В свете последних событий в мире мы все чаще слышим об эпидемиологических тепловизорах. В этой статье мы расскажем об устройстве таких приборов, чем они отличаются от обычных тепловизоров, какова их эффективность и нужны ли они вообще.
Что лучше: градусник или тепловизор?
На нынешнем уровне развития мировой науки и техники существует ограниченный перечень специализированных средств для измерения поверхностной температуры тела человека. Они делятся на две большие группы по методу применения: контактные и бесконтактные. В первую группу входят привычные всем нам градусники и термометры (ртутные, спиртовые, электронные), во вторую – дистанционный термометр (пирометр) и эпидемиологические тепловизоры, которые, в свою очередь подразделяются на ручные и стационарные.
Обычный ртутный градусник, который изобрел Фаренгейт 300 лет назад, остается самым простым, точным и дешевым средством измерения температуры тела человека. Браво Габриель!
Но ставить градусник каждому на проходной офисного здания или на пропускном пункте терминала аэропорта невозможно, нам нужна скорость. Учитывая данные из приведенной выше таблицы, стационарный эпидемиологический тепловизор, примерно в 30 000 раз быстрее обычного градусника. Но как быть с точностью измерения? У тепловизора она в 3 раза ниже, чем у термометра. И нужна ли безупречная точность измерения для определения лихорадки у человека? Об этом далее в статье.
Эпидемиологический тепловизор
Прежде чем рассказать, что такое эпидемиологический тепловизор, обратим внимания на один очень важный факт:
не существует измерительного прибора, в том числе и тепловизора, против какого-то конкретного заболевания: вируса или инфекции. В том числе и COVID-19.
Итак. Основная задача эпидемиологического тепловизора – быстро и точно выявить человека с повышенной температурой на максимально возможной дистанции.
На первый взгляд может показаться, что с этой задачей справится любой измерительный тепловизор. Но это далеко не так.
Для того, чтобы добиться максимальной точности измерения температуры человека (особенно если он не один и находится в движении) нужны: определённые технические особенности самого тепловизора (высокая частота радиометрических кадров, т.е. количество точек, на которых измерена температура, в единицу времени), и специальные алгоритмы обработки (анализ большого массива данных) и настройки оборудования.
Кроме этого, оптические измерительные блоки эпидемиологических тепловизоров комплектуются видеокамерами высокого разрешения и функцией определения лиц для создания автоматических отчётов или интеграции в систему контроля и управления доступом (СКУД). В основном, это относится к стационарным системам.
И самое главное – чувствительность тепловизоров. Погрешность большинства измерительных тепловизоров такая же, как и у обычных электронных градусников – 2%. Погрешность у эпидемиологического тепловизора минимальна, у разных моделей она 0,4 – 0,5 градусов.
Как выбрать тепловизор эпидемиологического контроля
Эпидемиологические тепловизоры подразделяются на ручные и стационарные. Последние, в свою очередь можно разделить на те, которые используют эталонный излучатель (АЧТ) и работающие без него.
Ручные тепловизоры для измерения температуры тела
Ручные приборы представляют из себя портативные устройства, по внешнему виду напоминают обычные пирометры или ручные видеокамеры.
Достоинства: Легкие, удобные, дешевые (по сравнению со стационарными). Возможность работать несколько часов автономно за счет встроенного аккумулятора. Полезны там, где нет возможности подключиться к стационарному источнику электроэнергии.
Недостатки: Низкая (по сравнению со стационарными) точность измерения, нет захвата всех лиц в кадре, измерение проводится по каждому человеку в отдельности, маленькая дальность действия. Оператору необходимо наводить измерительную рамку тепловизора на лицо человека – имеет место человеческий фактор. Нельзя интегрировать в СКУД. Нет записи событий с распознаванием ФИО человека по базе. Применяются для индивидуального измерения температуры тела.
Стационарные тепловизоры для контроля температуры тела людей
Стационарные эпидемиологические тепловизоры представляют из себя аппаратно-программные комплексы, состоящие, как правило, из двух отдельных блоков: оптический блок (тепловизор + видеокамера) и блок управления (ноутбук, системный блок, автоматизированное место оператора).
Это более сложные и более точные и быстрые приборы для определения температуры человека. Основное отличие от ручных – возможность одновременного измерения температуры большого потока людей. Это свойство незаменимо в тех случаях, где индивидуальный замер температуры невозможен (например, контрольно-пропускной пункт терминала аэропорта).
