Перспективы создания государственной системы мобильного видеомониторинга
Гейдаров Полад

Статья рекомендована Т. В. Ершовой 12.09.2017.

Аннотация: Работа посвящена проблеме создания единой мобильной системы видеомониторинга, которая позволяет значительно расширить возможности государственных организаций отслеживать события, значимые для их деятельности. Рассматриваются перспективы создания подобной системы, включая технические, организационные, финансовые и законодательные их предпосылки, а также преимущества единой мобильной системы видеомониторинга применительно к различным сферам государственного управления.

Ключевые слова: видеомониторинг, государственные организации, камеры наблюдения, мобильные устройства, системы распознавания.

В настоящее время современные системы видео- и аудионаблюдения большей частью имеют узко локальное применение с целью охраны или сбора информации в пределах конкретных организаций. Реализуются и крупные проекты, охватывающие, например, дорожно-транспортную сферу [1], и даже по созданию систем видеомониторинга в масштабах целого города [2], предполагающие установку стационарных систем видеонаблюдения на улицах, во дворах и переулках города – жестко укрепленные на местности и строго ориентированные по ракурсу наблюдения видеокамеры. Помимо стационарных камер, могут использоваться и поворотные, способные менять угол объектива камеры и ракурс наблюдения. Нужно сказать, что во всех этих случаях стационарный видеомониторинг не позволяют воспользоваться преимуществами этой технологии в полной мере и имеет ряд недостатков, в том числе:

• разрозненность пространственного охвата видеомониторинга – на одних улицах, в организациях и компаниях эти системы имеются, в других – нет;

• высокая стоимость реализации подобных систем, в особенности в случае крупных государственных проектов. Стоимость реализации увеличивается пропорционально пространству, охватываемому наблюдением (например, только в Москве было установлено 150 тыс. видеокамер);

• в случае некрупных проектов мониторинг имеет узко направленные цели, база данных отдельных локальных систем недоступна для других систем, а значит, не позволяет использовать их при решении иных задач. Программные реализации локальных систем узко специализированы и не связаны между собой, поэтому не могут быть включены в единую систему;

• расположение и ракурс видеонаблюдения в стационарных системах постоянны или весьма ограниченны (для поворотных камер), что позволяет их обойти и, напротив, не обеспечивает возможность нужного ракурса наблюдения.

Развитие технического прогресса способствовало минимизации видео- и аудиозаписывающих устройств. Созданы миникамеры [3, 4], принципы действия которых используются и в других устройствах, таких как мобильные телефоны, смартфоны, планшеты, фотоаппараты, ноутбуки. В связи с этим возникает возможность создания динамически изменяющейся государственной мобильной системы видеомониторинга, которая объединяла бы средства уже существующих стационарных систем наблюдения с мобильными средствами наблюдения.

Как могла бы выглядеть и быть организована такая система? Предполагается, что информация (видео- и аудиофайлы) будет поступать в единый центр от всех источников, подключенных к системе, – государственных, коммерческих и частных – от обычных граждан. Доступ к получению информации из данной системы будут иметь только государственные организации, что позволит обеспечить конфиденциальность накопленной видеоинформации и использовать ее только по назначению для решения государственных задач. Камеры наблюдения могут быть как стационарными – в помещениях или на улицах с постоянным местом расположения и ракурсом наблюдения, так и устанавливаемые на подвижных объектах – автомобилях, людях, дронах, животных. В качестве подвижных систем видеонаблюдения могут использоваться обычные мобильные устройства, мини мобильные устройства со встроенной камерой [5], а также миникамеры со встроенной возможностью беспроводной связи, например посредством радиоканалов bluetooth и wi-fi [3, 4]. Подключенные к единой системе, записывающие устройства могут прикрепляться, например, к одежде человека и выполнять мониторинг с его ракурса. Весьма перспективными и удобными в использовании являются электронные очки – google glass [6], которые позволяют передавать видео по каналам bluetooth или wi-fi на мобильное устройство. Учитывая простоту установки и габариты мобильных устройств, миникамеры можно применять не только на подвижных объектах, но и как стационарные системы наблюдения в помещениях, автомобилях и т.д.

