"الشاطئ الذكي" أو كيفية ضمان السلامة الشاملة للأشخاص على الجسم المائي؟

يموت حوالي 320 ألف شخص بسبب الغرق في العالم كل عام. إنه ثالث سبب رئيسي للوفاة ، ويمثل حوالي 7٪ من الوفيات المرتبطة بالإصابات. المدن الساحلية حول العالم هي موطن لحوالي 60٪ من سكان العالم. الرجال والأطفال من هذه الفئة من السكان هم الأكثر عرضة للغرق بسبب زيادة الوصول إلى المياه. في البلدان المتقدمة مثل الصين والولايات المتحدة ، الغرق هو السبب الأول والثاني على التوالي لوفيات الإصابات بين الأطفال الذين تتراوح أعمارهم بين 1-14 عامًا.



تعد روسيا من الدول الرائدة في العالم من حيث الموارد المائية: 2.7 مليون بحيرة ، 2.8 مليون نهر بطول إجمالي يبلغ 12.4 مليون كيلومتر و 30 ألف خزان. إن قرب المستوطنات من المسطحات المائية وزيادة وصول الناس إلى المياه هو عامل خطر كبير للوفاة من الغرق لجزء كبير من سكان بلدنا. تجدر الإشارة إلى أنه وفقًا لروستات ، فإن عدد الوفيات الناجمة عن الغرق في روسيا يتناقص كل عام. لذلك ، في الفترة من 2011 إلى 2019 ، انخفض عدد الوفيات بأكثر من النصف (من 8272 إلى 3935 حالة غرق على التوالي). لمنع الغرق ، يتم استخدام التدابير التنظيمية بشكل أساسي مثل تركيب علامات وأسوار خاصة حول أماكن السباحة ، وتعليم الأطفال السباحة ، وإجراء التدريبات المنقذة للحياة ، والإبلاغ عن عمق الخزان وسماكة الجليد ،تحذير في الوقت المناسب بشأن عاصفة أو فيضان (إخطار صوتي ورسائل نصية قصيرة).

هل الإجراءات المتخذة لضمان سلامة المسطحات المائية كافية؟

سنقوم بتقييم إمكانية تحسين مستوى السلامة في المسطحات المائية من خلال التحليل المقارن لفعالية التدابير لضمان السلامة على الطرق السريعة (10.8 ألف مشاركة لتسجيل الصور والفيديو ، والأعمدة الثابتة ، وكذلك الأطقم المتنقلة) وسلامة المناطق المائية (12 ألف عمود ومحطة إنقاذ. ). تبلغ نسبة عدد الوفيات في 2019 من الغرق (حوالي 4 آلاف شخص) إلى من قتلوا في حوادث الطرق (13.3 ألف شخص) 1: 3 ؛ بينما نسبة السفن الصغيرة المسجلة (1.5 مليون) إلى المركبات (53 مليون) هي 1:35. وفي الوقت نفسه ، فإن نسبة عدد المخالفات المسجلة لقواعد استخدام المسطحات المائية (34 ألف) إلى المخالفات المرورية (106 مليون) هي 1: 3000 ، وهييميز عدم أهمية التدابير الوقائية للحد من الوفيات في المسطحات المائية . مراكز ومحطات الإنقاذ غير مجهزة بمجمعات مراقبة فنية خاصة تسمح بتسجيل انتهاكات قواعد تشغيل المسطحات المائية (على غرار مجمعات تسجيل الصور والفيديو). يتولى رجال الإنقاذ مراقبة السلامة في المسطحات المائية ("العامل البشري" حصريًا).







يجب الاعتراف بأن الاتجاه العام لتزويد المناطق المشتركة بأدوات المراقبة له ما يبرره. وبالتالي ، فإن استخدام أنظمة المراقبة بالفيديو في الحدائق والساحات يجعل من الممكن تقليل عدد الجرائم المرتكبة وزيادة معدل اكتشافها ، وتطوير أنظمة تسجيل بالصور والفيديو تهدف إلى منع المخالفات المرورية المسموح بهالتقليل عدد الوفيات في حوادث الطرق في روسيا لمدة خمس سنوات بنسبة 26٪ . تظهر الأرقام الإحصائية أن عدد الوفيات على المسطحات المائية في مقارنة محددة هو ترتيب من حيث الحجم أعلى منه على الطرق السريعة. وهذا يعطي سببًا للاعتقاد بأنه مع الإدخال والتجهيز الواسعين لمناطق المياه بوسائل تقنية خاصة للمراقبة وتطوير ثقافة الموقف المسؤول تجاه قواعد تشغيل المسطحات المائية بين السكان ، هناك إمكانية كبيرة لتقليل عدد حالات الغرق. وقد تم بالفعل هذه المقترحات بدعم من الاتحاد المهني للبحارة و مجلس الاتحاد .







