Поток-ПДД - Аппаратно-программный комплекс "ПОТОК"

Принципиальные отличия АПК "Поток-ПДД"

• Применение камер высокого разрешения (HD-камер) в режиме день-ночь с подключением к вычислителю по некомпрессированному цифровому интерфейсу.

Одна HD-камера позволяет одновременно распознавать ГРЗ ТС и прочие объекты по трём-четырём полосам движения, или на всём перекрёстке целиком. Уникальный алгоритм измерения скорости по видеоматериалу снимает необходимость применения радиолокационных или лазерных измерителей скорости для фиксации нарушений скоростного режима. Отсутствие промежуточной компрессии и цифровой тракт исключают возможность появления в видеоматериале специфических артефактов (искажений), ухудшающих распознавание. Импульсная подсветка сцены в инфракрасном или видимом диапазоне позволяет получать чёткую картинку в круглосуточном режиме независимо от условий освещённости.

Таким образом, применение АПК "ПОТОК-ПДД" радикально снижает необходимое количество устройств (видеокамер и радаров), что резко снижает затраты на монтаж, пусконаладку и последующее обслуживание.

• Применение беспроводных технологий для связи вычислителей между собой и с диспетчерским центром.

Обмен данными между вычислителями в группе, расположенными на расстоянии до 500 метров друг от друга осуществляется по технологии WiFi. Связь одного-двух вычислителей группы с центральным диспетчерским центром осуществляется по технологии, доступной в регионе установки АПК: WiMax/CDMA/HSDPA. При наличии существующей наземной сетевой инфраструктуры возможно подключение группы вычислителей к ней. Распределённая обработка данных в вычислителях, диспетческих центрах и взаимодействие с пользователями системы осуществляются по общепринятым интернет/интранет технологиям с применением программного шифрования, с учётом всех требований по информационной безопасности в подобных системах. Необходимость доводить опорную сеть до всех вычислителей, монтировать всепогодный сетевой шкаф или строить отдельное помещение рядом с местом установки, обычно являются существенным препятствием перед массовым развёртыванием подобных систем. В АПК "ПОТОК-ПДД" данное препятствие полностью снято.

• Использование стандартной аппаратной платформы x86/x64 для распознающих вычислителей.

Предлагаемый в составе АПК "ПОТОК-ПДД" безкинематический внешний всепогодный герметичный вычислитель предназначен для установки в непосредственной близости от распознающей камеры и комплектуется процессорами Core i-3, i-5 или i-7, оперативной памятью 4 - 16 Гб, SSD-диском на 64 - 256 Гб, ОС Windows 7 64-bit либо Linux. К вычислителю, по необходимости, подключается широкой спектр периферийных устройств (плат цифрового захвата, WiFi-адаптеров, WiMax-модемов). Применение самой распространённой в мире аппаратной платформы позволяет снизить требования к уровню специалистов, обслуживающих АПК "ПОТОК-ПДД", а также уменьшить затраты на ремонт и модернизацию вычислителей в составе комплекса.

• Возможность контроля трафика транспортных средств по полосам движения и передача его для аналитической обработки на соответствующих моделях прогнозирования дорожной обстановки города.

Это позволяет обеспечить формирование и передачу соответствующих сигналов управления на светофорные объекты для оптимизации управления транспортными потоками города. 

Основные задачи решаемые АПК "Поток - ПДД"

1. Фиксация проезда на запрещающий сигнал светофора.
2. Фиксация несоблюдения требований дорожных знаков и дорожной разметки.
3. Фиксация выезда на сторону дороги, предназначенную для встречного движения.
4. Фиксация невыполнения требования ПДД уступить дорогу пешеходам.
5. Фиксация выезда на перекресток в случае образовавшегося затора.
6. Измерение скорости движения транспортных средств по видеосигналу.
7. Распознавание регистрационных знаков транспортных средств и проверка их по различным базам данных.
8. Видеонаблюдение за обстановкой с передачей видеоинформации на АРМ дежурного (при подключении оптоволоконных линий будет передаваться реальное видео; по каналу WiFi-сжатое видео с частотой до 10 кадров/сек).
9. Автоматическое формирование с каждого датчика протоколов об административном правонарушении с возможностью их распечатки.
10. Подсчёт интенсивности движения транспортных средств и анализ загруженности участка дороги.
11. Автоматическая (либо по запросу) передача данных о зафиксированных правонарушениях на АРМ дежурного при помощи беспроводных каналов связи - WiFi, WiMax и/или при помощи проводных каналов связи - оптоволокно, витая пара.

