Analiza zawartości obrazu (VCA) stała się już integralną częścią systemów dozoru wizyjnego stosowanych w różnych branżach. W transporcie zbiorowym jej implementacja przebiegała nieco wolniej ze względu na specyficzne trudności z wdrożeniem. Obecnie coraz więcej menedżerów zarządzających tą gałęzią gospodarki rozważa możliwość wykorzystania analizy wizyjnej do proaktywnego zapewniania bezpieczeństwa pasażerom i załodze, a także uzyskania dodatkowych korzyści biznesowych płynących z analizy przetworzonych danych.

Czym się należy kierować, aby wybrać odpowiednie rozwiązanie? Poprosiliśmy ekspertów branżowych o podzielenie się swoją wiedzą na temat najlepszych praktyk zastosowania
automatycznej analizy wizyjnej w transporcie publicznym.

Kluczowa jest jakość obrazu

Wybór odpowiedniego rozwiązania dostosowanego do pracy w środku transportu publicznego nie jest zadaniem łatwym. Powodem tego są m.in. szybko zmieniające się sceny i warunki oświetlenia, będące naturalną konsekwencją ruchu pojazdów. Ostre światło pojawia się na przemian z cieniami. Dla algorytmów analizujących obrazy z kamer są to warunki ekstremalnie trudne, co w efekcie wpływa na dużą liczbę zdarzeń alarmowych błędnie zaliczanych jako pozytywne.

Szybki postęp w dziedzinie przetwarzania obrazu zapewnił w ostatnim czasie sporo nowych rozwiązań, które wykazują większą odporność na zmienne warunki oświetlenia. Poprawia się jakość uzyskiwanych obrazów, zatem i dane dostarczane do analizy są lepszej jakości. – Kamery muszą zapewniać wyraźny obraz, być w stanie generować wiele strumieni wideo jednocześnie, aby materiał mógł być efektywnie wykorzystany przez algorytmy analizy wizyjnej – zaznacza Jakub Kozak z Genetec. I dodaje: – Oprócz wyboru właściwego modelu kamery, bardzo ważny jest też wybór odpowiedniego miejsca montażu.

Na istotny aspekt – miejsce montażu – zwraca również uwagę Piotr Świder z Hikvision Poland: Należy też sprawdzić, jakie są wymogi względem pola widzenia kamery, aby ograniczyć tzw. martwe strefy. Wtedy zastosowana analityka obejmie cały pojazd i będzie bardziej skuteczna.

Aby wyniki analizy były zgodne z potrzebami i oczekiwaniami, ważne jest uzyskanie szczegółowego i ostrego obrazu. Istnieje poważne ryzyko, że na obrazach z kamer zamontowanych w pojazdach obiekty w ruchu będą rozmyte, co osłabi skuteczność analizy. Kluczowe w tym przypadku są możliwości kamer i ich prawidłowa konfiguracja, m.in. parametryzacja kompresji obrazu czy ustawień naświetlania, zapewniające utrzymanie wysokiej jakości obrazu. Jednak zazwyczaj te dane nie są podawane w kartach katalogowych produktów. – Dlatego zawsze zalecamy testy porównawcze różnych technologii w rzeczywistych warunkach pracy. Dopiero na podstawie takich testów można wychwycić różnice pomiędzy urządzeniami i wskazać te, które rzeczywiście odpowiadają naszym potrzebom – podkreśla Karol Dominiczak z Axis Communications.

Parametry techniczne i wybór technologii

Kamery stosowane w taborze są narażone na ciągłe silne wibracje. Urządzenia zamontowane na zewnątrz pojazdów wystawione są ponadto na działanie deszczu lub mrozu, śniegu i soli w zimie. Powinny być to specjalnie zaprojektowane konstrukcje, które poradzą sobie z tak trudnymi warunkami pracy. Na przykład kamery instalowane w taborze kolejowym powinny być wykonane zgodnie z rygorystycznymi wymaganiami normy PN-EN 50155, co będzie gwarancją, że spełniają najwyższe standardy i zostały przetestowane w trudnych warunkach wibracji i przeciążeń, a użytkowanie w pojazdach nie obniży ich trwałości.

