и сбора надежных доказательств. Применение мощного инструментария автоматической обработки видеопотока в виде отбора, выделения нужных данных, событий и объектов, представляет огромный интерес с точки зрения безопасности, контроля ситуации и выявления угроз.
Немаловажно и то обстоятельство, что время реагирования на события, понимание проблемы, подготовку и принятие решения только за счет индексации и распараллеливания поиска сокращается в сотни раз. Внедрение в ПО интеллектуальных подсистем распознавания дает выигрыш в сотни, если не тысячи раз.
Да, такие системы безопасности несколько дороже традиционных, но почти ставших бессмысленными. Но и
реальная безопасность стоит дорого! Нужно также учесть, что при масштабном внедрении в городах систем безопасности нового поколения эта разница становится весьма незначительной, а синергетический эффект в конечном итоге перекрывает все затраты. Ведь доведенная до конечных интеллектуальных решений видео-аналитика превращает камеры в реальные источники информации. Умная их начинка дает возможность в больших видеопотоках распознавать человеческие лица, номера автомобилей, железнодорожных вагонов и контейнеров, нарушения ПДД, осуществлять трекинг целей и анализировать поведение объектов.
Да мало ли что еще заблагорассудиться распознавать — в однажды построенную действующую систему достаточно добавить новую подсистему распознавания. И она уже начинает серьезно окупаться.
Вспомним в этой связи древних. Ведь они делали водопроводы не только для себя, но и для будущих поколений. И системы безопасности нужно создавать не на потребу дня, а, прежде всего, для будущего — наших детей и внуков.
Такая платформа для систем нового поколения, отвечающая современным требованиям, нами создана и названа ЯееигОЯ. В первую очередь, она создана для реализации высокопроизводительных интегрированных систем безопасности и сетевых решений применительно к территориально распределенным объектам. Будь то город, газо- и нефтепровод, атомная станция или порт.
Указанная платформа отвечает всем запросам не только сегодняшнего, но и завтрашнего дня. Вот только некоторые из них:
♦ наращиваемые аналитические решения для многих «тревожных» событий, при этом реализована система синтеза новых, пока не появлявшихся их типов;
♦ высокая внутрисерверная и сетевая производительность позволяют осуществлять быстрый многопараметрический поиск видео- и аудиоданных;
♦ распределенность, модульность, гибкость настройки интерфейсов пользователей, а также открытая
платформа дают возможность претворить наши решения во многих отраслях, регионах мира и России.
География безопасности
Именно поэтому предложенные нами комплексные решения по безопасности нашли применение в аэропортах Абу-Даби и Мадейры, Палас Отеле и учреждениях здравоохранения Нью-Йорка, торговых сетях Канады, Соединенных Штатов и АЗС России, на промышленных объектах США, Северстали, АвтоВАЗа и Московского НПЗ, на терминалах Бразилии, тоннелях Вашингтона и объектах РЖД, в ведущих банках США, Аргентины, Парагвая и Сбербанка России, на энергетических комплексах РАО ЕЭС, Бразилии, и 8 АЭС России, а также во Дворце Президента Бразилии и ряде правительственных объектов США (рис. 2).
Удивительно, но это так было. Ряд высокотехнологичных наших решений начинал свое триумфальное шествие из-за рубежа, с их признания и признания компании ISS. Так уж устроена российская жизнь — решения предлагаем здесь, воплощаем за рубежом, признанными становимся, когда уже победили там. Подоплеку пояснять не будем, она ясна. Сейчас нужно думать о будущем России и быстро исправлять ошибки.
Для этого РосНОУ и ISS объединились в своих системных проектах в области безопасности городской среды. Синергия сотрудничества двух этих признанных инновационных структур преследует создание самых современных решений на базе видео- и аудиоаналитики в кооперации с ведущими производителями компонентов безопасности.
Решения по распознаванию
Одно из самых востребованных решений связано с идентификацией террористов и прочих криминальных элементов на объектах транспорта, в местах проведения массовых мероприятий, службах пограничного и паспортного контроля, дополнительного контроля на пунктах пропуска, проходных, У1Р-зонах.
При этом решаются задачи:
Рис. 2. Безопасный город: география внедрений
♦ одновременного захвата всех лиц в поле зрения системы видеокамер в реальном масштабе времени;
♦ анализа перемещения десятков захваченных камерой потенциально опасных лиц с удобной навигацией, с записью времени и даты, а также с функцией индивидуального поиска;
♦ идентификации — сравнения лиц людей с изображениями из базы данных до миллиона лиц;
♦ контроля и ограничения доступа на особо охраняемые объекты с пропускным режимом, в У1Р-зоны.