Применение стационарных эпидемиологических тепловизоров довольно обширно: терминалы аэропортов, ж/д вокзалов, морских портов; КПП; проходные предприятий, офисов; входные группы стадионов, фитнес-центров, концертных залов, гостиниц, крупных ТЦ; метро…
Сравнительная таблица тепловизоров
Что такое АЧТ? Зачем оно нужно, и можно ли обойтись без него?
АЧТ – это Абсолютно Черное Тело – эталонный излучатель, который на своей поверхности формирует очень точное значение температуры, до сотых долей градуса. Он устанавливается в поле зрения объектива тепловизора и используется в качестве эталона температуры для калибровки прибора. Таким образом увеличивается точность измерения температуры до 0,3 °C.
Давайте разберёмся...
Поверхностная температура тела здорового человека находится в диапазоне от 26 °C до 37 °C и зависит от окружающей среды и физиологических особенностей конкретного организма. Возникает вопрос: зачем нам такая точность? Ведь получается, что идеально откалиброванный с помощью АЧТ тепловизор с точностью в 0,3 °C измерит температуру человека, вошедшего в помещение с морозного воздуха, но «не увидит» лихорадку, т.к. поверхностная температура тела была понижена условиями окружающей среды. Получается, что формальный подход сравнивания температур работает только в условиях постоянной окружающей температуры.
Наиболее универсальным и действенным способом безошибочного обнаружения человека с повышенной температурой в плотном потоке людей – использование математической модели, которая вычисляет среднюю температуру у людей в потоке и корректирует порог срабатывания системы.
Эта технология называется автоматическая компенсация температуры или Absolute Temperature Compensator (ATC).
Автоматически подсчитываются средние значения температуры последних 10 объектов, причем, не принимая во внимание 2 наибольших и 2 наименьших значения. Это позволяет использовать прибор в полностью автоматическом режиме, без использования эталонного «абсолютно чёрного тела» (АЧТ), а также исключает ложные срабатывания.
Возможна ли 100% защита от эпидемий?
Прежде чем ответить на этот вопрос, напомню: задача тепловизора не поставить диагноз (пока это невозможно сделать на расстоянии, к сожалению), а выявлять людей с повышенной температурой тела. И с этой задачей эпидемиологические тепловизоры справляются очень неплохо. Естественно, чем технологичней тепловизор, тем меньше погрешность и точнее результат.
Здесь будет уместно провести параллель между эпидемией и военными действиями.
Достоверно известно, что война дает большой импульс для развития технологий. Уже сейчас видно, как сильно оживился рынок тепловизоров во всем мире. Кто знает, может быть после нынешней эпидемии будут разработаны принципиально новые средства обнаружения больных, которые будут давать 100% результат. Но пока этого не произошло.
Вернемся к военным действиям... В этом случае эпидемиологический тепловизор должен выступить в роли первого эшелона обороны. Защищает границы и принимает на себя основной, массированный удар невидимого противника. Естественно, всех больных с помощью тепловизора выявить нельзя (в основном за счет бессимптомного течения болезни и с учетом инкубационного периода). Поэтому это не единственное средство защиты от вируса: далее идут следующие эшелоны защиты – носим маски и перчатки, обрабатываем руки санитайзерами, соблюдаем режим карантина... Все вместе – это средства борьбы и каждый из них не идеален. Но вместе они дают положительный результат.!
Какие альтернативы эпидемиологическим тепловизорам?
На данный момент альтернативы эпидемиологическому тепловизору, как заградительному средству защиты на пропускных пунктах (входах) не существует! Есть средства, которые работают параллельно и тем самым повышают эффективность общей борьбы с вирусом.
Ношение масок должно стать нормой. Кстати, это не мешает стационарным комплексам находить лица.
Что нас ждет?
В конце немного исторической справки.
Испанский грипп или «испанка» был, вероятней всего, самой массовой пандемией гриппа за всю историю человечества как по числу заразившихся, так и по числу умерших. Эпидемия длилась с января 1918 года по декабрь 1920 года; во всём мире испанкой было заражено около 550 миллионов человек, или 29,5 % населения планеты.
Число умерших оценивают 90 млн человек или 4 % населения Земли, что позволяет считать эту эпидемию одной из наиболее масштабных катастроф в истории человечества.
Таким образом, летальность испанки среди заражённых составила 3—20 % (COVID-19 - 1%)
Население земли в период испанки - 1,5 млрд человек
Население земли в период COVID-19 - 7,7 млрд человек
Расслабляться рано: до конца 2021 г. мы все в зоне риска. Всем здоровья!
Александр Кудрявцев – Руководитель отдела Системы безопасности компании ПЕРГАМ.
