Разработка охранной системы видеонаблюдения

Размещено на http://allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К РАЗРАБОТКЕ ОХРАННЫХ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

1.1 Основные цели использования защитных видеоустройств

1.2 Осуществление процесса видеоконтроля на предприятии

2. РАСЧЕТ ЗОН ПЕРЕКРЫТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ ВИДЕОКАМЕР

3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОСВ

3.1 Структурная схема аналоговой ОСВ

3.2 Структурная схема цифровой ОСВ

4. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОСВ

4.1 Виды PTZ-камер

4.2 Выбор оборудования

5. ВЫБОР ПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ ОСВ

6. ВЫБОР ПРОТОКОЛОВ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ОСВ

7. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ОСВ ОТ НСД

7.1 Требования к классу защищенности 3Б

8. ВЫБОР ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВ

9. РАЗРАБОТКА КАБЕЛЬНЫХ ТРАСС И МОНТАЖНЫХ СХЕМ ВИДЕОКАМЕР

10. РАЗРАБОТКА ИНСТРУКЦИИ ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ОСВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ



ВВЕДЕНИЕ

Целью данной работы не случайно является охранная система видеонаблюдения. Ещё пару десятков лет назад ОСВ могли позволить себе только крупные фирмы и государственные организации, однако время идет и они стали более доступными даже для частных лиц.

За последние пять лет на территории ЗАО АПК «Северный союз» значительно увеличилось число арендаторов и соответственно увеличился проходящий через территорию организации поток людей. Существующая система видеонаблюдения не в полной мере обеспечивает требуемую безопасность, хотя и была модернизирована несколько раз. Она не справляется с охватом всей территории, крайне не рационально расположены зоны охвата камер, фактически камеры устанавливали там, где это требовалось, не производя предварительных расчетов, камеры периодически выходят из строя из-за неправильной установки, отсутствует автономный источник питания. Так же существует определенная сложность в виде того, что часть системы видеонаблюдения пишет данные на видеорегистратор, а часть на персональный компьютер(ПК), расположенные в разных помещениях на территории ЗАО АПК «Северный союз». Фактически получается что мы имеем две системы видеонаблюдения, что крайне не удобно в эксплуатации и обслуживании.

Было принято решение о нецелесообразности модернизации действующей системы видеонаблюдения и создании новой ОСВ со следующими требованиями: данные должны храниться в одном месте; должен быть установлен автономный источник питания, на случай отключения электроэнергии; камеры должны иметь вандалостойкие корпуса; линии передачи данных должны находиться на достаточной высоте над землей; возможность управления системой оператором - охранником.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДХОДОВ К РАЗРАБОТКЕ ОХРАННЫХ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

В наши дни ситуация такова что, в здании любой организации и на прилегающей к ней территории есть необходимость в создании системы безопасности. Сейчас зачастую системы видеонаблюдения входят в состав систем контроля и управления доступом (СКУД), выполняя функцию защиты от проникновения на территорию посторонних лиц.

Наибольшее распространение получили именно они. Создание систем видеонаблюдения является основным направлением в вопросах защиты предприятия. Установленная ОСВ позволяет контролировать работу персонала и может гарантировать сохранность имущества. Наличие постоянного контроля дает возможность круглосуточно следить за всеми происходящими событиями на подконтрольной территории в режиме реального времени.

Видеонаблюдение на территории предприятия может осуществляться открытым и скрытым способами. В первом случае все работники предприятия информированы о том, что за добросовестным выполнением их работы и соблюдением дисциплины ведется постоянный контроль.

При установке такого вида наблюдения, сотрудники стараются максимально качественно и добросовестно выполнять свои должностные обязанности. Во втором случае применяется скрытое наблюдение и работники не догадываются о ведении постоянного наблюдения, поэтому ведут себя естественно и свободно.

Такой вид контролирования дает возможность руководству объективно оценивать качество выполняемой работы и поведение отдельных лиц. После принятия решения об осуществлении всестороннего и круглосуточного наблюдения за охраняемой территорией организации, у владельцев или ответственных за обеспечение безопасности лиц появляется вопрос: « Как организовать видеонаблюдение?».

Процесс создания ОСВ может быть разнообразным. Комплектация оборудования и его установка зависит от особенностей территории организации и решаемых задач. Контроль на территории организации может осуществляться с использованием камер различного типа.

Выбор камеры напрямую зависит от назначения и непосредственно условий эксплуатации. ОСВ может комплектоваться следующими типами камер:

- корпусными;

- бескорпусными;

- купольными;

- мини;

- IP камерами;

- устройствами для внутреннего или наружного наблюдения.

В основном, типовая ОСВ имеет в своём составе следующие элементы:

- камеры на контрольно-пропускных точках;

- устройства, контролирующие перемещение транспорта по территории и возле нее;

- камеры, распознающие номерные знаки автомобилей;

- устройства, отображающие кузов автомобиля и его содержимое;

- механизмы видеоконтроля в парковочных зонах;

- видеокамеры наружного контроля охраняемого периметра;

- внутренние камеры, контролирующие различные помещения, отделы, цехи.

1.1 Основные цели использования защитных видеоустройств

видеоконтроль кабельный трасса монтажный

Рационально организованная ОСВ на территории предприятия решает ряд основных и второстепенных задач. Осуществление наблюдения, прежде всего, позволяет создать необходимый уровень безопасности на контролируемой территории.

Основными целями ведения наблюдения на территории предприятия являются:

- осуществление контроля за входом, а также въездом и выездом транспортных средств;

- наблюдение за происходящими событиями на защищенном периметре в целом, а также в отдельных внутренних помещениях;

- ведение ситуационного надзора за состоянием объекта;

- наблюдение за всеми перемещениями сотрудников по периметру предприятия в течение всего рабочего времени;

- осуществление надзора за работой сотрудников и происходящими производственными процессами.

На данный момент для создания ОСВ на предприятии используют IP камеры. Они позволяют получать изображение надлежащего расширения и качества. IP видеокамеры предоставляют более детальные кадры, а также имеют ряд преимуществ перед аналоговой техникой. Например, с помощью данных устройств можно выполнять такие задачи:

- распознавать автомобильный номер на дальнем расстоянии;

- получать четкое изображение посетителей и проводить их идентификацию по внешним признакам;

- осуществлять наблюдение за детализированными производственными процессами, которые требуют съемки крупного масштаба.

