Текст книги "Техническое обеспечение безопасности бизнеса"

Автор книги: Александр Алешин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 5 (всего у книги 11 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

3.2. Виды наблюдения. Характеристика видеокамер

Для выполнения охранных функций необходимо определить вид наблюдения. В зависимости от типа видеокамер и способа их установки выделяют три вида наблюдения:

открытое демонстративное наблюдение – видеокамеры устанавливают в хорошо заметных местах и применяют для отпугивания потенциальных нарушителей;

открытое малозаметное наблюдение – камеры ставят в декоративных корпусах, которые органично вписываются в интерьер и применяются, чтобы не отвлекать персонал и клиентов, а также не привлекать внимания нарушителя;

скрытное наблюдение – видеокамеры с миниатюрными объективами pin-hole незаметны и используются для получения конфиденциальной информации и предохранения от нежелательных действий.

Важной характеристикой систем видеонаблюдения является их способность противостоять несанкционированным действиям: силовым и электромагнитным воздействиям; попыткам воздействия с использованием специальных средств; попыткам изменения программного обеспечения; попыткам влияния на архивы.

Кроме приведенной в начале раздела классификации видеокамер при их выборе необходимо определить, какие их характеристики будут востребованы на конкретном объекте. От чувствительности камеры зависит, что вы сможете увидеть в различных условиях освещенности. Кроме этого, видеокамеры классифицируются по виду получаемого изображения, соотношению сигнал/шум, по виду и степени защиты от неблагоприятных условий окружающей среды и ряду других параметров (разрешающей способности, формату ПЗС-матрицы, компенсированию заднего света, автоматическому контролю освещенности, наличию электронной диафрагмы, инверсии белого). Важно, чтобы эти параметры соответствовали характеристикам центрального оборудования.

Нельзя забывать о питании видеокамер. Питание видеокамеры осуществляют обычно стандартным стабилизированным напряжением 9 или 12 В (с пульсациями порядка 10 мВ). Отсутствие стабилизации напряжения питания с малым уровнем пульсаций очень часто является причиной помех в видеосигнале или нестабильной работы видеокамеры.

Одной из важнейших характеристик камеры является ее объектив. Чем больше фокусное расстояние, тем сильнее увеличение изображения и у же угол обзора. Диафрагма – устройство, контролирующее количество света, доходящего до поверхности матрицы, на которой формируется изображение. Все выпускаемые объективы можно разделить по способу управления диафрагмой – ручному или автоматическому. Трансфокаторы – объективы с изменяемым фокусным расстоянием, позволяющие управлять увеличением изображения.

Основные характеристики видеокамер совпадают с аналогичными характеристиками фотоаппаратов:

длиннофокусные объективы применяются для слежения за удаленными объектами или предметами небольшого размера;

широкоугольные объективы применяют для панорамного наблюдения за объектами;

объективы с изменяемым фокусным расстоянием (zoom) используются для приближения объекта наблюдения.

При выборе объектива следует обратить внимание на тип его крепления, соответствие объектива формату ПЗС-матрицы, объектив с постоянным или изменяемым (вручную или автоматически) фокусным расстоянием, диафрагма – автоматическая или ручная, pin-hole – объектив и т. д. Сейчас активно развивается КМОП-технология формирователей сигнала изображения (матрицы), такие видеокамеры имеют более низкую чувствительность и цветопередачу, но позволяет сильно удешевить систему наблюдения.

Выбор конкретной видеокамеры начинают с определения поля зрения объектива по горизонтали, вертикали и расстоянию до контролируемого объекта. По этим данным определяют углы зрения необходимого объектива. Далее выбирают стандартный объектив с ближайшим меньшим фокусным расстоянием, обеспечиващим немного большее поле зрения. Затем определяют наименьшую деталь объекта контроля, которую можно будет различить выбранной камерой и объективом. Чувствительность видеокамеры выбирают исходя из освещенности и коэффициента пропускания объектива.