Техническая реализация единого центра базы данных видео осуществляется на основе множества серверов, соединенных в единую сеть, в том числе на базе уже существующих стационарных систем [2]. Увеличение объема памяти, а также скорости поиска информации в единой базе достигается путем увеличения количества серверов, а также путем параллелизации работы и дублирования программного обеспечения на серверах. Архитектура физической памяти единого центра может иметь более сложную форму, например, быть распределена по городам или областям, в каждой из которых возможна своя система накопления видеоматериалов, касающихся данного региона. Программное обеспечение также должно дублироваться, что ускорит работу системы в целом. Управление распределенной базой данной выполняется из единого центра.

Соответственно, программное обеспечение должно включать в себя три составляющие: для пользователей мобильных и персональных устройств; для государственных организаций; для центральной системы базы данных видео (серверов). Например, программное обеспечение для варианта пользователя «мобильное устройство + мини камера» должно обеспечивать передачу видео- и аудиоинформации с миникамеры на мобильное устройство, скажем, по каналам bluetooth или wi-fi, выполнять обработку видеофайлов и передачу обработанных файлов по мобильному интернету в единую базу данных. Обработка видеофайлов будет включать разбивку видеоматериала, полученного с миникамер, как один из вариантов – на отдельные фрагменты файлов в заданном диапазоне времени, например одна минута.

Для каждого фрагмента видеофайла может создаваться служебная информация с указанием времени, соответствующего данному фрагменту видео; места, выраженного в географических координатах (широта, долгота), полученных при помощи геоинформационных систем [7] и основанных на спутниковых системах навигации, таких как GPS, ГЛОНАСС; данных отправителя, скажем, номер его регистрации в единой системе видеонаблюдения. Номер регистрации, время и географические координаты необходимы для того, чтобы программное обеспечение единой базы данных позволяло бы выполнять поиск, например, по запросу от государственных организаций в базе видеоданных. По этой причине служебная информация должна храниться в удобном для выполнения поискового запроса формате, например в текстовом, далее она будет шифроваться и передаваться в базу данных вместе с фрагментом видеофайла. При регистрации в системе следует запоминать технический номер мобильного устройства пользователя, чтобы исключить применение специальных технических средств (скрытых камер), использование которых запрещено законом [8, 9]. Регистрация пользователей в единой мобильной системе видеомониторинга позволит подключать к системе мобильные устройства только тех из них, кто выражает такое желание, что исключит возможность нарушения закона о неприкосновенности частной жизни [10]. Прослушка других устройств не допускается.

Кроме того, с целью предотвращения утечки информации из госорганизаций в служебную информацию каждого фрагмента видеофайла можно включить историю файла, которая в процессе работы системы будет автоматически пополняться информацией о запросах и обращениях к данному файлу: времени запроса, сути запроса и наименовании организации, сделавшей запрос. Наличие этих сведений позволит вести поиск источника утечки информации в госорганизациях, принимать меры по отношению к недобропорядочным чиновникам в случаях, если такие события будут иметь место.

Программное обеспечение, выполняющее поиск на центральном сервере единой базы данных, может работать в двух режимах: в режиме выполнения поиска по запросам, поступающим из государственных организаций, и в режиме самостоятельного (постоянного) автоматического поиска в базе данных видео по определенным заданным критериям. Запрос на видеоинформацию со стороны госучреждений может относиться как к видеоматериалам пользователя, подключенного к данной системе (по номеру регистрации), месту и времени (прямой запрос), так и к видеоматериалам случайных пользователей (перекрестный запрос) – только по месту и времени события. В случае постоянного автоматического поиска (без запроса) в качестве критериев поиска могут использоваться изображения, звуки, слова, иные маркеры, значимые для госорганизации. При выявлении подобных явлений в базе видеоцентра программное обеспечение единого центра будет посылать сообщения со ссылками на видеоматериалы, на которые следует обратить внимание, в соответствующие организации.