В настоящее время в данном сегменте рынка имеется достаточное количество компаний, которые выполняют установку ОСВ на территориях предприятий различной сферы деятельности.

Система видеонаблюдения является одной из основных составляющих частей комплекса безопасности. Наличие такого вида комплекса оказывает огромную помощь диспетчерским службам.

С помощью современного видеооборудования осуществляется контроль за всеми критичными зонами на территории предприятия, позволяя предотвращать возникновение экстренных ситуаций.

1.2 Осуществление процесса видеоконтроля на предприятии

При управление системой видеонаблюдения на территории предприятии необходимо учитывать особенности расположения контролируемых территорий и осуществляться по различным принципам. Отличительной особенностью видеоконтроля в промышленных зонах является установка видеооборудования в цехах или непосредственно производственных помещениях.

Установленные камеры должны вести наблюдение не только за работой сотрудников, но и за качеством выпускаемой продукции, а также процессом производства. Наиболее часто производится монтаж нескольких единиц видеооборудования различного назначения:

- устройства общего надзора за производственным процессом;

- видеокамера контроля деятельности оператора;

- оборудование, контролирующее автомобильную технику;

- видеокамеры для осуществления контроля над процессом взвешивания автомобилей (если деятельность предприятия связана с поставкой грузов);

- камеры для контроля над работой охранных постов.

Для того чтобы выполнить качественную организацию системы видеонаблюдения, необходимо устанавливать видеорегистраторы, датчики движения, устройства и механизмы контроля доступа, видеодомофоны и прочие устройства.

Установка оборудования и настройка работы комплекса в целом осуществляется профессиональными работниками специализированных фирм, имеющих соответствующие сертификаты.

Для узкоспециализированных сфер деятельности используют индивидуальные способы реализации ОСВ. При проектировании защитных линий учитывается несколько видов участков, которые обязательно должны быть оборудованы устройствами видеоконтроля:

- производственные цеха;

- склады готовой продукции и сырья;

- административно-хозяйственные помещения;

- контрольно-пропускные точки работников предприятия;

- точки въезда и выезда автомобильного транспорта на охраняемую территорию;

- весь периметр охраняемого объекта.

2. РАСЧЕТ ЗОН ПЕРЕКРЫТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ ВИДЕОКАМЕР

При проектировании ОСВ, необходимо рационально использовать ресурсы. Для этого нужно рассчитать зоны охвата каждой камеры, углы её установки, учесть зоны идентификации, различения и обнаружения.

Также при проектировании необходимо опираться на различные стандарты, нормативные и регламентирующие документы.

В соответствии с РД 28/3. 005 “Технические средства и системы охраны. Телевизионные системы видеонаблюдения (системы охранные телевизионные). Правила производства и приемки работ” можно выделить 3 типа зон:

- зона в которой осуществляется идентификация - выделение и классификация существенных признаков объекта наблюдения либо установление соответствия изображения объекта наблюдения, хранящемуся в базе данных;

- зона в которой осуществляется различение - раздельное восприятие двух объектов наблюдения, расположенных рядом, либо выделение деталей объекта наблюдения;

- зона в которой осуществляется обнаружение - выделение объекта наблюдения из фона либо раздельное восприятие двух объектов наблюдения, расположенных на расстоянии друг от друга, соизмеримом с их размерами.

Соответствие зоны обзора видеокамеры определенной цели (идентификация, обнаружение, различение) определяется по соотношению количество пикселей на 1 метр.

Для того, чтобы получить значение пиксель/метр необходимо количество пикселей видеокамеры по горизонтали поделить на ширину зоны обзора видеокамеры.

Например, разрешение 1МП камеры 1280х720 пикселей. Ширина зоны обзора видеокамеры 3,355м. Делим 1280 на 3,355 получаем 381,5 пиксель/метр.

В соответствии с рекомендациями JVSG:

- Идентификация - не менее 180 пиксель/метр;

- Распознавание - не менее 120 пиксель/метр;

- Обнаружение - не менее 60 пиксель/метр.

Дополнительно выделяют тип зоны - мониторинг. Это все, что больше 30, но меньше 60 пиксель/метр.

Для расчета будем пользоваться системой автоматического проектирования (САПР) IP Video System Design Tool 9. Это программа российских разработчиков от компании JVSG.

Действующая схема зон перекрытия и размещения видеокамер системы видеонаблюдения ЗАО АПК «Северный союз» рассмотрена в приложении 1. Она имеет в своем составе 5 статичных аналоговых камер уличного исполнения, подключенных к видеорегистратору и 11 статичных IP камер уличного исполнения, подключенных к компьютеру с установленным специализированным программным обеспечением и контроллером.

Камеры с 1 по 11 это IP-камеры, имеют разрешение 1920х1080 пикселей, угол обзора 62°, фокусное расстояние объектива - 4 мм, класс защищенности IP66, не имеют датчиков движения, являются китайским аналогом IP-камеры Samsung SCO-6081R.

Камеры с 1 по 4 установлены на высоте 4 метра. Длина мертвой зоны 4 метра, ширина 6,5 метров. Зона идентификации - от 4 до 5 метров, зона распознавания - от 5 до 12 метров и зона обнаружения - от 12 до 15 метров.

Камера 5 установлена на высоте 2 метра. Длина мертвой зоны 2,5 метра, ширина 4 метра. Зона идентификации - от 2,5 до 6 метров, зона распознавания - от 6 до 12,5 метров и зона обнаружения - от 12,5 до 15 метров.

Камеры с 6 по 8 установлены на высоте 4 метра. Длина мертвой зоны 5 метров, ширина 7 метров. Зона идентификации - отсутствует, зона распознавания - от 5 до 12 метров, зона обнаружения - от 12 до 25 метров и зона мониторинга - от 25 до 63 метров.