При выборе места установки видеокамеры необходимо избегать прямых засветок объектива яркими источниками света (солнце, уличное освещение, фары автомобилей и т. д.), а также по возможности минимизировать «мертвую зону». При установке видеокамеры в зоне с ярким освещением следует использовать асферические объективы, так как они рассеивают свет, вследствие чего изображение не кажется размытым. При низких уровнях освещенности камеры с высоким разрешением обычно работают лучше.

Определение оптимального количества видеокамер является основным фактором, обусловливающим и уровень безопасности, и стоимость системы видеонаблюдения. Так, например, недостаточное количество видеокамер приводит к наличию на охраняемых объектах так называемых «мертвых зон». Излишнее количество камер приводит к многократному повторению изображений из одной зоны видеоконтроля, что затрудняет возможность верной оценки ситуации, необоснованному увеличению затрат на оборудование (камеры, объективы, кожухи, кабели, разъемы и др.), усложнению коммутационной аппаратуры, а следовательно, к снижению надежности системы наблюдения. В результате вместо предполагаемого роста информативности происходит ее снижение.

Кожух видеокамеры может иметь антивандальное исполнение, может быть декоративным, всепогодным, с сигнализацией при вскрытии т. д. Для защиты камеры от низкой температуры и непогоды используют термокожух. Часто камеры внутри помещения устанавливают без кожуха (т. к. их не надо защищать от дождя и холода), но через некоторое время такую камеру покроют пыль и грязь. Поэтому даже внутри помещения видеокамеру лучше устанавливать в защитном кожухе.

Большое внимание следует уделить креплению видеокамер: на обычном или антивандальном кронштейне, на стене, на потолке, в углу, на мачте, на поворотных устройствах (движение видеокамер лишь в одной плоскости), на пространственных кронштейнах (движение видеокамер в горизонтальной и вертикальной плоскостях), с перемещением по рельсам, с автоматическим обзорным режимом (в этом случае камера постоянно поворачивается по горизонтали между двумя заданными заранее точками, осматривая участок территории в определенном секторе).

Управляемая камера позволяет увеличить на весь экран отдельный объект (или субъект), с ее помощью можно обозревать горизонт, можно сконцентрироваться на входной двери. Очень полезным свойством управляемой камеры является возможность автоматической установки в предварительно запрограммированное положение.

Конструктивное исполнение управляемой камеры бывает разным. Классическая конструкция – это стандартная камера с объективом-трансфокатором (объективы с переменным фокусным расстоянием, автоматической наводкой на резкость), установленная на двухкоординатной поворотной турели. Современные интегральные камеры имеют отбалансированную комбинацию камеры и объектива в карданном подвесе внутри шарообразного кожуха. В этом случае удается добиться более высокой скорости поворота (до 360° в секунду), а также снизить цену за счет объединения всех функциональных узлов в одном корпусе.

На практике наблюдение может вестись на разных расстояниях, от нескольких единиц до сотен метров. А вот определению фокусного расстояния объектива для видеокамеры очень часто не придают большого значения.

С объективами с фокусным расстоянием среднего диапазона легко и удобно работать, если устраивают и масштаб, и поле зрения. Широкоугольный объектив позволяет обозревать большую площадь. Но его недостатком будет являться высокая неравномерность освещенности по полю зрения. В центре картинка будет четкой, а по краям четкость теряется. Такие объективы имеют значительные бочкообразные искажения изображения. При применении широкоугольных объективов для наружного наблюдения можно столкнуться с ограничением поля зрения входным окном кожуха. На практике при правильной установке видеокамеры вполне достаточно угла поля зрения не более 70°.

Для наблюдения за удаленными объектами применяют длиннофокусные объективы (фокусное расстояние больше 120 мм). Они имеют большую чувствительность к точности фокусировки. Камеры с такими объективами надлежит ставить на массивные основания для исключения механических и ветровых вибраций, которые проявляются в дрожании изображения. На качество изображения начинают влиять условия метеорологической видимости (дымка, осадки) и даже флуктуации слоев нагретого воздуха. Длиннофокусные объективы вносят перспективные искажения, обратные широкоугольным, наблюдаемое пространство как бы сжимается вдоль визирной оси.