Таким образом, возникает необходимость в создании отдельных программных модулей для поиска по определенным критериям. Эти модули могут быть реализованы на основе существующих ныне алгоритмов распознавания образов – изображений, звуков, событий. Например, в качестве распознавания фрагментов видео- и фотоматериалов может использоваться технологии нейронных сетей с глубоким обучением [11]. Нужно сказать, что программные наработки распознавания применительно к определенным задачам уже используются в существующих стационарных системах наблюдения, в частности, в дорожно-транспортной сфере [1].

Единая мобильная система видеонаблюдения позволяет улучшить работу указанных программ благодаря более широкому пространственному охвату, а также расширить круг решаемых задач. Поскольку существующие алгоритмы распознавания образов небезупречны и не исключают возможности ошибок, результаты системы распознавания могут рассматриваться только в целях оповещения и предупреждения. Это означает, что окончательное решение о принятии тех или иных мер в связи с сигналами оповещения, поступающими из единого центра, остается за сотрудниками госучреждений, в обязанности которых должно входить ознакомление с материалами оповещений, формируемых автоматизированными подсистемами поиска. В некоторых случаях, когда результаты запросов со стороны госучреждений будут отрицательными (то есть безрезультатными), запросы могут переводиться в автоматический режим поиска, в том числе в новых материалах, поступающих в базу видеоданных.

Обслуживание видеоматериалов централизованной базы данных должно осуществляться из единого независимого центра, в качестве которого может выступать операторский центр для единой системы обращений граждан в госорганизации, предложенной в работе [12]. Важно, что при обращении в госучреждения сами граждане могут в качестве доказательной базы ссылаться на материалы централизованной базы видеоданных, указав номер регистрации, а также место и время тех или иных событий.

В целях безопасности в государственных учреждениях доступ к данной системе должны иметь только определенные лица или отделы, несущие ответственность за нераспространение информации в неслужебных целях. В качестве таких лиц могут выступать операторы, отвечающие за принятие обращений граждан из единого центра [12]. Остальные сотрудники государственных учреждений должны иметь доступ к данной информации через операторов госучреждений. Чтобы ускорить процесс получения информации по запросам госорганизаций, доступ к единой базе данных нужно разграничить по местности. Если, например, госорганизация имеет статус районной, городской или областной, то, соответственно, она будет иметь доступ только к видеоматериалам, которые имеют отношение к данной области, району или городу. Такой дифференцированный доступ может задаваться программным обеспечением при поиске, исходя из истории видеофайлов, в которых указаны место и время записи видео.

Пользователи, подключенные к данной системе, могут при необходимости ссылаться на материалы базы видеоданных при обращении в государственные организации. Пользователи, непосредственно подключенные к единой системе видеонаблюдения, должны иметь возможность ссылаться на видеофайлы напрямую, указав номер регистрации, а также место и время события. Не подключенные к системе лица в качестве ссылки должны использовать перекрестную ссылку, указав место и время события. В качестве начальных параметров поиска можно использовать и иные данные, например фотографии, видео-, аудиозаписи и др. При этом никто из пользователей непосредственного доступа к самой базе видеоданных иметь не может.

Приведем некоторые примеры, демонстрирующие преимущества предлагаемой централизованной системы мобильного видеомониторинга.

Известно, что правоохранительные органы широко используют стационарные системы видеомониторинга в криминалистике, в случае дорожно-транспортных происшествий, для поиска преступников, пропавших людей и т.д. Применение динамически меняющейся единой мобильной системы позволяет значительно расширить возможности решения подобных задач. Информация о перечисленных событиях может быть получена с разных, порой неожиданных ракурсов, в том числе на тех территориях, где нет стационарных камер наблюдения. Кроме того, в отличие от стационарных систем видеонаблюдения, обойти непредсказуемо меняющуюся мобильную систему видеомониторинга не представляется возможным. Сведения о событии будут получены с ракурсов наблюдения совершенно случайных людей, подключенных к данной системе и оказавшихся невольными свидетелями. Это должно способствовать уменьшению количество правонарушений, поскольку резко повышается риск раскрытия противоправных деяний.

