Jedes Jahr sterben weltweit rund 320.000 Menschen an den Folgen des Ertrinkens. Es ist die dritthäufigste Todesursache und macht etwa 7% der verletzungsbedingten Todesfälle aus. In Küstenstädten auf der ganzen Welt leben etwa 60% der Weltbevölkerung. Männer und Kinder in diesem Bevölkerungssegment sind aufgrund des verbesserten Zugangs zu Wasser am stärksten vom Ertrinken bedroht. In Industrieländern wie China und den Vereinigten Staaten ist das Ertrinken die erste und zweithäufigste Todesursache bei Kindern im Alter von 1 bis 14 Jahren.
Russland ist in Bezug auf die Wasserressourcen weltweit führend: 2,7 Millionen Seen, 2,8 Millionen Flüsse mit einer Gesamtlänge von 12,4 Millionen km und 30.000 Stauseen. Die Nähe von Siedlungen zu Gewässern und der verbesserte Zugang von Menschen zu Wasser ist für einen erheblichen Teil der Bevölkerung unseres Landes ein bedeutender Risikofaktor für den Tod durch Ertrinken. Es sei darauf hingewiesen, dass laut Rosstat die Zahl der Todesfälle durch Ertrinken in Russland jedes Jahr abnimmt. Für den Zeitraum von 2011 bis 2019 hat sich die Zahl der Todesfälle mehr als halbiert (von 8272 auf 3935 Fälle von Ertrinken). Um das Ertrinken zu verhindern, werden hauptsächlich organisatorische Maßnahmen ergriffen, z. B. die Installation spezieller Schilder und Zäune um Schwimmplätze, das Unterrichten von Kindern im Schwimmen, die Durchführung lebensrettender Schulungen, die Information über die Tiefe des Stausees und die Dicke des Eises.rechtzeitige Warnung vor Sturm oder Überschwemmung (Sprach- und SMS-Benachrichtigung).
Sind die Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit von Gewässern ausreichend?
Wir werden das Potenzial zur Verbesserung des Sicherheitsniveaus in Gewässern durch eine vergleichende Analyse der Wirksamkeit von Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit auf Straßen (10,8 Tausend Posten von Foto- und Videoaufzeichnungen, stationären Posten sowie mobilen Besatzungen) und der Sicherheit von Wassergebieten (12 Tausend Posten und Rettungsstationen) bewerten ). Das Verhältnis der Zahl der Todesfälle im Jahr 2019 durch Ertrinken (ca. 4.000 Menschen) zu den bei Verkehrsunfällen getöteten (13,3.000 Menschen) beträgt 1: 3; Das Verhältnis von registrierten kleinen Schiffen (1,5 Millionen) zu Fahrzeugen (53 Millionen) beträgt 1:35. Gleichzeitig beträgt das Verhältnis der Anzahl der registrierten Verstöße gegen die Vorschriften für die Nutzung von Gewässern (34.000) zu Verkehrsverstößen (106 Millionen) 1: 3000kennzeichnet die Bedeutungslosigkeit vorbeugender Maßnahmen zur Verringerung der Sterblichkeit in Gewässern . Rettungsposten und -stationen sind nicht mit speziellen technischen Überwachungskomplexen ausgestattet, mit denen Verstöße gegen die Regeln für den Betrieb von Gewässern aufgezeichnet werden können (ähnlich wie bei Foto- und Videoaufzeichnungskomplexen). Die Sicherheitsüberwachung an Gewässern ist vollständig den Rettungskräften anvertraut (ausschließlich "menschlicher Faktor").
Es sollte anerkannt werden, dass die allgemeine Tendenz, Gemeinschaftsräume mit Überwachungsinstrumenten auszustatten, gerechtfertigt ist. Der Einsatz von Videoüberwachungssystemen in Parks und Plätzen ermöglicht es daher, die Anzahl der begangenen Straftaten zu verringern und ihre Erkennungsrate zu erhöhen, und die Entwicklung von Foto- und Videoaufzeichnungssystemen zur Verhinderung von Verkehrsverstößen hat dies ermöglichtdie Zahl der Todesfälle bei Verkehrsunfällen in Russland für fünf Jahre um 26% zu senken . Statistische Zahlen zeigen, dass die Zahl der Todesfälle auf Gewässern im spezifischen Vergleich um eine Größenordnung höher ist als auf Autobahnen. Dies gibt Anlass zu der Annahme, dass mit der weit verbreiteten Einführung und Ausstattung von Wassergebieten mit speziellen technischen Mitteln zur Überwachung und der Entwicklung einer Kultur einer verantwortungsvollen Haltung gegenüber den Regeln für den Betrieb von Gewässern in der Bevölkerung ein erhebliches Potenzial zur Verringerung der Anzahl der Ertrinkenden besteht. Diese Vorschläge wurden bereits von der Professional Union of Seafarers und dem Federation Council unterstützt .
