Чтобы понять, не поднялась ли у человека температура, проще всего приложить
ладонь к его лбу. Собственно говоря, термографический контроль именно это
и делает при помощи специального оборудования и находясь на безопасном
расстоянии от испытуемого. Измерив максимальную температуру поверхности
лица бесконтактным способом, тепловизионная камера даёт оператору системы
возможность обнаружить в потоке проходящих людей того, чьё здоровье в
настоящий момент находится под вопросом, проще говоря — выявить источник
инфекции, нахождение которого в человеческой массе может привести к заражению всех, кто находится с ним в контакте. Однако решений, способных одномоментно «окинуть взглядом» толпу людей и выявить среди них заболевших, на
данный момент рынок не предлагает. Все варианты массового контроля сводятся
к необходимости организовать «узкое горлышко» — поставить проходящих в
колонну по одному, обследуя их поочерёдно. У лучших из существующих систем,
получивших название термографических, среднее время измерения температуры
в движущемся потоке людей, как правило, составляет менее секунды. Таким образом, системы успевают обрабатывать относительно быстро движущийся поток
людей. Важный момент: тепловизоры, применяющиеся в обычных охранных
системах, как правило, выполняют задачу обнаружения объектов, а не измерения
их температуры. При температуре окружающей среды 35 — 36° С тепловизор не
сможет эффективно работать в системе охраны периметра, поскольку окажется
не в состоянии отделить объект от фона. Соответственно, от таких приборов не
требуется «ловить» доли градуса. В отличие от дистанционного обнаружения
людей и объектов, при измерении температуры тела превышение нормы на полградуса может свидетельствовать о развитии заболевания. В системах массового
выявления людей с повышенной температурой тела применяются тепловизоры на
неохлаждаемых матрицах (микроболометрах), пик чувствительности и разрешающей
способности которых приходится именно на диапазон температур человеческого
тела. В идеальных условиях точность прибора возрастает до десятых долей градуса.
В реальности движение нагретого либо охлаждённого воздуха в сцене наблюдения
способно снизить точность измерения. Поэтому производители систем настоятельно
рекомендуют организовывать термографические замеры внутри помещений.
Насколько надёжна такая проверка при условии, что показаниям термографа можно
доверять? Иными словами, может ли человек, действуя осознанно, избежать термографического контроля? С точки зрения физики это вполне возможно сделать, закрыв
лицо оптически прозрачным материалом, непроницаемым для теплового излучения
— например, пластиковой плёнкой либо стеклом. Тепловизор, измеряющего температуру поверхности, такая уловка способна сбить с толку. Однако, проходя через
контрольный пост, злоумышленник будет, скорее всего, замечен либо сотрудником
охраны, либо, если это предусмотрено системой, его «отловит» видеоаналитика
— именно в подобных целях в качестве термографов применяются гибридное устройства, совмещающие в себе телевизионную и тепловизионную камеры. Основанием
для регистрации тревожного события в данном случает будет являться то, что на
видеоизображении распознано лицо, однако величина максимальной температуры с
тепловизионного модуля в систему не поступила. Впрочем, человеку с проявленными
симптомами серьёзной болезни будет уже не до игры в прятки.
Практики выявления людей с
повышенной температурой тела в России выборочно применялись ещё в 2003 году
— во время пандемии так называемой атипичной пневмонии (SARS). Посты контроля, в частности, пассажиров авиарейсов, прибывающих из стран с неблагоприятной
эпидемиологической обстановкой, состояли из оператора и нескольких охранников.
В распоряжении такой группы находился ручной тепловизор на штативе, глядя на
небольшой ЖК-экран, оператор анализировал состояние проходивших мимо него
людей по цветовому коду (либо интенсивности градаций серого, если прибор генерировал монохромное изображение). Автоматического тревожного оповещения о
превышении установленной допустимой температуры в подавляющем большинстве
устройств тогда ещё не было. Эффективность такого рода досмотра снижало
действие «человеческого фактора» — усталость оператора. Сегодня посты такого
рода жители российских мегаполисов могут наблюдать на станциях метрополитена.
Попытки получить количественную оценку эффективности использования ручных
тепловизоров в московском метрополитене успехом не увенчались. Рискнём предположить, что похвастаться особенно нечем: вряд ли техника прошлого поколения
способна приносить пользу в условиях новых угроз.
Каким же образом массово фиксировали заболевших в Китае?
