Диплом. Аналитический обзор v2 (1089153), страница 2
Текст из файла (страница 2)
При использовании видеомониторинга на высотном сооружении устанавливается IP-видеокамера, приспособленная для наблюдения в любых погодных условиях. Сжатый видеопоток передается оператору системы в центр контроля, который может находится в любой точке земного шара, имеющей доступ в интернет.
Существует несколько способов передачи видеоинформации: каналы связи сотовых операторов, спутниковая связь, радиопередачи по защищенным частотам. В наиболее простых и доступных решениях используются каналы передачи данных сотовых операторов, а видеооборудование размещается на их вышках.
В системах второго уровня вместо вышек операторов сотовой связи используются высотные конструкции собственного сооружения, либо имеющиеся наблюдательные посты служб Лесоохраны и МЧС. Использование таких высотных конструкций целосообразно в местах отсутствия покрытия сотовой сети. Видеоинформация передается по каналам спутниковой связи, либо используются высокочастотные радиопередатчики, связанные с ближайшей точкой доступа в Интернет.
Системы третьего уровня предполагают также используются в наиболее отдаленных районах, где невозможно обеспечить какое-либо энергопитание. В таком случае Корпорация «Прогресс» готова инсталлировать автономную энергосистему, основанную на одновременном использовании ветрогенераторов и солнечных батарей, что позволяет обеспечить работу системы вне зависимости от погодных условий.
Также как и система «Лесной Дозор», комплекс «Хранитель» состоит из двух частей: технической и аппаратной.
Техническая часть :
Система автономного видеомониторинга лесных пожаров «Хранитель» построена на основе передовых технологий – автономные источники питания (солнечные батареи и ветровые турбины), спутниковая и беспроводная связь, IP видеонаблюдение, ГИС технологии, компьютерное зрение, беспроводная высокоскоростная связь, мобильные приложения, клиент-серверные Интернет технологии и другие.
Основной принцип работы системы заключается в создании полностью автономных точек видеомониторинга в любом труднодоступном месте лесного массива на точке максимального возвышения. Современные IP-видеокамеры в режиме автоматического патрулирования проводят постоянный круглосуточный мониторинг пожароопасных районов, обладая возможностью распознавания дыма.
Сигнал с видеокамер поступает на сервер системы, с которого передается в центр контроля, где службы, задействованные в тушении лесных пожаров, могут безошибочно определить координаты пожара и принять оперативные меры по его тушению.
Использование системы удаленного видеопатрулирования лесных массивов в десятки раз сокращает затраты на традиционные способы патрулирования в пожароопасный период при помощи авиации и сотрудников лесничеств и служб МЧС.
Аппаратная часть:
1. Генератора источника питания – в зависимости от района используются либо компактные солнечные батареи, либо турбинные ветрогенераторы. Современное развитие систем альтернативной энергетики позволяет использовать оборудование, имеющее небольшой вес, но при этом генерирующее достаточно мощности для работы системы.
При принятии решения о конкретной конфигурации автономных источников питания, рекомендуется ознакомится с картой солнечного сияния. Если Ваш регион находится в красной или синей зоне, стоит сделать упор на солнечные батареи, в зеленой зоне необходима установка большего количества ветрогенераторов.
2. Каналы связи:
2.1. Спутниковые – построены на основе системы Altegro следующей основе:
Запрос из IP видеокамеры попадает на спутниковый модем (используется протокол IP и порт Ethernet), в модеме он преобразуется в радиосигнал с частотой 1 МГц, потом попадает на передатчик антенны, который его преобразует в высокочастотный сигнал Кu- диапазона (11/14 Гигагерц) и направляет на антенну. Отраженный от антенны сигнал устремляется на спутник, расположенный над экватором на высоте 36000 километров над землей (это так называемая геостационарная орбита – она уникальна тем, что любой объект на этой высоте движется вокруг Земли с той же скоростью, с которой вращается сама Земля, т.е. он становится неподвижным относительно Земли.