وفقًا للخبراء ، فإن الأسباب الرئيسية للحوادث على المسطحات المائية التي أدت إلى الغرق اليوم هي:

• الاستحمام تحت تأثير المخدرات والكحول.
• انتهاك قواعد تشغيل السفن ؛
• الغطرسة المفرطة
• قلة وعي الناس بالخطر المحتمل ؛
• السباحة في أماكن غير مجهزة ؛
• ترك الأطفال دون رقابة.

وفقًا لمرسوم رئيس الاتحاد الروسي ، حتى عام 2030 ، من الضروري تقليل عدد الحوادث على المسطحات المائية بنسبة لا تقل عن 20٪ مقارنة بمؤشر عام 2019 ، كما يجب خفض عدد الوفيات على المسطحات المائية بنسبة 18٪ على الأقل. لتحقيق المهام المحددة ، ستكون هناك حاجة إلى معدات فنية كبيرة من رجال الإنقاذ والخدمات الخاصة .



استنادًا إلى إمكانية الوصول والوظائف ، تعتمد الحلول الحالية لضمان السلامة في المسطحات المائية عادةً على استخدام تحليلات الفيديو.

تصنيف خوارزميات تحليلات الفيديو

وفقًا لتعقيد تنفيذ خوارزميات تحليلات الفيديو ، يمكن تقسيمها بشكل مشروط إلى ثلاث فئات من مهام المراقبة:



1 أدوات تحليل الفيديو القياسية ، والتي يمكن نظريًا تنفيذها بواسطة معظم "الكاميرات الذكية" للبائعين المشهورين (Hikvision ، Dahua ، Axis ، إلخ):

1.1 السباحة في محظور أماكن السباحة للرجل "للعوامات" ؛

تعتبر تحليلات الفيديو هذه ، من الناحية النظرية ، حالة خاصة لحدث "شخص يعبر منطقة محظورة" ، ولكن نظرًا لأن الأنظمة القائمة على النماذج العامة لتعليم اكتشاف الأشخاص ليست مصممة لاكتشاف شخص من جزء من الصورة ، فإن التطبيق الفعلي للخوارزميات العامة أمر مشكوك فيه.

1.2 الاقتراب الخطير للسفينة من منطقة الاستحمام ؛

1.3 العثور على الناس على درابزين الجسور والسدود والأرصفة.



لتحليل قيود التطبيق ، سنحلل الأخير ، في وقت نشر المقال ، أنظمة المراقبة الذكية بالفيديو. على سبيل المثال ، Hikvision DeepinView. لأغراض أمنية المحيط ، تستخدم كاميرات DeepinView 7 Series خوارزميات تحليل الفيديو الذكية لتقليل الإنذارات الكاذبة وتخصيص الإنذارات باستخدام التصنيف المستهدف. يمكنك ضبط المنبه ليتم تشغيله فقط للأشخاص أو للمركبات التي تدخل مجال رؤية الكاميرا. خيار آخر هو إعداد استثناء بحيث تستجيب الكاميرا للسيارات فقط ، على سبيل المثال.



تم تصميم ميزة التتبع التلقائي الاختيارية لسيناريوهات النشاط المنخفض. ستستجيب الكاميرا فقط للأجسام المتحركة ، مع التركيز على هدف معين ، وبالتالي زيادة كفاءة نظام الأمان وتوفير مساحة التخزين. كما يوضح تحليل الوظائف ، يفصل النظام بشكل معقول مراحل الاكتشاف والمتابعة ، باستخدام الخوارزميات الأخيرة مثل "التتبع بدون الكشف (DFT)" التي لا يكون فيها الكشف عن كائنات جديدة ثابتًا ، والقيود المفروضة على حجم كائنات الكشف والنموذج المستخدم تجعل هذا الحل قابلاً للتطبيق بشكل أساسي في مناطق الحظر الكامل أو للمراقبة ، على سبيل المثال ، خلال الساعات المحظورة.



تقريبًا نفس الشيء هو الحال بالنسبة لجميع البائعين الذين أطلقوا محللين على الكاميرا على الشبكات العصبية في عام 2020 ، لكن عيوب المحللين على الكاميرا هي نفسها - إنه أداء منخفض لمعالجات الكاميرا ، مما يؤدي إلى قيود على عدد المحللين المتزامنين ويفرض قيودًا على استخدام بعض نماذج الكاميرا ، والتي تكلفتها من الواضح أنها أكثر تكلفة.