Experten zufolge sind die Hauptursachen für Unfälle an Gewässern, die heute zum Ertrinken führen, folgende:
- Baden unter dem Einfluss von Drogen und Alkohol;
- Verstoß gegen die Regeln für den Betrieb von Schiffen;
- Übermäßige Arroganz;
- Mangelndes Bewusstsein der Menschen für die potenzielle Gefahr;
- Schwimmen an nicht ausgerüsteten Orten;
- Kinder unbeaufsichtigt lassen.
Nach dem Dekret des Präsidenten der Russischen Föderation muss die Zahl der Unfälle an Gewässern bis 2030 gegenüber dem Indikator von 2019 um mindestens 20% und die Zahl der Todesfälle an Gewässern um mindestens 18% gesenkt werden. Um die gestellten Aufgaben zu erfüllen, ist eine erhebliche technische Ausrüstung der Rettungskräfte und spezielle Dienste erforderlich .
Bestehende Lösungen zur Gewährleistung der Sicherheit in Gewässern basieren in der Regel auf der Verwendung von Videoanalysen.
Klassifizierung von Videoanalysealgorithmen
Entsprechend der Komplexität der Implementierung von Videoanalysealgorithmen können sie bedingt in drei Klassen von Überwachungsaufgaben unterteilt werden:
1 Standard-Videoanalysetools , die theoretisch von den meisten "intelligenten Kameras" beliebter Anbieter (Hikvision, Dahua, Axis usw.) implementiert werden können:
1.1 Schwimmen verboten Orte und Schwimmen eines Mannes "für Bojen";
Diese Videoanalyse ist theoretisch ein Sonderfall des Ereignisses "eine Person, die eine verbotene Zone überquert". Da jedoch Systeme, die auf allgemeinen Modellen zum Erlernen der Personenerkennung basieren, nicht darauf ausgelegt sind, eine Person anhand eines Teils des Bildes zu erkennen, ist die tatsächliche Anwendbarkeit allgemeiner Algorithmen fraglich.
1.2 Gefährliche Annäherung des Gefäßes an den Badebereich;
1.3 Menschen an den Geländern von Brücken, Böschungen, Kais finden.
Um die Grenzen der Anwendbarkeit zu analysieren, werden wir letztere zum Zeitpunkt der Veröffentlichung des Artikels, intelligente Videoüberwachungssysteme, analysieren. Zum Beispiel Hikvision DeepinView. Aus Gründen der Perimetersicherheit verwenden die Kameras der DeepinView 7-Serie intelligente Videoanalysealgorithmen, um Fehlalarme zu reduzieren und Alarme mithilfe der Zielklassifizierung anzupassen. Sie können den Alarm so einstellen, dass er nur für Personen oder nur für Fahrzeuge ausgelöst wird, die in das Sichtfeld der Kamera gelangen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine Ausnahme einzurichten, damit die Kamera beispielsweise nur auf Autos reagiert.
Die optionale Auto-Tracking-Funktion wurde für Szenarien mit geringer Aktivität entwickelt. Die Kamera reagiert nur auf sich bewegende Objekte und konzentriert sich auf ein bestimmtes Ziel. Dadurch wird die Effizienz des Sicherheitssystems erhöht und Speicherplatz gespart. Wie die Analyse der Funktionen zeigt, trennt das System die Phasen der Erkennung und Nachverfolgung sinnvoll, wobei für letztere Algorithmen wie "Tracking ohne Erkennung (DFT)" verwendet werden, bei denen die Erkennung neuer Objekte nicht konstant ist, und die Einschränkungen der Größe der Erkennungsobjekte und des verwendeten Modells machen diese Lösung hauptsächlich anwendbar in Bereichen mit vollständigem Verbot oder zur Kontrolle, beispielsweise während verbotener Stunden.
Ungefähr das Gleiche ist typisch für alle Anbieter, die im Jahr 2020 On-Camera-Analysten in neuronalen Netzen veröffentlicht haben, aber die Nachteile von On-Camera-Analysten sind immer noch dieselben - dies ist die geringe Leistung von Kameraprozessoren, die zu Einschränkungen bei der Anzahl gleichzeitiger Analysten führt und die Verwendung bestimmter Kameramodelle einschränkt, deren Kosten offensichtlich teurer.