Przykładem zachodzących zmian w urządzeniach stosowanych w transporcie są kamery z mechanicznym filtrem, które pojawiły się stosunkowo niedawno, gdy technologia pozwoliła na zagwarantowanie odporności na udary. Innym przykładem jest wykorzystanie urządzeń pracujących w paśmie średniej podczerwieni.

Jak mówi Jakub Sobek z Linc Polska: – Technologia termowizyjna pozwala na skuteczną detekcję obiektów zarówno w ciągu dnia, jak i nocy, niezależnie od warunków oświetlenia. Trudne warunki atmosferyczne, takie jak mgła czy deszcz, nie stanowią dla niej problemu. Termowizja w połączeniu z analizą wizyjną może ostrzegać kierowców np. o osobie znajdującej się na poboczu lub zwierzętach przy drodze. Dzięki temu mogą dostosować prędkość pojazdu do sytuacji. Ponieważ obraz z kamery termowizyjnej pozwala na lepsze odseparowanie obiektów od tła, zaimplementowana analiza wizyjna osiąga znacznie wyższą dokładność i skuteczność.

Jakub Sobek wskazuje również na wpływ technologii rozwijanej w branży transportowej na branżę zabezpieczeń technicznych. – Zastosowanie radarów w transporcie wpłynęło na obniżenie cen ich produkcji. Rynek motoryzacyjny także pozwolił na zebranie wielu nowych doświadczeń, które umożliwiły znaczne udoskonalenia wielu rozwiązań To w efekcie spopularyzowało rozwiązania radarowe w ochronie obiektów stacjonarnych – podkreślił.

Określenie celu analizy

Liczba potencjalnych rozwiązań jest duża, a właściwy dobór technologii i urządzeń znacząco wpływa na wyniki analizy. Marcin Walczuk z firmy BCS zdradza pewien klucz, którym należy się posługiwać przy wyborze: – Należy dobierać urządzenia zaprojektowane do konkretnego celu. Jeśli kamera ma zliczać pasażerów, to najlepiej sprawdzi się model do tego celu przeznaczony.

Zdefiniowanie typów wykrywanych incydentów oraz warunków środowiskowych będzie determinowało wybór konkretnego rozwiązania. To z kolei wpłynie na sposób obróbki materiału wizyjnego oraz wynikające z tego zapotrzebowanie na moc obliczeniową i pamięć. Analiza wymagająca dużej mocy obliczeniowej będzie potrzebowała wydajnych jednostek serwerowych, na które trzeba znaleźć miejsce i którym trzeba zapewnić odpowiednie zasilanie w pojeździe. Może to stanowić wyzwanie – konieczność stosowania urządzeń odpornych na wibracje oznacza dodatkowe koszty.

Z kolei, jeśli analiza materiału wizyjnego ma się odbywać np. w chmurze, należy zapewnić sprawny transfer materiału wideo z pojazdu. Kluczowe stają się odpowiednia przepustowość i stabilność łącza, a to wszystko przekłada się na większe koszty systemu.
Sposobem na ich obniżenie może być skuteczna kompresja obrazu oraz docelowa lub częściowa analiza materiału realizowana w kamerach, na co wskazuje Karol Dominiczak: – Jeśli analizujemy obraz lokalnie, system będzie wydajniejszy, nie będzie wymagał nakładów na duże transfery danych i centralną moc obliczeniową. Warto więc zainwestować nieco więcej w kamery o wyższej mocy obliczeniowej, by zaoszczędzić w innych miejscach. Takie rozwiązanie będzie też mniej narażone na zerwanie połączenia, niespójność danych itp., bo cała praca jest wykonana lokalnie. Wadą takiego podejścia jest wciąż ograniczona moc obliczeniowa pojedynczej kamery, choć pojawiają się już bardzo wydajne urządzenia, zdolne obsłużyć nawet algorytmy sztucznej inteligencji.
I, jak zaznacza, zakres wybranych rozwiązań będzie zdeterminowany przez cel analizy materiału. – Drogę do podjęcia decyzji, które rozwiązanie będzie dla nas najlepsze, rozpocząłbym od analizy wyzwań, wyznaczenia celów i odpowiedzi na pytanie: ile mogłoby kosztować nierozwiązanie naszego problemu – radzi Karol Dominiczak.

