Средства охранного телевидения в системе безопасности: тактика применения и выбор основных компонент

1.ТАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРИМЕНЕНИЯ

Терминология. Телевидение бывает вещательным и замкнутым, не предназначенным для массовой аудитории. Телевизионная система замкнутого типа представляет собой совокупность технических средств, обладающих конструктивной, параметрической, информационной, программной и эксплуатационной совместимостью и обеспечивающих реализацию замкнутого телевидения. В свою очередь, система охранная телевизионная (СОТ) - телевизионная система замкнутого типа, предназначенная для получения телевизионных изображений (со звуковым сопровождением или без него), служебной информации и извещений о тревоге с охраняемого объекта. Техническое средство СОТ - конструктивно и функционально законченное (аппаратно-программное) устройство, входящее в состав системы.

Различают следующие состояния СОТ:

• состояние тревоги – является результатом реагирования системы на тревожное событие;
• состояния наблюдения - система выполняет функции, достаточные для просмотра сцены оператором, либо ручного сопровождения цели;
• состояние охраны – система выполняет функции, достаточные для автоматического и при необходимости ручного сопровождения цели.

Обзор основных функций. Совместимость - необходимый, но недостаточный фактор, объединяющий различные устройства в систему. Набор более-менее случайно расположенных телекамер еще не является системой. Эффективная система теленаблюдения должна строиться на основе тщательно продуманной концепции защиты объекта. В ней должны быть четко определены задачи, которые призвано решать СОТ при обеспечении безопасности. Среди типовых задач можно выделить следующие:

1. Оперативное наблюдение за охраняемой территорией, зданиями и помещениями. Самая простая функция "СОТ в состоянии наблюдения" - так это называется по ГОСТ Р 51558-2000. Телекамеры могут устанавливаться скрытно или открыто, в зависимости от решаемой задачи. Обнаружение нарушителя возложенона оператора.

2. Оценка сигнала тревоги. Телекамера используется совместно с техническим средством охраны для подтверждения факта срабатывания последнего.

Здесь надо обратить внимание на одно обстоятельство: обнаружение и оценка - две разные вещи. Обнаружение - это сообщение о возможном событии, критическом с точки зрения обеспечения безопасности. Оценка - мероприятия по выяснению того, действительно ли произошло нападение или имеет место ложная тревога. Кроме того, бывает полезна любая дополнительная информация "с места события": как выглядят нарушители, сколько их, как они себя ведут.

Проводились специальные исследования, которые показали, что люди лучше решают задачу оценки, чем обнаружения. Поэтому на небольшом и не очень важном объекте применение людей для обнаружения вполне допустимо, но для обеспечения высокого "уровня безопасности" требуется функция автоматической оценки событий.

3. Телевидение может использоваться совместно с системой управления доступом для повышения эффективности контрольно-пропускных функций. Например, при проходе через КПП с низким трафиком и отсутствием оператора можно дистанционно устанавливать личность человека по хранящейся в базе данных фотографии.

4. Психологическое воздействие на нарушителя. Телекамеры, даже неработающие, могут оказывать "отпугивающее" действие, выполняя таким образом предупредительно-профилактическую функцию.

5. Документирование событий на объекте. Материал видеоархивов может оказаться полезным в качестве доказательной базы при расследовании несанкционированных действий.

Это самые простые функции телевидения в системе охраны, требующие присутствия человека-оператора и/или постоянной записи. К "интеллектуальным" функциям относятся такие, в которых телевидение берет на себя функцию автоматической оценки обстановки или же выступает в роли технического средства обнаружения. В их числе:

1. Обнаружение перемещения в зоне наблюдения (видеодетекция). Такие устройства частовстраиваются в стандартные мультиплексоры. При этом оператор может задавать зону на экране монитора, движение в которой вызывает сигнал тревоги.
2. Распознавание (классификация) объектов. Более сложная функция. Система должна не только обнаружить динамический объект, но и правильно отнести его к какому-либо классу, отличить человека от животного и от качания веток деревьев. Это позволяет резко повысить помехоустойчивость видеодетектора, действующего в сложной помеховой обстановке, например на открытом воздухе. Основными параметрами, по которым производится распознавание образов, являются пространственные характеристи ки объектов: габаритные размеры, периметр, площадь и т.д.
3. Динамическое слежение за нарушителем. Системы динамического целеуказания анализируют изменения координат характерных точек объекта, например центра тяжести, цвета.

В чем преимущества использования средств охранного телевидения в качестве технических средств обнаружения?

Во-первых, отпадает необходимость устройства контрольно-следовой полосы в запретной зоне. Однако, если телекамера включается по факту срабатывания, а нарушитель будет преодолевать рубеж около телекамеры, то он будет в поле зрения меньше секунды и оператор может не успеть его заметить. Поэтому такую схему желательно применять при постоянном наблюдении (записи) обстановки в запретной зоне. Кроме того, бывает очень полезно устраивать теленаблюдение за участками, отдаленными от размещения подразделения службы безопасности.