На спутнике (используются новейшие российские спутники «ЯМАЛ-200», «Экспресс АМ-1» и «Экспресс АМ-3») сигнал принимается на одну антенну, усиливается и снова отражается, теперь уже на Землю. Сигнал виден на огромной территории: от Петербурга на Западе до Камчатки на Востоке, от Тегерана на Юге до Норильска на Севере. Но сигнал, посланный станцией с небольшой антенной, не очень сильный и его принимает большая 9 метровая антенна Центрального Узла Связи Оператора, где радиосигнал снова превращается в обычный цифровой сигнал по протоколу IP и отправляется в Интернет. Дойдя до нужного сервера, информация отправляется обратно: сначала по каналам Интернета на Центральный Узел Связи, затем через большую антенну на спутник над экватором и снова обратно на Землю на антенну.
2.2. Каналы связи сотовых операторов - применяются в случае, когда видеокамеры устанавливаются непосредственно на вышках сотовых операторов. Используется один из радиоканалов связи, который конвертируется в цифровой сигнал с помощью специального конвертера. Для оператора сотовой связи предоставление такого канала, как правило, связано с усовершенствованием оборудования на базовой станции. Чем дальше базовая станция оператора удалена от городских центров коммуникаций (оптоволоконных линий), тем выше стоимость канала.
2.3. Радиорелейная связь - используются высокочастотные радиопередатчики, передающие радиосигнал на расстояние до 70 километров. В точке приема сигнала выполняется подключение к оптоволоконному каналу связи, либо каналу связи сотового оператора (как в решении 2.2.). Радиорелейная связь является наиболее доступной с точки зрения организации канала связи на удаленных территориях, в то же время требуется разрешение Россвязи РФ на установку и эксплуатацию канала.
3. IP-видеокамеры – современные системы видеонаблюдения позволяют оцифровывать и анализировать массив видеоинформации непосредственно процессором видеокамеры, после чего небольшой объем видеоинформации, предварительно сжатый по технологии Motion JPEG или H.264, передается по каналам спутниковой связи, что существенно экономит затраты на трафик по каналам спутниковой связи.
Разработчики проекта дорабатывают системы обработки изображения видеокамер, используя мировой стандарт OVIF и язык API-приложений VAPIX для того, чтобы внедрить алгоритм опознавания возгорания непосредственно внутри видеокамеры.
В настоящее время в системе мониторинга лесных пожаров можно использовать различные технические приборы. Этому послужили такие факторы как:
1. Повсеместное распространение мобильной связи, а как следствие развитие инфраструктуры необходимых для этого высотных сооружений. Вышки базовых станций операторов мобильной связи наиболее приспособлены для размещения оборудования видеонаблюдения с максимальным визуальным охватом. Само предназначение таких высотных сооружения для размещения оборудования связи предполагает разворачивание соответствующей инфраструктуры: силовой (наличие непрерывного питания), коммуникационной (наличие каналов связи высокой скорости для обеспечения возможности голосовой связи и подключения в сеть Интернет (GSM\GPRS\3G)), антивандальной защиты.
2. Развитие сети Интернет. Последние несколько лет развитие сети Интернет в России и в других странах мира вышло на достаточный уровень, при котором высокоскоростной Интернет доступен не только в крупных городах, но и почти во всех населенных пунктах. Этому способствует, в том числе программа интернетизации школ, пунктов почтовой связи и т.д. Сеть Интернет является наиболее низкозатратным и дешевым способом обмена информацией на большие расстояния, а именно такие задачи необходимо решать в случае разворачивания распределенных систем видеонаблюдения на большой территории и обеспечения непрерывного мониторинга леса.
3. Развитие систем видеонаблюдения. В последние несколько лет наблюдается массовый переход от средств физического контроля к техническим средствам мониторинга. Оборудование становится более дешевым и производительным. Появился целый ряд технических новинок, которые могут быть использованы для задач мониторинга леса (высокое качество, возможность дистанционного управления, возможность подключения по IP).
4. Увеличение мощности и производительности вычислительной техники. Для эффективного ведения мониторинга леса и обнаружения лесных пожаров необходимо разрабатывать и внедрять программные комплексы с широкой функциональностью (компьютерное зрение, ГИС-системы, потоковое видео и др.). На выполнение всех этих задач в реальном времени необходимы вычислительные мощности, которые стали доступны на обычных ПК в последние 2-3 года, а именно многопроцессорные системы с большим объемом оперативной памяти.
Изучив опыт специалистов из Нижнего Новгорода и Омска. И используя опыт и знания специалистов МГТУ МИРЭА, я преступил к разработке более современного и более технически совершенного Мониторингового Пункта Контроля (МПК) за Лесными Пожарами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