Пропавшие или разыскиваемые люди могут попасть в объектив камеры одного или нескольких пользователей, подключенных к системе, и благодаря этому быть идентифицированными поисковой системой путем перекрестного поиска в единой базе данных по фотографии, звучанию голоса, приметам и т.д. Место и время расположения разыскиваемых людей будет идентифицироваться по служебной информации найденных видеоматериалов. Люди, подключенные к единой системе, в случае пропажи будут сразу же идентифицированы системой без необходимости выполнения поиска с использованием сложных систем распознавания, поскольку их местоположение постоянно фиксируется системами навигации. Для поиска людей могут быть использованы и автоматизированные системы, работающие в постоянном режиме отслеживания информации в поступающих в единую систему видеоматериалах.

В автоматизированных системах могут также быть реализованы и поисковые модули, реагирующие на такие значимые события, как звуки выстрелов, взрывов, призывы к помощи, шум от скопления людей и т.д. При выявлении таких событий в единой базе информация будет передаваться в качестве оповещения в правоохранительные органы, а также в другие организации, которые имеют отношения к данным событиям, например МЧС, скорую помощь, пожарную службу.

Единая мобильная система наблюдения может оказаться полезной и для других государственных служб и организаций – налоговой инспекции, Роспотребнадзора, организаций здравоохранения, жкх, воинских частей, пенитенциарной системы. Она может применяться и в судебной системе для сбора видеоматериалов касательно рассматриваемых судебных дел, что позволит усилить доказательную базу и справедливость принятия решения. Централизованная система видеонаблюдения была бы очень полезной в научных исследованиях, в частности, для сбора статистики относительно изучаемых явлений. В отличие от используемых способов сбора информации, эта система позволит ученым получать быстрый доступ к обширной как по территории, так и по времени информации. В качестве государственной организации, имеющей доступ к базе централизованной мобильной системы видеомониторинга, может выступать Академия наук.

Система может также содействовать борьбе с коррупцией и бюрократическими издержками. Люди, которые будут к ней подключены, получат возможность успешно противодействовать этим негативным явлениям. Какие-либо попытки вымогательства взяток или бюрократических проволочек будут отражаться в базе данных системы и служить в случае необходимости доказательством. Но уже сама по себе такая перспектива, как представляется, явится убедительным доводом в пользу надлежащего исполнения чиновниками своих обязанностей.

Как уже было сказано, подключенные к мобильной системе видеомониторинга пользователи получат возможность напрямую использовать ее преимущества. Остальные граждане смогут воспользоваться ею только путем перекрестного наблюдения – видеоизображений, получаемых от камер подключенных к системе людей. При этом чем больше людей подключится к системе, тем большим будет охват видеомониторинга, как пространственный, так и временной, и соответственно тем большей окажется эффективность перекрестного мониторинга. Учитывая, что подключение к единой мобильной системе видеонаблюдения обеспечивает пользователям целый ряд преимуществ, связанных с качеством и безопасностью жизни, можно предположить, что число желающих быть подключенными к системе со временем будет увеличиваться, а значит, возрастет и эффективность перекрестного мониторинга. Иными словами, так обеспечивается способность системы к саморасширению.

Еще одним средством, способным увеличить охват видеонаблюдения в пространственном и временном диапазоне, являются съемки с высоты полета летательных аппаратов, например дронов, видеокамеры которых могут быть подключены к единой мобильной системе видеомониторинга. В будущем предполагается широкое применение этих устройств в различных целях, в том числе для совершенствования почтовой связи [13], деятельности полиция [14] и др.

Как уже говорилось выше, малые размеры мобильных устройств являются одним из преимуществ, позволяющих реализовать централизованную мобильную систему видеонаблюдения, но это же свойство имеет оборотную сторону – они не приспособлены для длительной работы в автономном режиме. Однако в скором времени этот недостаток может быть преодолен, поскольку имеется ряд разработок с целью увеличения времени автономной работы мобильных устройств, в частности, предполагается:

• увеличить мощность аккумуляторов мобильных устройств, дублировать аккумуляторы в одном устройстве, что позволит продлить время работы мобильного устройства при активном использовании до двух суток [15, 16];

• использовать альтернативные источники питания, среди которых батареи на основе солнечной энергии; бесконтактная зарядка мобильных устройств при помощи излучения магнитных волн; альтернативное их питание от энергии движения человека-пользователя (при ходьбе, беге); зарядка устройств от энергии тепла тела пользователя [17];

• использовать новые химические и топливные элементы на основе таких технологий, как тонкопленочная топливная сота, спиртовые батареи на основе метанола, топливные элементы на основе водорода, топливные элементы на основе глюкозы [17], позволяющие увеличить время работы устройства от 3 до 10 раз.