A Marcin Walczuk dopowiada: – Powinniśmy się zastanowić, czy ma być to analiza statystyczna, np. zliczanie pasażerów w pojeździe, podróżnych na danej trasie. Czy może zależy nam na analizie bardziej ukierunkowanej na bezpieczeństwo pasażerów, zabezpieczenie samego środka transportu.

Na korzyści z wykorzystania VCA zwraca uwagę Jakub Sobek, który zgadza się, że jednym z najważniejszych czynników powinna być skuteczność działania samej analizy wizyjnej. – Niestety, nie zawsze informacje podawane przez producentów są obiektywne. Warto więc zwracać uwagę na łatwość adaptacji danego rozwiązania w określonym środku transportu i możliwość jego integracji z innymi systemami w pojeździe. Prawidłowa współpraca kilku różnych systemów daje najlepsze rezultaty.

Prywatność

W latach 2017-2030 europejski rynek IoT ma wzrosnąć o ponad 18%, a największą część tego rynku (23%) stanowi segment transportu i logistyki*. Urządzenia Internetu Rzeczy oferują niezrównane możliwości, zapewniając bezpieczeństwo pasażerom, efektywniejsze monitorowanie np. sieci kolejowych oraz znalezienie nowych obszarów optymalizacji usług i kosztów. Wszystko to dzięki skuteczniejszej analizie danych, w tym danych wizyjnych.

Jakub Kozak zwraca w tym miejscu uwagę na konieczność poszanowania prywatności osób: – Bardzo ważne jest, aby wybrany dostawca funkcji analitycznych zapewnił ochronę sfery prywatności obywateli i zagwarantował tylko uprawniony dostęp do ich danych osobowych. Piotr Świder precyzuje, że większość wdrożeń analizy w transporcie publicznym dotyczy prostych algorytmów, takich jak detekcja ruchu czy wykrycie manipulacji lub zasłonięcia kamery i nie narusza prywatności pasażerów lub pracowników. – Często potrzeby firm transportowych są bardziej złożone. Przykładowo oczekują analizy zachowania kierowcy czy detekcji rozmów przez telefon – przyznaje.

Otwartość

Przy wyborze odpowiedniego rozwiązania kluczowe znaczenie ma elastyczność w podejściu, ponieważ rozwijające się technologie, takie jak Internet Rzeczy i sztuczna inteligencja ewoluują i wymuszają współpracę urządzeń z wykorzystaniem ustandaryzowanych protokołów komunikacyjnych. – Rozwiązania technologiczne bez wymaganej elastyczności umożliwiającej uwzględnienie pojawiających się nowości mogą stanowić problem, dlatego staramy się pomagać naszym klientom, zapewniając im prawdziwie otwartą platformę do zarządzania danymi z systemu dozoru wizyjnego i innych czujników. Ponieważ platforma jest otwarta, można do niej dodawać kolejne aplikacje w miarę pojawiania się nowych rozwiązań – zwraca uwagę Borislava Kenarova z Milestone Systems.

Z kolei Jakub Kozak doradza: – Wybór ujednoliconej otwartej platformy do zarządzania materiałem wizyjnym z całej floty pojazdów, przystanków, stacji i zajezdni, która połączy potrzeby agencji i operatorów transportowych. Możliwość przetworzenia wyników analizy wideo i korelacja ich z danymi z innych czujników zapewni pełny wgląd operacyjny i wesprze podejmowanie właściwych decyzji przez menedżerów branży. Na korzyści z takiego podejścia wskazuje Karol Dominiczak: – Jeżeli potrafimy skutecznie policzyć podróżujących, a do tego jeszcze określić, gdzie wsiedli, gdzie wysiedli, możemy bardzo precyzyjnie reagować na sytuacje nadzwyczajne, a także dopasować częstotliwość kursowania środków komunikacji do faktycznych potrzeb pasażerów. A to szybko przełoży się na ich zadowolenie oraz obniżenie kosztów eksploatacyjnych i zużycie paliw. 

a&s Polska