Камера 9 установлена на высоте 4 метра. Длина мертвой зоны 4,5 метра, ширина 7 метров. Зона идентификации - от 4,5 до 5 метров, зона распознавания - от 5 до 12 метров, зона обнаружения - от 12 до 25,5 метров и зона мониторинга - от 25,5 до 42 метров.

Камеры 10 и 11 установлены на высоте 2 метра. Длина мертвой зоны 2,5 метра, ширина 4 метра. Зона идентификации - от 2,5 до 6 метров, зона распознавания - от 6 до 12,5 метров, зона обнаружения - от 12,5 до 26 метров и зона мониторинга - от 26 до 42 метров.

Камеры с 12 по 16 это аналоговые камеры, имеют разрешение 640х480 пикселей, угол обзора 62°, фокусное расстояние объектива - 4 мм, класс защищенности IP66, не имеют датчиков движения.

Камеры с 12 по 16 установлены на высоте 4 метра. Длина мертвой зоны 3 метра, ширина 5 метров. Зона обнаружения - от 3 до 7,5 метров и зона мониторинга - от 7,5 до 17 метров.

Камеры с 6 по 9 имеют большую площадь перекрытия, но так как они расположены на одной части территории то мы не имеем достаточное количество зон распознавания и обнаружения, большое количество зон мониторинга позволяет нам увидеть движение, но что конкретно там происходит будет непонятно.

Камеры с 12 по 16 не имеют достаточных зон перекрытия, так же полностью отсутствуют зоны идентификации и обнаружения вследствие невысокой разрешающей способности матрицы объектива.

Новая схема зон перекрытия и размещения видеокамер ОСВ рассмотрена в приложении 2. Она должна иметь в своем составе 8 IP PTZ(Pan-tilt-zoom) камер видеонаблюдения уличного исполнения с датчиками движения, подключенных к компьютеру с установленным специализированным программным обеспечением и контроллером управления камерами.

Для каждой камеры есть зоны обзора. Красным цветом обозначена зона идентификации, желтым - зона распознования, зеленым - зона обзора. Для данного оборудования зона идентификации составляет от 0 до 150 метров.

Так как выбраны PTZ-камеры то фокусное расстояние объектива может изменяется в пределах 4,7-94 мм, что позволяет существенно изменять зоны обзора. Угол обзора для PTZ-камер составляет 360°. Камеры с 1 по 8 практически полностью покрывают территорию предприятия.

3. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОСВ

Типовая ОСВ включает в себя: камеры, каналы передачи аудио-видеосигналов, устройства для обработки аудио-видеосигналов, устройства для записи и хранения аудио-видеосигналов, устройства отображения видеосигналов. В зависимости от вида используемого оборудования все системы видеонаблюдения подразделяются на аналоговые системы и цифровые системы ip-видеонаблюдения.

Аналоговые ОСВ зарекомендовали себя своей надежностью, относительной простотой конструкции и достаточно небольшой стоимостью. Однако необходимо осознавать, что оборудование, используемое в аналоговых ОСВ, морально устаревает, и по выполняемым функциям и характеристикам значительно уступает оборудованию, базирующемуся на цифровых технологиях.

Аналоговые видеокамеры до сих пор применяются в современных ОСВ, чего не сказать об аналоговых обрабатывающих устройствах, которые не способны составлять конкуренцию оборудованию, используемому в цифровых системах.

По каналам передачи данных аналоговых ОСВ видеоизображение передают высокочастотные сигналы, которые фактически не имеют защиты от искажений. Поэтому на устройствах отображения видеосигнала могут быть видеоизображения с шумом и помехами.

На сегодняшний день цифровые системы видеонаблюдения постепенно вытесняют аналоговые. В результате наиболее распространенными являются цифровые системы видеонаблюдения, в которых используются аналоговые видеокамеры совместно с аналого-цифровыми преобразователями обработки видеосигналов. Для этого применяются цифровые видеорегистраторы, персональные компьютеры, имеющие плату видеозахвата, ip видеосерверы или целые комплексы специализированного оборудования.

Оцифрованные изображения удобны в использовании, хранении, архивировании и передачи по интернету. При данной организации ОСВ не исчезает главный недостаток аналоговых систем: передача изображения от камер наблюдения к цифровым устройствам записи и хранения осуществляется высокочастотным сигналом по коаксиальному кабелю.

При большой длине кабеля передачи изображения, он начинает работать как антенна. Все присутствующие в кабельных линиях шумы и искажения оцифруются вместе с изображением, значительно снизив его качество. ОСВ, при создании которых было использовано исключительно цифровое оборудование, лишены данных недостатков.

Аналоговые ОСВ используются для организации наблюдения за небольшими территориями, либо там где не требуется высокое качество изображения и идентификации объектов. Это могут быть складские помещения, офисы, автостоянки и т.п.

Для наблюдения за территориально-распределенными объектами, а также при создании ОСВ в крупных организациях применяются цифровые системы. Технические и функциональные возможности цифровых систем явно превосходят те же параметры аналоговых.

Быстрое развитие цифровых технологий в скором будущем позволит уравнять стоимости различных систем. С учетом этого, будущее явно за цифровыми системами.

3.1 Структурная схема аналоговой ОСВ

Аналоговые компактные видеокамеры являются одним из самых распространенных компонентов видеонаблюдения. Обычно для подключения аналоговых видеокамер используют коаксиальный кабель для передачи видеосигнала и кабель питания.

Для вывода видеоизображения можно использовать обычный телевизор. Для организации примитивной системы видеонаблюдения достаточно просто подключить камеру к телевизору.

В состав стандартной аналоговой ОСВ входит 5 компонентов:

- 4 видеокамеры;

- проводная сеть;

- квадратор;

- видеомагнитофон;

- мониторы.

Каждая камера аналоговой ОСВ подключается к квадратору, электронному устройству, предназначенному для мультиплексирования исходных видеосигналов в один.

Единый видеосигнал содержит изображения всех уменьшенных исходных видеосигналов, которые способны отображаться на одном мониторе. Если ко входам квадратора подключены 4 видеокамеры, а к выходу - всего один монитор, то на мониторе одновременно будет транслироваться уменьшенные изображения со всех четырех камер наблюдения.

