Системата за управление на трафика в Плевен (част 1): Мислех, че в Плевен такива камери никога няма да има

Тази поредица е за колеги. Ако търсите прессъобщение за „умен град“, нататък няма да ви хареса — тук ще има модели на камери, ватове на PoE портове, децибели по оптични муфи и една карта, която наричам „Франкенщайн“. Ще разкажа как се проектира, строи и после се брани в съда една система за управление на трафика в областен град, при това от гледната точка на човека, през когото минаваше всяко техническо решение. Не защото съм скромен и не знам как да го кажа по-меко, а защото точно така беше.

Ще ви спестя единствено паролите.

2016: „Такива камери тук никога няма да има“

Фирмата ми е от 2004 г. Основната ѝ работа е интернет доставка, мрежи и сървърни помещения, а цифрови камери монтирам от 2011 г. — тоест бях от хората, които са дърпали достатъчно UTP по стълбове, за да не се впечатляват от думата „видеонаблюдение“.

През 2016 г. един познат, който участваше в подготовката на инженерната част на бъдещ общински проект, ме помоли за техническа консултация по темата „трафични камери“. На български по въпроса тогава нямаше почти нищо — по-скоро брошури на вносители, отколкото документация. Попрочетох каквото имаше на английски, помогнах с каквото можах и си казах честно и на глас: такива камери в Плевен вероятно никога няма да има. Проектът беше от онези, които се пишат, за да минат по програма, и рядко стигат до стълб.

Три години по-късно се оказа, че съм сгрешил. Хубаво е човек да греши в тази посока.

С какво постоянно я бъркат

Преди да продължа, трябва да разчистя едно недоразумение, което до днес ми струва по няколко разговора месечно. В Плевен има два различни проекта с камери и хората ги смятат за един.

Първият е от 2018 г. и е чисто видеонаблюдение: обзорни камери, които записват видео и го пазят около 20 дни. Такива камери се слагат навсякъде — на стена, на стълб, на ограда — и се ползват там, където няма транспортен трафик: градски градини, пешеходни зони. Технически това е голям NVR с много камери. Нищо лошо, но и нищо особено.

Вторият е този, за който пиша: система за управление на трафика на 16 ключови кръстовища, проектирана през 2016/2017 г. и изградена през 2020–2021 г. Тя също има обзорни камери, но освен това чете регистрационните номера на всеки преминал автомобил, разпознава марка, тип и цвят, знае посоката му и от това сглобява карта на движението на конкретна кола из града. Тя знае и в коя секунда светофарът е бил червен, защото е свързана към светофарния контролер. Това вече не е „камера“, а система с база данни, дискови масиви, лицензи и сървърно помещение.

Разликата личи и с просто око от тротоара. Обзорната камера е малка и е където е удобно. Камерата за номера е голяма, тежка, стърчи на рамо от стълба точно над платното и е обърната надолу под странен ъгъл. Ако видите такава — тя не гледа вас, гледа табелата ви.

Какво всъщност е LPR камера

LPR (License Plate Recognition), в европейската литература по-често ANPR (Automatic Number Plate Recognition), е камера, чиято единствена цел в живота е да прочете правилно 7–8 знака върху парче метал, което се движи. Звучи тривиално. Не е, и ето защо.

Движението. Автомобил на 50 km/h изминава около 14 метра в секунда. Обикновена камера снима с експозиция 1/25–1/50 s, за което време табелата се е преместила с 30–50 сантиметра — в кадъра тя е бяло размазано петно. Затова LPR камерата работи с шатър от порядъка на 1/1000 до 1/2000 s. При толкова кратка експозиция обаче в сензора влиза много малко светлина, което ни води до:

Осветяването. Всяка сериозна LPR камера има собствен инфрачервен прожектор (при Dahua това е суфиксът IRL в модела), обикновено на 850 nm, който пулсира синхронно с шатъра. Регистрационните табели са ретрорефлективни — връщат светлината обратно към източника — така че нощем в кадъра има почти черна кола и една ярко светеща табела. Това е желаният резултат, не дефект. Обзорната камера с нейния „нощен режим“ никога няма да ви даде четим номер на 40 метра.

Геометрията. Тук започва истинската инженерна работа и тук се крият парите в такъв проект. За да чете добре, камерата трябва да е:

• на височина около 5–6 метра, точно над лентата, която заснема — не встрани от нея;
• на 17–19 метра от точката на заснемане, което определя ъгъла ѝ на наклон около 15–20° спрямо хоризонта;
• с хоризонтален ъгъл спрямо оста на движение под 25–30°, иначе знаците се „сплескват“ и OCR-ът започва да бърка 8 с B и 0 с D;
• с обектив, който при това разстояние дава табела с ширина поне 130–150 пиксела в кадъра — оттук и моторизираните варифокални обективи 10–50 mm при трафичните модели.

И най-важното: там, където автомобилите се движат бавно. Тоест на кръстовище, при стоп линията. Затова тези камери не се слагат на самите светофарни стълбове (те са на грешното място), а на допълнителни стълбове на около 18 метра преди тях, с рамо от 1,5 до 6 метра, което извежда камерата над платното. Всеки такъв стълб носи със себе си фундамент, заземяване, изкоп, захранване и оптика. Когато някой ви каже „ще сложим камери за номера“, това, което всъщност казва, е „ще правим стълбове и ще копаем“.