На постах контроля по всей стране применялись в основном так
называемые гибридные термографы, о которых упоминалось
выше. Примечательно, что тепловизионное и телевизионное
изображения в этих устройствах совмещаются электронным путём
и обрабатываются совместно. Поскольку инфракрасные лучи
средневолнового диапазона, которые улавливает тепловизор,
имеют иную природу, чем лучи видимого света, здесь используется
совсем другая оптика. В частности, объектив тепловизора оптически непрозрачен. Различны и величины фокусного расстояния
обоих объективов, захватывающих в кадр одну и ту же сцену;
этот факт может серьёзно озадачить даже бывалого, но слабо
знакомого с тепловизионной техникой специалиста. В Китае применялись как посты быстрого развёртывания, так и стационарные
установки, к примеру, в вестибюлях станций метрополитена. В
стационарных системах, как правило, расстояние до испытуемых
устанавливалось бОльшим, чем в мобильных. Это потребовало
применения длиннофокусной оптики – как телевизионной, так и
тепловизионной. Пропускная способность стационарных систем,
в частности, используемого в Гонконге решения на базе оборудования китайской компании Dahua, достигает 10 тысяч человек в час. Преимущество гибридного термографа перед обычным
ручным тепловизором состоит в том, что дублирование изображения в спектре видимого света позволяет применить к нему всю
мощь современной видеоаналитики. В частности, встроенные
алгоритмы телевизионной камеры обнаруживают и выделяют на
изображении человеческие лица. Это позволяет сосредоточить
замеры температуры лишь в обозначенных зонах сцены. В частности, за счёт этого из анализа исключаются попавшие в поле
зрения термографа посторонние предметы с повышенной температурой поверхности (например, стаканчик с горячим напитком).
Видеоаналитика на базе искусственного интеллекта, усиленного
алгоритмами глубокого обучения (deep learning), способна не
только фиксировать попытки уклониться от контроля температуры, но и учитывать наличие головных уборов, включая даже
балаклавы, а также очков, усов/бороды, разного рода украшений
и т.п. Термографический анализ производится автоматически: при
настройке оборудования на посту контроля оператор системы
задаёт участки изображения, внутри которых ведутся измерения,
а также задаёт предельные значения температуры, при превышении которых производится звуковое и текстовое оповещение.
Стоп-кадры с изображением испытуемых, температура тела
которых превышает установленный предел, сохраняются в памяти
устройства и/или отправляются на подключенный к термографу
ПК. Важно отметить, что современные ручные термографы также
шагнули далеко вперёд по сравнению с handheld-тепловизорами
предыдущих поколений. В частности, в устройствах бюджетного
класса марки Hikvision предусмотрено тревожное оповещение
по фактам превышения заданной допустимой температуры тела.
Эта функция позволяет существенно повысить эффективность
контроля и снизить нагрузку на операторов с учётом их условий
работы, требующих обязательного применения индивидуальных
средств защиты: расстояние до испытуемых у ручного термографа,
по рекомендациям производителя, должно составлять от 1 до 1,5
метров. Поскольку сегодня на карту поставлены жизнь и здоровье
всего населения страны, в традиционных ценовых войнах на рынке
технических средств безопасности должно наступить перемирие.
В конце концов, производители сами не заинтересованы в том, чтобы рисковать репутацией, вводя в заблуждение критически нуждающихся в их
продукте клиентов. Термографические решения, о которых идёт речь, появились в
экстренных условиях применения и разрабатывались в сжатые сроки. Однако инженеры-разработчики смогли добиться стабильной и эффективной работы оборудования,
и решения практически на ходу дорабатывались, образовав в результате адекватное
по соотношению цены и качества рыночное предложение. И вполне возможно, что
термография поможет по максимуму сгладить последствия появления коронавируса
COVID-19 в России.
Волна предложений средств тепловизионного анализа, вполне естественно сопровождающая меры противодействия пандемии COVID-19, пока ещё опережает фронт волны
заболеваемости. В качестве продолжения начатой темы – особенности использования
термографии и продукты, предлагаемые ключевыми игроками.
Американский отраслевой веб-ресурс, практикующий обзоры для платных подписчиков, но, тем не менее, не свободный от некоторой тенденциозности, в одной из свежих
публикаций утверждает, что новые тепловизоры якобы намеренно снижают показания
измеряемой температуры, чтобы снизить вероятность ложных срабатываний. Такой
жёсткий «пиар» со стороны американцев во многом связан с опасениями в очередной
раз потерять сразу несколько вертикальных рынков: предложение находится на
стыке госзаказа, здравоохранения и охраны общественного порядка. Возможно,
критики бюджетных термографов отчасти правы: если тепловизор куплен у сомнительного поставщика и изначально предназначен, к примеру, для контроля утечек
тепла в строительстве и коммунальном хозяйстве, верить таким измерениям нельзя.