Другая важная задача в условиях быстрого развития транспортного парка городов — это решения на основе распознавания номеров автомобилей на автостоянках и паркингах, при контроле грузопотока на промышленных предприятиях, при обеспечении дорожной и муниципальной безопасности. В ходе решения этой задачи осуществляется:
♦ формирование базы данных с сохранением изображения и инфор-
мации о номере автомобиля, времени, дате и направлении проезда;
♦ сравнение номера идентифицированного автомобиля с информацией из базы данных «засвеченных» номеров;
♦ автоматизация процессов контроля и учета транспортных средств, формирование аналитических отчетов;
♦ контроль выполнения технологических процессов за счет интеграции с весовым и другим технологическим оборудованием;
♦ автоматическое управление доступом идентифицированных автомобилей с использованием автоматических шлагбаумов, ворот и других исполнительных устройств.
Кстати, недавние испытания под эгидой федерального ГИБДД десяти лучших программных продуктов, содержащих алгоритм распознавания автомобильных номеров, подтвердил лидерство нашего «Автоинспектора» с большим отрывом от других.
Основа названного алгоритма легла в решения по распознаванию номеров вагонов, реализованные железнодорожными перевозчиками, промышленными предприятиями и предприятиями ТЭК. С помощью специализированного программного обеспечения:
♦ формируются базы данных номеров вагонов, дат и времен проезда, направлений движения, порядковых номеров вагона в составе, количества вагонов, средней скорости прохождения через зону контроля и изображений вагонов;
♦ производится автоматическая сверка номеров вагонов с информацией из различных баз данных;
♦ осуществляется взаимодействие с компонентами систем учета и контроля, технологическим оборудованием, электронными весами, датчиками и другими исполнительными устройствами.
На контейнерных терминалах, таможенных постах, в крупных логистических центрах и на промышленных
предприятиях стали активно применяться наши решения по распознаванию номеров контейнеров. Они дают возможность:
♦ идентифицировать с различных ракурсов (для получения высокой точности) номера, нанесенные на крышу или боковую стенку контейнера;
♦ формировать соответствующие базы данных (номер контейнера, дата, время, изображение);
♦ экспортировать полученные результаты во внешние базы данных, ERP предприятия;
♦ интегрироваться с исполнительными устройствами, весовым и другим технологическим оборудованием различных производителей.
Стоит подчеркнуть, что интеграция решений на основе распознавания номеров контейнеров с системами распознавания автомобильных номеров и номеров железнодорожных вагонов раскрывает огромное поле для реализации комплексных решений по безопасности.
Транспортная безопасность
А теперь возвратимся к автотранспортной безопасности. Все мы помним недавние серьезные дорожные инциденты, связанные с участием крупных федеральных чиновников, которые всколыхнули общество. Оно более не хочет подчиняться надуманному диктату «мигалок» на российских дорогах. Наши решения для контроля безопасности дорожного движения составляют интеллектуальную основу современной транспортной инфраструктуры города, позволяя масштабно управлять транспортными потоками, своевременно выявлять инциденты на дорогах и оперативно реагировать на нарушения ПДД.
Качественные математические модели, положенные в основу алгоритмов названных решений, дают возможность с помощью видео-аналитики:
♦ оценить, применительно к транспортному потоку, индивидуальные и средние скорости, степень загруженности и направления потока, наличие заторов;
♦ выявить дорожные происшествия и посторонние объекты на дорогах, машины, нарушающие ПДД
(неправильно припаркованные, нарушающие скоростной режим, совершившие выезд на запрещенную полосу).
Для чего нужен трекинг?
В первую очередь, для обеспечения борьбы с терроризмом, кроме того, наши решения на основе трекинга целей имеют широкий спектр применений в организации противодействия криминальным структурам.
Напомним, что трекинг (от англ. tracking) - это специальная технология, лежащая в основе взаимодействия человека с виртуальным миром. Она предназначена для определения позиции и ориентации реального объекта (например, руки, головы) в виртуальной среде.
Указанные технологии позволяют осуществлять:
♦ контроль перемещений в пределах охраняемой зоны;
♦ регистрацию фактов проникновения и нахождения людей и запрещенных предметов в охраняемой зоне;
♦ подсчет числа людей, двигающихся в заданном направлении, проходящих в то или иное здание, сооружение, на охраняемую территорию или находящихся в особой зоне;
♦ обнаружение вторжений и несанкционированного пересечения охраняемого периметра;
♦ автоматическое выявление оставленных неизвестных предметов.
Интеллектуальный сервер безопасности
Попробуем обобщить возможности функций видео-аналитики для решения задач обеспечения комплексной безопасности города. Для этого составим таблицу (табл. 1).
