Внедрение системы видеонаблюдения в информатику транспортного средства

Внедрение системы видеонаблюдения в информатику транспортного средства

Система видеонаблюдения позволяет водителю удобно и четко отслеживать происходящее в разных местах транспортного средства и одновременно производить запись происходящего в хранилище базы данных. С сохранённой видеозаписью можно в дальнейшем работать. Эти системы помогают уяснять ситуации, чреватые уголовной ответственностью, к примеру, нападения и драки, и снижают количество вандализма в транспортных средствах. Вследствие интеграции и соединения с бортовой техникой транспортного средства, например с бортовой системой EPIS 4.0x, создается система, содержащая дополнительные функции для управления и мониторинга системы видеонаблюдения.

Принцип работы системы регистрации пассажиров, информационной системы и системы управления

В ноябрьском номере журнала „Československý dopravák“ (Чехословацкий транспортник) в 2015 году вышла наша статья «Система управления транспортного средства в общественном транспорте», где в общих чертах нами показана возможность интеграции систем видеонаблюдения транспортных средств с транспортной информатикой. Через год мы осуществили такую интеграцию на практике с одним существенным отличием: в транспортном средстве была создана дополнительная бортовая сеть Ethernet – на этот раз для системы видеонаблюдения для того, чтобы потоки данных с камер были отделены от текущей работы на стандартной шине транспортного средства. Новая конфигурация выглядит следующим образом:

Рисунок 1: Новая современная конфигурация бортовой системы в транспортных средствах общественного транспорта, дополненная системой видеонаблюдения.

На рисунке, кроме прочего, отображено положение шин по отношению к Wi-Fi сети депо и способ подключения LTE модема и общественного Wi-Fi в транспортных средствах. Такое положение обычно используется для безопасности системы и ограничения атак на внутреннюю сеть со стороны хакеров.

Почему такая интеграция выгодна?

В рамках такой конфигурации системы видеонаблюдения было использовано несколько новинок. В частности речь идет о:

  • Интеллектуальной жидкокристаллической панели, включающей в себя стандартный транспортный жидкокристаллический экран, устройство для записи, обрабатывающее потоки аж с 10 камер в течении, как минимум, 5-ти дней и  коммутатор для разделения двух вышеуказанных бортовых ethernet сетей. Таким образом, создана единая универсальная единица.
  • Системе питания камер с помощью переключателей шины Ethernet с PoE питанием 48 В и дистанционным управлением отдельными портами из интеллектуальной жидкокристаллической панели.
  • Подключении к стандартному транспортному бортовому компьютеру, который в данном случае ведет себя как блок управления системой видеонаблюдения, включая все состояния системы.
  • Возможности подключения к Wi-Fi системе депо, т.е. возможность дистанционного контроля системы. включая возможность дистанционного скачивания необходимых записей, которые выбираются в зависимости от хронологии данных.
  • Возможности применения на всех типах транспортных средств, включая возможность для сопряженных трамваев, где передний жидкокристаллический экран у водителя автоматически становится контрольным для обоих трамваев, а в заднем монитор выключается и служит в качестве «черного ящика».

Принципиальная схема видеонаблюдения для сопряженных трамваев указана на Рис. 2 и содержит все вышеуказанные преимущества решения. Основой системы являются внутренние транспортные записывающие жидкокристаллические экраны, помещенные в кабину водителя, интеллектуальный коммутатор, UTP проводка, включая подготовку транспортных сцеплений и, конечно, подходящие камеры.

Рисунок 2: Пример практического подключения транспортной системы в двух сопряженных трамваях.