Именно поэтому рекомендуемое решение для экстренного внедрения массового
контроля температуры тела – термографическая система. Такой комплекс должен
быть надлежаще откалиброван и защищён от сбоев, чтобы обеспечить максимальное
качество результатов измерений. Калибровка и её влияние на качество измерений
Каким образом возможно проконтролировать работу термографического комплекса?
Так или иначе, любая калибровка сводится к измерению температуры объекта с заведомо предсказуемыми свойствами. Генеральный директор компании «ТЕРАТЕК»
Александр Прокопенко рекомендует: «В термографических системах, где требуется
высокая точность измерений, лучше применять калибровку по имитатору абсолютно
чёрного тела. Возможно, многим «безопасникам» этот системный компонент пока
ещё незнаком. Он представляет собой физический объект, который должен быть
размещён таким образом, чтобы его изображение находилось в верхнем углу поля
зрения камеры. Температура и интенсивность излучения калибратора определяются его фабричными установками. В частности, для массового выявления людей
с повышенной температурой тела, как правило, используются
имитаторы абсолютно чёрного тела, настроенные на температуру
+40° С». Важно, что в большинстве систем предусмотрена не
только автоматическая, но и ручная калибровка: оператор имеет
возможность корректировать отображаемую системой температуру, увеличивать либо уменьшать результаты измерений на
произвольно заданную величину. Судя по всему, именно в связи
с этим забили тревогу критики термографических комплексов.
Однако в условиях, близких к ЧС, подобные действия можно
было бы квалифицировать как саботаж. Тем не менее, остаётся
вероятность того, что неопытный пользователь системы не справится с настройками: они достаточно просты, но требуют чёткого
усвоения. В частности, производители рекомендуют калибровать
систему автоматически, в том числе и в части поправки на температуру окружающей среды. Возможно ли применение комплекса в
отсутствие калибратора? Некоторые производители в виде определённого «послабления» предлагают измерять температуру тела
контрольной группы испытуемых вначале термографом, а затем
традиционным медицинским градусником. Вычислив среднюю разницу в показаниях по группе, оператор устанавливает поправочное
значение вручную. Эта процедура при тщательном исполнении
даёт вполне приемлемые результаты, однако заметно увеличивает
штатное время развёртывания системы, учитывая, что гибридные
термографы нуждаются в предварительном «разогреве» в течение
получаса. В отличие от полностью «ручных» систем недавнего
прошлого, на фронтах борьбы с коронавирусом используются,
если уж прибегать к аналогии, приборы с «самонаведением». Телевизионная камера, используя встроенную аналитику, фиксирует
в потоке человеческие лица, а совпадающий с ней по полю зрения
тепловизор получает соответствующие метаданные и фиксирует
максимальную температуру только лишь в нужной зоне кадра, в
свою очередь, добавляя к потоку метаданных результаты своих
измерений. Это позволяет не только сократить время, затрачиваемое на одно измерение, но и отсеять автоматические тревоги при
появлении в кадре разного рода нагретых предметов. В системах,
где получение непрерывного потока показаний является критически важным, может применяться резервирование телевизионных
и тепловизионных камер, а также архивное хранение, глубина
которого определяется как общей стратегией противодействия
вирусной угрозе, так и оперативной обстановкой. Термографы на рынке Предложения
ключевых производителей, отреагировавших на экстренный запрос рынка, во многом
идентичны. Во всех предлагаемых продуктах фигурируют тепловизионные модули,
обеспечивающие точность замера температуры до 0,3—0,5°C в диапазоне вероятных
температур тела испытуемых. Основным предметом конкуренции стал набор опций,
способных повлиять на организационные моменты: скорость развёртывания, варианты тревожного оповещения, возможность передачи данных в системы верхнего
уровня. За редкими исключениями, все упомянутые выше продукты и линейки не
предполагают прямых продаж оборудования «через корзину»: термографическая
система выявления людей с повышенной температурой тела является предметом
проектирования. Чтобы учесть особенности конкретного объекта, требования к пропускной способности, уровень подготовки персонала, а также вписаться в бюджетные
ограничения, рекомендуем обращаться в специализированные организации.
ИА «Безопасность Сегодня» (текст, фотоиллюстрации).
Группа компаний ТЕРАТЕК (исходные материалы, консультации)
|