Квадратор является центральным компонентом аналоговой ОСВ. К его входящим гнездам подключаются камеры наблюдения, а к выходящим - монитор и записывающее устройство. Видеофиксация осуществляется на видеомагнитофон (формат VHS). На один носитель помещается до 960 часов записей видеоизображения.

К преимуществам аналоговой ОСВ относится:

- простота в настройке и работе;

- высокая надежность системы;

- простота обслуживания системы.

Среди недостатков аналоговой ОСВ:

- ограниченная функциональность;

- невысокое качество изображений;

- необходимость в постоянном обслуживании: требуется постоянная смена и архивация заполненных носителей, периодическое обслуживание видеомагнитофона.

В настоящее время квадраторы и видеомагнитофоны фактически уже не применяются при создании ОСВ, так как морально устарели. Их функции переняли на себя видеорегистраторы(DVR). Структурная схема более современной аналоговой ОСВ выглядит следующим образом. Все видеокамеры подключаются к DVR при помощи коаксиального кабеля и BNC-разъёмов.

Расчет характеристик и последующий подбор коаксиального кабеля может обеспечить изображение достойного качества при длине кабеля до 300 м. К DVR для просмотра видеоизображений, передаваемых от камер наблюдения, также подключаются охранные мониторы.

3.2 Структурная схема цифровой ОСВ

Последним барьером для полного перехода систем видеонаблюдения на системы, в основе которых лежат исключительно цифровые технологии, остался коаксиальный кабель, соединяющий видеокамеры и цифровой видеорегистратор.

Компоненты современных цифровых систем, ip-камеры и ip-видеосерверы, устанавливают между собой связь с помощью Ethernet технологий, сети Internet или используя технологии беспроводных систем. Современные способы формирования видеоизображений, современное сетевое оборудование и специализированное видео оборудование позволяют создать ОСВ с огромными возможностями.

Для установления связи между компонентами цифровых систем применяется витая пара. В IP-камере устанавливается передатчик изображения, а в видеорегистраторе - приемник. При помощи связи между ними по витой паре происходит прием - передача изображения. Подобная система связи позволяет организовывать высококачественное видеонаблюдение на расстояниях до 2000 метров с применением усилителей сигнала - репитеров.

Самый доступный вариант подключения IP-камеры - просто соединить камеру и персональный компьютер, оснащенный сетевой картой, при помощи витой пары и присвоить видеокамере IP-адрес. Для просмотра и сохранения видеоизображений необходимо установить программное обеспечение, обеспечивающее работу данной IP-камеры.

Обеспечить системе возможность подключения большего количества камер сможет сетевой коммутатор. Для записи, хранения и воспроизведения видеоинформации понадобится сетевой видеорегистратор (NVR), так же его роль может выполнять ПК с установленной специализированной платой и ПО. Полная функциональность ОСВ достигается при наличии доступа к ней ip-видеонаблюдения с помощью сети Internet.

В таком случае сетевой коммутатор подключают к маршрутизатору, имеющему подключение к сети Internet, с помощью модема или Ethernet-кабеля. Это позволяет просматривать видеоизображение с камер в режиме реального времени, а также даёт возможность управлять ОСВ, после выполнения всех необходимых настроек. В состав стандартной цифровой ОСВ входят:

- IP-камеры;

- репитеры;

- канал передачи аудио-видеосигналов, питания и управления;

- сетевой коммутатор;

- сетевой видеорегистратор(NVR) или ПК;

- охранный монитор.

Распределительные системы ip-видеонаблюдения позволяют отображать порядка 100 видеоканалов на одном охранном мониторе и производить запись на жесткий диск изображения с IP-камер. Система выполняет автоматические проверки наличия сетевых подключений, осуществляет ведение журнала событий, отображает режимы работы каждого канала.

Структурная схема ОСВ для ЗАО АПК «Северный союз» рассмотрена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема ОСВ

Она имеет в своем составе 8 IP PTZ-камер, коммутатор поддерживающий технологию PoE и рабочую станцию, с установленным специализированным ПО и платой управления.

4. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ОСВ

PTZ-камера или Speed Dome Camera - это роботизированная управляемая камера видеонаблюдения со встроенным электронно-механическим приводом.

Вариофокальный объектив с переменным фокусным расстоянием позволяет удаленно изменять угол обзора видеокамеры (оптическое увеличение наблюдаемого объекта), а электро-механический привод дает возможность управлять PTZ-камерой по горизонтальной и вертикальной осям.

Управляется камера дистанционно с помощью специального пульта управления или специализированного программного обеспечения установленного на ПК в случае если подключение к камере происходит по протоколу TCP/IP.

4.1 Виды PTZ-камер

Аналоговые PTZ-камеры. Полученное изображение видеокамеры обрабатывается цифровым процессором. После обработки сигнал поступает на цифро-аналоговый преобразователь, который преобразует цифровой сигнал в аналоговый.

Камера подключается к видеорегистратору DVR или видеосерверу при помощи радиочастотного коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 75 Ом (марки РК, RG и т.п.). Для управления камерой используется дополнительный 6-ти жильный кабель.

Для управления применяется отдельный протокол с цифровой обработкой (распространенные стандарты DH-SD, PELCO-P, PELCO-D). Существенным минусом таких камер является низкое разрешение изображения и сильное ухудшение изображения при передаче сигнала на расстояния более 300 метров.

Цифровые IP PTZ-камеры. Обработанное цифровым процессором изображение передается в цифровом виде по протоколу TCP/IP. Данные поступают на цифровой IP-видеорегистратор или IP-видеосервер. Управление и передача данных происходит по кабелю типа UTP5е. Благодаря использованию матриц высокого разрешения и технологии цифровой передачи данных, разрешение изображения таких камер может достигать 2048х1536 пикселей.

IP PTZ-камера может иметь до 256 алгоритмов работы (пресетов). Однако теперь разработчики используют возможности не только современных детекторов, но и видеокамер.

Детекторы передают не только координаты объекта, но и направление его движения, так как пока камера будет поворачиваться на первоначальные координаты объекта, он уже переместится. Так же камеры имеют возможность работать не только по пресетам, но и выполнять прямые команды на установку по определенным координатам; они также обладают достаточной скоростью.