2 كاميرات فيديو مع تحليلات فيديو تعتمد على تقنيات DEEPMIND (على سبيل المثال: IVA Bosch) ، والتي تعمل رسميًا على التحليلات على الكاميرا ، في الواقع ، تعمل بمشاركة أجهزة استقبال لديها القوة الكافية لإطلاق العديد من محللي البائعين في وقت واحد لكل قناة والمشاركة في الوكلاء الداخليين:

2.1 سقوط (قفزة) شخص من جسر أو جسر أو رصيف ؛

2.2 خروج شخص على الجليد ؛

2.3 حريق (انفجار) في مسطح مائي ؛

2.4 السباحة على وسائل نفخ وغيرها من الوسائل غير المخصصة لهذه الأغراض ؛



3 المهام التي تتطلب حلًا خاصًا:

3.1 شخص في محنة على الماء (خطر الغرق) ؛

3.2 سقوط شخص تحت الجليد ؛

3.3 اصطدام السفن ، هبوط السفينة جانحة ، حطام السفينة ؛

3.4 السلوك البشري المريب.







يعتمد حل مشاكل الفئة الثالثة من التعقيد على ضمان التتبع المستمر لكائن المراقبة مع بعض المقاييس الخاصة.



يعد تنفيذ وظيفة التتبع البشري المستمر مهمة صعبة إلى حد ما حتى في "ظروف المختبر" ، وفي بيئة مائية أو في شكل تحليلات على الكاميرا يبدو غير قابل للتحقيق عمليًا. وهذا حتى إذا أخذنا مشكلة تحديد الأشياء الفريدة من خلال مزيج من سماتها المميزة (الملابس ، والأبعاد ، وخصائص الحركة ، وما إلى ذلك)



عادةً ما يتكون متتبع الكائن من ثلاثة أجزاء: نموذج المظهر ، ونموذج الحركة ، ونموذج التحديث. يتم وصف التدفق العام لخوارزمية تتبع الكائن على النحو التالي: يتم تمثيل كل كائن متتبع بواسطة المحاكاة ، ويتم إنشاء نموذج المظهر بناءً على المعلومات الأصلية. يتم استخدام نموذج المظهر لتحديد موقع كائن في الإطار الحالي. بناءً على نتائج التتبع فيما يتعلق بالإطار الحالي ، يتم استخدام استراتيجية التحديث لتحديث نموذج المظهر للسماح له بالتكيف مع التغييرات في الكائن والبيئة ، والمشكلة الرئيسية لاستمرارية التتبع هي ضمانه في البيئة المائية عند الغوص أو السباحة تحت الماء عند وجود شخص يختفي مؤقتًا في منطقة المراقبة.







, 3 :

• ( , ), 30 200 ;
• ( , ), 50 200 ;
• ( , ), .

رجل على الشاطئ : جسم ذو أبعاد مميزة من 100 إلى 200 سم في الارتفاع ومن 30 إلى 70 سم في العرض وسرعات مميزة من 2 إلى 6 كم / ساعة.



رجل على الماء: سباح: جسم مميز بأبعاد تتراوح من 20 إلى 50 سم في الارتفاع والعرض والسرعات المميزة من 1 إلى 4 كم / ساعة.



في المتوسط ​​، تبلغ المدة المريحة لبقاء الشخص العادي تحت الماء عند الغوص حوالي 10 ثوانٍ. بالطبع ، الاستثناء هو محترفي الغوص والهواة ، الذين يكون عددهم بالنسبة إلى عدد المصطافين صغيرًا ويمكن أن يُعزى إلى أخطاء في نظام القياس (في مرحلة التدريب النموذجي).







المبدأ الأساسي لوضع كاميرات الفيديو على الشاطئ هو الحاجة إلى رؤية (تغطية) كاملة للشاطئ ومنطقة الاستحمام. لاستبعاد "النقاط العمياء" ، التنسيب المفرط للكاميرات ، تتبع الأخطاء عند التبديل بين مناطق المراقبة (عند استخدام عدة كاميرات) ، يوصى باستخدام كاميرات CCTV بانورامية مع عدة مستشعرات وزاوية عرض أفقية تبلغ 180 درجة ، والتي توفر صورة واحدة من المنطقة المراقبة بكاميرا فيديو واحدة فقط.



على سبيل المثال ، عند وضع كاميرا Hikvision DS-2CD6944G0-IHS (4 ميجابكسل × 6 مم × 4) على دعامة على ارتفاع 4 أمتار على مسافة 40 مترًا من الخط الساحلي على المسطح المائي ، فإننا ندرس: سيتم توفير مؤشر دقة يزيد عن 50 على الشاطئ وفي منطقة الاستحمام. بكسل / متر ، وهو ما يكفي لتتبع الشخص على الأرض وفي الماء.