Основные свойства системы

Система видеонаблюдения позволяет:

  • сохранение записей в течение 5 календарных дней с автоматической перезаписью на новой дорожке и удалением наиболее старой записи (работа в петле).
  • Сохранять записи со стандартными интервалами в 10 минут. Запись содержит данные о времени, причем время берется из существующей бортовой системы и синхронизируется часами GPS.
  • Сохраненные записи защищены от злоупотребления шифрованием, что обеспечивает защиту от просмотра записи лицами, не введенными в систему. Кроме того, транспортное средство ведет учет всех лиц, которые хотят подключиться к системе.
  • Минимальное разрешение записи: 800×600 (разрешение определяется используемым монитором и, как правило, оно больше)
  • Минимальное количество кадров в секунду составляет 20 – задано нормами MP4 или AVI.
  • Минимальная чувствительность камер 1 Lux, причем при низком уровне освещенности включается инфракрасная подсветка, а на жидкокристаллическом экране отображается чёрно-белая картинка.
  • Щит записывающего блока LCD в кабине водителя изготовлен в виде защитного закрывающегося ящика, предотвращающего проникновение лиц без разрешения.
  • Камеры расположены в защитных корпусах типа антивандал.
  • Отображающий блок (жидкокристаллический экран) установлен в каждом транспортном средстве в кабине водителя так, чтобы не мешать обзору и в то же время находиться в поле зрения водителя.
  • Картинку на экране можно разделить на соответствующее количество частей, отображающих картинку, поступающую с камер в необходимом количестве с максимально возможным размером картинки (отображается 1 или 4 экрана одновременно).
  • Камеры в пространстве пассажиров мониторят все пространство пассажиров так, чтобы не появлялись слепые места в контролируемом пространстве.
  • Максимальный угол наблюдения камер составляет 120°
  • В рамках системы возможно использовать также сопряженные транспортные средства.
  • Легкий способ управления записывающего LCD из бортового компьютера, который согласован с возможной механической клавиатурой.

Учитывая то, что данная система видеонаблюдения встроена в транспортные средства, имеющие бортовой компьютер EPIS 4.0B, жидкокристаллические экраны и бортовые компьютеры были дополнены рядом дополнительных функций. Система EPIS  таким образом служит для легкого обслуживания и сервиса системы видеонаблюдения. В то же время система предоставляет доступ к транспортной сети Wi-Fi для бесконтактного скачивания транспортных записей. Расчет необходимых временных отрезков также можно реализовать дистанционно, подключив к вышеупомянутой системе. Записи также можно считывать «вручную», подключив ноутбук ECU, или с помощью USB памяти. Таким образом, все записи защищены от злоупотребления и поэтому их можно просматривать только в вышестоящей системе (приложение Video-Client), которае дешифрует и в случае необходимости обеспечивает их экспорт для дальнейшего использования (например, для полиции и т.д.).

Рисунок 3: Пример экрана сенсорного терминала водителя EPT 4.08B в режиме контроля записывающего LCD.

Интеллектуальный записывающий жидкокристаллический экран

Составляющей частью системы видеонаблюдения является транспортный односторонний жидкокристаллический экран.  Ядром системы является интеллектуальные записывающие блоки и мощные компьютеры, которые обеспечивают все управляющие, контрольные и коммуникационные функции. Его программа разработана так, чтобы позволить реализовать независимые системы видеонаблюдения (отдельное решение) или может быть встроено в транспортную регистрационную и информационную систему (OIS). Обновление программного обеспечения компьютера можно проводить через закрывающиеся USB или дистанционно через бортовой компьютер.

Блок LCD позволяет опционально отображать картинку с 1 или 4 камер и одновременно проводить шифрованную запись потоков данных со всех камер в транспортном средстве (до 10 камер). Время хранения записей с камер зависит от требований пользователя к периоду архивации и качеству записи, и колеблется в диапазоне от 5 до 7 дней беспрерывной записи (в соответствии с выбранным объемом дискового хранилища размером от 1 до 4 тБ и количеством снимающих камер).

