Одной из наиболее актуальных и остро стоящих проблем современного сельского хозяйства является проблема пожаров на посевных площадях в периоды созревания сельскохозяйственных культур. Данный тип пожаров возникает спонтанно, из-за отсутствия постоянного наблюдения, определяется, как правило, уже на терминальной стадии и наносит существенный ущерб хозяйствам, уничтожая тысячи гектаров посевов ежегодно. За 2018 год в Ставропольском крае было зарегистрировано 767 случаев возгорания на полях с уничтожением более 78000 Га посевов с общим ущербом 1,2 млрд. руб. А статистические данные за несколько последних лет свидетельствуют о росте количества пожаров и увеличении наносимого ими материального ущерба. Для решения данной задачи коллективом проекта разработан программно-аппаратный комплекс детектирования очагов возгорания, состоящий из распределенной сети наблюдательных модулей и осуществляющих видеоконтроль территории. Каждый наблюдательный модуль представляет собой автономный комплекс видеонаблюдения с интеллектуальной обработкой собираемых данных, предназначенный для выполнения задач определения очагов возгорания в местах с отсутствующей инфраструктурой связи и электропитания. Каждый наблюдательный модуль размещается на высотной мачте, стоящей на границе посевных площадей, и осуществляет сбор и анализ видеоданных. При возникновении очага возгорания модуль распознает его, координирует свои действия с соседними терминалами, верифицируя результат анализа и уточняя координаты очага, и передает отчет о возникновении внештатной ситуации ответственному лицу или в службу быстрого реагирования. Одной из основных проблем детектирования очага возгорания является тот факт, что сама точка горения может находится на малом возвышении над землей и не находится в прямой видимости видеокамер. Данная ситуация наблюдается в 80% возгораний и является наиболее вероятной. Причиной возникновения такого очага является обычно предмет, оставленный человеком. В качестве последнего могут выступать фрагменты стеклянных бутылок, случайно брошенный окурок или спичка, которые попадая на сухую травяную подстилку, вызывают ее обширное тление и дальнейшее возгорание. При описанном развороте событий очаг возгорания не виден длительное время и переходит в терминальную стадию скачкообразно. Детектировать точку горения с помощью тепловизоров или иными средствами отслеживания открытого пламени не представляется возможным, т.к. окружающие его посевы поглощают излучение в инфракрасном спектре, а высокая температура окружающей среды хорошо маскирует точку горения в инфракрасном спектре. Исходя из этого можно сказать, что использовать методы прямого наблюдения и отслеживания открытого пламени являются малоэффективными для раннего обнаружения очагов возгорания. Процесс поиска точки горения затрудняет высокая освещенность наблюдаемых площадей. Уровень диффузионно рассеянной и отраженной от посевов солнечной радиации значительно превышает уровень излучения от пламени в начальной стадии горения. Более того отраженный солнечный свет и излучение открытого пламени лежат в одном спектральном диапазоне, что значительно затрудняет процесс выделения точки горения на фоне хорошо освященной посевной площади. Поэтому для решения данной задачи будут использоваться RGB камеры высокого разрешения и специальные алгоритмы обработки видеопотока. В состав каждого наблюдательного модуля входит силовая рама для монтажа оборудования, система технического зрения, предназначенная для получения периферического видеопотока, система солнечной рекуперации. Выявление очага возгорания производится на основе анализа видеоданных, получаемых с трех периферийных камер. Алгоритмы, применяемые в процессе обработки видеоданных, являются авторской разработкой и позволяют осуществлять поиск очагов возгорания при значительном их удалении от точки наблюдения и различных оптических помехах. В процессе своей работы наблюдательный модуль не передает видеопоток, а производит его анализ на месте, в качестве результата передавая только координаты очага возгорания и параметры, характеризующие течение процесса. Данное усовершенствование позволяет применять наблюдательные модули в местах с неразвитой или отсутствующей инфраструктурой связи и снять основную часть процесса анализа видеоданных с человека-оператора. Наблюдательный модуль оснащен системой солнечной рекуперации, позволяющей обеспечивать бесперебойную работу оборудования без использования внешних источников электропитания. Рекуперативная система включает в себя комплект солнечных батарей и буферных АКБ. Накопленного за день запаса энергии хватает для обеспечения работы наблюдательного модуля в ночное время, позволяя осуществлять круглосуточный контроль за посевными площадями. Наблюдательные модули могут использоваться как автономные наблюдательные посты или объединяться в наблюдательную сеть. При этом наблюдательные терминалы способны обмениваться данными с соседними терминалами, повышая точность определения координат очага возгорания и снижая вероятность ложных срабатываний. Сетевая архитектура позволяет передавать данные между наблюдательными модулями на значительные расстояния, используя принципы mesh-сетей, когда каждый модуль может выступать не только как принимающий узел, но и как ретранслятор сигнала. Дальность передачи данных при этом ограничивается только протяженностью сети наблюдательных модулей.

Производитель: ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА"ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НН"

IT