توفر هذه الكاميرات متعددة المستشعرات صورة واحدة من الشاطئ ومنطقة الاستحمام لنظام رؤية الكمبيوتر. في تحليل إطار تلو الآخر للتغييرات في تتبع الأشخاص في الصورة ، توفر الخوارزمية إحصاءات عبر الإنترنت للكائنات في منطقة المراقبة وتسمح لك بتحديد "الكائنات الشاذة" ، أي تلك "التي اختفت" أو "ظهرت" بالنسبة للإطارات السابقة واللاحقة. يتم فصل "الأجسام الشاذة" عن البركة الرئيسية للأشياء في الماء من خلال استخدام مجموعة من الخوارزميات المميزة للسلوك البشري في الماء ، مثل السرعة والقصور الذاتي وناقل حركة السباح ، بالإضافة إلى الوقت المريح والمقبول الذي يقضيه السباح تحت الماء ، مما يتيح من المرجح أن تتنبأ بظهور السباح داخل دائرة نصف قطرها معينة من نقطة الغوص والتحقق من هويته.يمكن أن تحدث أحداث "غير طبيعية" أيضًا في منطقة الشاطئ. على سبيل المثال ، يعد إعاقة أحد العناصر من قبل كائن آخر على المدى القصير حدثًا "عاديًا" ويجب ببساطة تدريبه على الخوارزمية لاستبعاد الإشارات الخاطئة ، ويجب أن يثير الكائن الذي يُترك دون مراقبة بالفعل الشك بين الخدمات الخاصة.



لماذا تحتاج إلى حل مثل هذه المشكلة غير التافهة؟ لقد تم بالفعل اعتبار أنه لضمان السلامة في المسطحات المائية ، فإن الحلول الموجودة في السوق فقط ليست كافية ومن الضروري تطوير خوارزميات خاصة وتقنيات رؤية الكمبيوتر. لكن هناك سببًا وجيهًا آخر لمثل هذه التطورات - هذا هو اتجاه رقمنة صناعة السياحة الشاطئية. يؤدي تطوير صناعة السياحة والمنافسة باستمرار إلى زيادة متطلبات راحة وأمان السياح في روسيا والعالم. مفهوم "الشاطئ الذكية" تكتسب المزيد والمزيد من الشعبية، والتي بدأت بالفعل في تنفيذها في فوكيت ، دبي و حيفا.... ويشمل ذلك تزويد الزائرين بخدمة wi-fi وخزائن وجمع القمامة تلقائيًا ونظام معلومات وأمن متطور. بدأت الاتجاهات العالمية الحديثة أيضا إلى الدعم في بعض المدن الروسية، على سبيل المثال، في موسكو ، سوتشي و إيركوتسك . بدأت السلطات البلدية في تركيب كاميرات ذكية وأجهزة كشف عن المعادن ووسائل أخرى على الشواطئ للحفاظ على سلامة الناس على الشاطئ.



"الشاطئ الذكي"هي منطقة راحة غير مسبوقة وأمان متكامل. يتيح تتبع الأشخاص ، جنبًا إلى جنب مع بيانات الطقس من محطة أرصاد جوية أو من مصادر مفتوحة ، إمكانية الوصول إلى قياس المدة التي يقضيها الشخص في الماء وفي الشمس. بالإضافة إلى البيانات المتعلقة بدرجة حرارة الماء ودرجة حرارة الهواء وضغط الهواء المحيط والنشاط الشمسي ، يمكن للنظام تقديم توصيات عامة وفردية (على سبيل المثال ، في شكل تنبيهات صوتية) لزوار الشاطئ لتجنب مخاطر انخفاض درجة حرارة الجسم أو ارتفاع درجة الحرارة أو تفاقم أمراض القلب.



المستوى العالي من الاهتمام بزوار الشاطئ هو مجموعة كاملة من التدابير التنظيمية والتقنية ، التي لا توجد فيها تفاهات... يجب أن يتم اكتشاف الطفل الصغير أو البالغ الذي تركه الماء دون رعاية ، والذي تشير مشيته إلى حالة مؤلمة ، بواسطة نظام رؤية بالكمبيوتر يقوم بإخطار المنقذ أو تشغيل تنبيه صوتي وفقًا لسيناريو معين. إن الاهتمام بسلامة وراحة الناس هو الذي يقود التنمية اليوم ، بغض النظر عن مكان وجودنا: في البر أو الجو أو في البحر.