Къде се разпознава номерът

Има две школи. При първата камерата е просто добра камера, стриймва видео с високо fps към сървър и там софтуерът търси табели във всеки кадър. При втората разпознаването е в самата камера (edge ANPR): тя сама засича превозното средство, прави серия снимки, избира най-добрата, чете номера и към сървъра праща не видео, а събитие — номер, време, посока, лента, марка, цвят, тип на автомобила и няколко JPEG-а за доказателство. Видеото се записва отделно, със скромен битрейт, за архив.

В Плевен системата е втората школа. Камерите за номера са Dahua ITC952-RU2D-IRL8 — 9-мегапикселов трафичен модел с вграден IR прожектор, който покрива две-три ленти от една точка и разпознава номера на борда. Това решение е много по-издръжливо на мрежови проблеми (метаданните са килобайти, не мегабити) и много по-евтино откъм сървъри. То обаче има един документален недостатък, който четири години по-късно щеше да ни докара дело за половин милион. За него — в четвърта част.

Останалата екосистема

LPR камерата е звездата, но сама не върши нищо. Около нея на всяко кръстовище има:

• Камери за нарушения и трафик — ITC231-RU1A, 2-мегапикселови трафични камери, които следят потока по ленти (преброяване, средна скорост, заетост) и заснемат доказателствения материал при преминаване на червено.
• Обзорни камери — IPC-HFW5241E-ZE, 2 MP bullet с моторизиран обектив 2,7–13,5 mm, за общата картина на кръстовището.
• Сигнален детектор — ITASD-016RA, кутия с 16 входа, която се свързва към светофарния контролер и казва на системата коя фаза свети в момента. Без нея „премина на червено“ е гадаене по видео; с нея е факт с времеви печат.
• Локален запис — ITSE0804-GN5B-D, „front-end storage“ в шкафа на кръстовището, така че ако оптиката към сървърното падне, кръстовището продължава да записва.
• Индустриални PoE комутатори — PFS4210-8GT-DP и PFS4420-16GT-DP, с SFP uplink към сървърното и двойно захранване (DP), в метален шкаф на стълба.

А в сървърното — три сървъра, дискови масиви, два оптични комутатора, рутер, UPS и Dahua DSS Pro с Traffic модула, който събира всичко в една база и позволява да се търси „бяло Ауди, номер започва с EH, минало през центъра между 14:00 и 15:00“.

Матрицата от декември 2019

Първото нещо, което направих, когато проектът изведнъж стана реален, беше таблица. За всяко от 16-те кръстовища — колко обзорни камери, колко за номера, колко за червено, колко за преброяване и има ли сигнален детектор. Ето сборния ред от нея:

Най-голямото кръстовище — Голямото колело до бензиностанция „Шел“, откъдето се влиза от София и от „Сторгозия“ — само то искаше девет камери за номера. Крайните бройки после се промениха (реалната спецификация е в трета част), но принципът остана: на кръстовище с четири посоки трябват четири LPR камери, по една над всяка входяща лента, плюс обзорни, плюс детектор, плюс шкаф.

Веригата

Сега за това как един плевенски интернет доставчик се оказа в центъра на проект, чийто основен изпълнител е унгарски телеком. Веригата беше следната:

Община Плевен възлага по ОПРР „Развитие на интегриран градски транспорт“ поръчка за 1 930 000 лв. без ДДС на Обединение „Плевен Видео 2017“, в което са T-Systems Унгария и унгарска пътно-техническа фирма. T-Systems сключва договор за подизпълнение със „Сиела Норма“ — да, издателството, което познавате от правните бази данни, има и инженерингова дейност. А „Сиела Норма“ през 2019 г. потърси мен.

Първоначалната молба беше скромна: карта и КСС само за оптичните трасета и строително-монтажните работи по 16-те кръстовища. По-късно разбрах, че същата задача е била възложена паралелно и на друга фирма — тоест беше конкурс, без някой да ми е казал, че е конкурс. Резултатът от него е във втора част, но ще издам развръзката: спечелих го с едно решение, което не беше нито в учебниците, нито в проекта — прокарах гръбнака на мрежата през коритото на реката.

Оттам нататък „Сиела Норма“ ми даде нещо, което рядко се дава на подизпълнител: доверието да взимам всякакви технически решения. Кои камери на кой стълб, кой стълб къде, откъде минава оптиката, какъв е шкафът, как се захранва, как се свързва към светофара — всичко това минаваше през мен и решенията бяха мои. Аз бях мозъкът, ръцете и — както ще видите в четвърта част — накрая и адвокатът на системата. Това не е оплакване. Това е най-интересната работа, която съм имал.

А през 2016 г. бях казал, че такива камери в Плевен никога няма да има.

Всички части от поредицата

1. Част 1: Мислех, че в Плевен такива камери никога няма да има — какво изобщо е LPR камера и защо не е „камера“
2. Част 2: Трасето „Франкенщайн“ — 15 километра оптика през реката, чужди тръби и десетки шахти
3. Част 3: Четири фирми и трите генерални пропуска, които едва не спряха проекта — светофарите, токът и контактната мрежа на тролеите
4. Част 4: Ключовете и делото — 25 срещу 60 fps, −50 срещу −55 градуса и 450 000 лева
5. Част 5: Разширението и капаните в него — 25 кръстовища, 233 камери и една карта, която лъже
6. Галерия: 65 снимки от строежа — изкопът, шахтите, шкафовете, вишката и сървърното, март–май 2021