Алгоритмы фиксации нарушении Правил Дорожного Движения комплексом «ПОТОК-ПДД».

Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.12. ч.1

(Проезд на запрещающий сигнал светофора)

Рис.1

На перекрестке оборудование комплекса размещается на опорах как показано на Рис.1. образуя две зоны контроля, основного и обзорного видеодатчика. Критерием детектирования факта нарушения является наличие в зоне контроля обзорного видеодатчика дорожной разметки 1.12 «Стоп-линия» либо дорожного знака 6.16 «Стоп-линия», виртуальной линии границы перекрестка, а также исправно работающего светофора.

При движении транспортных средств через зоны контроля, система посредством обзорного видеодатчика анализирует активную в данный момент комбинацию сигналов светофора данного направления, а посредством основного видеодатчика производится распознавание номерных знаков всех проследовавших через зону контроля ТС. Распознавание сигналов светофора, активных в данный момент, производится оптическим способом, с помощью анализа пикселей на видеоизображении с обзорного видеодатчика. Кабельное подключение к контроллеру светофорного объекта не требуется.

При выявлении транспортного средства находящегося за виртуалиной линией границы перекрестка (поскольку нормативными документами не регламентируется на какое расстояние ТС должно заехать за виртуальную линию границы перекрестка, то заказчик определяет степень заезда за виртуальную линию границы перекрестка самостоятельно)   при активной запрещающей комбинации сигнала светофора, происходит фиксация нарушения «Проезд на запрещающий сигнал светофора». Данные об автомобиле-нарушителе, такие как номер автомобиля, дата, время, изображение ТС в момент нарушения, место установки комплекса, тип нарушения и т. д., фиксируются в журнале нарушений, и система записывает видеоклипы нарушения с двух ракурсов: вид спереди основной и обзорный вид сзади. В кадр обзорной камеры попадает светофор, видимый водителю транспортного средства при приближении к перекрёстку.

При движении через зону нарушения нескольких транспортных средств, все нарушители фиксируются в журнале нарушений, и на каждого нарушителя система записывает по два видеоклипа, которые передаются в центр обработки данных для формирования доказательной базы, с последующим формированием протокола об  административном правонарушении.

Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.12. ч.2

(Невыполнение требования ПДД об остановке перед стоп-линией) 

Рис.2

На перекрестке оборудование комплекса размещается на опорах как показано на Рис.2. образуя две зоны контроля, основного и обзорного видеодатчика. Критерием детектирования факта нарушения является наличие в зоне контроля обзорного видеодатчика дорожной разметки 1.12 «Стоп-линия» либо дорожного знака 6.16 «Стоп-линия», а также исправно работающего светофора. Если по каким либо причинам произойдет нарушение в работе светофора, окажутся не видимы стоп-линия или знак «Стоп-линия» система тут же выдаст тревожный сигнал оператору об отсутствии одного или нескольких критериев определения факта нарушения. С этого момента нарушения фиксироваться не будут до устранения неисправности.

При движении транспортных средств через зоны контроля, система посредством обзорного видеодатчика анализирует активную в данный момент комбинацию сигналов светофора данного направления, а посредством основного видеодатчика производится распознавание номерных знаков всех проследовавших через зону контроля ТС. Распознавание сигналов светофора, активных в данный момент, производится оптическим способом, с помощью анализа пикселей на видеоизображении с обзорного видеодатчика. Кабельное подключение к контроллеру или лампам светофорного объекта не требуется.

При выявлении транспортного средства находящегося за стоп-линией (поскольку нормативными документами не регламентируется на какое расстояние ТС должно заехать за стоп-линию, то заказчик определяет степень заезда за стоп-линию самостоятельно) при активной запрещающей комбинации сигнала светофора, происходит фиксация нарушения «Невыполнение требования ПДД об остановке перед стоп-линией». Данные об автомобиле-нарушителе, такие как номер автомобиля, дата, время, изображение ТС в момент нарушения, место установки комплекса, тип нарушения и т. д., фиксируются в журнале нарушений, и система записывает видеоклипы нарушения с двух ракурсов: вид спереди основной и обзорный вид сзади. В кадр обзорной камеры попадает светофор, видимый водителю транспортного средства при приближении к перекрёстку.

