Michał Mielczarek

Ochrona obwodowa jest jednym z kluczowych aspektów kompleksowego zabezpieczenia obiektów infrastruktury krytycznej, takich jak lotniska, elektrownie, zakłady produkcyjne, a także obiektów lub terenów zajmujących duże obszary, np. granice państw.

Prawdopodobnie najpopularniejszym rozwiązaniem stosowanym w ochronie obwodowej obiektów są wszelkiego rodzaju zabezpieczenia mechaniczne: ogrodzenia, druty kolczaste itp. elementy, które można w tym celu wykorzystać. Rozwiązania te w niektórych przypadkach są wystarczające, np. tam, gdzie spodziewane zagrożenie lub straty wynikające z przedostania się intruzów do obiektu są minimalne. W ochronie obiektów infrastruktury krytycznej wręcz konieczne jest doposażenie zabezpieczeń mechanicznych w elektroniczne systemy zabezpieczeń. Mogą to być m.in. kable sensoryczne montowane na ogrodzeniu albo ukryte w ziemi, różne typy czujek zewnętrznych montowane nad ziemią, detektory wizyjne czy systemy dozoru wizyjnego. Różne systemy współdziałające ze sobą sprawiają, iż chroniony obiekt jest zabezpieczony w najwyższym stopniu.

Stosowane w ochronie obwodowej kamery dozorowe są wykorzystywane na wielu płaszczyznach. Ich zadaniem może być wykrywanie potencjalnego zagrożenia, zanim jeszcze intruz zbliży się do ogrodzenia, granicy chronionego obiektu, ale takie rozwiązanie generuje dużą liczbę fałszywych alarmów. Kolejnym celem ich stosowania jest wizyjna weryfikacja alarmów pochodzących z innych elektronicznych systemów ochrony obwodowej. Kamery mogą też śledzić intruza lub intruzów poruszających się na terenie chronionego obiektu w strefie peryferyjnej. Śledzenie może odbywać się za pomocą kamer ruchomych lub poprzez dynamiczne przełączanie kamer stacjonarnych w stacji roboczej operatora systemu monitoringu wizyjnego.

Wykorzystanych może być wiele rodzajów kamer – od standardowych kamer światła widzialnego z dodatkowym oświetlaczem podczerwieni lub bez niego, kamer ruchomych, kamer termowizyjnych stałopozycyjnych czy dualnych w wersji zarówno stałopozycyjnej, jak i ruchomej.

Kamera MIC Fusion 9000i

Firma Bosch przy współpracy ze swoimi partnerami często stawia na kamery termowizyjne jako najskuteczniejszą metodę wykrywania zagrożeń. Kamery te występują w wielu wersjach: stałopozycyjnej z modułem termowizyjnym oraz dualnej, ruchomej z dwoma modułami kamerowymi.

Jednym z ciekawszych rozwiązań do ochrony obwodowej obiektów infrastruktury krytycznej jest sieciowa kamera Bosch MIC Fusion 9000i z dwoma modułami kamerowymi. Model ten mieści w jednej obudowie dwa przetworniki obrazu: zaawansowany przetwornik termowizyjny oraz przetwornik wizyjny w technologii Starlight o rozdzielczości 1080p. Dzięki temu kamera może przesyłać równocześnie strumienie danych wizyjnych i termowizyjnych, zwiększając do maksimum prawdopodobieństwo wykrycia odległych obiektów i odpowiedniego zareagowania na zagrożenie.

Przetwornik termowizyjny jest wyposażony w najnowocześniejszy miniaturowy niechłodzony czujnik bolometryczny z tlenku wanadu. Ten bardzo czuły przetwornik termowizyjny wyposażono w atermiczny obiektyw stałoogniskowy, który zachowuje idealną równowagę między rozległością pola widzenia a maksymalnym zasięgiem wykrywania. Regulowane przez użytkownika ustawienia kontrastu i wzmocnienia umożliwiają operatorom optymalizowanie obrazu pod kątem zapewnienia sygnału wizyjnego o najwyższej jakości. Ponadto szeroki wybór trybów kolorów obrazowania termicznego umożliwia optymalizowanie obrazu termowizyjnego. Dostępne są wersje o rozdzielczości QVGA (320 pikseli) i VGA (640 pikseli) oraz o niskiej (<9 Hz) lub wysokiej (30 Hz) częstotliwości odświeżania. W zależności od zastosowania i potrzeb można wybierać pomiędzy modułami z obiektywem o ogniskowej 50 mm, 19 mm oraz 9 mm.

Przetwornik wizyjny o rozdzielczości 1080p i częstotliwości odświeżania 60 Hz oparto na technologii Starlight. Pracuje w połączeniu z obiektywem o 30-krotnym zoomie optycznym i 12-krotnym zoomie cyfrowym, zapewniając wysoką jakość obrazu, świetnie odwzorowanie barw i niezrównaną czułość. Duży zakres dynamiki gwarantuje doskonałą wyrazistość obrazu w przypadku najbardziej wymagających scen o wysokim kontraście.

