О внедрении новейших технических решений для автоматической фото- и видеофиксации нарушений правил дорожного движения

С 1 июля нынешнего года планируется поэтапное введение систем автоматической фото- и видеофиксации нарушений правил дорожного движения и администрирования штрафов в области нарушений безопасности движения.

Это означает внедрение интеллектуальных систем видеонаблюдения, позволяющих в автоматическом режиме фиксировать такие правонарушения, как, например, превышение скорости, проезд на красный сигнал светофора, движение по встречной полосе и т.д. с последующей отправкой автовладельцу по почте требования к уплате штрафа. Такие системы реализованы и действуют в европейских странах и являются эффективным средством в борьбе за безопасность дорожного движения, а также предупреждают проявления коррупции при выписывании штрафов и повышают производительность работы автоинспекции.
В этой статье будет рассказано о типовых задачах, которые будут решаться с помощью систем видеоанализа транспортных потоков и существующих ограничениях в их использовании. Описаны наиболее передовые на сегодняшний день технические средства, разработанные и производимые отечественной компанией «Вокорд». Эта компания взяла на себя бремя реализовать системы телеавтоматического контроля дорожной обстановки на автомагистралях, полностью удовлетворяющие представленным концепциям обеспечения безопасности дорожного движения (и разработанным в рамках этих концепций техническим требованиям).
Говоря в общем, задача видеоконтроля дорожного движения включает сопряженные задачи детектирования с помощью алгоритмов видеоанализа нарушения транспортным средством правил дорожного движения и распознавании государственного регистрационного знака нарушителя. Попутно для автоинспекции интересно иметь и возможность распознавания номеров всех проезжающих автомобилей для автоматического сравнения их с базой угнанных автомобилей. Другая полезная возможность, заложенная в системе телеавтоматического контроля, - анализ статистики транспортного потока (подсчет количества машин, проезжающих в единицу времени, вычисление плотности и средней скорости потока). Кроме того, подобные системы видеонаблюдения позволят определять виновников ДТП, а также контролировать скоростной режим.
Практически предполагается два основных варианта применения камер видеонаблюдения – на прямом скоростном участке дороги и на перекрестках. Основная задача видеоконтроля на прямом участке дороги – детектирование превышения скорости и распознавание номера автомобиля. На сегодняшний день, существует практика использования аналоговых камер видеонаблюдения, которые устанавливаются на, так называемую, «П-образную» опору по одной камере на каждую полосу движения. Камеры направлены фронтально на приближающиеся (удаляющиеся) автомобили. У такого подхода есть 2 серьезные проблемы связанные с маленькими размерами зоны контроля традиционных аналоговых камер:

автомобили, движущиеся между полос движения (по разметке), не попадают в поле зрения ни одной из камер.
Зона измерения скорости радаром не совпадает с зоной распознавания номера, поэтому если машина перестраивается из одной полосы в другую, то система неправильно определяет номер или вообще не может определить номер нарушителя

Альтернативная возможность применению аналоговых камер – цифровая камера высокого разрешения VOCORD NetCam, выпускаемая компанией «Вокорд», которая озволяет захватывать несколько полос движения одновременно и получать изображения автомобилей (и номеров автомобилей) с в несколько раз более высоким разрешением по сравнению с аналоговыми камерами. Благодаря высокому разрешению, камеры VOCORD NetCam можно устанавливать на «Г-образные» опоры. Цифровые камеры работают под управлением системы телеавтоматического контроля дорожной обстановки VOCORD Traffic. Отметим, что система VOCORD Traffic может работать как с цифровыми камерами VOCORD NetCam, так и с обычными аналоговыми видеокамерами. Камеры VOCORD NetCam выпускаются с разрешением от 1,3 до 5,1 мегапиксела. Для задач анализа дорожного движения наиболее подходят камеры с разрешением 1,3 и 3,1 мегапиксела.
В первых пилотных проектах используются камеры 1.3 мегапиксела. Такая камера может одновременно захватывать две полосы движения. Два доплеровских радара подключаются к последовательному порту RS-232/485 видеокамеры. После появления в поле зрения видеокамеры автомобиля система VOCORD Traffic дает команду радару произвести измерение скорости. Зона, в которой происходит захват и распознавание номера автомобиля, – приблизительно 25 м. При этих условиях максимальная скорость, при которой система может производить распознавание номера, – 140 км/ч. Основная задача установки системы видеоконтроля на перекрестке – детектирование проезда на красный свет и распознавание номера автомобиля нарушителя. Каждый лепесток дороги должен контролироваться своей видеокамерой (или группой видеокамер). При этом в некоторых случаях, возможно, потребуются отдельные камеры для распознавания номеров на подъезде автомобилей к перекрестку. Это связано с тем, что для распознавания номера предельный угол установки цифровой камеры VOCORD NetCam в вертикальной плоскости не должен превышать 20°, а в горизонтальной – 30° (При использовании аналоговой камеры эти требования еще жестче.) В то же время для детектирования нарушений правил дорожного движения на пересечении дорог, таких как проезд на запрещенный сигнал светофора, разворот в неположенном месте, пересечение сплошной линии и т. д., требуется установка камер непосредственно над перекрестком.