Неправильная фокусировка объектива обычно вскрывается уже после монтажа видеокамеры и проявляется в сумерках или в ночное время. Плохо выполненная фокусировка – самая распространенная погрешность в регулировке видеокамер.

Операцию фокусировки проводят с принудительно открытой диафрагмой, а регулировка чувствительности видеокамеры (обеспечивающей воспроизведение номинального по контрасту изображения на мониторе при достаточно высокой освещенности на объекте) производится автоматической системой установки необходимого времени экспонирования электронным затвором ПЗС-сенсора.

Уличные камеры обычно помещают в защитные кожухи, и настройка фокусировки на месте установки становится проблематичной. С другой стороны, уличные видеокамеры обычно имеют настройку фокусировки на бесконечность. Это позволяет произвести предварительную настройку фокусировки в лабораторных условиях.

Объективы с переменным фокусным расстоянием следует настраивать при двух крайних значениях фокусного расстояния последовательно, добиваясь максимального разрешения в обоих положениях фокуса. В заключение регулировки необходимо удостовериться, что в промежуточных положениях значений фокуса фокусировка сохраняется.

3.3. Способы передачи видеосигнала

Способ передачи видеосигнала и управляющих сигналов от видеокамеры определяется расстоянием между управляющим и управляемым устройствами и может реализовываться различными способами.

Коаксиальный кабель – наиболее широко применяемое коммуникационное средство. Рекомендуется использовать для передачи сигнала кабели с волновым сопротивлением 75 Ом. Кабели хорошего качества позволяют передавать видеосигнал на расстояние до 500 м без заметных потерь качества изображения. Следует выбирать кабель с двойной экранировкой, обеспечивающий степень подавления помех не менее 60 дБ. Не допускается прокладывать коаксиальные кабели и высоковольтные кабели сети питания вместе в одном коробе или трубе.

Связь на больших расстояниях (до 2500 м) осуществляется с помощью витой пары. Хотя такой кабель дешевле коаксиального, у него есть недостаток: для каждого видеозвена требуются передатчик и приемник сигнала.

Оптоволоконные линии связи. Низкие потери при передаче и широкая полоса пропускания оптического волокна позволяют одновременно передавать по одному оптоволоконному кабелю высококачественное видеоизображение, звук и цифровые данные. Оптоволоконные линии невосприимчивы к помехам и наводкам, не стареют с течением времени. Дальность действия таких систем видеонаблюдения (как и при трансляции по телефонным линиям) практически не ограничена. При длине линии связи больше 500 метров применение видеосистем с оптоволоконными линиями может быть оправдано уже и с точки зрения затрат.

Для достижения двунаправленной передачи по одному волокну, не создающей взаимных помех, необходимо, чтобы передатчики на разных концах волокна работали на разных длинах волн (например, 850 нм и 1300 нм). Современные технологии проектирования и прокладки оптоволокна во многих случаях позволяют наращивать количество волокон в сети без применения операций сварки волокон и монтажа муфт.

Беспроводные каналы связи подвержены влиянию погоды, требуют многочисленных согласований, однако не требуют прокладки кабелей и потому нередко дешевле, а иногда являются единственно возможным вариантом.

Дальность связи по радиоканалу может составлять несколько километров. При передаче сигнала по радиоканалу видеокамеру подсоединяют к передатчику дециметрового диапазона, и сигнал передается на обычный телевизор.

Принцип действия инфракрасных систем передачи видеосигнала основан на преобразовании сигнала видеокамеры ИК-передатчиком в модулированное излучение ближнего инфракрасного диапазона. Передатчик выдает сигнал в виде узкого луча. Дальность связи этих систем достигает 2 км. Однако ИК-системы связи достаточно дорогостоящие, к тому же они имеют слабую помехозащищенность (от дыма, дождя, тумана, пыли и др.). Эти каналы связи пока не получили широкого распространения.

