Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Периметровые системы ВОРОН™: 10 лет с искусственным интеллектом

Периметровые системы ВОРОН™: 10 лет с искусственным интеллектом

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Периметровые системы ВОРОН™:
10 лет с искусственным интеллектом

В современном мире вопросам разработки автоматизированных периметровых систем охраны уделяется все большее внимание. 10 лет назад коллектив компании "Прикладная радиофизика" совершил прорыв в этой области, разработав и начав серийное производство волоконно-оптических периметровых средств обнаружения (ПСО) серии ВОРОН™. В чем же их отличие от традиционных периметровых систем других производителей?
Ю.А. Русанов
Компания "Прикладная радиофизика", к.ф.-м.н
А.А Россиев
Компания "Прикладная радиофизика", к.ф.-м.н
А.В. Шипилин
Компания "Прикладная радиофизика", к.ф.-м.н
А.Ю. Русанов
Компания "Прикладная радиофизика", PhD, к.ф.-м.н

Любая периметровая система обнаружения – это набор сенсоров, линий связи, блоков обработки сигналов от этих сенсоров, устройств принятия решения о выдаче тревожного сигнала и отображения ситуационной обстановки. При этом чрезвычайно актуальным остается решение извечной дилеммы всех периметровых систем в мире: как увеличить обнаружительную способность сенсоров и одновременно уменьшить число ложных тревог?

Стратегия для разработчиков и производителей периметровых систем при такой постановке однозначна: необходимо непрерывное совершенствование как непосредственно самих сенсоров, так и методов и принципов обработки сигналов, которые поступают с сенсоров на устройства, "принимающие решение" о выдаче сигнала "Тревога". Однако пути достижения стратегических задач могут быть различны.

На рынке появились подделки под нашу продукцию серии ВОРОН™. ООО "ПРИКЛАДНАЯ РАДИОФИЗИКА" обладает исключительными правами на разработку, производство и поставку изделий под торговым знаком ВОРОН™.
Если вам или вашим коллегам будут предлагать изделие ВОРОН, имеющее полностью совпадающее с нашим изделием название, или "модифицированный вариант ВОРОН-2М-С-РХ", или комплектующие части с децимальными номерами ШАРМ, или иные варианты изделий ВОРОН, произведенные НЕ в ООО "ПРИКЛАДНАЯ РАДИОФИЗИКА", то это однозначно контрафактная продукция. Остерегайтесь подделок!

В подавляющем большинстве периметровых систем сигнализации датчики или сенсоры основаны на различных физических эффектах, имеющих электрическую природу. В силу этого они слабо защищены от электромагнитных полей природного и техногенного происхождения. Блоки обработки сигналов от сенсоров и устройства, "принимающие решение" о выдаче сигнала "Тревога", расположены в каждом участковом шкафу и оперируют простыми жесткими правилами. До сих пор, так же как 50 лет назад, персонал должен обходить участковые шкафы для настройки, регулировки, обслуживания. Прорыв был совершен 10 лет назад, когда коллектив компании "Прикладная радиофизика", исключительно в инициативном порядке, разработал и начал серийное производство волоконно-оптических периметровых средств обнаружения серии ВОРОН™.

Преимущества волоконно-оптических ПСО ВОРОН™

Первым отличием изделий ВОРОН™ от традиционных периметровых систем других производителей стало использование волоконно-оптических кабелей в качестве распределенных и чувствительных к механическому воздействию датчиков и одновременно протяженных линий связи. Это инновационное решение позволило:

  • обеспечить полную помехозащищенность от любых электромагнитных помех природного и техногенного характера;
  • упразднить промежуточную обработку сигналов в участковых шкафах (и вместе с этим сами шкафы!);
  • обеспечить передачу полной информации о механических воздействиях на охраняемое ограждение или поверхность в единый компьютерный центр обработки, распознавания и принятия решений;
  • сделать линейную часть периметровых систем необслуживаемой на всем ее протяжении (от единиц до сотен и тысяч километров).

Однако, помимо этого, второй и, может быть, самой главной особенностью комплексов ВОРОН™ является авторское программное обеспечение – программный модуль ВОРОН-НЕЙРО©. Он размещен в блоке обработки сигналов (БОРОС) аппаратной части комплекса ВОРОН™ и является обучаемым электронным мозгом всей системы – искусственным интеллектом, позволяющим производить распознавание сигналов с использованием нейросетевых алгоритмов.

Что же такое "искусственный интеллект"?

Обобщив несколько определений, можно сказать, что устройство (компьютер) с искусственным интеллектом должно быть способно самостоятельно обучаться в процессе работы, находя при этом решения для новых, не встречавшихся ранее задач. Применительно к охране протяженных периметров это означает следующее:

  • искусственный интеллект комплекса ВОРОН™, а точнее его программный модуль ВОРОН-НЕЙРО©, обучается самостоятельно распознавать характерные признаки сигналов, соответствующие реальным нарушениям в присутствии помех, связанных с физическим воздействием на ограждение (дождь, град, проезжающий мимо грузовик, поезд или самолет и т.д.);
  • при возникновении ложных тревог, связанных с появлением новых типов воздействий, искусственный интеллект модуля ВОРОН-НЕЙРО© оперативно обучается и игнорирует подобные помехи.