Отдельно нужно затронуть финансовую сторону реализации предлагаемой системы. Поскольку централизованная система мобильного видеомониторинга предназначена в первую очередь для государственных организаций, то ее реализация возможна только на государственном уровне. В отличии от стационарных систем видеомониторинга, техническая реализация мобильной системы не требует повсеместной установки стационарных камер – а это самая дорогая составляющая затрат – а предполагает использование мобильных устройств и камер пользователей, что значительно удешевляет реализацию системы. По сути, затраты со стороны государства будут сводиться к созданию и расширению единого центра накопления и обработки данных, который может быть организован на базе уже существующих серверов стационарных систем видеомониторинга.

Если система будет создана и получит распространение, то можно предположить, что возникнут новые устройства, более приспособленные для работы с единой мобильной системой и удобные для пользователей. Государственная мобильная система видеомониторинга позволит накапливать информацию, своевременно замечать возникающие проблемы в тех или иных сферах жизнедеятельности и решать их силами государственных учреждений и органов власти.

ЛИТЕРАТУРА

1. Интеллектуальные системы и безопасность дорожного движения.
www.itv.ru/experience_the_next_magazine/articles/6119/

2. Как устроена система видеонаблюдения Москвы.
www.m.msk.kp.ru/daily/26419/3293042/

3. Системы безопасности. Видеонаблюдение.
www.minivideospectr.ru/miniatyurnye-videokamery/miniatyurnaya-besprovodnaya-wi-fi-ip-kamera-s-vozmozhnostyu-zapi

4. Беспроводная wi-fi мини камера.
https://www.youtube.com/watch?v=VLcFuZKHKSw.

5. Мини телефоны стремительно набирают популярность.
www.pvsm.ru/tehno/80088/print/

6. Обзор и тестирование Google Glass.
www.ixbt.com/mobile/google-glass-part1.shtml

7. Навигация в мобильных устройствах – GPS и не только.
www.3dnews.ru/566316

8. Статья 138.1. Незаконный оборот специальных технических средств, предназначенных для негласного получения информации. Уголовный кодекс РФ. М., 2008.

9. Постановление Правительства РФ № 214. Об утверждении положения о ввозе в Российскую Федерацию и вывозе из Российской Федерации специальных технических средств. 10.03.2000.

10. Статья 137. Нарушение неприкосновенности частной жизни. Уголовный кодекс РФ. М., 2008.

11. Neural Networks and Deep Learning.
www.neuralnetworksanddeeplearning.com/index.html

12. Гейдаров П.Ш. Автоматизация обращения граждан в госучреждения и электронное правительство // Социологические исследования. 2012. № 11. С.71–80.

13. Малазийская почта принимает на службу дроны.
www.ruvsa.com/news/unmanned_systems_development/mail,+malaizia/ .

14. Вооруженные дроны на службе полиции США.
www.vashgolos.net/readnews.php?id=64103

15. 5 смартфонов с самой долгой автономной работой. http://lubiteliyablok.com/novosti/top-5-smartfonov-s-samoj-dolgoj-avtonomnoj-rabotoj/

16. Смартфоны с двумя аккумуляторами. http://mobcompany.info/interesting/smartfony-s-dvumya-akkumulyatorami-podborka-4-modelej.html

17. Альтернативные источники питания для мобильных устройств. http://compress.ru/article.aspx?id=11827

______________________________________

ГЕЙДАРОВ Полад Шахмалы оглы

Кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник Института систем управления НАН Азербайджана, Баку