 При движении через зону нарушения нескольких транспортных средств, все нарушители фиксируются в журнале нарушений, и на каждого нарушителя система записывает по два видеоклипа, которые передаются в центр обработки данных для формирования доказательной базы, с последующим формированием протокола об  административном правонарушении.

Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.10. ч.1

(Выезд на железнодорожный переезд при запрещающем сигнале светофора)

На железнодорожном переезде оборудование комплекса размещается на опорах, образуя две зоны контроля - основного и обзорного видеодатчика. Критерием детектирования факта нарушения является наличие в зоне контроля обзорного видеодатчика дорожной разметки 1.12 «Стоп-линия», либо дорожного знака 2.5 «Стоп», виртуальной линии границы переезда, а также исправно работающего светофора.

При движении транспортных средств через зоны контроля, система посредством обзорного видеодатчика анализирует активную в данный момент комбинацию сигналов светофора данного направления, а посредством основного видеодатчика производится распознавание номерных знаков всех проследовавших через зону контроля ТС. Распознавание сигналов светофора, активных в данный момент, производится оптическим способом, с помощью анализа пикселей на видеоизображении с обзорного видеодатчика. Кабельное подключение к контроллеру светофорного объекта не требуется.

При выявлении транспортного средства находящегося за виртуалиной линией границы переезда (поскольку нормативными документами не регламентируется, на какое расстояние ТС должно заехать за виртуальную линию границы переезда, то заказчик определяет степень заезда за виртуальную линию границы переезда самостоятельно) при активной запрещающей комбинации сигнала светофора, происходит фиксация нарушения «Выезд на железнодорожный переезд при запрещающем сигнале светофора». Данные об автомобиле-нарушителе, такие как номер автомобиля, дата, время, изображение ТС в момент нарушения, место установки комплекса, тип нарушения и т. д., фиксируются в журнале нарушений, и система записывает видеоклипы нарушения с двух ракурсов: вид спереди основной и обзорный вид сзади. В кадр обзорной камеры попадает светофор, видимый водителю транспортного средства при приближении к железнодорожному переезду.

При движении через зону нарушения нескольких транспортных средств, все нарушители фиксируются в журнале нарушений, и на каждого нарушителя система записывает по два видеоклипа, которые передаются в центр обработки данных для формирования доказательной базы, с последующим формированием протокола об административном правонарушении.

Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.18

(Невыполнение требования ПДД уступить дорогу пешеходам)

Рис.3

На перекрестке оборудование комплекса размещается на опорах как показано на Рис.3. образуя две зоны контроля, основного и обзорного видеодатчика. Критерием детектирования факта нарушения является наличие в зоне контроля обзорного видеодатчика дорожной разметки 1.14.1 («зебра») и дорожного знака 5.19.1, 5.19.2 "Пешеходный переход", а так же в зоне контроля основного видеодатчика дорожной разметки 1.14.1 («зебра»). Если по каким либо причинам окажутся не видимы линии дорожной разметки или знаки система тут же выдаст тревожный сигнал оператору об отсутствии одного или нескольких критериев определения факта нарушения. С этого момента нарушения фиксироваться не будут до устранения неисправности.

При движении транспортных средств и пешеходов через зоны контроля, расположенные на пешеходном переходе, система выявляет все движущиеся в зонах объекты, определяет траектории и скорость движения этих объектов. Затем объекты фильтруются и классифицируются на категории – автомобиль и пешеход. Если, при движении пешехода по зоне пешеходного перехода, траектория движения пешехода пересекается с траекторией движения автомобиля и автомобиль оказывается в точке пересечения траекторий первым, то система фиксирует нарушение в журнал нарушений и записывает видеоклип, от момента появления автомобиля или пешехода в кадре, до момента выхода/выезда из кадра. Если перед пешеходом проехали, не пропустив его, несколько автомобилей, то система фиксирует каждый из них в качестве нарушителя и записывает отдельные видеоклипы как с основного видеодатчика так и с обзорного по каждому такому факту нарушения, которые передаются в центр обработки данных для формирования доказательной базы, с последующим формированием протокола об  административном правонарушении.