Организации, пользующиеся беспроводными каналами связи охранного видеоконтроля, всегда подвержены опасности перехвата сигнала злоумышленниками и (или) блокирования несущей частоты («атака на отказ»). Для успешного нападения «на отказ» необходимо лишь устройство, ведущее передачу на той же частоте, с большей мощностью. Также легко выполнить перехват сигнала с помощью частотного сканера.

Самым современным является применение беспроводного оборудования передачи данных на базе протокола 802.11.

3.4. Регистрация видеоинформации

Проблемы эффективного функционирования систем видеонаблюдения заключаются в достоинствах этих же систем – это большой объем регистрируемой информации. Человек может одновременно отслеживать изменения, проистекающие в поле его зрения, с 1–2 видеокамер. Вследствие этого с ростом количества видеокамер должна расти степень автоматизации обработки информации и управления системой наблюдения. Отсюда следует повышение стоимости оборудования. Поэтому при проектировании системы видеонаблюдения необходимо стремиться сократить количество поступающей к оператору информации. Считается, что сбалансированное количество мониторов и камер – в среднем один монитор на каждые четыре камеры.

Правильное выполнение задачи видеоконтроля во многом обусловливается не только характеристиками монитора (черно-белый или цветной, величина диагонали и др.), но и физиологическими особенностями оператора. Оценка этих параметров определяет количество мониторов и места их расположения.

Выбор видеомониторов определяется их количеством, величиной диагонали мониторов и разрешающей способностью.

Рекомендуется выбирать размеры экранов по диагонали от 9 до 12 дюймов (от 23 до 31 см). Выбирать монитор по разрешающей способности следует таким образом, чтобы она была выше, чем у применяемых видеокамер. Обычно цветную камеру используют в паре с цветным монитором, но черно-белые мониторы имеют разрешение приблизительно в два раза выше, чем цветные.

Замена видеомонитора обычным телевизионным приемником недопустима из-за того, что его технические характеристики (надежность при частом переключении кадров, круглосуточной работе) должны быть намного выше, чем у обычных телевизоров. Кроме этого, многие специальные видеомониторы снабжены встроенными устройствами для приема сигналов от нескольких камер – видеокоммутаторами.

Все мониторы на посту охраны устанавливаются в обеспечивающую максимально удобный обзор специальную стойку перед столом оператора. Рекомендуемое расстояние между наблюдателем и монитором следует выбирать не менее пяти диагоналей монитора.

В информационном поле рабочего поста наблюдателя можно выделить три области:

1) угол обзора ±15°. В этой области, как правило, размещается от 4 до 9 мониторов. Здесь устанавливают очень часто используемые мониторы, требующие быстрой и точной реакции на изменение обстановки. На эти мониторы выводят видеокамеры, расположенные в особо важных зонах;

2) угол обзора ±30°. В этой области размещаются 12–27 мониторов. Здесь размещают часто применяемые мониторы (к примеру, с целью различения);

3) угол обзора ±60°. В эту область помещают редко применяемые мониторы (подключаемые вручную или по тревоге).

Рекомендуется располагать мониторы на одинаковом удалении от оператора (по сферической поверхности). Наблюдателю почти невозможно анализировать изображения с нескольких мониторов одномоментно. Вследствие этого для одного оператора не рекомендуется ставить более четырех мониторов. Специалисты советуют внимательно наблюдать за одним монитором, а на остальные переключать внимание при возникновении нештатных ситуаций.

Проблема большого количества мониторов решается с помощью переключателя (коммутатора). Используемые в системах видеонаблюдения коммутаторы (свитчеры) могут быть последовательного действия, матричные, с разным количеством входов и выходов, с возможностью программирования. При помощи переключателя на одном мониторе можно показать изображение с любой камеры. Можно включить автоматический режим переключения камер по очереди.

Переключатели бывают самые разные – от чисто механических, с двумя-тремя кнопками выбора камеры, до сложнейших матричных коммутаторов, позволяющих управлять выводом нескольких сотен камер на несколько десятков мониторов, процессом записи видеоинформации и выполнящих другие важные функции.