Во-вторых, пассивный принцип действия обеспечивает маскируемость рубежа наблюдения. Аппаратура теленаблюдения работает в видимом (инфракрасном) диапазоне электромагнитных волн, обнаружение техническими средствами разведки довольно затруднено.

В-третьих, высокое быстродействие работы. Сигнал от телекамеры представляет собой растровый пространственно-временной сигнал. Цифровые методы обработки позволяют в реальном времени провести экспресс-анализ видеосигнала в задачах обнаружения и распознавания объектов в зоне наблюдения, что особенно важно при быстром развитии конфликтной ситуации в системе "охрана - нарушитель".

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ВЫБОРА АППАРАТУРЫ

Типовая структура СОТ. В любой, даже самой простой СОТ, присутствуют по крайней мере следующие устройства:

• телекамера;
• объектив;
• видеомонитор;
• источник электропитания, в том числе резервного;
• соединительные линии.

Этого достаточно для организации простейшей системы видеонаблюдения. Для реализации более интеллектуальных функций в состав системы могут входить:

• устройства управления и коммутации видеосигналов;
• компьютер;
• обнаружитель движения;
• видеонакопитель;
• поворотное устройство с трансфокатором;
• преобразователь видеосигналов.

Типовая структура СОТ показана на рис.1.

Рис. 1. Типовая структура СОТ

Аппаратура обработки видеосигналов: цифровая или аналоговая? Первый шаг, который необходимо сделать при выборе аппаратуры СОТ, - это определить, какую аппаратуру обработки видеосигналов ставить на охраняемом объекте: цифровую или аналоговую. Каждая из этих систем имеет свои преимущества и недостатки, выбор в первую очередь определяется набором качеств, которые будут в большей мере удовлетворять заказчика. Основными показателями качества этих систем являются:

• надежность;
• скорость и качество записи видеоинформации;
• трудоемкость технического обслуживания;
• эффективность применения;
• стоимость;
• перспективы интеграции с другими подсистемами безопасности.

Рассмотрим эти показатели подробнее.

Надежность. Надежность аналоговых систем является высокой. Надежность аппаратуры цифровой обработки сигналов зависит от качества компьютеров и установленного на них программного обеспечения. Основным недостатком цифровых систем является "зависание" компьютеров и выход из строя жестких дисков. При зависании теряется часть видеоинформации, а при выходе из строя винчестера может потеряться вся несохраненная на другой накопитель информация.

Поэтому для предупреждения потери информации из-за проблем с винчестером необходимо дублировать запись на другой носитель данных с использованием сети или аппаратных устройств. Для защиты от "зависания" необходимо использовать лицензионное программное обеспечение, компьютеры "белой" сборки. Необходимо выгрузить все ненужные программы, которые также повышают риск "зависания". Также существуют программы и аппаратные устройства, которые перезапускают компьютер при "зависании". Наиболее надежным считается программное обеспечение, разработанное производителем, но оно, как правило, стоит достаточно дорого.

При работе с аналоговой системой видеоконтроля на одном объекте в течение трех лет из технических недостатков можно было отметить только то, что видеомагнитофон некачественно производил запись. Работа цифровых систем характеризуется периодическими "зависаниями", как правило, раза два-три в месяц. Но главное, чтобы нарушитель не вступил в сговор с оператором СОТ, который может имитировать "зависание".

Скорость и качество записи видеоинформации. Стандартный Time Lapse - видеомагнитофон, работающий в режиме "старт-стоп", записывает на одну 3-часовую кассету видеоинформацию в течение 24-х часов. При этом в секунду записывается около 6 кадров. Для записи информации с телекамер используется мультиплексор (последовательное переключение всех камер по очереди на запись) или квадратор (интеграция в одном кадре изображений от всех телекамер). В случае использования квадратора изображение для каждой камеры получается плохого качества при скорости 6 кадров в секунду. При использовании мультиплексора для четырех камер изображение получается нормального качества, но промежуток между кадрами составляет 0,7 секунды, а при использовании 16-ти телекамер - уже 2,5 секунды. Плохое качество записи часто не позволяет распознать объект обнаружения, а низкая скорость может не позволить зафиксировать факт совершения противоправного действия, например кражу товара или кидание камня в окно. Запись цифровой видеосистемы достаточно качественна, что позволяет записывать 32 телекамеры со скоростью 6 кадров в секунду на канал. Это не хуже, чем с использованием одного видеомагнитофона на одну телекамеру. Однако методы программного сжатия данных несколько искажают крупные объекты на изображениях при их последующем просмотре. Запись информации происходит по кольцевой схеме: последняя запись уничтожается новой. Поэтому емкость цифрового архива, например для 24 телекамер на винчестере емкостью 120 Гб, составляет один день при непрерывной записи 6 кадров в секунду (1 кадр - 10 Кб). При наличии детекторов движения или алгоритмов записи по сигналу движения емкость может составить 1 неделю. Требования по емкости видеоинформации на некоторых объектах достигают двух-трех месяцев. Поэтому цифровые архивы в таком случае необходимо периодически сохранять.

