В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Вкомплексе мероприятий по предотвращению лесных пожаров наиболее актуальной задачей являются раннее обнаружение и определение местоположения очага возгорания. Для этого традиционно используются наземное наблюдение, авиация и космический мониторинг. Каждый из используемых методов имеет свои преимущества и недостатки, но только наземный мониторинг может обеспечить непрерывный контроль лесной территории и обнаружение лесных пожаров на самой ранней стадии.
Еще в прошлом веке во всех странах с большими лесными территориями существовала система наземного мониторинга, суть которой заключалась в обустройстве специализированных высотных сооружений, на которых находился человек и визуально контролировал состояние лесных массивов. Такой способ позволял одному человеку осуществлять мониторинг большой территории (около 30 км вокруг места установки вышки в зависимости от ее высоты, рельефа местности и погодных условий), на ранней стадии обнаруживать возгорание и при возможности обнаружения с нескольких точек определять его координаты методом триангуляции.
Данный способ активно использовался на территории России, Канады, стран Европы. При всех своих преимуществах он обладает рядом существенных недостатков, ограничивающих возможность его применения. Основным из них является необходимость постоянного использования человеческого труда в каждой точке расположения вышки в течение всего пожароопасного сезона (для обеспечения оперативности) и ограничение территории мониторинга количеством установленных вышек.
В настоящее время этот метод практически нереализуем из-за отсутствия достаточного количества специалистов на местах. Для примера можно привести Тверскую область, в которой в 1980-х гг. для оперативного обнаружения пожаров работало около 6000 лесничих, сейчас их менее 600 человек. Кроме того, на точность и своевременность обнаружения пожара сильно влияет человеческий фактор (человек может устать, уснуть), а контролировать такое большое количество людей на огромной территории практически невозможно. В описанном методе также невозможно автоматизировать процесс обнаружения пожара и доставки информации.
PTZ-камеры С середины 1980-х гг. стали предприниматься попытки использования видеонаблюдения для мониторинга лесных массивов. Разрабатываемые и применяемые тогда системы представляли собой телеустановки в составе управляемой PTZ-камеры, размещаемые на высотных сооружениях, а также телевизионное устройство и пульт управления, расположенные непосредственно рядом с вышкой. Около каждой вышки находился оператор, который в ручном режиме просматривал территорию. Кроме непосредственно видеоинформации, данные системы предоставляли возможность получения направления на видимый объект. Такое использование видеонаблюдения позволило сохранить высокие технические характеристики (радиус обзора с одной точки ~30 км, раннее обнаружение лесных пожаров), а также получить дополнительные преимущества:
Несмотря на улучшение характеристик, системы не смогли решить проблему необходимости наличия питания и размещения человека в каждой точке мониторинга. Цена на подобные установки была также достаточно велика, что делало их малодоступными для большинства потенциальных покупателей.
Но даже при всех своих недостатках такие системы существуют и функционируют и в настоящее время, во многих случаях позволяя решать поставленные задачи.
Последнее десятилетие ознаменовано развитием электроники, связи и цифровых систем. Это не могло не отразиться и на совершенствовании систем видеомониторинга лесных пожаров. Развитие электроники и цифровой техники привело к массовому применению цифровых управляемых камер, что существенно повлияло на их стоимость при сохранении технических характеристик. Кроме этого, совершенствование вычислительной техники позволило автоматизировать часть работы, выполняемой человеком, оставив за ним только процесс принятия решения. Повсеместное распространение мобильной связи обеспечило массовое строительство высотных сооружений (с наличием электрического питания и каналов связи) как на территории крупных населенных пунктов, так и в сельской местности, а точнее говоря, и на территориях, прилегающих к лесным массивам.
Все эти предпосылки привели к новому направлению развития систем видеомониторинга леса, заключающемуся в максимальном использовании существующей инфраструктуры вышек и каналов связи для размещения оборудования видеонаблюдения и осуществления видеомониторинга лесных массивов.
В этом случае наиболее перспективным является размещение на высотных сооружениях PTZ-IP-видеокамер, которые объединяются в единую систему с использованием каналов опорной сети операторов с дальнейшим подключением их в сеть Интернет.
Преимущества такого подхода:
При этом данная система в полной мере обладает всеми преимуществами ранее существовавших систем наземного мониторинга:
Кроме этого, на основе таких систем распределенного видеонаблюдения можно создавать целые информационные комплексы, обеспечивающие оператора всем необходимым инструментарием для ведения мониторинга леса, определения координат пожара (в режиме реального времени), выявления возможных последствий лесного пожара и многое другое.
Отдельно стоит отметить возможности применения компьютерного зрения, то есть систем, автоматически определяющих потенциально опасные объекты. Данные системы необходимы для проведения мониторинга больших лесных территорий, когда количество видеокамер на одного оператора достаточно велико (больше 5–7).
Такие системы могли бы в автоматическом режиме обнаруживать потенциально опасные визуальные объекты (дым, огонь и пр.) без участия оператора и информировать его только в момент принятия окончательного решения о реальной опасности. Вся сложность применения систем автоматического обнаружения для задач мониторинга леса заключается в очень высоких технических требованиях, а именно в необходимости обнаруживать очаг возгорания как на расстоянии 5 км от точки мониторинга (что является довольно простой задачей), так и на расстоянии 25 км. При такой удаленности не спасает даже возможность 30–35-кратного увеличения: в этом случае недостаточно оптической прозрачности атмосферы, которая ухудшается возможными погодными условиями и наличием антропогенных факторов (туман, дымка, задымленность). Но стоит подчеркнуть, что по мере развития подобных систем, накопления опыта и совершенствования специализированного программного обеспечения часть указанных проблем может быть решена.
Предложенный способ организации и реализации систем видеомониторинга леса уже сейчас приведен в исполнение в нескольких коммерческих продуктах, в том числе российской разработки. Все они включают в себя специализированное программное обеспечение, некоторые из них – специальные видеокамеры, отличающиеся от обычных камер своими техническими характеристиками. Необходимо заметить, что все эти системы имеют свои преимущества и недостатки. В качестве наиболее правильного подхода можно отметить системы, которые позволяют использовать различное оборудование в своем составе и фактически представляют собой программные комплексы, обеспечивающие возможность эффективного мониторинга леса.
Можно ожидать, что уже в ближайшее время будут представлены системы с практически полностью автоматизированным процессом видеонаблюдения и определения местоположения потенциально опасных объектов. В состав таких систем будут входить "умные" камеры, выполняющие часть работы, серверы обработки видеоинформации, осуществляющие полный анализ поступающих данных от видеосистемы, погодных условий, системы спутникового мониторинга и центры контроля, в которых за человеком останется только принятие окончательного решения на основе удобно представленных данных. Но пока это только будущее.
Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2010
Посещений: 21390
Автор
| |||
В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