Для контроля проезда на красный сигнал светофора производится интеграция с контроллером светофора.
Определенную сложность представляет использование системы видеоконтроля в ночное время.
В традиционных системах эта проблема решается установкой прожекторов, работающих в видимом диапазоне. У такого подхода есть 2 существенных недостатка: встречный свет слепит водителей и система контроля становится потенциальным источником новых ДТП, и, кроме того, прожектора потребляют большую мощность (около 500 Вт), что создает сложности при подключении системы и повышает стоимость ее эксплуатации. Для обеспечения круглосуточного контроля дорожного движения компания «Вокорд» выпускает инфракрасные модели камер VOCORD NetCam. Для обеспечения работы в темное время суток устанавливаются специализированные стробирующие ИК-прожекторы, синхронизованные с камерами. Благодаря высокой чувствительности камер и стробирующему режиму работы прожекторов существенно снижается потребляемая мощность (менее 10 Вт), кроме того, прожекторы работают в ближнем ИК-диапазоне и не создают помех для водителей. Если помимо распознавания номера и марки машины требуется определять ее цвет, то в дополнение к ИК-камерам ставится обычная цветная аналоговая камера высокой чувствительности. Такая камера используется как обзорная, изображение с этой камеры может транслироваться в центр наблюдения для визуального контроля обстановки и записываться в архив долговременного хранения. Это особенно полезно для разбора спорных ситуаций, так как в этом случае помимо фотографий, сделанных камерами высокого разрешения, в системе хранится видеоролик, позволяющий проследить всю динамику нарушения.
В заключение стоит осветить весьма важный аспект практического использования систем видеоконтроля за транспортным потоком – разработанные аппаратные решения, предназначенные для эксплуатации в уличных условиях.
Камеры видеонаблюдения VOCORD NetCam (а также аналоговые видеокамеры), помещенные в гермокожух, могут подключаться к специальным серверам для уличной эксплуатации VOCORD StreetServer, которые имеют класс пыле- и влагозащищенности IP68 и температурный диапазон от -50 °C до +50 °C. К одному серверу принципиально возможно подключить до 4 камер VOCORD NetCam. К серверу стандартной конфигурации на базе процессора Core 2 Duo возможно подключить 2 камеры VOCORD NetCam.
Разработан и производится также автономный интеллектуальный элемент системы видеонаблюдения VOCORD DigiFlow на базе видеокамеры VOCORD NetCam. VOCORD DigiFlow представляет собой компьютерную платформу, объединенную с цифровой камерой высокого разрешения VOCORD NetCam, в едином герметичном корпусе для уличного использования. Подключение к распределенной системе видеонаблюдения осуществляется при помощи IP-сети.
Этого оборудования достаточно для гибкого проектирования систем видеонаблюдения на базе цифровых и аналоговых камер с учетом конкретных требований и возможностей для установки на конкретном объекте. В качестве итогового тезиса хотелось бы сделать утверждение о том, что установка подобных систем требует определенных финансовых вложений, заметно превышающих стоимость обычных охранных систем видеонаблюдения. При этом минимизация стоимости комплекса может быть достигнута в ущерб эффективности работы системы.