Необходимо обратить внимание, что не все IP PTZ-камеры могут поддерживать эти функции. Если в поле зрения камеры появляется несколько объектов, то она по заранее заданным пресетам может передать координаты этих объектов камере с которой имеет общие зоны перекрытия или будет переключаться между ними, следя за каждым в течение отведенного промежутка времени.

В настоящее время некоторые разработчики поставляют готовые решения ОСВ, где возможны и одновременное управление несколькими Speed Dome-камерами, и практически неограниченные комбинации обзорных и поворотных камер, которые предоставляют живую картину происходящего на 360° вокруг, одновременно обеспечивая высокое разрешение и детализацию движущихся объектов.

4.2 Выбор оборудования

Для ОСВ ЗАО АПК «Северный союз» лучше всего подходит высокоскоростная купольная PTZ камера Dallmeier DDZ4020.

Она имеет следующие характеристики:

- 1/3" КМОП матрица стандарта Full HD;

- цифровая обработка сигнала;

- 20-ти кратное оптическое увеличение;

- 12-ти кратное цифровое увеличение;

- механический ИК фильтр для переключения режимов «День/Ночь»;

- дополнительные функции (AWB, AGC, BLC) и режим «медленного затвора»;

- автоматическая фокусировка с ручной подстройкой;

- широкий динамический диапазон (WDR);

- цифровое шумоподавление (DNR);

- разрешение: SD (NTSC/PAL), Full HD (до 1080p/30);

- сжатие видео: H.264, MJPEG;

- скорость передачи данных до 60 кадр/с;

- скрытие приватных зон;

- функция обнаружения движения с регулируемой чувствительностью;

- сообщение о тревоге по протоколу DaVid, по e-mail и загрузка изображения по протоколу FTP;

- локальная видеопамять (USB/SDHC порт);

- буфер изображения 64 MB RAM;

- высокопроизводительный механизм наклона/поворота;

- 248 программируемых предустановок, 16 программируемых сканирований;

- 8 программируемых туров, 8 программируемых шаблонов;

- погодозащищенный корпус класса защиты IP67;

- встроенная грозозащита;

- рабочая температура от -40°С до +50°С;

- максимальная потребляемая мощность 25 Вт.

В качестве коммутатора подойдет любой коммутатор с 10 100 1000BASE-T портами, из них 8 портов с PoE c максимальной мощностью не менее 25 Вт на 1 порт, с пропускной способностью не менее 10 Гбит/с.

Выбран коммутатор NetLink NL-SW-AFG-08/С02S.

Он имеет следующие характеристики:

- 8 портов RJ-45 10/100/1000BASE-T PoE 802.3at;

- 2 комбо порта SFP / RJ45 1 Гбит/с;

- пропускная способность 10 Гбит/с.

В качестве репитера выбран ComOnyX CO-PE-S25-P104:

- входы 1x RJ45 (PoE+Data);

- выходы 1x RJ45 (PoE+Data);

- скорость Ethernet, Мбит/сек 10/100;

- длина линии Ethernet, м PoE линия - 100 м до и 150 м после устройства;

- тип PoE входа, мощность, Вт IEEE802.3af (15,4Вт), IEEE802.3at (25,5Вт);

- тип PoE выхода, мощность, Вт 1x IEEE802.3at до 25,5Вт, 2x IEEE802.3af до12Вт, 3х IEEE802.3af до 6Вт;

- детекция PoE Автоматическая, 802.3af/802.3at;

- используемые PoE жилы UTP (+)3/6, (-)1/2 или (+)4/5, (-)7/8;

- питание от линии PoE;

- Потребление, Вт <1;

- диапазон влажности до 90% (без конденсирования);

- диапазон рабочих температур, от -40°C до +75°C;

- вес, г 140;

- габаритные размеры, мм 200x40x30;

- класс защиты, IP65;

- тип корпуса металлический кожух уличного исполнения с возможность крепления на стену.

В качестве рабочей станции используется готовое решение от Dallmeier со следующими характеристиками:

- процессор Intel Core i7, 3, 5 ГГц;

- ОЗУ 4 модуля по 4 Гб DDR 4;

- жёсткий диск 4000 Гб, SATA, 3.5";

- сменный твердотельный накопитель 3.5'' SATA 128;

- 3 порта Mini Display Port 1.2;

- 1 разъём HDMI 2.0;

- 1 разъём Dual Link DVI-I;

- 1 разъём DVI-D, макс. 2048 Ч 1536 (4:3);

- цифровое разрешение макс. 5120x3200;

- разрешение VGA макс. 2480x1536;

- декодирование 2 платы GPU (Nvidia GeForce, два слота);

- потребляемая мощность 700 Вт;

- 2 разъёма RJ45, 10/100/1000 Мбит/с;

- размеры (ШЧВЧГ) 210Ч473Ч498 мм.

В качестве охранного монитора используется видеомонитор WideScreen 32, со следующими характеристиками:

- размер диагонали 32";

- разрешение 1920х1080;

- соотношение сторон 16:9;

- выходы HDMI, DVI, VGA, S-Video и BNC;

- потребляемая мощность 120 Вт.

В качестве грозозащиты применены устройства CROSS 1/kV, которые устанавливаются на линиях подключения камер, непосредственно перед коммутатором.

Источник бесперебойного питания EATON Ellipse ECO EL1600 USB DIN со следующими характеристиками:

- тип резервный;

- выходная мощность 1000 Вт;

- время работы 11 мин;

- 4 выходных разъема с питанием от батарей;

- тип выходных разъемов питания CEE 7;

- защита от перегрузки;

- защита от высоковольтных импульсов;

- защита от короткого замыкания.

5. ВЫБОР ПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ ОСВ

Самый простой и наиболее распространенный способ управления PTZ камерой - с помощью клавиатуры, а также отдельного автономного устройства с собственным источником питания. Клавиатура будет управлять поворотом и увеличением только с помощью кнопок и протокола RS-485.

Кнопок вполне достаточно, когда нужно только настроить камеры и потом управлять, например, пресетами. Но если оператору необходимо постоянно управлять камерами, такой пульт будет сильно замедлять его работу.

