Акустическии мониторинг обстановки для ситуационных центров

Акустическии мониторинг
обстановки для ситуационных
центров
Что такое акустический мониторинг?
Термин «акустический мониторинг» часто применяют в области защиты окружающей
среды (уровень звукового загрязнение городского пространства).
В контексте данного документа под термином «акустический мониторинг» понимаются
технологии съема, детектирования, регистрации, хранения и предварительного анализа
различной звуковой информации, передающейся в воздушной среде.
В чем собственно проблема?
С развитием компьютерной техники пространство городов стало насыщаться различными
системами видеонаблюдения для обеспечения безопасности жизни и улучшения
раскрываемости противоправных действий. В целом подобные системы оправдывают
затраты на их внедрение, но с увеличением масштаба увеличивается и поток видео
данных, требующих обработки. Так, только в Москве установлено порядка 90 тысяч камер
наблюдения, но использовать их эффективно не получается, в том числе из-за
невозможности обеспечить постоянный просмотр и анализ поступающих данных
операторами ситуационных центров. Нередки случаи совершения преступлений
непосредственно в зоне видеонаблюдения, но оперативные службы получают доступ к
этой информации только после затребования архивных записей, что, хотя и способствует
увеличению раскрываемости преступлений, но не позволяет оперативно реагировать на
происходящие события непосредственно в момент их совершения или по «горячим
следам».
Как можно решить проблему?
Для решения этой проблемы требуются технологии предварительного автоматического
анализа развивающейся ситуации в реальном времени, интеллектуального фильтра
данных и вывода видеопотока только с соответствующих камер оператору для принятия
решений. В таком случае, видеонаблюдение уже не является самостоятельной системой,
оно используется для верификации тревожных событий и контроля развития ситуации,
когда из других источников становится известно о возможном возникновении тревожного
события.
В подобной системе предварительного автоматического анализа ситуации допустимо
некоторое количество ложных срабатываний, т.е. ошибочное информирование оператора
о наступлении тревожного события, хотя в действительности событие не является
тревожным. Задача оператора заключается в верификации полученной информации и
принятии решения по ее классификации и дальнейших действий. С другой стороны,
пропуск тревожных событий является недопустимым.
Что именно предлагается для ее решения?
Система акустического мониторинга может быть использована в качестве инструмента
предварительного автоматического анализа ситуации и, будучи интегрированной с
системами видеонаблюдения, повысить эффективность уже вложенных средств и
значительно уменьшить время реакции сотрудников ситуационных центров на факты
возникновения тревожных событий.
Под термином «тревожное событие» в системе акустического мониторинга понимается
блок информации, поступающий с терминальных устройств и характеризующий
происходящее как событие, которое может потребовать реакции оператора системы.
Тревожное событие обладает информационными атрибутами:
 Исходные данные, на основании которых событию присваивается категория
«тревожное» (например, записанные звуковые данные);
 Время начала и длительность тревожного события;
 Вероятное местоположение тревожного события;
 Класс тревожного события;
 Список ближайших камер видеонаблюдения.
Система акустического мониторинга позволяет решать в автоматическом режиме и в
реальном времени следующие задачи:
1. Выделение в звуковом потоке акустических артефактов (характерные звуковые
признаки того или иного события);
2. Выполнение предварительной классификации акустических артефактов (выстрел,
крик, бой стекла, взрыв, сирена и т.д.);
3. Выделение в звуковом потоке речи и ее эмоциональной составляющей (для
русского языка) с автоматическим распознаванием ключевых слов и фраз
(«милиция!», «вызовите скорую!» и т.д.);
4. Определение примерного направления на источник акустического артефакта
относительно терминального устройства (в случае оснащения терминального
устройства стерео микрофоном);
5. Определение координат тревожного события (в случае оснащения терминального
устройства приемником GPS/ГЛОНАСС сигнала);
6. Передача информации о зафиксированном тревожном событии в центр обработки
с указанием атрибутов события (идентификатор устройства, время события, класс
события, аудио запись события, относительное направление на источник звука и
т.д.);
7. Сохранение информации о тревожных событиях в архиве;
8. Оповещение внешних систем видеонаблюдения о регистрации тревожного
события;
9. Обеспечение
доступа
к
зафиксированным
событиям
посредством
автоматизированного рабочего места;
В системе акустического мониторинга используются сложные математические алгоритмы,
нормальная акустическая обстановка в местах установки терминальных устройств может
сильно отличаться (например, перрон вокзала и двор спального района), поэтому на этапе
опытной эксплуатации возможен высокий процент ложных срабатываний, но в процессе
обучения системы и уточнения параметров каждого канала этот показатель будет
улучшаться.
Известные аналоги?
Следует отметить, что подобная система акустического анализа звуковой обстановки
(Shot Spotter) применяется в США с 2006 года, и хотя она ограничена только одним
классом тревожных событий – выстрелы, не умеет распознавать речь, она доказала свою
эффективность. За прошедшие годы эта система локализовала 39000 выстрелов из
огнестрельного оружия, и полиция смогла быстро отреагировать в каждом конкретном
случае, количество инцидентов с применением огнестрельного оружия в некоторых
регионах Washington DC упало со 129 (в 2009 г.) до 17 (в 2012 г.).
Что получаем в итоге?
Ситуационные центры получают новое качество – возможность оперативного
реагирования на возникающие тревожные события не по звонку граждан, а по результатам
автоматического анализа акустического состояния городской среды. Оператор, получив
информацию о местоположении источника звука, может направить ближайшие
поворотные камеры на место инцидента для фиксации видеоинформации.
Архив такой системы может служить источником дополнительных статистических
данных (например, количество инцидентов по районам города) для принятия
управленческих решений.
Другие возможные сценарии?
Система акустического мониторинга может быть использована и для решения других
практических задач в сфере безопасности, например:
 Акустический мониторинг обстановки в общественном транспорте (автобус,
электричка) для получения сигнала о совершении противоправных действий
(драка, разбитие стекла и т.д.);
 Акустический мониторинг обстановки на железнодорожных путях под
автомобильными эстакадами для получения сигнала о падении и загромождении
путей автомобильным транспортом.
 Акустический мониторинг успешно работает при подключении камер подъездного
видеонаблюдения (ПВН) с микрофоном. Например, распознавание и подсчет
звукового артефакта типа «хлопок двери» позволяет вести статистику количества
проживающих человек в подъезде и при их аномально высоком числе направлять
по таким адресам участкового для выявления квартир с незарегистрированными
мигрантами.
 Акустический мониторинг обстановки в лифтах многоквартирных домов с целью
предотвращения насильственных действий.
 Акустический мониторинг детских площадок с целью предотвращения нахождения
на них шумных компаний в ночное время.
 Построение карты шумового загрязнения районов города.
Ссылки
1. The Washington Post: ShotSpotter detection system documents 39,000 shooting incidents
in the District
2. Habrahabr.ru: ShotSpotter: система акустического наблюдения в Washington, DC
локализовала 39000 выстрелов с 2006 года
3. Kommersant.ru: К Москве присоединили преступность
4. http://rit.informost.ru: Эффективность прямого видеонаблюдения и величина
нагрузки на оператора видеонаблюдения