Контакты
Подписка
МЕНЮ
Контакты
Подписка

Некоторые размышления о путях применения технологий видеомониторинга для решения задач пожарной сигнализации

Некоторые размышления о путях применения технологий видеомониторинга для решения задач пожарной сигнализации

В рубрику "Научно-технические разработки в области пожарной безопасности и аварийно-спасательных работ" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций

Некоторые размышления о путях применения технологий видеомониторинга для решения задач пожарной сигнализации

Посвящается д.т.н. Анатолию Николаевичу Баратову

Возможна ли ранняя детекция пожарной опасности при помощи средств видеомониторинга? Если да, то как? Рассмотрению этих вопросов и некоторых подходов к их решению посвящена данная статья

Сразу оговорюсь, что никогда не считал себя сколько-нибудь продвинутым в вопросах противопожарной безопасности, но в этой публикации все-таки позволю себе взглянуть на решение ряда задач пожарной сигнализации средствами видеомониторинга, с которыми я работаю уже долгое время.

Парадигма идеальной системы пожарной сигнализации - насколько возможно более ранняя регистрация угрозы пожара (УП) при низкой вероятности ложных срабатываний. Под УП в данной статье мы будем подразумевать визуальную фазу огня и дыма (включая ИК-диапазон в случае применения тепловизионных камер (рис. 1).

Традиционный подход, объединяющий все способы детекции УП, - это контактный метод измерений. Действительно, температурные, оптические, электрические, химические методы измерения (рис. 2) требуют прямого контакта измеряющего устройства с окружающей его средой. Возникает вопрос, а возможно ли создать какое-нибудь эффективное средство раннего предупреждения УП дистанционными методами? На мой взгляд, да! И, как представляется, одним из самых перспективных способов для этого можно считать видеомониторинг. Понятно, что речь идет не о полной замене традиционных контактных методов, а о совместной (контактно-бесконтактной) регистрации УП, где новой видеотехнологии отводится решение важнейшей задачи - задачи раннего предупреждения пожара.

Действительно, в данном случае "бесконтактность" и"дистанционность" гарантирована. При использовании современной оптики видеокамеру можно устанавливать за сотни метров до зоны контроля, полностью изолировав ее системой стекол и тем самым исключив возможность воздействия пожароопасной (взрывоопасной) среды. Таким образом, применение видеомониторинга позволяет "накрыть" обширные площади контроля и сделать проект с использованием данного метода рентабельным относительно проектов с использованием традиционных средств сигнализации. В качестве примера на рис. 3 показано, что левая лифтовая шахта оборудована поэтажно 45 комплектами традиционных средств пожарной сигнализации, а правая - двумя видеомониторинговыми комплектами.

Второй и главный вопрос: с какой вероятностью можно детектировать УП методами видеомониторинга? В этой связи я хотел бы рассмотреть несколько видеомониторинговых технологий, уже находящихся на вооружении, на стадии разработки и тестирования в наших лабораториях.

Методы видеомониторинга

На мой взгляд, наиболее проработанными на сегодняшний день являются два принципиальных подхода к видеомониторингу рассматриваемой нами УП:

  • метод компарации образа* УП в реальном времени (method of comparison of an image of fire(CIF);
  • метод вычисления по яркостной характеристике динамического сценария УП (method of calculation of the dynamic script on brightness of fire (CDSB).

Метод компарации образа УП (CIF)

В основе метода CIF лежит принцип сравнения (компарации) заблаговременно полученных образов УП с изображениями, принимаемыми с камер, направленных на зону контроля. Для реализации данного метода создается специальная библиотека всевозможных образов УП (рис. 4): от сигаретного дыма до бенгальского огня. Изображения, получаемые со всех видеокамер, динамически сравниваются с образами УП из библиотеки. Алгоритм вычислений для осуществления динамической компарации образов, разработанный на сегодняшний день, является собственностью ООО "Баратунг-Видео".

Эффективность метода прямо пропорциональна числу образов, коррелирующих с изображением объекта. Например, в среде Р4, Windows Server 2003 Standart Editionуказанный алгоритм обеспечивает скорость корреляции 30 образов в секунду. Поддержание этой скорости необходимо для решения проблемы надежной фильтрации информационных "шумов" в кадре в заданном классе задач, имеющих отношение к УП. Интересный результат дает проверка итогов предыдущих вычислений, отличающаяся тем, что изображение каждой камеры коррелируется с заранее созданными образами "покоя на объекте". На совпадении итогов обоих вычислений построена стратегия надежности метода С IF. Я надеюсь, что в скором времени удастся обобщить библиотеки образов УП, созданных таким образом.

Целью дальнейших исследований является получение канонического уравнения для создания модели УП. Это обеспечит быструю настройку системы видемониторинга путем автоматического создания библиотеки образов УП и "покоя на объекте" для любой контролируемой площадки.

Сейчас на практике администратор имеет возможность при инсталляции существующей на сегодняшний день системы видеомониторинга использовать уже наработанную библиотеку образов УП и пополнять ее собственными эксклюзивными образами УП или "покоя на объекте".

Метод вычисления по яркостной характеристике динамического сценария УП (CDS B)

В основе метода CDSB лежит принцип регистрации динамически изменяемых в определенных местах видеокадра яркостных характеристик. Примененные в методе алгоритмы позволяют отсечь тривиальные в данном классе задач световые изменения в кадре. Например, фильтровать естественное и искусственное освещение, перемещение людей транспорта, предметов и в результате регистрировать угрозы УП.

Принцип работы метода заключается в том, что на этапе настройки системы (рис. 5) путем имитации УП автоматически формируется детектор, способный регистрировать ранее имитированные события.

Важнейшим фактором повышения вероятности регистрации УП в CDSB является корреляция результатов вычисления сразу нескольких детекторов для одного объекта видеонаблюдения (рис. 6). Например, если конъюнктировать - логически сложить по "и" - результаты работы нескольких детекторов, генерируемых различными камерами в полусфере с объектом F={ а^b^с }, то и вероятность достоверности регистрации УП события увеличивается соответственно числу детекторов на объект.

Практически администратор существующей сегодня системы имеет необходимый пользовательский инструментарий для моделирования этих угроз без предварительной их имитации.

Выводы

В этой публикации я попытался рассказать о некоторых тестируемых и уже находящихся на вооружении методиках применения видеомониторинга для осуществления пожарной сигнализации. Очевидно, что современные видео-мониторинговые технологии позволяют сделать серьезный прорыв в области пожарной сигнализации и в ближайшее время займут важнейшее место среди ее традиционных методов. Речь здесь идет не только об обнаружении ПО во взрывоопасных средах, но и о применении видеомониторинга в иных особых условиях.

Я надеюсь, что оптическая способность "накрывать" огромные территории, многоканальный характер современных видеосистем (до 64 на компьютер), постоянная тенденция понижения стоимости видеокамер, естественная компьютерная интеграция с традиционными методами ОПС в ближайшие годы сделают эти технологии массовыми.

А.К. БАРАТОВ
Конструктор

Опубликовано: Каталог "Пожарная безопасность"-2004
Посещений: 28611


  Автор
 

Баратов А. К.

Конструктор

Всего статей:  1

В рубрику "Научно-технические разработки в области пожарной безопасности и аварийно-спасательных работ" | К списку рубрик  |  К списку авторов  |  К списку публикаций