Сразу же оговоримся, ни спектр задач, ни функции видео-аналитических возможностей предлагаемых систем, предназначенных для обеспечения комплексной безопасности городской среды, приведенные в табл. 1, не отражают того потенциала наших совместных разработок, который уже на сегодняшнем этапе способен быть реализован в практических решениях специалистов по безопасности. Нужно
только подключить тактическую смекалку, понимание житейских и жизненных ситуаций, изучить скрытые возможности предлагаемой системы, и вот тебе инновационное решение. Давайте думать и спасем себя и наше будущее.
Почему же интеграция решений Рос-НОУ и ISS? Да потому, что интеллектуальная обработка информации, реализованная компанией ISS, стала оптимально возможной непосредственно у ее источников с применением интеллектуального автономного сервера безопасности и управления (ИАСБУ), разработанного специалистами РосНОУ.
Это устройство (ИАСБУ) предназначено для съема, обработки и передачи самых различных видов информации, взаимодействия с любыми внешними исполнительными механизмами. Преимущество ИАСБУ — совмещение в малых габаритах функций видео- и аудиоконтроля, видео-аналитики (захват изображений лиц, номеров, ситуаций и т.п.), управления различными исполнительными устройствами с возможностью проводной/беспроводной двухсторонней связи.
Если говорить об основных функциях прибора, то среди них нужно, в первую очередь, назвать:
♦ прием сообщений от множества обычных и интеллектуальных охранных датчиков и извещателей, а также занесений соответствующих событий в электронный журнал;
♦ передача тревожных сообщений пользователю по сети Интернет или с помощью SMS или MMS сообщений;
♦ сохранение аудио- и видеокадров в архив;
♦ удаленный доступ к аудио-видеоархиву;
♦ дистанционное управление внешними устройствами;
♦ передача пользователю по его запросу отдельных кадров и записей (в том числе — на мобильный телефон) и трансляция аудио-видеопотока по сети Интернет.
Комплексная интеграция -это эффективность систем безопасности города
Важно подчеркнуть, что комплексная интеграция всех подсистем безопас-
Авто инспектор Face инспектор \ Решаемые задачи Функции видео-аналитики \
Привязка номера ТС к показаниям радара скорости Контроль страны и региона номера ТС Сбор статики проезда ТС в точках контроля Проверка номеров ТС на наличие в БД Верификация «свой-чужой» Автоматическое обнаружение лиц по БД розыска Захват, отображение и архивирование лиц
+ + + + + Раскрываемость преступлений Криминальные угрозы Территориальные подразделения МВД Заказчики/задачи
+ + + + Квартирные кражи
+ + Уличная преступность
+ + + + Предотвращение распространения наркотиков
Предотвращение минирования Террористические угрозы
+ + + + Контроль объектов жизнеобеспечения:
+ - в жилом секторе
+ + - на объектах транспорта всех видов
+ + + + + - в отношении потенциально опасных объектов
+ + + + + Фильтрация гостей города
+ + Предотвращение хулиганских действий Безопасность массовых мероприятий
+ + Предотвращение экстремистских действий
+ + + + + + Жизненно важные объекты города Охрана
+ + Социальные и образовательные учреждения
+ + + Борьба с нелегальной иммиграцией УФМС
+ Розыск угнанного автотранспорта Борьба с-правонару-шениями |-i S СП £
+ Фиксация нарушений правил ПДА
Автоматическое обнаружение ДТП Управление дорожным движением
+ Контроль скоростного режима а/м
+ Контроль параметров транспортных потоков
Мониторинг инженерной инфраструктуры ЖКХ
Противодействие вандализму
+ + Мониторинг служебного транспорта
Таблица 1. Применение видео-аналитических систем для обеспечения комплексной безопасности городской среды
Продолжение таблицы 1.
+ +
+ + + +
+
+ +
+ + +
+
+ + + +
+ +
+
+ + + +
+ + +
+
+
+
+
Детектирование остановки транспортных средств Детектирование неразрешенного направления движения ТС Детектирование скорости транспортного потока х ы тн р о п ес и нс я Й ар вт ро в ро и т в т ит тв тек ари едст ет аба ред Д га с Подсчет транспортных средств Детектирование вторжения в зону охраны Детектирование оставленных предметов Детектирование пересечения охраняемого периметра Детектирование остановки и блуждания человека в зоне
doxMauDHH мифвгїх daMedx
ности и жизнеобеспечения — необходимое условие эффективности систем безопасности города. Такие системы должны обладать подсистемами централизованного сбора данных и централизованного реагирования. Подсистема централизованного сбора данных характеризуется возможностями:
♦ построения сложных территориально распределенных систем из множества составляющих - видеосистемы, системы интеллектуальной обработки видеопотока, СКД, ОПС, обеспечивающих подсистем;
♦ обработки данных от видеокамер, микрофонов, датчиков пожаротушения, дымоудаления, систем освещения, электропитания;
♦ передачи данных в локальные центры мониторинга (ЛЦМ) для их оперативной обработки;
♦ передачи данных в единый (районный, а далее - в городской) центр мониторинга;
♦ оперативной связи и оповещения для немедленного реагирования сотрудников служб безопасности, отделов вневедомственной охраны, отделений милиции.
Подсистема централизованного реагирования позволяет:
♦ обеспечить единую реакцию интегрированной системы при регистрации «тревожных» событий;
♦ организовать каналы связи с подразделениями правоохранительных органов;
♦ организовать нужное количество рабочих мест и централизованное хранилище данных с разграничением прав доступа к ним.
Для чего нужна SecurOS-среда?
И еще раз о том, для чего нужна SecurOS-среда в рамках совместных разработок РосНОУ и ISS. Если отвечать коротко, то смысл создания SecurOS-среды - это интеллектуальный ответ на радикальное информационное «давление» на человека в последнее время. На самом деле, настал момент, когда все эти потоки информации преодолели порог человеческого восприятия. В ответ на такую угрозу информационной перенасыщенности мы и разработали среду, являющуюся
своеобразным автоматическим аналитическим центром, позволяющим при минимальном участии человека обрабатывать огромные информационные потоки.
Основная задача SecurOS — ежеминутно выдавать человеку только ту информацию, которая ему важна для принятия нужных решений в данный момент времени. Имя SecurOS возникло из английского словосочетания Security Operating System — т.е. «операционная среда для обеспечения безопасности».
SecurOS позволяет обеспечивать взаимодействие таких сложных ресурсоемких подсистем, как модуль распознавания лиц или модуль распознавания номеров транспортных средств с распределенными подсистемами видео/аудиозаписи, оборудованием
стандартных подсистем жизнеобеспечения объектов в рамках единого комплекса.
Учитывая постоянно возрастающие требования к функциональности комплексов безопасности, мы отошли от традиционного подхода - написание технического задания, поиск необходимых технологий на рынке, программная и аппаратная интеграция, отладка на объекте, - поскольку это длительная и кропотливая работа, которая делается каждый раз заново под новый проект.
Мы пошли принципиально другим путем - создали такую программно-аппаратную среду безопасности, которая с самого начала решает как минимум 80% задач клиентов. Остальные 20% задач, как правило, решаются путем встроенных механиз-
мов настройки логики работы системы.
Идем в глубинку страны
В завершение не можем не сказать о том, что в настоящее время движение усилий РосНОУ и ISS направлено, прежде всего, на обеспечение безопасности российских городов. Сегодня наши системы успешно функционируют в Москве и Санкт-Петербурге, Твери и Нижнем Новгороде, Когалыме и Нижневартовске, Ижевске и Ростове-на-Дону, Саранске и Элисте, Оренбурге и Обнинске и еще во многих городах, и на многих предприятиях России. Учитывая исключительную актуальность проблемы безопасности российских городов, география наших интеллектуальных внедрений постоянно расширяется.
Литература
1. http://www.iss.ru
2. http://www.rosnou.ru
3. http://www.mos.ru
4. Протокол совещания. Мэра Москвы. Ю.М. Лужкова от. 05.04.2010 № 4-ТС-32/10 ««О мерах по организации эффективного функционирования. Системы, обеспечения, безопасности города Москвы. (СОБГ)».
5. Проект, постановления Правительства Москвы. ««О создании комплексной автоматизированной системы, обеспечения безопасности населения города Москвы» от. 21.05.2010 г.
Общество с ограниченной ответственностью С ПЕиИАЛЬНЫЕ Т ЕХНИЧЕСКИЕ И
К РИМИН ААИСТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА
Лицензии ФСБ России ГГ № 0011838 от 27.06.2008 г. и ЛЗ № 0015048 от 25.08.2008 г.
■ Оснащение субъектов оперативно-розыскной деятельности, служб безопасности;
■ технические средства для обеспечения безопасности бизнеса;
■ криминалистическое оборудование.
Адрес: Москва, Ленинградское ш., д. 80, корп. 22 (Балтийская ул., д. 9)
Почтовый адрес: 109052 Москва, а/я 61, ООО «СТИКС» тел./факс (495) 755-6199, 755-6410 E-mail: 007@stiks.su, stiks@stiks.su