Большим преимуществом блока управления является то, что он стандартно оснащен двумя портами Ethernet, обеспечивающими отделение бортовой сети транспортного средства от системы видеонаблюдения. Блок управления таким образом ведет себя как интеллектуальный коммутатор (роутер) и обеспечивает отделение этих сетей в зависимости от заранее установленных правил. Благодаря подключению к транспортной сети, можно обновлять блок так же, как бортовой компьютер. Такое подключение имеет также то преимущество, что картинку с камер можно считывать после проверки из любых компьютеров, что значительно упрощает считывание записей.

Рисунок 4: Пример размещения записывающего LCD VCS 156A2E в трамвае Vario LF.

Отображающий блок LCD может быть оснащен интерфейсом для подключения внешней клавиатуры на пульте водителя с целью быстрого переключения картинок с отдельных камер. Блоком можно также управлять с помощью команд, передаваемых с шины Ethernet. Способ управления с бортового компьютера и кнопок один и тот же.

Рисунок 5: Возможности управления системой видеонаблюдения, слева – с помощью бортового компьютера, справа – с помощью внешней клавиатуры.

Технология распределения в транспортных средствах

Следующей инновацией является способ решения питания системы и системы видеонаблюдения. В данном случае система разработана аналогично, как и у современных бортовых систем, где бортовой компьютер содержит (управляет) интеллектуальный блок питания, который управляет переключением питания отдельных ветвей в транспортных средствах (табло, LCD, регистрация пассажиров, радиостанция и т.д.). Поэтому записывающий LCD подключен к питанию транспортного средства, и сигнал START исходит от бортового компьютера или при необходимости от «ключа». Подключение LCD к постоянному питанию предотвратит нежелательное выключение системы и последующее обесценивание записей – LCD самостоятельно выключается после завершения записи и других действий.

Записывающий LCD также служит в качестве источника питания для остальных элементов системы видеонаблюдения, когда система сбора данных должна включаться/выключаться выключением питания. Одновременно с этим данный выход для камер оснащен электронным предохранителем и измерителем выходного тока.

Кабели передачи данных и питания ведут к обновленному переключателю (switch) ethernet ECU 08P2, позволяющему включать питание из LCD для отдельных выходов от +48 В до +55 В для камер с системой PoE по стандарту IEEE 802.3af тип B. Этот переключатель позволяет измерять выходное напряжение и ток. К отдельным камерам всегда ведет только один UTP кабель, что обеспечивает легкую установку в транспортном средстве. Система видеонаблюдения транспортного средства использует камеры, которые утверждены для рельсовых транспортных средств.

Рисунок 6: Пример подключения переключателя ethernet и проводки для отдельных камер в сопряженном трамвае.

Преимущества соединения с системой бортового компьютера

Интеграция управления системы видеонаблюдения в бортовой компьютер значительно расширяет работу системы и обеспечивает простое обслуживание.

Благодаря этим функциям можно:

  • Получать точное время для системы видеонаблюдения с максимальным отклонением в несколько секунд.
  • Управлять расстановкой картинок на мониторе и устанавливать соответствующее количество частей, отображающее онлайн-картинку из камер в необходимом количестве.
  • Возможность для водителей автоматического выбора по умолчанию картинок из камер о состоянии дверей на остановке (бортовой компьютер знает местонахождение остановки) – нет необходимости в дополнительной системе видеонаблюдения в транспортном средстве.
  • Водитель имеет возможность выбора на панели управления отображающих камер во время стоянки транспортного средства (переключатель — первый автомобиль, второй автомобиль) – например, с помощью кнопок или прямо на командном LCD бортового компьютера.
  • Возможность регулировки на панели управления яркости монитора – например, с помощью кнопок или прямо на командном LCD бортового компьютера.
  • Система видеонаблюдения работает только во время работы транспортного средства (после зажигания) и макс. в течение 15 минут после выключения – активируется выходом PS из бортового компьютера.
  • Конфигурация камер является составляющей частью бортового компьютера, и едина для всей системы. Использует возможности, чтобы в рамках подготовки данных для бортового компьютера можно их настраивать, а затем перевести конфигурацию в режим ночного сервиса транспортного средства без участия персонала.
  • Полная диагностика системы в рамках сервисных экранов бортового блока.
  • Сохранение журнальных файлов о системе в диспетчерской и для техников в едином журнале.
  • Дистанционный мониторинг системы с возможностью дистанционной перезагрузки.