Трудоемкость технического обслуживания. Для аналоговой системы необходима ежедневная смена, архивация и перемотка кассет, полугодовая чистка и раз в три-пять лет замена видеоголовок видеомагнитофона.

Для цифровой системы необходимо раз в полгода проводить чистку от пыли внутренностей компьютера, делать резервные копии видеозаписей и раз в четыре-пять лет покупать новый накопитель на жестком магнитном диске.

Эффективность применения. С аналоговой системой работать достаточно просто: необходимо уметь менять кассеты, перезапускать систему или ее отдельные элементы и просматривать запись по факту совершения противоправных действий. Это может любой охранник. Видеоинформацию с кассеты посмотреть нельзя, пока идет запись, для распечатки кадра нужен специализированный принтер. Цифровые системы позволяют одновременно наблюдать запись и просматривать архив по каждой телекамере. Распечатывать изображения можно на обычном принтере. Архивирование записей необходимо производить, когда требуется длительное хранение и большое количество телекамер. Аналоговые системы при записи на видеомагнитофон позволяют писать только один аудиоканал, и только в режиме старт-стоп, в то время как цифровые системы могут непрерывно или по факту превышения определенного звукового порога записывать аудио-сигнал.

Стоимость. При количестве телекамер менее 32, а также когда нет высоких требований к скорости и качеству записи или же необходимо долго обучать персонал работе с компьютерами, дешевле использовать аналоговую аппаратуру обработки. При увеличении количества телекамер цифровая система обычно стоит дешевле: не нужно добавлять новые квадраторы, мультиплексоры, устройства записи.

Возможность интеграции с другими подсистемами безопасности. При выборе аппаратуры следует изучить перспективы интеграции СОТ с системами контроля доступа, сбора и обработки информации от датчиков охранной сигнализации и т.д. Предпочтение целесообразно отдать цифровой аппаратуре, т.к. аналоговую затруднительно интегрировать с другими подсистемами безопасности объекта.

Как выбрать телекамеру?

Цветная или черно-белая? Черно-белые телекамеры стоят в полтора раза дешевле цветных, у них выше разрешающая способность (в полтора-два раза) и чувствительность (в 4-8 раз). Их следует применять при наблюдении больших открытых территорий. Они хорошо работают в условиях низкой освещенности, небольшого тумана.

Цветные камеры позволяют лучше идентифицировать наблюдаемый объект, на цветном изображении можно увидеть то, что незаметно на черно-белом. Однако стоимость телевизионной системы в 2-2,5 раза выше черно-белой, с учетом цветных видеомониторов и других компонентов. Цветные камеры следует устанавливать только при наличии достаточного освещения и если цветное изображение действительно необходимо: например для фотографий, на КПП для идентификации цвета автомобиля и т.д. Однако для эффективного применения цветного телевидения ночью необходимо обязательно включать в состав ТВ-системы средства освещения.

На рынке также есть телекамеры с автоматическим переключением режимов с цветного в черно-белый при снижении освещенности ночью. Так, телекамера "Enviro Dome G3" производства PHILIPS CSI может быть запрограммирована на переключение в "ночной" режим автоматически, при снижении освещенности ниже определенного порога, или оператором вручную с клавиатуры управления камерой.

Стандартного или высокого разрешения? Телекамеры стандартного и высокого разрешения имеют разрешающую способность в среднем 400 и 600 телевизионных линий соответственно.

Для построения видеосистем высокого или стандартного разрешения также необходимо, чтобы все компоненты поддерживали это высокое разрешение: видеомагнитофоны (желательно цифровые), мониторы (не менее 17"), видеоквадраторы.

Чувствительность: стандартная или высокая? Телекамеры стандартной чувствительности могут работать при освещенности, равной полной луне. Такие телекамеры на улице или в помещениях целесообразно применять при наличии искусственного освещения.

Телекамеры высокой чувствительности работают при уровнях освещенности от четверти луны. Такие телекамеры используют для наблюдения за большими территориями, для которых трудно обеспечить хорошие условия освещенности.

Телекамеры с ночными режимами работы обладают чувствительностью, позволяющей получать приемлемое изображение при свете от звезд, закрытых облаками. Телекамеры данного типа целесообразно использовать, когда применение источников освещения, в т.ч. инфракрасных, нежелательно из-за демаскирования наблюдения, т.е. когда нарушитель не должен знать о ведущемся наблюдении: источник освещения "засечь" гораздо проще, чем работающую телекамеру.