2 Videokameras mit Videoanalyse basierend auf DEEPMIND-Technologien (zum Beispiel: IVA Bosch), bei denen es sich formal um On-Camera-Analysen handelt, arbeiten tatsächlich mit der Teilnahme von Empfängern zusammen, die über ausreichende Leistung verfügen, um gleichzeitig mehrere Anbieteranalysten pro Kanal zu starten, und interne Proxys durchführen:
2.1 Sturz einer Person von einer Brücke Böschung oder Pier;
2.2 Der Ausgang einer Person auf dem Eis;
2.3 Feuer (Explosion) an einem Gewässer;
2.4 Schwimmen auf aufblasbaren und anderen Mitteln, die nicht für diese Zwecke bestimmt sind;
3 Aufgaben, die eine private Lösung erfordern:
3.1 Eine Person in Not auf dem Wasser (Ertrinkungsgefahr);
3.2 Sturz einer Person unter das Eis;
3.3 Kollision von Schiffen, Landung eines Schiffes auf Grund, Schiffbruch;
3.4 Verdächtiges menschliches Verhalten.
Die Lösung von Problemen der dritten Komplexitätsklasse basiert auf der Sicherstellung einer kontinuierlichen Verfolgung des Überwachungsobjekts in Kombination mit bestimmten Metriken.
Die Implementierung der Funktion der kontinuierlichen Verfolgung durch den Menschen ist selbst unter „Laborbedingungen“ eine ziemlich schwierige Aufgabe, und in einer aquatischen Umgebung oder im Format der Analyse vor der Kamera scheint sie praktisch nicht realisierbar zu sein. Dies gilt auch dann, wenn wir das Problem haben, einzigartige Objekte durch die Kombination ihrer charakteristischen Merkmale (Kleidung, Abmessungen, Bewegungseigenschaften usw.) zu identifizieren.
Der Objekt-Tracker besteht normalerweise aus drei Teilen: einem Erscheinungsmodell, einem Bewegungsmodell und einem Aktualisierungsmodell. Der allgemeine Ablauf des Objektverfolgungsalgorithmus wird wie folgt beschrieben: Jedes verfolgte Objekt wird durch Simulation dargestellt, und das Erscheinungsmodell wird basierend auf den ursprünglichen Informationen erstellt. Das Erscheinungsmodell wird verwendet, um ein Objekt im aktuellen Frame zu lokalisieren. Basierend auf den Verfolgungsergebnissen in Bezug auf den aktuellen Frame wird die Aktualisierungsstrategie verwendet, um das Erscheinungsmodell zu aktualisieren, damit es sich an Änderungen im Objekt und in der Umgebung anpassen kann. Das Hauptproblem der Kontinuität der Verfolgung besteht darin, es in der aquatischen Umgebung sicherzustellen, wenn eine Person unter Wasser taucht oder schwimmt verschwindet vorübergehend im Überwachungsbereich.
, 3 :
- ( , ), 30 200 ;
- ( , ), 50 200 ;
- ( , ), .
Ein Mann am Ufer : ein Objekt mit charakteristischen Abmessungen von 100 bis 200 cm Höhe und 30 bis 70 cm Breite und charakteristischen Geschwindigkeiten von 2 bis 6 km / h.
Mann auf dem Wasser: Schwimmer: Ein Objekt mit charakteristischen Abmessungen von 20 bis 50 cm in Höhe und Breite und charakteristischen Geschwindigkeiten von 1 bis 4 km / h.
Im Durchschnitt beträgt die angenehme Dauer des Aufenthalts eines normalen Menschen beim Tauchen unter Wasser etwa 10 Sekunden. Die Ausnahme bilden natürlich Tauchprofis und Amateure, deren Anzahl im Verhältnis zur Anzahl der Urlauber gering ist und auf Fehler im Messsystem (in der Phase des Modelltrainings) zurückzuführen ist.
Das Hauptprinzip beim Platzieren von Videokameras am Strand ist die Notwendigkeit einer vollständigen Sicht (Abdeckung) des Strandes und des Badebereichs. Um "tote Winkel", übermäßige Platzierung von Kameras und Tracking-Fehler beim Umschalten zwischen Überwachungsbereichen (bei Verwendung mehrerer Kameras) auszuschließen, wird empfohlen, Panorama-CCTV-Kameras mit mehreren Sensoren und einem horizontalen Betrachtungswinkel von 180 ° zu verwenden, der ein einzelnes Bild aus dem überwachten Bereich liefert mit nur einer Videokamera.
Wenn Sie beispielsweise eine Hikvision DS-2CD6944G0-IHS-Kamera (4 MP x 6 mm x 4) auf einem Träger in einer Höhe von 4 Metern in einem Abstand von 40 Metern von der Küste auf dem Gewässer platzieren, ziehen wir in Betracht: am Strand und im Badebereich eine Genauigkeitsanzeige von etwa 50 Pixel / Meter, was ausreicht, um eine Person sowohl an Land als auch im Wasser zu verfolgen.
Diese Multisensorkameras liefern ein einzelnes Bild vom Strand- und Badebereich für das Computer-Vision-System. Bei der Frame-für-Frame-Analyse von Änderungen bei der Verfolgung von Personen im Bild bietet der Algorithmus Online-Statistiken von Objekten im Überwachungsbereich und ermöglicht es Ihnen, „anomale Objekte“ zu identifizieren, dh solche, die im Vergleich zu vorherigen und nachfolgenden Frames „verschwunden“ oder „erschienen“ sind. Die Trennung von "anomalen Objekten" vom Hauptpool von Objekten im Wasser erfolgt durch die Verwendung einer Reihe von Algorithmen, die für das menschliche Verhalten im Wasser charakteristisch sind, wie Geschwindigkeit, Trägheit und Bewegungsvektor des Schwimmers sowie die komfortable und akzeptable Zeit, die der Schwimmer unter Wasser verbringt, was eine gewisse Zeit ermöglicht Es ist wahrscheinlicher, das Auftreten eines Schwimmers innerhalb eines bestimmten Radius vom Tauchpunkt aus vorherzusagen und seine Identifizierung zu überprüfen."Abnormale" Ereignisse können auch im Strandbereich auftreten. Beispielsweise ist die kurzfristige Behinderung eines Objekts durch ein anderes ein "normales" Ereignis und muss lediglich im Algorithmus trainiert werden, um falsche Signale auszuschließen, und ein unbeaufsichtigtes Objekt sollte bereits bei speziellen Diensten Verdacht erregen.
Warum müssen Sie solch ein nicht triviales Problem lösen? Es wurde bereits oben berücksichtigt, dass zur Gewährleistung der Sicherheit in Gewässern nicht nur auf dem Markt vorhandene Lösungen ausreichen und spezielle Algorithmen und Computer-Vision-Technologien entwickelt werden müssen. Es gibt aber noch einen weiteren guten Grund für solche Entwicklungen - dies ist der Trend zur Digitalisierung der Strandtourismusbranche. Die Entwicklung der Tourismusbranche und der Wettbewerb erhöhen ständig die Anforderungen an den Komfort und die Sicherheit von Touristen in Russland und der Welt. Das Konzept des "Smart Beach" gewinnt immer mehr an Beliebtheit, das bereits in Phuket , Dubai und Haifa umgesetzt wurde.... Dazu gehört die Bereitstellung von WLAN, Schließfächern, automatischer Müllabfuhr und eines gut entwickelten Informations- und Sicherheitssystems. In einigen russischen Städten, beispielsweise in Moskau , Sotschi und Irkutsk , werden inzwischen auch moderne globale Trends unterstützt . Die Kommunalbehörden haben begonnen, intelligente Kameras, Metalldetektoren und andere Mittel an Stränden zu installieren, um die Sicherheit der Menschen am Strand zu gewährleisten.
"Smart Beach"Ist eine Zone von beispiellosem Komfort und integrierter Sicherheit. Das Verfolgen von Personen in Kombination mit Wetterdaten von einer Wetterstation oder von offenen Quellen ermöglicht den Zugriff auf die Messung, wie lange sich eine Person im Wasser und in der Sonne befindet. Zusätzlich zu Daten zu Wassertemperatur, Lufttemperatur, Umgebungsluftdruck und Sonnenaktivität kann das System Strandbesuchern sowohl allgemeine als auch individuelle Empfehlungen (z. B. in Form von Sprachalarmen) geben, um das Risiko von Unterkühlung, Überhitzung oder Verschlimmerung von Herzerkrankungen zu vermeiden.
Ein hohes Maß an Aufmerksamkeit für Strandbesucher ist ein ganzer Komplex organisatorischer und technischer Maßnahmen, bei denen es keine Kleinigkeiten gibt... Ein kleines Kind oder ein Erwachsener, der unbeaufsichtigt vom Wasser gelassen wird und dessen Gang auf einen schmerzhaften Zustand hinweist, muss von einem Computer-Vision-System erkannt werden, das den Retter benachrichtigt oder einen Sprachalarm gemäß einem bestimmten Szenario ausgibt. Es ist die Sorge um die Sicherheit und den Komfort der Menschen, die die Entwicklung heute vorantreiben, unabhängig davon, wo wir uns befinden: an Land, in der Luft oder auf See.