Диагностика и мониторинг системы видеонаблюдения с помощью бортового компьютера

Вследствие соединения системы видеонаблюдения и бортового компьютера появился способ, благодаря которому можно отдельно настраивать, коммуницировать и диагностировать систему видеонаблюдения прямо из бортового компьютера транспортного средства и регистрировать состояние системы видеонаблюдения в бортовом компьютере для дальнейшей диагностики. Этот способ облегчит работу не только водителям, но и сервисным техникам, а также упрощает обнаружение поломок. С бортового компьютера можно таким образом вызывать диагностику системы видеонаблюдения, проводить ее обновление или включать и выключать камеры.

Рисунок 7: Пример сервисного меню для работы с камерами на бортовом компьютере.

Если была вызвана диагностика системы, ее результаты будут отображены на LCD, где отображается, к примеру, конфигурация системы и состояние отдельных элементов, например, состояние жесткого диска, блока управления, переключателя в системе, подключенных кнопок, отдельных камер и т.д. При таком выборе отображается привязка камер к отдельным картинкам. Такая конфигурация является частью единой конфигурации транспортного средства и служит для легкого отображения на остановке картинок из камер. Особым преимуществом является то, что из переднего вагона можно проводить диагностику системы видеонаблюдения сопряженного вагона (нет необходимости в переходе).

Рисунок 8: Пример диагностики на записывающем LCD.

ПО для работы с записями

Частью системы видеонаблюдения является ПО „Videoklient“ для работы с записями из системы видеонаблюдения. Система также позволяет просматривать состояние систем видеонаблюдения, экспортировать и обрабатывать записи. Для считывания можно использовать два метода, а именно: дистанционную связь через бортовой компьютер или же локально с помощью подключенного ноутбука. Считывание данных с систем видеонаблюдения можно проводить из любой сети – бортовой и видеонаблюдения. Также можно считывать и файл с логами определения активности камер, их адресацию, состояние дисков и другие рабочие данные системы.

Для считывания записей персонал должен выбрать период времени и считывать необходимые зашифрованные файлы. Каждое считывание файлов регистрируется и отправляется на сервер. В случае необходимости можно отдельные записи системно экспортировать для их дальнейшего использования (проигрывания, экспорта и т.д.). Для того, чтобы было можно управлять отдельными экспортами, необходимо добавить примечание (инцидент) о том, с какой целью выдается экспорт.

С файлами можно в дальнейшем работать, удалять и завершать их. Выданный инцидент однозначно системно идентифицируется и в рамках системы должен быть завершен или удален.

Приложение для работы с записями служит прежде всего для того, чтобы можно было идентифицировать необходимые записи и работать с ними в дальнейшем. Система не предназначена для того, чтобы можно было записи из системы видеонаблюдения безосновательно просматривать. Благодаря тикетингу отдельных записей каждая экспортированная запись получает свой системный номер, благодаря которому можно с ней в дальнейшем дистанционно работать.

Рисунок 9: Пример диагностики системы в приложении videoclient для управления просмотром файлов.

Заключение

Использование систем видеонаблюдения в транспортных средствах является важным атрибутом безопасности дорожного движения. Вследствие внедрения систем видеонаблюдения снижается уровень вандализма и повышается безопасность людей и имущества. Благодаря записям можно также доказывать уголовно-правовые инциденты, как например, воровство и т.д. Вследствие соединения системы видеонаблюдения с инфраструктурой транспортного средства  система превращается в активную часть транспортного средства, с которой можно работать намного более комплексно, нежели при пассивной установке в виде отдельной системы.