В таких случаях намного удобней будет пульт, имеющий джойстик, который позволяет управлять камерой сразу в двух направлениях, фокусным расстоянием объектива и скоростью поворота с меньшим затраченным временем.

Чем выше стоимость клавиатуры, тем большим количеством дополнительных возможностей она обладает.

Работу с видеорегистраторами ограничивает только то, что они должны быть выпущены той же компанией, что и клавиатура или работать по одному протоколу; при управлении видеокамерами таких конфликтов не возникает, так как пульты поддерживают несколько протоколов, а значит, имеется возможность управлять камерами от разных производителей.

Управление поворотными камерами уже очень давно является неотъемлемой базовой функцией видеорегистраторов. Только очень дешевые и очень ограниченные функционально DVR могут позволить себе ее отсутствие.

Камеры с non-PC DVR в большинстве случаев управляются с помощью интерфейса RS-485. Современные гибридные регистраторы способны работать как с аналоговыми, так и IP-видеокамерами и могут поддерживать управление по DCCP.

По способу управления все DVR можно разделить на 3 типа: управляющие с помощью клавиатуры видеорегистратора, расположенной на передней панели, управляющие только мышью, в случае отсутствия встроенной клавиатуры и DVR, поддерживающие оба варианта.

Первый вариант используется только в случае, когда крайне редко используется ручное управление поворотными камерами - камеры настроены обходить "пресеты" или "туры" в автоматическом режиме.

В большинстве случаев использование передней панели видеорегистратора для управления PTZ-камерой - это сущее мучение, так как работать приходится исключительно с кнопками в ограниченном количестве: никаких 3D-джойстиков.

Управление мышью также не отличается удобством. Простой вариант - это имитация ограниченного набора кнопок с передней панели, что ненамного удобней.

Конечно, настраивать все придется с помощью тех же кнопок или экранного меню, но это единственный вариант для всех регистраторов. Радует то, что регистраторов, управляемых мышью, становится все больше, но и у последних внутреннее программное обеспечение сильно различается.

Способы управления, перечисленные выше, имеют один общий недостаток. Любая Speed Dome-камера, как правило имеет 2 скорости управления.

Скорость управления в ручном режиме не превышает обычно даже и половины скорости поворота камеры в момент автоматической работы по пресетам. При этом становится ясно, что чем выше скорость ручного управления, тем меньше точность позиционирования камеры на интересующем участке или объекте.

Несложно заметить, что при таком способе управления камера использует не все возможности, заложенные в нее производителями, и эффективность ее использования может быть выше. Для этого разработаны новые компьютерные интерфейсы и протоколы.

Все IP PTZ-камеры разрабатываемой ОСВ имеют возможность управления через RS-485, передачу видеосигнала по коаксиальному кабелю и питание по отдельной линии, однако прокладывать дополнительные провода, когда существуют цифровые сети с высокой пропускной способностью и подачей питающего напряжения по стандарту PoE IEEE 802.3at, бессмысленно.

Единственный недостаток Ethernet-сети на UTP5e, являющейся базой для 99% IP-видеосистем, по сравнению с аналоговой - небольшая длина сегмента от устройства до коммутатора (около 100 метров, если не использовать репитеры).

6. ВЫБОР ПРОТОКОЛОВ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ОСВ

Выбранные камеры поддерживают протоколы передачи Pelco D и DCCP. Но только протокол DCCP в качестве проводной системы использует витую пару.

Протокол DCCP (Datagram Congestion Control Protocol; RFC-4336, -4340) является транспортным протоколом, использующим двунаправленные уникастные соединения с управлением перегрузкой для ненадежной доставки дейтограмм.

Протокол DCCP был разработан для приложений, которые реализуют поточную схему TCP, но имеют приоритет для своевременной доставки данных с сохранением порядка кадров или требуют надежности, или которым необходим механизм подавления перегрузки, отличный от TCP.

Ранее такие приложения использовали либо TCP, который предоставляет надежность и гарантию упорядочения доставки за счет неопределенно большой задержки, или UDP и независимого механизма управления перегрузкой (или вообще с отсутствием подавления перегрузки). Протокол DCCP предоставляет стандартный способ управления перегрузкой и позволяет воспользоваться механизмом ECN (Explicit Congestion Notification).

Протокол DCCP предназначен для приложений, которые не требуют параметров SCTP (Stream Control Transmission Protocol, RFC 2960), таких как упорядоченная доставка при нескольких потоках.

Протокол UDP исключает большие задержки, но приложения UDP, которые используют управление перегрузкой, вынуждены вносить задержки сами.

Протокол DCCP имеет встроенную систему управления перегрузкой, включая поддержку ECN для ненадежных потоков дейтограмм, исключая непредсказуемые задержки, характерные для TCP.

Протокол DCCP обеспечивает надежное согласование параметров при установлении соединения.

Одной из целей при разработке протокола DCCP было максимальное облегчение для UDP приложений перехода на DCCP на момент его внедрения.

Чтобы облегчить этот процесс, DCCP был спроектирован с минимальной избыточностью, как с точки зрения размера заголовка пакета, так и с позиции загрузки центральных процессоров машин партнеров.

В DCCP была создана минимальная функциональность, при сохранении возможности включения новых функций, таких как FEC (Forward Error Correction), псевдонадежность и множественные потоки, которые могут быть добавлены поверх DCCP, если потребуется.

Возможны разные механизмы управления перегрузкой для разных приложений.

Например, игры реального времени могут требовать быстрого использования всей доступной полосы пропускания, в то время как потоковая среда может использовать компромисс между скоростью отклика и стабильной, менее импульсивной передачей. (Резкое изменение потока может вызвать неприемлемые сбои UI (User Interface), такие как слышимые паузы или щелчки).

Протокол DCCP, таким образом, предлагает приложению выбор одного из нескольких механизмов управления перегрузкой.

Одной из альтернатив является TCP - подобное управление перегрузкой, сокращение вдвое окна перегрузки в ответ на потерю пакета. Приложения, использующие механизм управления перегрузкой, будут быстро реагировать на изменения доступной полосы, но должны выдерживать резкое изменение окна перегрузки, что типично для TCP.

Вторую альтернативу представляет механизм управления скоростью передачи, дружественный по отношению TCP.

Это алгоритм управления перегрузкой, базирующийся на уравнении скорости передачи данных, минимизирует резкие изменения скорости передачи.

Протокол DCCP позволяет также ненадежному трафику без проблем использовать технику ECN.

Ядро UDP API не может позволить приложениям считать UDP пакеты, адаптированными к ECN, так как API не может гарантировать, что приложение способно корректно детектировать или реагировать на перегрузку.

Ядро DCCP API лишено такого недостатка, так как имеет встроенный механизм управления перегрузкой.

В DCCP было решено не использовать менеджер управления перегрузкой, который допускает несколько одновременных потоков между отправителем и получателем.

Менеджер перегрузки может быть использован только приложениями, которые имеют свою собственную обратную связь в случае потери пакетов между конечными точками соединения, но этого нет во многих приложениях, использующих UDP.

Кроме того, сегодняшний вариант менеджера перегрузки, как правило, не поддерживает более одного механизма управления перегрузкой. DCCP должен быть способен использовать механизм управления перегрузкой там, где это требуется приложению.

Предполагается, что протокольные механизмы DCCP, будут адаптированы к любому приложению, требующему уникастных потоков с управлением перегрузки.

Механизмы управления перегрузкой, встраиваемые в DCCP, описаны в отдельных ID профайлах управления, они могут, однако вызвать проблемы для некоторых приложений, включая широкополосное интерактивное видео.

Эти приложения должны быть способны использовать DCCP, когда будут стандартизованы подходящие ID профайлы управления перегрузкой.

Протокол DCCP имеет следующие характеристики:

- реализует поток дейтограмм с подтверждением получения, но без повторной посылки;

- ненадежный диалог установления и разрыва соединения;

- надежное согласование параметров;

- выбор механизмов подавления перегрузки;

- опции, которые говорят отправителю с высокой надежностью, какие пакеты достигли получателя, были ли эти пакеты помечены, повреждены, или отброшены во входном буфере получателя;

- управление перегрузкой, снабженное встроенной индикацией явной перегрузки ECN (Explicit Congestion Notification);

- механизмы, позволяющие серверу избежать поддержки состояний неподтвержденных попыток соединений.

7. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ОСВ ОТ НСД

Протокол DCCP не предоставляет криптографических гарантий безопасности. Приложения, требующие серьезной безопасности должны использовать IPsec или какую-то иную схему безопасности. Несмотря на это, благодаря используемой системе нумерации пакетов протокол DCCP имеет возможность противостоять некоторым видам атак.

Так как в данной ОСВ не предусмотрено подключение к сети Internet, то будет достаточно воспользоваться требованиями к классу защищенности от НСД 3Б (Руководящий документ "Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации": утв. решением Государственной технической комиссии при Президенте РФ от 30 марта 1992 г.).

7.1 Требования к классу защищенности 3Б

Подсистема управления доступом должна осуществлять идентификацию и проверку подлинности субъектов доступа при входе в систему по паролю условно-постоянного действия, длиной не менее шести буквенно-цифровых символов.

Подсистема регистрации и учета должна осуществлять регистрацию, как входа субъектов доступа в систему, так и их выхода из системы, либо регистрацию загрузки и инициализации операционной системы и ее программного останова. В параметрах регистрации указываются дата и время входа (выхода) субъекта доступа в систему (из системы) или загрузки (останова) системы. Так же должен проводиться учет всех защищаемых носителей информации с помощью их любой маркировки и с занесением учетных данных в журнал (учетную карточку).

Подсистема обеспечения целостности программных средств должна обеспечивать целостность защиты информации НСД, обрабатываемой информации, а также неизменность программной среды. При этом целостность средств защиты информации НСД проверяется каждый раз при перезагрузке системы по наличию идентификаторов компонентов средств защиты информации.

Должна осуществляться физическая охрана устройств и носителей информации, предусматривающая контроль доступа в помещения посторонних лиц, наличие надежных препятствий для несанкционированного проникновения в помещения и хранилище носителей информации в нерабочее время. Необходимо проводить периодическое тестирование функций средств защиты информации НСД с помощью тест-программ, имитирующих попытки взлом. Должны быть предусмотрены средства восстановления средств защиты информации НСД, обеспечивающие ведение двух копий программных средств и их периодическое обновление и контроль работоспособности.

Корпус рабочей станции должен быть опломбирован. Для защиты подключения к рабочей станции незарегистрированных носителей информации, сделано разграничение доступа осуществлено таким образом, что оператор ОСВ не имеет возможности воспользоваться свободными USB портами, так как они работают только в режиме администрирования. Также используется антивирус Kaspersky Anti-Virus 2018 18.0.0.405.

8. ВЫБОР ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОСВ

В качестве операционной системы для рабочей станции Dallmeier рекомендует использовать ОС Microsoft Windows 7 Ultimate 64 бит.

Для управления системой используется специализированное ПО AXXON NEXT 4.1.0.6525. Программный комплекс Axxon Next обладает современной функциональностью, которая непрерывно обновляется и развивается.

Программный комплекс Axxon Next предоставляет широкие возможности масштабирования, адаптации к специфике решаемых задач, перераспределения используемых ресурсов при изменении количества или качества задач видеонаблюдения и аудиоконтроля на подконтрольных объектах.

Система видеонаблюдения на базе программного комплекса Axxon Next может включать неограниченное количество видеосерверов, рабочих мест операторов и видеокамер.

Программный комплекс Axxon Next поддерживает более 9900 моделей IP-камер, а также позволяет работать через мобильные устройства и веб-интерфейс.

Программный комплекс Axxon Next включает в себя комплексную систему анализа видеоизображений. Она имеет следующие видеодетекторы:

- детектор движения;

- детектор изменения фона;

- детектор потери качества видеоизображения;

- детектор оставленных предметов;

- детектор пересечения линии в выбранном направлении;

- детектор начала движения;

- детектор прекращения движения;

- детектор длительного пребывания объекта в зоне;

- детектор появления объекта;

- детектор исчезновения объекта.

Помимо видеодетекторов Axxon Next имеет два аудиодетектора:

- детектор шума;

- детектор тишины.

Возможно одновременное использование детекторов различных типов, а так же индивидуально, для каждого детектора, задание алгоритмов работы, автоматически выполняемых при срабатывании детектора.

В Axxon Next реализована функция распознавания человеческих лиц на видеоизображении и последующий поиск по ним в видеоархивах всех камер. Так же имеется возможность осуществлять поиск по загруженной фотографии или по изображению лица человека, выделенному на кадре видеоархива. В качестве результатов поиска система предоставит кадры видео из архива, на которых присутствует искомый человек.

В Axxon Next реализована функция распознавания номеров транспортных средств. Распознанные номерные знаки автоматически сохраняются в базу данных и согласуются с видео архивом всех камер камер. В случае когда не все символы номера удается распознать система генерирует несколько гипотез, что впоследствии повышает вероятность успешного поиска конкретного номера в автоматически формируемой базе данных.

Характеристики данного программного комплекса представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики программного комплекса Axxon Next

Поддержка архитектуры компьютеров	32 бит (x86), 64 бит (x64)
Поддержка IP-оборудования	IP-камеры и IP-видеосерверы. Список постоянно расширяется, поддержка нового оборудования добавляется в систему посредством обновления ПО Axxon Driver Pack
Алгоритмы видеокомпрессии	MJPEG, MPEG-2, MPEG-4, MxPEG, H.264, H.265, Motion Wavelet, Hik264 (только для x86)
Поддержка встроенной аналитики видеокамер	да
Поддержка сенсорных экранов	да
Поддержка аналоговых видеокамер	да (через платы видеоввода)
Количество одновременно отслеживаемых объектов трекером объектов	до 25
Количество Серверов в распределенной системе	неограниченно
Количество Клиентов, поддерживающих одновременное подключение к Серверу	неограниченно
Количество Серверов, одновременно передающих видеоизображение на Клиент	неограниченно
Количество каналов видеоввода для обработки видеосигнала в режиме «живое видео» на одном Сервере	неограниченно
Количество одновременно обрабатываемых сигналов, поступающих с микрофонов	неограниченно
Количество используемых поворотных устройств	неограниченно
Количество источников событий (POS-устройств)	неограниченно
Количество архивов в системе	неограниченно
Количество каналов аудиовывода (на колонки, наушники и проч.)	определяется используемой для звуковоспроизведения звуковой картой
Количество каналов распознавания номеров транспортных средств	определяется лицензией, максимальное количество неограниченно
Количество каналов распознавания лиц	определяется лицензией, максимальное количество неограниченно
Доступные разрешения видеоизображения	разрешения, поддерживаемые видеокамерами

9. РАЗРАБОТКА КАБЕЛЬНЫХ ТРАСС И МОНТАЖНЫХ СХЕМ ВИДЕОКАМЕР

К уличным ОСВ предъявляются требования по соответствию технических характеристик применяемого оборудования условиям уличной эксплуатации, классу защищенности камер и расположению кабельных трасс. В конструкции камер учитывается влияние факторов воздействия окружающей среды. Они должны функционировать при отрицательных температурах, не пропускать мелкие частицы пыли и влагу, иметь способность противостоять различным актам вандализма и вести наблюдение в отсутствии достаточного уровня освещенности.

Рассмотрим особенности прокладки кабельных трасс и монтажа видеокамер. Заявленный срок эксплуатации кабельных сетей примерно должен соответствовать сроку службы оборудования и всей системы в целом. Заметим что, кабельные трассы, в отличие от оборудования ОСВ, на протяжении собственного жизненного цикла, не обслуживаются. Кабельная система должна быть спроектирована и проложена с учетом всех потенциальных угроз физической целостности каналов, сохранении их технических параметров, достаточных для выполнения своих функций - качества изображения и расстояния передачи сигнала. С увеличением расстояния сигнал будет затухать, снижая силу. И хотя витая пара устойчиво передает видеосигнал на расстояния до 2 км, при длине кабеля более 100 метров устанавливаются репитеры, потому как ни один коммутатор с технологией PoE не выдает номинальную мощность на большие расстояния.

Рассмотрим основные способы прокладки кабельных трасс для трансляции видеосигнала:

- под землей;

- по воздуху;

- через муниципальные подземные коммуникации, но для этого требуются соответствующие разрешения.

Специфика прокладки кабельных трасс под землей требует глубины закладки трассы - 0,6-1 м.

Деформации грунта природного или искусственного происхождения, могут оказать неблагоприятное влияние на кабель - исказить сигнал или произвести обрыв линии. Рекомендуется прокладывать кабель в бронированном исполнении для гарантии безотказной работы ОСВ. Так же предусматриваются устройства грозозащиты всех пар кабеля, которые устанавливаются на оба конца трассы, таким образом, ОСВ защищается от опасных наводок напряжений и грозовых разрядов. Подземные кабельные трассы укладывают в стальные трубы или металлические гофрированные рукава.

При построении кабельных трасс по воздуху не допускаются нагрузки на растяжение кабеля. Даже растяжение кабеля может вызвать искажение видеоизображения, управляющих сигналов или питания камер. Для этого, при прокладке по воздуху используется несущий трос.

Прокладка линий через муниципальные подземные коммуникации оправдана экономически, если есть разрешительные документы и подтверждение квалификации монтажников. Однако при прокладке кабельных трасс через канализационные магистрали есть свои нюансы в виде крыс, агрессивной среды и счетчиков сточных вод. В этом случае для защиты, кабель помещают в бронированную оболочку, которая заземляется по всем нормам электробезопасности.

Не стоить забывать и о требованиях производителя к минимальному радиусу изгиба кабеля на поворотах, для UTP5e он составляет не менее 5 диаметров кабеля.

Сеть передачи видеосигнала кроме кабельных трасс включает в себя репитеры которые располагаются на улице.

Особенности уличного монтажа ОСВ ЗАО АПК «Северный союз» предполагают:

- использование цепей заземления видеокамер и коммутатора;