Рассмотрим алгоритм работы комплекса на примере наиболее часто встречающихся ситуаций на пешеходном переходе:

- Если пешеход вступил на зебру и остановился, либо сделал несколько шагов по пешеходному переходу потом передумал переходить проезжую часть, развернулся и пошел обратно, то в таком случае нарушение зафиксировано не будет т.к. для определения нарушения комплекс анализирует траекторию движения, скорость движения как автомобиля так и пешехода. И если пешеход двигается по пешеходному переходу со скоростью превышающей некоторый порог и по расчетам программного алгоритма фиксации нарушения его траектория пересечется с траекторией движения автомобиля то будет зафиксировано нарушение.

- Если вблизи пешеходного перехода в нарушение правил ПДД припарковано ТС, которое загораживает обзор части пешеходного перехода со стороны водителя приближающегося к пешеходному переходу, то комплекс учтет припаркованный автомобиль и не будет рассматривать загороженную часть пешеходного перехода для определения факта нарушения. В тоже время такому ТС будет выписан штраф за нарушение правил парковки, а в некоторых случаях будет произведена принудительная эвакуация данного ТС.

- Если на пешеходном переходе например вблизи станций метро или крупных пересадочных узлов в часы пик будет преобладать сплошной поток пешеходов автомобили согласно ПДД должны пропускать пешеходов даже если они идут непрерывным потоком. В тоже время комплекс производит оценку скорости движения как пешеходов, так и автомобилей и если окажется что движение автомобилей крайне медленное (около 0) система принимает такую ситуацию за затор (пробку) и фиксация нарушения не производиться.

- Если на перекресток выбегает животное (собака), то нарушение зафиксировано не будет т.к. комплексом на программном уровне производится классификация движущихся объектов по геометрическим параметрам (пешеход является объектом с соответствующими пропорциями высоты и ширины).

Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.15 ч. 4

(Выезд в нарушение ПДД на полосу, предназначенную для встречного движения)

Рис.4

На участке дороги оборудование комплекса размещается на опоре как показано на Рис.4. образуя две зоны контроля, основного и обзорного видеодатчика. Критерием детектирования факта нарушения является наличие в зоне контроля как обзорного, так и основного видеодатчика дорожной разметки 1.1 (сплошная линия) либо 1.4 (две сплошные линии) или дорожных знаков 3.20 «Обгон запрещен». Если по каким либо причинам окажутся, не видимы линии дорожной разметки или дорожные знаки система тут же выдаст тревожный сигнал оператору об отсутствии одного или нескольких критериев определения факта нарушения. С этого момента нарушения фиксироваться не будут до устранения неисправности.

При движении транспортных средств (ТС) через зоны контроля, расположенные на участке проезжей части, система выявляет все движущиеся ТС, определяет их траектории и скорости движения. Если при движении ТС пересечет линию разметки, разделяющую потоки противоположных направлений или будет двигаться по полосе, предназначенной для встречного движения, то система зафиксирует нарушение в журнал нарушений и запишет видеоклипы с обзорного и основного видеодатчика, от момента появления автомобиля в кадре, до момента выезда из кадра. Если линию разметки, разделяющую потоки противоположных направлений, пересекают несколько автомобилей, то система фиксирует каждый из них в качестве нарушителя и записывает отдельные видеоклипы как с основного видеодатчика, так и с обзорного по каждому такому факту нарушения, которые передаются в центр обработки данных для формирования доказательной базы, с последующим формированием протокола об  административном правонарушении.

Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.17 ч. 1

(Движение ТС по полосе для маршрутных ТС) 

Рис.5

На участке дороги оборудование комплекса размещается на опоре как показано на Рис.5. образуя две зоны контроля, основного и обзорного видеодатчика. Критерием детектирования факта нарушения является наличие в зоне контроля как обзорного так и основного видеодатчика дорожной разметки 1.1 (сплошная линия), 1.23(полоса для маршрутных транспортных средств). Если по каким либо причинам окажутся не видимы линии дорожной разметки система тут же выдаст тревожный сигнал оператору об отсутствии одного или нескольких критериев определения факта нарушения. С этого момента нарушения фиксироваться не будут до устранения неисправности.