В большинстве сложных систем видеонаблюдения предусмотрены такие состояния тревожного сигнала, которые способны захватывать активный монитор. Существуют разнообразные автоматические видеодетекторы движения. Простейшие из них – аналоговые – реагируют на любое изменение яркости в любой или заданной точке на экране. Цифровые анализируют размер, скорость и направление движения объекта. Самые совершенные детекторы могут применяться при обработке информации от уличных камер. Важно, чтобы они могли отсеивать помехи (типа дождя, снега, сетевых наводок и т. д.), проводить анализ оставленных предметов (внесенных, вынесенных и проч.), что очень актуально в сегодняшнем мире тотального воровства и угрозы терроризма. Также коммутаторы и квадраторы обычно имеют входы для подключения охранных датчиков движения по количеству камер. Далее активируется автоматический вызов к мониторам и (или) запускается автоматическая запись видеорегистратором.

Другой вариант решения проблемы большого количества мониторов – совмещение с помощью цифровых приборов на одном экране одновременно нескольких изображений, обычно 4, но иногда и до 16. Наиболее распространены устройства для деления экрана на четыре части, так называемые квадраторы. Цифровой квадратор является устройством обработки изображения, обычно имеет множество дополнительных функций, в частности стоп-кадр, в том числе и автоматический – при пропадании видеосигнала (так называемый «предсмертный взгляд» – камеру уже разбили, а на экране монитора все еще виден злоумышленник). Следует отметить то, что применение квадратора в режиме постоянного деления экрана просто нерентабельно. Важно знать, что один квадратор и большой монитор стоят дороже четырех маленьких мониторов.

Видеомагнитофоны могут различаться стандартом записи, режимом записи (запись в реальном масштабе времени, уплотненная запись, запись с пропуском кадров («time-lapse»), разрешением, возможностью воспроизведения во время записи, наличием обратной перемотки и способностью вести новую запись поверх прежней. В зависимости от модели видеомагнитофоны могут иметь дополнительные функции: активизацию по сигналу тревоги; покадровый просмотр; генератор времени и дат; запись звука; поисковую систему.

Чтобы обеспечить восприятие изображения движущегося объекта, необходимо записывать хотя бы 7 кадров в секунду. Чтобы минимизировать требования к емкости хранения, систему следует запрограммировать так, чтобы частота записи изображения повышалась при регистрации движения. Наиболее часто применяются видеомагнитофоны класса TLVR (с задержкой времени). Они позволяют записывать до 960 ч на одну стандартную VHS-кассету или один кадр в 13 с.

Часто встречаются ситуации, когда в системе видеомониторинга комбинированно используются как цветные, так и черно-белые видеокамеры. В этом случае в системах хранения информации с видеомагнитофоном требуется установка всего комплекта оборудования, работающего с цветным изображением, что влечет за собой значительное (примерно в два раза) увеличение цены.

Сейчас активно применяются цифровые устройства видеозаписи (микропроцессорные видеорегистраторы). Такие системы имеют целый ряд достоинств: улучшенный поиск, удобство работы с архивом, удобство обработки видеоматериала, хранение результатов проделанной работы, простота обслуживания. Но самым главным преимуществом этих устройств являются скорость и количество записываемой информации.

Устройство цифровой видеозаписи не является совершенным устройством для решения разных проблем видеонаблюдения. К недостаткам цифровых устройств можно отнести некоторое снижение качества изображения при сжатии записи для хранения, плохое аудиоразрешение, никакой гарантии беспрерывности видеозаписи, сложность использования записи в качестве доказательства (улики).

Но и видеомагнитофоны тоже имеют свои слабые стороны. Например, для записи, полученной при применении аналогового видеонаблюдения с 16-канального мультиплексора с записью в 24-часовом режиме на time-lapse видеомагнитофона, перерыв между соседними изображениями с каждой камеры составит более двух с половиной секунд (это огромный промежуток времени). В такой ситуации можно предусмотреть возможность применения цифрового видеорегистратора, позволяющего использовать разную частоту записи для разных видеокамер.