Algorytmy analizy wizyjnej

Kamera dualna MIC Fusion 9000i ma kilka wbudowanych funkcji analitycznych pozwalających na uruchomienie nawet 16 niezależnych i różnych reguł jednocześnie. Wśród standardowych reguł analitycznych znajdziemy przekroczenie linii, wejście w strefę, zmianę warunków wykrytego obiektu, wałęsanie, pozostawienie obiektu bez opieki lub jego zniknięcie itp. Ponadto wszystkie kamery Bosch, w tym MIC 9000i, mają funkcję klasyfikacji obiektów. Dzięki temu kamera jest w stanie wykrywać i klasyfikować obiekty w czterech grupach: osoby, samochody, motocykle/rowery i ciężarówki. Klasyfikacja ta wspomaga pracę operatora i doskonale uzupełnia całość systemu. Dzięki niej można ograniczyć fałszywe alarmy oraz budować zaawansowane scenariusze reakcji, biorąc pod uwagę typ zbliżającego się obiektu.

Kamera, klasyfikując zbliżający się obiekt jako osobę, może wysłać wiadomość na monitor operatora, wskazać miejsce pierwszej detekcji, wrysować w obraz trasę przemieszczania się i rozpocząć automatyczne śledzenie. Jednocześnie obiekty inne niż osoby mogą być pomijane w tym scenariuszu zadziałania lub ich detekcja może być tylko prezentowana poprzez wiadomość na monitorze operatora w oknie kamery lub panelu alarmowania.
MIC 9000i wyposażono też w algorytmy uczenia maszynowego – Camera Trainer. Ta funkcja bazująca na sieciach neuronowych pozwala na „douczenie się” nawet 16 dodatkowych reguł analitycznych. Uczenie polega na dostarczeniu pozytywnych próbek wykrywanego obiektu oraz negatywnych, będących swego rodzaju tłem obserwowanej sceny czy innymi obiektami. Reguły mogą działać jednocześnie z funkcjami podstawowymi. Dzięki temu można uruchomić nawet 32 różne reguły analityczne w jednej kamerze.

Fuzja metadanych

Zastosowanie dwóch modułów kamerowych na jednej głowicy ma też inną ważną zaletę – fuzję metadanych, czyli danych analitycznych. Kamera MIC Fusion 9000i pozwala na przekazywanie danych analitycznych pomiędzy dwoma modułami kamerowymi. Tam, gdzie „nie sięga” moduł wizyjny, bo obraz jest kiepskiej jakości, skutecznie może działać moduł termiczny (i analogicznie w odwrotnej sytuacji). Dzięki fuzji metadanych wszelkie wykryte obiekty, ich klasyfikacja, zachowanie czy trasy przemieszczania się są powiązywane z modułem zarówno wizyjnym, jak i termicznym.

Takie rozwiązanie zdecydowanie poprawia skuteczność działania systemów monitoringu wizyjnego na dużych odległościach, a także przy niesprzyjających warunkach otoczenia.

System zarządzania

Dopełnieniem kamer MIC Fusion 9000i z funkcjami analitycznymi powinno być odpowiednie oprogramowanie wspierające oba moduły kamerowe, metadane z analityki wizji i oferujące dodatkowe funkcje, które można wykorzystać w ochronie obwodowej.
W ofercie Bosch takim rozwiązaniem jest BVMS (Bosch Video Management System). Oprogramowanie to pozwala na podłączenie do 2 tys. kamer w ramach jednego serwera, a do 200 tys. kamer w ramach rozproszonej infrastruktury serwer master i serwery podrzędne.

BVMS wspiera w pełni funkcje analityczne. Pozwala na obsługę zdarzeń analitycznych w czasie rzeczywistym, budowanie i wykonywanie zautomatyzowanych scenariuszy zadziałania (skrypty) oraz zarządzanie nimi z wielu poziomów stacji operatorskich.
Wbudowana funkcja wyszukiwania postdowodowego umożliwia pracę z metadanymi post factum. Funkcja Forensic search działa bezpośrednio na metadanych wygenerowanych przez kamerę i zapisanych np. na macierzach ISCSI, dyskach wewnątrz rejestratorów Divar AiO lub kartach SD umieszczonych w kamerze. Umożliwia dodawanie nowych reguł analitycznych, wyszukiwanie na ich podstawie zdarzeń, klasyfikowanie obiektów. Wyszukiwanie postdowodowe obejmuje tylko metadane, dzięki czemu czas potrzebny na analizę kilku godzin zapisu jest ograniczony do minimum, co znacząco usprawnia pracę operatorów.

BVMS dostarcza także interaktywne mapy bazujące na mapach HERE, które mogą być używane w trybach online i offline. W ramach rozszerzenia funkcjonalności można je doposażyć w funkcję automatycznego śledzenia na mapach.
Połączenie kamer dualnych MIC Fusion 9000i oraz oprogramowania BVMS stanowi profesjonalne rozwiązanie do wykorzystania w ochronie obwodowej infrastruktury krytycznej, które może być rozbudowane o dodatkowe kamery czy elementy oprogramowania zarządzającego.

Elastyczność systemu, wzbogacona o szeroki wachlarz zabezpieczeń wbudowanych w kamery oraz zastosowanych w BVMS, czyni rozwiązanie Bosch skutecznym narzędziem do ochrony obwodowej obiektów infrastruktury krytycznej oraz wielu innych obiektów wymagających najwyższych standardów bezpieczeństwa.

Bosch Security and Safety Systems
ul. Jutrzenki 105
02-231 Warszawa
e-mail:  michal.mielczarek@pl.bosch.com