Применение телекамер со скрытой установкой. Телекамеры PIN-HOLE, а также обычные телекамеры с маленькими объективами при скрытой установке желательно применять совместно с цифровыми системами записи. При этом не нужно менять видеокассеты, потому что запись будет идти по кольцевому принципу незаметно для оператора. В данном случае операторы, обслуживающие систему, не будут знать об их наличии и, следовательно, не смогут проинформировать нарушителя о ведущейся записи.

Объектив: постоянная или автоматическая диафрагма? Объектив с постоянной диафрагмой стоит в 2,5-3 раза дешевле, чем объектив с автоматической диафрагмой. Но объективы с постоянной диафрагмой необходимо устанавливать на телекамеры, находящиеся в режимах постоянной освещенности: например внутри здания, где на камеры не будут попадать солнечные блики, а по ночам не будут выключать освещение. Нельзя устанавливать объективы с постоянной диафрагмой в местах наблюдения охраняемых ценностей или подходов к ним: нарушитель может разбить источники освещения и не будет виден при записи.

ИК-освещение: когда оно необходимо? Если освещение должно быть невидимым, применяют инфракрасное (ИК) освещение. Если допустимо демаскирующее свечение самих источников излучения, то применяются излучатели с длиной волны 880-920 нм. Чтобы маскировать сам излучатель даже при прямом визуальном наблюдении с близкого расстояния, применяются излучатели с длиной волны 940-950 нм.

При использовании ИК-подсветки необходимо учитывать, что из-за сдвига светового диапазона процесс восприятия несколько деформируется. При этом будут происходить разные изменения: растения и деревья будут выглядеть ярче, лица будут выглядеть по-другому (особенно при использовании косметики), у одежды может измениться цвет и яркость, туман и пыль могут создавать засветку и т.д.

Средства ИК-подсветки рекомендуется приобретать в комплекте с теми камерами, которые предназначены для работы с ИК-освещением. Они имеют в несколько раз большую чувствительность к ИК-лучам, чем обычные камеры.

Трансфокатор: нужен или нет? Трансфокатор -это объектив с переменным фокусным расстоянием. Как правило, трансфокаторы устанавливаются на телекамеры, размещенные на поворотном устройстве. Такая комбинация телекамеры и трансфокатора позволяет эффективно наблюдать за движущимися объектами. При этом можно наблюдать как общий план, так и отдельные интересные объекты: номера машин, лица и т.д. Угол обзора трансфокатора меняется от 40° до 1°. Применение трансфокатора на телекамере целесообразно для таких объектов, как спортивные стадионы, ярмарки, автостоянки. Однако стоит отметить, что эффективность слежения за движущимся объектом в значительной степени зависит от умения оператора управлять трансфокатором и поворотным устройством. Также время наведения на объект вручную при максимальном разрешении с минимального может занимать 30-50 секунд, даже при опыте работы. Поэтому не стоит возлагать слишком оперативные задачи на такую систему при ручном наведении. Существуют специализированные программные средства, позволяющие "поймать" объект и организовать эффективное автоматическое слежение за ним.

Купольная камера: насколько она необходима? Купольная камера предназначена для непрерывной круглосуточной работы в управляемом или автоматическом режиме в супермаркетах, казино, гостиницах, офисах, банках, т.е. там, где много зон видеонаблюдения и предъявляются высокие требования к качеству изображения. Купольная камера не привлекает внимания. Угол обзора составляет 360° в горизонтальной и 180° в вертикальной плоскости. В течение секунды камера позволяет произвести позиционирование на желаемую точку с оптическим приближением до 25 раз. Стоимость цветной камеры, с наличием приближения, а также точек останова, такой как SANYO VCC-9300R составляет около 2000$.

Что дальше? Выбор оптимальной системы. На этапе выбора телекамер и аппаратуры обработки видеосигналов определяются основные технические требования к СОТ, формируется "технический облик" будущей системы. После этого необходимо определить места расположения телекамер на охраняемом объекте, расположение аппаратуры обработки сигналов, определить объем и тип линий коммуникации, необходимых для подключения удаленных телекамер к станционной аппаратуре, и т.д. Вслед за этим нужно оценить стоимость СОТ. В данном случае нужно исходить из стоимости аппаратуры, монтажных и пуско-наладочных работ. Важно учесть эксплуатационные расходы, рассчитанные на какой-нибудь интервал времени, например на 3 года. Таким образом, опираясь на приведенные выше критерии выбора средств охранного телевидения и оценив стоимость различных вариантов построения СОТ, можно выбрать оптимальный набор аппаратуры по критерию "цена-качество".