Видеомультиплексор – цифровой прибор, который обеспечивает запись с временным уплотнением (кадр от одной камеры, кадр от второй и т. д.) на устройство записи видеосигнала. Такой подход позволяет с высоким качеством записать 16 (у некоторых фирм до 32) камер на одну магнитную ленту, жесткий диск, съемный CD– или DVD-диск. При этом мультиплексор позволяет выводить на монитор как все камеры сразу, так и последовательно, одну за другой.

При выборе системы видеонаблюдения необходимо сопоставлять реальные (25 кадров в секунду по отображению) и мультиплексированные видеоканалы. Технически из любого канала «реального видео» можно получить любое число мультиплексированных, но все они будут уступать в параметрах записи и отображения. Чем больше мультиплексированных каналов на одном реальном, тем меньше скорость отображения и записи. Следовательно, если одна система имеет 20 видеоканалов, только 2 из которых – «реальное видео», а другая за эту же цену – 6 мультиплексированных каналов и 3 реальных, то вторая система будет иметь большие возможности.

Очень часто заказчиком ставится задача «видеть все по максимуму и все писать на магнитофон». На объекте размещают видеокамеры, обозревающие все на свете, объективы устанавливаются самые широкоугольные, и при этом 32 камеры через мультиплексор записываются на спецвидеомагнитофон с длительной (960 ч) записью. В результате оказывается, что реально полезные кадры зафиксированы лишь от одной камеры перед входной дверью, но и на этих кадрах различить лицо человека можно только тогда, когда он приблизился вплотную, а запись в описанном режиме составляет один кадр в 5 мин.

При выборе контрольного оборудования следует обращать внимание на количество видеовходов. Оно должно соответствовать общему количеству видеокамер (лучше превышать для возможного расширения системы видеоконтроля в будущем). Число видеовыходов должно быть не меньше (лучше больше) общего количества мониторов, видеомагнитофонов и др.

Контрольное оборудование должно обеспечивать возможность обработки информации со всех или некоторых видеокамер (выявление движения в зоне контроля, наложение на видеосигнал служебной информации и т. д.). Возможность управлять камерами, размещенными на поворотных устройствах или обладающими объективами с трансфокаторами. Синхронизировать работу всех элементов системы видеонаблюдения.

Для хранения записанной видеоинформации необходимо предусмотреть создание видеоархива. Организуя видеоархив, необходимо определить, какие устройства хранения информации будут использоваться (магнитная лента, жесткие диски, и т. д.), длительность хранения информации, правила уничтожения устаревшей информации и носителей, безопасность архива.

Оборудование для записи и архивирования желательно размещать в специальных видеосейфах.

Видеокассеты должны отвечать довольно высоким требованиям, которые определяются жесткими условиями эксплуатации и многократной перезаписи.

Современные программы работы с архивом позволяют производить сортировку и поиск по времени, дате и (или) тревоге. Дополнительными возможностями этих программ могут быть ограничение доступа к архиву и автоматизация перехода к просмотру изображения с другой камеры. Наиболее популярными способами поиска являются:

предоставление списка фрагментов с обозначением времени (даты, длительности);

графическое масштабируемое представление всего интервала времени работы системы с обозначением активности (осуществления записей в архив).

Сейчас уже нет необходимости говорить о преимуществах цифровой системы видеонаблюдения (ССТV) перед аналоговыми (хотя и у цифровых систем есть множество проблем и нерешенных задач). Это простота и долговременность хранения записи, быстрый доступ к записи из архива, передача видеоинформации по локальным и глобальным вычислительным сетям, обработка кадров по различным алгоритмам фильтрации и повышение качества изображения с последующей распечаткой на обычном принтере. Основное отличие компьютерных систем состоит в том, что они не только записывают, но и анализируют информацию. В сетевых системах цифровые сети используются для передачи видео и других данных к хранилищу и монитору. Начиная с некоего уровня сложности системы охранного видеоконтроля, цифровые системы оказываются экономически выгоднее аналоговых.