Radosław Borcon, Neurosoft: w rejestracji przejazdów na czerwonym świetle stosujemy dwie kamery

Radosław Borcon, menadżer ds. rozwoju w firmie Neurosoft objaśnia, jak dokładnie działa system rejestracji przejazdów na czerwonym świetle. – Nasz algorytm to pewnego rodzaju sztuczna inteligencja. Jest w stanie sam sprawdzić i określić, w jakim stopniu jest pewien trafności decyzji – opowiada

Trzeba być pewnym, że naprawdę zostało popełnione wykroczenie – nie chcemy dostarczać systemów sięgających do kieszeni kierowcy, tylko dyscyplinujące kierowców stanowiących zagrożenie na drodze – podkreśla Radosław Borcon, menadżer ds. rozwoju w firmie Neurosoft, która wygrała przetarg na wykonanie systemu rejestracji przejazdów na czerwonym świetle dla GITD. Fot. Neurosoft

Neurosoft zainstalował już na Dolnym Śląsku pierwsze urządzenia systemu wyłapującego przejazd na czerwonym świetle dla GITD. Czy kamery w Polkowicach na drodze krajowej nr 3 już przyłapują kierowców łamiących przepisy?
Ta instalacja jeszcze nie działa.  Nie ma jeszcze odbioru technicznego tego punktu. Zgodnie z ustalonym z GITD harmonogramem poszczególne instalacje będą odbierane w wyznaczonych terminach.
System wykrywania przejazdów na czerwonym świetle jest dużo bardziej skomplikowany niż np. fotoradary, które po ustawieniu praktycznie od razu rozpoczynają działanie. W przypadku naszych instalacji w różnych miejscach mogą być różne odległości pasów zatrzymywania pojazdów, pasów przejścia dla pieszych i sygnalizatora. To wpływa na to, w jaki sposób system jest montowany i dlatego sam montaż nie jest tożsamy z rozpoczęciem pracy. Po zainstalowaniu sprzętu trzeba go uruchomić, wykonać niezbędne prace serwisowe, sprawdzić, czy wszystko działa poprawnie – jeśli wszystko jest w porządku, to czeka się na wyznaczony termin odbioru punktu i dopiero wówczas system zostaje uruchomiony.

Co dokładnie zostaje zainstalowane na jednym skrzyżowaniu?
Punkt pomiarowy w systemie NeuroCar RedLight składa się z dwóch typów kamer. Jedna z nich to kamera pomiarowa, montowana na wysięgniku sygnalizatora świateł. Obserwuje ona pole linii warunkowego zatrzymywania się – znak poziomy P-14.
Pole pomiarowe pozwala zidentyfikować pojazd i wykonać zdjęcie frontu pojazdu z widoczną tablicą rejestracyjną, które jest potem poddawane analizie rozpoznawania numerów rejestracyjnych, kategorii  i marki pojazdu.
Druga kamera jest tzw. kamerą poglądową. Jej funkcją jest obserwowanie sygnalizatora i sytuacji na skrzyżowaniu Gdy następuje zmiana światła na czerwone,  impuls z tej kamery wysyłany jest do kolejnego elementu systemu – sterownika. Kamera poglądowa prowadzi  detekcję zdarzeń „patrząc” od tyłu pojazdu.

Dlaczego trzeba śledzić ruch samochodu z drugiej kamery?
Trzeba być pewnym, że naprawdę zostało popełnione wykroczenie – nie chcemy dostarczać systemów sięgających do kieszeni kierowcy, tylko dyscyplinujące kierowców stanowiących zagrożenie na drodze. Przecież każdemu z nas zdarzyło się przekroczyć trochę linię zatrzymania, ale stanąć przed sygnalizatorem, czy przejściem dla pieszych. Wówczas nałożenie mandatu moglibyśmy uznać za swoistą nadgorliwość instytucji, a  takich sytuacji wypadałoby unikać…

Podobnie jak tłumaczenia się kierowcy ze przejechał na “późnym żółtym”?
Społeczeństwo musi zrozumieć, że nie może być przyzwolenia na przejazd przez tak zwane późne żółte, czy – co gorsze – czerwone światło. Przesuwanie tej granicy to jak rosyjska ruletka. Los może być łaskawy nawet kilkukrotnie, ale równie dobrze za pierwszym razem możemy trafić na kulę…

Czy były jakieś sporne sytuacje, które wymusiły instalowanie kamer poglądowych?
Dołożenie w systemie kamery poglądowej jest wynikiem prac badawczych i dotychczasowych doświadczeń  praktycznych z takimi systemami, które mają straże miejskie w wielu miejscach kraju. One pierwsze je montowały. W przypadku systemów, które oferowały wyłącznie dokumentację fotograficzną, pojawiały się problemy, gdy sprawy trafiały do sądów, pomimo oczywistej winy kierowcy. Zdjęcia przed i po wykroczeniu nie zawsze były dla sądu wystarczającym dowodem na to, że w rzeczywistości doszło do złamania przepisów przez kierowcę. Dzięki kamerze poglądowej mamy zapis wideo, który udowadnia bez cienia wątpliwości, że pojazd po przejechaniu linii warunkowego zatrzymania jechał dalej i wjechał na skrzyżowanie mając czerwone światło na sygnalizatorze.
Przy tak masowym projekcie jak system GITD naprawdę trzeba było to rozwiązać dobrze. To musiał być system spełniający wyższe normy. Do każdej sprawy wykroczenia generowane są dane, które zawierają też lokalizację i czas popełnienia wykroczenia wyrażany w milisekundach. Nasze urządzenia mają synchronizację czasu zatwierdzoną przez Główny Urząd Miar. Gdyby więc postępowanie w sprawie zarejestrowanego wykroczenia trafiło do sądu, jesteśmy w stanie stwierdzić, że to, co system zarejestrował, właśnie tak się odbyło.

Co jeszcze oprócz samych kamer jest montowane na skrzyżowaniu?
Jest też sterownik, czyli komputer z oprogramowaniem – urządzenie, które pozwala dokonać analityki w punkcie pomiarowym i wysłać dowód wykroczenia w czasie rzeczywistym. I tak dochodzimy do kolejnego elementu systemu, którym jest moduł komunikacyjny. W przypadku systemu dla GITD wykorzystujemy głównie transmisję GSM, ale czasem są to światłowody, czasem Ethernet. Urządzenia są przygotowane do transmisji wszystkimi dostępnymi mediami. W dodatku w przypadku transmisji GSM w niektórych instalacjach montujemy po dwie karty, by w razie zaniku transmisji jednego operatora, móc skorzystać z innego. Muszę też dodać, że zanik transmisji nie przeszkadza w przesłaniu dowodów wykroczeń. One zostaną zebrane w paczkę danych w urządzeniu i wysłane, gdy nastąpi nawiązanie łączności.
Instalacja w punkcie pomiarowym obejmuje również moduł zdalnego sterowania urządzeniem, które w zależności od potrzeby umożliwia wyłączenie bądź włączenie urządzenia.

Jak dokładnie działa Wasz system detekcji obrazu czyli m.in. algorytm odczytujący numery tablic rejestracyjnych (ANPR)?
Pytanie należałoby sformułować nieco inaczej – nie prowadzimy przecież detekcji obrazu, a zajmujemy się jego analizą. Dzięki kamerom otrzymujemy wideo streaming i jeśli pojawia się w polu pomiarowym obiekt, następuje jego automatyczna detekcja. Może być ona oparta na pozycji tablicy rejestracyjnej. Wówczas system otrzymuje informację, że w polu pojawił się pojazd. Może też być uruchomiona tzw. wirtualna pętla, która rejestruje wszystkie obiekty. Oba sposoby mogą działać naprzemiennie.
Gdy jest informacja o detekcji zajętości pola, system wybiera najlepszą klatkę obrazu, czyli taką, która według algorytmu będzie miała najlepszą jakość obrazu do przeprowadzenia procesu identyfikacji. To pozwala upewnić się, że dalsza analiza będzie poprawna.
W następnej kolejności ze zdjęcia odczytywany jest numer rejestracyjny pojazdu, rozpoznawana jest klasa pojazdu, kolor, marka i model. System określa też, tzw. pewność rozpoznania, by możliwym było kierowanie przypadków wątpliwych do obsługi manualnej. Z kolei obraz z kamery poglądowej też jest odpowiednio parametryzowany. Na wygenerowaną specjalnie siatkę pola pomiarowego nakładane są poszczególne warstwy obrazu. W skrócie chodzi o to, by kamera zawsze poprawnie identyfikowała punkty charakterystyczne danego obrazu także w sytuacjach, gdy np. wieje mocny wiatr i słup sygnalizatora się porusza.

Podkreślacie, że Wasz system oparty jest na sieciach neuronowych. Ale co to właściwie znaczy?
Sieci neuronowe to w przybliżeniu coś na kształt sztucznej inteligencji. Nasz algorytm jest w stanie sam sprawdzić i określić, w jakim stopniu jest pewien trafności decyzji – czyli na przykład, że pojazd przez niego rozpoznany na obrazie to na 99 proc. pojazd osobowy.
Drugi element wyróżniający sieć neuronową to to, że potrafi się dopasować do warunków w danym miejscu.  W przypadku systemu NeuroCar RedLight jest on w stanie dopasować się np. do zmian natężenia światła, bo na obserwowanym pojeździe mogą się pojawić refleksy świetlne. W dodatku samochód poruszający się po drodze nie jedzie po linii prostej. Tablice rejestracyjne też mogą być umieszczone raz wyżej, raz niżej czy bardziej z boku jak to jest w marce Alfa Romeo. Sieć jest więc w stanie wyłapać pewne rzeczy i nie uznawać ich za błąd lub za element ważny do rozpoznania.
System oparty na sieciach neuronowych ma swoisty zmysł do analizowania danych. W końcowym efekcie informacja jest co prawda zero-jedynkowa, czyli jest wykroczenie albo go nie ma, ale w procesie od punktu początkowego tej procedury do wyniku w postaci materiału dowodowego system wykonuje wiele zadań równolegle – to funkcje programistyczne umożliwiające weryfikowanie danych, adaptowanie się do sytuacji i uczenie. Czego system może się uczyć? Na przykład tego, że na pewnych samochodach numer telefonu umieszczony na przedzie to coś innego niż numer rejestracyjny – system musi to wiedzieć, żeby nie powodować podwójnej detekcji tego samego samochodu.

Ten algorytm jest dziełem polskich programistów z Waszej firmy?
Tak, algorytm detekcji pojazdu, wirtualnej pętli, klasyfikacji marki, modelu i tablic jest napisany przez naszych programistów. Zgodnie z naszą dewizą: nie jest sztuką rozpoznać pojazd, sztuką jest być pewnym, że rozpoznało się go dobrze.

W systemie dla GITD dane przesyłane są do systemu CANARD. A co w przypadku instalacji, które kupują samorządy? Gdzie wówczas trafiają dane?
W takich przypadkach dane z wykroczeniami spływają zawsze do straży miejskich. W Polsce istnieje kilka programów do obsługi wykroczeń, które zdominowały rynek. Pozwalają one strażom obsługiwać nie tylko wykroczenia na drogach, ale też np. dotyczące złego parkowania czy wykroczeń przeciw ustawie śmieciowej. Nasz system rejestracji przejazdów na czerwonym świetle z niektórymi z tych programów już jest zintegrowany, z innymi łatwo można go zintegrować. Z naszej strony zapewniamy dodatkowe usługi np. przeszukiwanie bazy w przypadku skradzionego pojazdu oraz możliwość zdalnej obsługi urządzeń i zbieranie informacji analityczno-statystycznych.

Czy dane o wykroczeniach przesyłane przez Wasz system są jakoś zabezpieczone?
Każdy dowód wykroczenia jest szyfrowany za pomocą dwóch narzędzi równolegle: specjalnym modułem sprzętowym, a dodatkowo przy użyciu modułu kryptograficznego w formie oprogramowana. Musimy być pewni tego procesu – dane po dostarczeniu  dodatkowo są weryfikowane za pomocą klucza odkodowującego i potwierdzającego nienaruszoną integralność przesłanego pliku . Nie ma możliwości przechwycenia tych danych.

Jak taki system się serwisuje?
To jest zwykle określane w dokumentach przetargowych. Są określone czasy reakcji, gdyby pojawiły się nieprawidłowości. Wyznacza się też czasową inspekcję wizualną w konkretnej lokalizacji. Jeśli zaś chodzi o podejście z naszej strony, to uważamy, że należy kupować tak dobre podzespoły, by wymagały jak najmniej serwisowania. Z rynku wybieramy komponenty, które sprawdzają się w pracy w pasie drogowym – korzystamy z kamer i komputerów, których bezusterkową pracę przez okres 5-7 lat potwierdziliśmy w praktyce.

Czy w przetargach na tego rodzaju systemy jakość urządzeń jest brana pod uwagę?
Jakość w rozumieniu bezawaryjnej pracy (Mean Time Between Failures) nie jest brana pod uwagę przy odbiorach końcowych. Należy jednak zwrócić uwagę, że zamawiający zaczynają weryfikować dostawców na podstawie testów dotyczących funkcjonalności urządzeń.  Jako dostawcy rozwiązań BRD uważamy, że procedury testowe powinny być obligatoryjne przy odbiorze wszystkich systemów automatycznego mandatowania za wykroczenia drogowe niezależnie od tego, kto jest zamawiajacym – GITD czy straże miejskie i gminne.
Należałoby się też zastanowić nad wprowadzeniem procedur weryfikujących np. awaryjność układów pozyskiwania danych z ruchu drogowego. W naszej ocenie dostarczanie rozwiązań składających z kilku modułów – osobno kamera, osobno promiennik i sterownik – powoduje ,że w przypadku awarii jednego z elementów do czasu serwisu możemy wciąż wykorzystywać cześć funkcjonalności z zainstalowanego urządzenia. Taka sytuacja jest niemożliwa w przypadku urządzeń zintegrowanych w jednej obudowie.

rozmawiał Łukasz Zboralski