При движении транспортных средств (ТС) через зоны контроля, расположенные на участке проезжей части, система выявляет все движущиеся ТС, определяет их траектории и скорости движения. Если при движении ТС в зонах контроля пересечет линию дорожной разметки отделяющую полосу для общественного транспорта или будет двигаться по полосе для общественного транспорта, то система зафиксирует нарушение в журнал нарушений и запишет видеоклипы с обзорного и основного видеодатчика, от момента появления автомобиля в кадре, до момента выезда из кадра. Если линию разметки пересекают или двигаются по выделенной полосе несколько автомобилей, то система фиксирует каждый из них в качестве нарушителя и записывает отдельные видеоклипы как с основного видеодатчика так и с обзорного по каждому такому факту нарушения, которые передаются в центр обработки данных для формирования доказательной базы, с последующим формированием протокола об  административном правонарушении.

 Алгоритм фиксации нарушений ПДД типа 12.9

(Превышение установленной скорости движения)

При движении автомобиля в зоне контроля практически на каждом кадре система фиксирует движущееся пятно автомобиля и его пластину номера. Координаты этих объектов составляют первичные данные измерения скорости. После проезда автомобилем какого-то существенного пути в кадре, система сопоставляет координаты с трехмерной моделью подвеса камеры, производит фильтрацию первичных данных и расчет пройденного расстояния за каждый кадр. Время срабатывания затвора каждого кадра также фиксируется. Вычисление скорости происходит косвенным методом как отношение пройденного автомобилем расстояния между кадрами ко времени, прошедшему между кадрами. Параметры трехмерной модели подвеса камеры измеряются и вводятся один раз на этапе пусконаладки системы. Затем, при эксплуатации системы, в рамках периодической поверки контролируется адекватность модели. Поверка производится без демонтажа системы.

Оборудование производит для каждого ТС-нарушителя, двигающегося в поле обзора, автоматическое формирование изображения общего плана и укрупненного изображения ТС. Укрупненное изображение ТС используется для оформления постановлений об административных наказаниях владельцев транспортных средств — нарушителей ПДД.

В служебном поле фотографии  указываются: зафиксированная скорость ТС, направление движения, дата и время нарушения, значение максимально допустимой скорости на данном участке дороги, место нарушения и код ОКАТО, серийный номер комплекса.

Сохраняемые данные о нарушении включают в себя цифровую фотографию ТС нарушителя, номер ГРЗ, зафиксированную скорость ТС, направление движения, дату и время нарушения, значение максимально допустимой скорости на данном участке дороги, место нарушения и код ОКАТО, серийный номер комплекса.

При движении через зону контроля нескольких транспортных средств, все нарушители фиксируются в журнале нарушений, и на каждого нарушителя система записывает свой отдельный видеоклип, который передается в центр обработки данных для формирования доказательной базы.

Характеристики аппаратной части АПК "Поток - ПДД".

Характеристики HD - датчика высокого разрешения:

1. Уличное всепогодное исполнение с подогревом.
2. Защита от грозы.
3. Защита от грязи.
4. Матрица высокого разрешения 1920*1080 с прогрессивной разверткой 25 (30) кадров в секунду.
5. Варифокальный объектив с 10-кратным оптическим увеличением, диапазоном фокусных расстояний 6.3-63 мм и функцией автоматической фокусировки.
6. Отключаемый ИК-фильтр.
7. Электронный затвор.
8. Передача неупакованного видеосигнала 1920*1080 (прогрессивная развертка) 25/30 кадров в секунду осуществляется по цифровому интерфейсу HDMI.
9. Управление параметрами HD-датчика и объектива осуществляется по WEB интерфейсу по Ethernet соединению.
10. Трансляция цифрового видео в режиме реального времени с использованием двух алгоритмов компрессии M-JPEG и Н.264.

Характеристики удаленного вычислителя:

1. Корпус всепогодного исполнения IP68 с размерами не более 330*280*110мм.
2. Диапазон рабочих температур -40 до +55 градусов Цельсия.
3. Питание от источника переменного тока 12В 20А и 24В 1А.
4. Бескинематическая система охлаждения.
5. Твердотельный жесткий диск объемом не менее 100Гб.
6. Центральный процессор Intel Core I7-2600К или производительнее.
7. Не менее 4 Gb оперативной памяти DDR3.
8. HDMI плата видеозахвата.
9. Операционнаясистема Microsoft Windows 7 Professional x64.