Искусственный интеллект систем ВОРОН™ построен на основе компьютерных нейронных сетей, процесс обучения которых состоит в следующем (рис. 1). При первичном обучении системы происходит запись реальных сигналов воздействий, производимых в соответствии с принятой концепцией охраны данного объекта, и сигналов помеховых воздействий. Записанные сигналы характеризуются набором (до 100 и более) энергетических, частотно-временных и иных параметров, вычисляемых в некотором временном интервале. Каждый набор таких параметров является примером для обучения системы и формирования образа сигнала тревожного воздействия и образа сигнала помехи (ложных!).


С математической точки зрения эти примеры для обучения представляют собой множество точек в многомерном пространстве. Обучение же самих нейронных сетей происходит автоматически и сводится к пошаговой аппроксимации этих точек некоторой функцией для максимально возможного разделения событий, соответствующих "тревожному" воздействию, и событий, соответствующих помеховым сигналам. Математически доказано, что для любого множества точек может быть построена нейронная сеть, аппроксимирующая его с требуемой точностью. Это значит, что нейронные сети системы ВОРОН™ можно обучить распознаванию практически любых воздействий на ограждение.

После первичного обучения нейронных сетей в процессе дальнейшего функционирования системы ВОРОН автоматически собираются сигналы, соответствующие ложным, и происходит дообучение искусственного интеллекта модуля ВОРОН-НЕЙРО©. Термин "обучение" – это точное отображение процессов, которые происходят в математических "недрах" модуля ВОРОН-НЕЙРО© и моделируют (естественно, в упрощенном варианте) реальные биофизические процессы обучения биологического мозга. Тем не менее этот принцип, кроме всего прочего, сделал ненужным использование многочисленных тумблеров, регулировок и т.п. в аппаратной части комплекса ВОРОН™ (рис. 2).


Ушли в небытие понятия "порог чувствительности", "загрубление" и другие атавизмы прежних методов обработки сигналов. Важно понимать, что искусственный интеллект в системах ВОРОН™ распознает тревожное событие именно в соответствии со сформированным образом сигналов, а не как повторение конкретного сигнала. Это значит, что, например, для нарушения типа "перелаз ограждения" допускается некоторое варьирование веса нарушителя и характера самого преодоления ограждения. Различным нарушителям будут соответствовать различные сигналы, однако образ этих сигналов останется практически неизменным.

ВОРОН™: охрана локальных малоформатных объектов

Использование искусственного интеллекта в серийно производящихся охранных комплексах ВОРОН™ позволяет сегодня успешно решать задачи обнаружения и распознавания несанкционированного пересечения периметра ограждения самых различных объектов. Но возможности электронно-математического "мозга"

ВОРОН-НЕЙРО© не ограничивают его применение только в волоконно-оптических пери-метровых комплексах обнаружения.

Ведущиеся компанией ООО "Прикладная радиофизика" исследования и разработки показывают, что аппаратная и программная гибкость комплекса ВОРОН™ позволяет на его основе реализовать принципиально новый подход к построению многофункциональных систем охраны как протяженных, так и рассредоточенных локальных малоформатных объектов. Этот новый подход заключается в том, что в отличие от существующего построения подавляющего большинства всех охранных датчиков в новой технологии датчики будут являться лишь преобразователями внешних физических полей в потоки данных. Эти потоки по различным линиям связи – от волоконно-оптических до каналов GSM – будут передаваться в единый ситуационный центр обработки, распознавания и принятия решения, в основе которого находится искусственный интеллект (рис. 3).


Теперь уже не микрочип в "ящике на периметре", а полноценный электронно-математический мозг с возможностью практически неограниченного наращивания вычислительных способностей будет фиксировать, распознавать и сопоставлять сигналы с датчиков различного типа (не только волоконно-оптических, но и использующих иные физические принципы) и принимать окончательное решение о выдаче сигнала "Тревога" с последующим адресным включением систем видеонаблюдения, освещения или электрошокового воздействия. Именно такой подход уже выбрала природа в процессе эволюции живых систем. Наши сенсоры, например чувствительные участки кожи или усы у кошек, лишь преобразуют сигналы внешних воздействий, а их анализ и затем команду на соответствующую реакцию обеспечивает мозг.

Подобное решение представляется наиболее предпочтительным с функциональной и финансовой точки зрения не только в случае применения волоконно-оптических средств ВОРОН™ для охраны протяженных и гиперпротяженных структур, но и для построения систем охраны небольших локальных объектов, рассредоточенных на значительной территории и связанных технологическими высокоскоростными линиями связи: телекоммуникационные вышки, распределительные шкафы различных транспортных систем, задвижки нефтегазопроводов. При этом новая концепция отнюдь не отрицает существующие, десятилетиями наработанные системные решения в области охраны. Более того, многочисленные датчиковые системы с релейным выходным сигналом во многих случаях будут естественным образом дополнять и упрощать функционирование систем на основе искусственного интеллекта.

Опубликовано: Журнал "Системы безопасности" #5, 2010
Посещений: 11596


  Автор
Русанов Ю. А.

Русанов Ю. А.

К.ф.-м. наук

Всего статей:  6


  Автор
 

Россиев А. А

Компания "Прикладная радиофизика", к.ф.-м.н

Всего статей:  1


  Автор
 

Шипилин А. В.

Компания "Прикладная радиофизика", к.ф.-м.н

Всего статей:  1


  Автор
 

Русанов А. Ю.

Компания "Прикладная радиофизика", PhD, к.ф.-м.н

Всего статей:  1

В рубрику "Пожарная безопасность" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций