2

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра "Компьютерные технологии и системы"

Курсовой проект

Проектирование системы телевизионного видеонаблюдения

по дисциплине

"Комплексные системы защиты информации"

Брянск 2010

Аннотация

безинструментальный звукоизоляция информация защита

В данной курсовой работе разработана система защиты информации помещения учебного заведения "Брянский Открытый Институт Управления и Бизнеса" (далее БОИНУБ) с использованием технических средств. Был проведен анализ циркулирующей на предприятии информации, а также были выявлены источники и возможные каналы утечки, в следствие чего обосновывается необходимость установки дополнительных средств защиты информации.

В заключительной части курсовой работы произведена безинструментальная оценка звукоизоляции защищаемого помещения и расчет подходящих технических средств защиты информации для данного помещения.

Введение

Системы телевизионного наблюдения предназначены для обеспечения безопасности на объекте. Они позволяют наблюдателю следить за одним или несколькими объектами, находящимися порой на значительном расстоянии как друг от друга, так и от места наблюдения. В настоящее время системы телевизионного наблюдения не являются экзотикой, они находят все более широкое применение во многих сферах человеческой жизни. Наиболее простая система телевизионного наблюдения - это камера, подключенная к телевизору или монитору, такая система позволяет наблюдать за ребенком или автомобилем возле дома.

Электронные системы наблюдения позволяют выполнять и другие не менее важные и более сложные задачи. Например, наблюдение за несколькими больными одновременно, движением транспортных потоков на оживленных магистралях или в портах. Существует целый ряд применений систем видеонаблюдения в научных исследованиях и в промышленности, например, для контроля за технологическими процессами и управления ими. При этом наблюдение может производится в условиях низкой освещенности или в средах, где присутствие человека не допускается. Успешно эти системы используются в магазинах, в казино, в банках, на автостоянках. Малокадровые системы для дома и офиса способствуют повышению безопасности и создают дополнительные удобства.

Однако основной задачей, с которой должна справляться система телевизионного наблюдения, и именно для этих задач они и создавались, - это обеспечения физической безопасности объекта, как самостоятельно, так и при совместной работе с другими системами безопасности.

Глава 1. Проектирование ТВСН

1.1 Общий подход к проектированию ТВСН

Одно из отличий систем охранного телевидения от других систем безопасности заключается в уникальности построения практически каждой видеосистемы (по сравнению, например, с системами охранной, пожарной или автомобильной сигнализации, состоящих из программируемого контроллера и набора стандартным образом подключаемых датчиков, вырабатывающих двухуровневые цифровые сигналы).

Проектирование охранного телевидения включает в себя первоначальный выбор ее конфигурации в соответствии с требованиями ТЗ, подбор необходимых приборов и аксессуаров, выбор варианта их подключения и корректировку конфигурации видеосистемы в соответствии с параметрами реально существующего на рынке систем безопасности оборудования. Несомненно, есть много сходного (и даже повторяющегося) в различных системах охранного телевидения, и все же каждый раз: новое техническое задание - это другая конфигурация, это другие уровни сигналов и помех, иначе говоря, это новая видеосистема.

В мире не так много производителей оборудования, которые бы обеспечили проектировщика целиком всем необходимым для создания всей системы охранного телевидения. Поэтому в одной и той же видеосистеме, как правило, используется оборудование различных производителей. Чтобы из разных приборов, как из кубиков, создать единую, функционально законченную и надежно работающую видеосистему, все ее части должны обладать конструктивной и электрической совместимостью. Когда этого почему-то не происходит, появляются паяльник, напильник, какие-то незапланированные проводки и перемычки. К примеру, оказывается, что объективы с автодиафрагмой одной фирмы не управляются от видеокамер другой фирмы, а приемники сигналов телеуправления вообще управляются только от "своих" клавиатур.

Для электрической совместимости блоков во всем мире провозглашено, что в каждой точке распространения видеосигналов в пределах любой видеосистемы эти видеосигналы должны быть одинаковыми, т.е. можно подключить осциллограф, и он покажет стандартный полный телевизионный сигнал (синхроимпульсами вниз) размахом 1 В на нагрузке 75 Ом независимо от "национальности" используемых приборов. Однако, как уже говорилось, жизнь намного богаче сухой теории - реально видеосигналы существенно отличаются от 1 В (если они больше 1 В, то изображение будет чрезмерно контрастным, с уменьшенным количеством градаций от черного к белому, при этом возможен срыв синхронизации; если меньше 1 В - изображение вялое, как на недопроявленной фотографии, возможно мигание цвета в цветных видеосистемах и опять же, срыв синхронизации).

Помочь в вопросе тестирования параметров видеосистем может использование специальных испытательных таблиц. В этом случае появляется возможность проверить результирующие характеристики всей системы и отдельных ее частей, причем не только на оснащаемом объекте, но еще и до монтажа, моделируя ситуацию с помощью бухты кабеля и комплекта выбранного оборудования. Эти результаты можно предъявить Заказчику на этапе согласования технического задания. Испытательные таблицы могут помочь и в случае конфликтной ситуации с Заказчиком.

На основании требований того, что должно быть видно, выбираются соответствующие зоны видеонаблюдения (с выездом проектировщика на объект Заказчика, либо используя план помещений или местности). Желательно, чтобы в поле зрения видеокамер попадало максимальное количество дверей, коридоров, лестниц, с тем, чтобы злоумышленник был бы обнаружен при любой траектории его движения. Особенно важными с точки зрения безопасности являются въезды и выезды, ворота и прилегающие к ним территории, заборы, дворы, стоянки автомобилей.

Если говорить о необходимом размере изображения человека на экране видеомонитора, то тут нет единого мнения. Существует, например, такая рекомендация:

· для мониторинга обстановки в контролируемой зоне размер изображения человека по вертикали должен составлять порядка 5% от высоты экрана (непонятно, человек или собака, но что-то движется),

· для четкого обнаружения человека размер должен составлять 10% (не ясно, мужчина или женщина, но точно - человек),

· для узнавания человека размер должен быть 50% (вроде, Николай Георгиевич…),

· для идентификации, опознавания размер должен быть 120% от высоты экрана (точно, он!).

Далее выбираются наиболее удобные места крепления. Это определяет ракурсы наблюдения (например, можно повесить видеокамеру прямо перед входом, но тогда будут видны одни лишь макушки голов, которые для опознавания не всегда пригодны). При выборе мест размещения видеокамер следует прогнозировать влияние возможных препятствий - деревьев, кустов, распахивающихся дверей. Следует исключить попадание в поле зрения видеокамеры источников света (прямые солнечные лучи, огни рекламы, осветительные фонари, фары автомобилей), а также отражений от создающих блики поверхностей (вода, стекла и пр.). При этом должен обеспечиваться необходимый для нормальной работы видеокамеры уровень освещенности. Предлагаемые технические решения должны быть комплексными: если предлагаете использовать видеокамеру с питанием от источника постоянного тока или инфракрасный осветитель, сразу же следует решать вопрос о необходимом блоке питания, не забыть выбрать кронштейн, термокожух и т.д.

Отметим, что видеокамера, как и любой прибор системы безопасности, может стать объектом диверсии. Борьба с вандализмом происходит в следующих направлениях:

· используют специальные кожухи и кронштейны, затрудняющие повреждение или похищение видеокамеры,

· применяют специальные схемотехнические решения (тревога при попытке снять кронштейн или приблизиться к нему, при пропадании видеосигнала),

· используют пассивную форму защиты (видеоглазки, скрыто установленные видеокамеры) - приборы как бы мимикрирует в окружающей среде и эффективны до тех пор, пока не обнаружены злоумышленниками.

Точка расположения видеокамеры и подлежащие наблюдению объекты (дверь, ворота, шлагбаум, склад) образуют сектор наблюдения. Определение оптимального количества таких секторов является многовариантной задачей. Недостаточное количество видеокамер приводит к наличию в пространстве так называемых "мертвых зон". Чрезмерное количество видеокамер приводит к неоправданному повторению схожих изображений. Естественно, что это ведет к росту стоимости оборудования (видеокамеры, объективы, кронштейны, кожухи, кабели), усложнению оборудования обработки видеосигналов, а значит, и к удорожанию видеосистемы. С другой стороны, увеличение числа каналов приводит к уменьшению времени наблюдения по каждой зоне, к уменьшению размеров изображения при мультисценовом отображении на видеомониторе - вместо ожидаемого повышения информативности видеосистемы происходит ее уменьшение. Выбранные секторы наблюдения однозначно определяют углы обзора видеокамер (либо расстояния до объекта и поля зрения). На основании этих параметров и знания форматов видеокамер определяются фокусные расстояния объективов.

Опыт проектирования показывает, что, несмотря на многообразие задач видеонаблюдения, некоторые требования, формулируемые заказчиками, нередко оказываются тождественными. Это привело к созданию изготовителями небольших готовых, так называемых мини-видеосистем, обеспечивающих решение ряда "стандартных" задач. Каждая такая мини-видеосистема содержит одну или несколько видеокамер со встроенными объективами и диодами инфракрасной подсветки, микрофонами, специальными кронштейнами, видеомонитор со встроенным 2- или 4-входовым видеокоммутатором, а также комплект соединительных кабелей. Преимущества использования мини-видеосистем:

· возможность проведения натурных испытаний на объекте заказчика,

· сокращение времени и средств на проектирование и монтаж видеосистемы,

· возможность гибкой трансформации видеосистемы при переезде с одного объекта на другой.

Необходимую для проектирования видеосистемы информацию получают из общения с Заказчиком, поэтому многое зависит от диалога проектировщик-заказчик. Остановимся на этом подробнее. Например, нередко, приходит Заказчик и с порога заявляет, что ему нужно установить 7 видеокамер (не 6, и не 8), и у него только один вопрос - "что это будет стоить?". Возможно, это природная самоуверенность. Возможно, желание сразу же показать, что его так просто не проведешь… А может, товарищ ничего не собирается приобретать, а просто исследует рынок. Дайте человеку выговориться. Выслушайте человека. А потом уточните, почему именно 7?

Никогда не идите на поводу у Заказчика (бездумно согласившись с ним сегодня, завтра и всю оставшуюся жизнь Вы будете жалеть об этом, но будет поздно). Если все-таки Заказчик настаивает на своих требованиях (а Вам они кажутся не вполне резонными), не спорьте, но попытайтесь аргументировано объяснить, к чему это приведет. А если и после этого Заказчику все-таки "так хочется" - пусть будет так. Только тактично поясните ему, что в этом случае всю ответственность за техническое решение он берет на себя сам. И обязательно подпишите у Заказчика техническое задание.

Никогда не обещайте Заказчику невозможного. Заказчик будет Вас сильно уважать, если Вы аргументировано объясните физические ограничения решения его задачи, честно укажите границы реализуемого. А если при этом Вы еще широкими мазками обрисуете, от каких напастей его оберегли, что бы случилось, если бы сразу согласились с ним, то он и своим внукам будет рассказывать о Вас. Не бойтесь показать, что Вы чего-то не знаете (каждый может чего-то не знать) - хуже, если Вы с уверенным видом понесете ахинею

Вторым по значимости вопросом при проектировании системы охранного телевидения является вопрос: Цветная видеосистема или черно-белая? Достоинства цветных видеосистем очевидны:

· повышенная информативность,

· более естественное отображение,

· цветное изображение кажется объемным,

· более достоверное отображение людей и объектов.

Черно-белые видеосистемы:

· высокая разрешающая способность,

· высокая чувствительность,

· низкая цена.

Цветные видеосистемы:

· пониженная разрешающая способность,

· пониженная чувствительность,

· высокая цена,

· плохо работают, если для дополнительной подсветки совместно с ними используются лампы дневного света или инфракрасные осветители.

И все-таки определенная потребность в цветных видеосистемах существует и в России (и она наверняка будет возрастать). Если же требуется система охранного телевидения, имеющая высокую разрешающую способность, то в такой видеосистеме обязательно должны использоваться ВСЕ приборы, имеющие выходы не композитного видеосигнала (одновременная передача сигналов яркости и цветности), а S-VHS сигнала (раздельная передача яркостного сигнала Y и сигнала цветности С).

1.2 Изучение объекта и формулировка технического задания

Первичный осмотр объекта

Должен происходить в сопровождении представителя заказчика для ознакомления с объектом, его топологией, а главное, принятой у заказчика терминологией обозначения частей объекта. Под словом объект в данном случае понимается защищаемая местность, будь то металлургический комбинат, однокомнатная квартира или отдельное офисное здание. На этом этапе следует выяснить, что имелось в виду под словами "окрестности", "периметр", "фасадная часть" и тому подобными. Главная цель - убедиться, что теперь вы и заказчик по возможности одинаково понимаете формулировки. Не спешите, увидев местность, заявлять, что какое-то требование невозможно, а в чём-то он ошибается. Ваша задача - проникнуться проблемами клиента и понять, чего он хочет. Даже если он хочет невозможного. Встречаются более конкретные "невозможные" требования, например, "с 300 метров различать номинал передаваемой купюры". К таким требованиям следует относиться уважительно, не исключено, что они не такие уж и невозможные, например, впоследствии выяснится, что камеру можно всё-таки установить в 5 метрах или что достаточно заметить сам факт передачи денег, или, может быть, клиент согласится зафиксировать конкретное место с точностью до полуметра, на котором всегда будет происходить передача денег.

Теперь вам предстоит по планам, а лучше, лично на местности, вооружившись чертежами, изучить объект не хуже собственной квартиры. Для каждого участка надо подробно уяснить необходимую степень детализации на различных расстояниях. Отсюда формируется начальное предположение о размещении камер наблюдения.

Постарайтесь провести объективные замеры освещённости в различных условиях. Не слишком доверяйте утверждениям типа "ночью площадка хорошо освещена". Обратите внимание на возможные большие перепады освещённости в пределах поля зрения камеры, отблески от стеклянных поверхностей. Отдельно отметьте возможные чрезвычайные ситуации, выход из строя систем освещения, особенно если значительная доля освещения обеспечивается за счёт коммунальных уличных фонарей, неподконтрольных службе охраны объекта.

Одновременно наметьте предполагаемые места установки дополнительных элементов - например, ламп освещения. Обратите внимание на особенности монтажа камер и прокладки кабеля, наличие электромагнитных помех и другие особые условия.

Рассчитайте для каждой камеры, которые будут записываться на видеомагнитофон, допустимые интервалы записи кадров, в частности, оцените время пересечения нарушителем поля зрения камеры. В зависимости от задачи может быть достаточно 1-2 кадра за это время, а может требоваться 5-10 кадров за время нахождения на расстоянии идентификации.

Отдельная подзадача - проектирование энергоснабжения системы. Оптимально обеспечить централизованное бесперебойное питание всех элементов, вплоть до резервирования дизельной подстанцией. Однако в некоторых случаях невозможно обеспечить питание удалённых камер, например, если прокладка кабелей вообще невозможна и передача видеосигнала от камеры планируется по радиорелейной линии. Некоторые камеры могут питаться от локального источника из соображений экономии. Во всех этих случаях следует выяснить наличие и свойства линий энергоснабжения вблизи мест установки камер.

В результате необходимо сформировать список камер с указанием их расположения, номера и параметров. На этой стадии не следует стремиться детализировать конкретную комплектацию камер и всей системы, параметры должны определяться реальными требованиями, время компромиссов еще наступит, когда ради экономии требования будут корректироваться под реальное оборудование.

Обработка техзадания

Настало время свести воедино все сведения, полученные от клиента и при осмотре местности и конкретизировать основные элементы системы. На этом этапе вы должны быть в состоянии специфицировать систему, обеспечивающую решение всех поставленных задач. Затем наступит этап обсуждения альтернативных компромиссных вариантов, но обе стороны уже будут четко сознавать, сколько стоит решение каждой задачи и какими задачами пришлось пожертвовать в окончательном варианте.

Обратите внимание, что до этого момента предполагаемый бюджет задачи обсуждаться не должен вообще. Большинство клиентов не могут оценить стоимость системы или отдельных ее частей, поэтому, если они будут постоянно иметь в виду ценовые ограничения при формулировке задачи, то, вероятно, пойдут на компромисс не там, где это действительно имеет смысл. Характерный пример: "мониторов наблюдения можно поставить только два, но все десять камер должны быть поворотными" - человек просто не знает, что при 10 PTZ камерах количество мониторов на общей сумме сказывается в третьем знаке. Конечно, неприятно после выполнения большого объёма работы узнать, что бюджета заказчика достаточно лишь на видеодомофон на входной двери. Чтобы избежать таких крайностей, можно посоветовать сразу же назвать примерную сумму, которую, по вашему мнению, будет стоить система на объект такого размера, и ориентироваться на реакцию клиента. Однако не углубляйтесь в обсуждения цены отдельных элементов, пока не выясните потребности клиента.

Описать, как построить правильную систему, невозможно. Это процесс творческий, требующий не только знаний, но и фантазии. Полезно на этом этапе обсуждать предполагаемые концептуальные решения с представителем заказчика. Вы, проектировщик, может быть, знаете всё о системах видеонаблюдения, но зато заказчик знает всё об особенностях объекта, своих нуждах и возможностях по эксплуатации системы. Например, нередко существенным является вопрос - устанавливать много фиксированных или несколько управляемых камер. Ответ на такой вопрос зависит, в частности, от предполагаемого взаимодействия системы наблюдения и других охранных систем, а также от того, насколько эффективным и постоянным будет управление поворотными камерами, будет ли обеспечено постоянное присутствие и внимание операторов наблюдения.

1.3 Разработка коммерческого предложения

Большой размер коммерческого предложения не означает его высокого качества. В частности, не обязательно точно приводить всю комплектацию, но обязательно довести до понимания заказчика, почему предлагаются те или иные решения. Не забывайте, что клиент имеет, как правило, только самые общие представления об описываемой технике, поэтому избегайте употребления специального жаргона, насколько это возможно. Нередко "Коммерческие предложения", представленные разными проектировщиками участвуют в конкурсе, порой даже без ведома авторов этих предложений. Поэтому необходимо продемонстрировать высокий профессионализм и респектабельность вашей фирмы, а также убедить читающего "Предложение" заказчика, что именно эта система наиболее полно решает все его проблемы, даже те, о которых он не догадывался. Кроме того, полезно продемонстрировать гибкость в подходах, способность решить любые задачи и готовность к творческому поиску компромиссного решения. Продемонстрируйте заботу о финансовых интересах заказчика, укажите возможность коррекции спецификации по параметрам цена-качество. Не забудьте указать ограничения и недостатки предлагаемой системы. Это вызовет уважение, особенно по сравнению с конкурирующими предложениями, не указывающими своих недостатков, а также обеспечит защиту от предъявления впоследствии претензий в стиле "я этого не ожидал". Особенно неприятно получать такие претензии вместо оплаты по счёту после завершения работ.

Вообще, юридическая сторона дела весьма важна. Впоследствии, при заключении договора на поставку и монтаж оборудования "Коммерческое предложение" практически полностью войдёт в этот договор. Внесение изменений в текст "Предложения", после того, как оно одобрено клиентом, весьма затруднительно, поэтому нередко именно первоначальные формулировки становятся юридически зафиксированными условиями договора. В связи с этим особенно важно чётко зафиксировать основные положения, в частности, строго сформулировать поставленные клиентом в техзадании цели.

Текст "Предложения" должен достаточно легко читаться. Перегруженность основного текста однообразными, нередко полностью повторяющимися описаниями конфигураций камер затемняет содержательную, важную для заказчика часть - зачем и для чего устанавливается эта камера, и почему она не такая, как остальные, почему именно за эту камеру он должен платить втрое больше, чем за соседнюю, решение каких задач потребовало применения такого оборудования. Опишите стандартную конфигурацию один раз, а затем описывайте только отличия от неё. Если вы боитесь, что такое описание будет неточным или несолидно коротким, приложите дополнительно полный список в виде таблицы, но описательная текстовая часть "Предложения" должна быть понятной даже непрофессионалу и достаточно краткой. Иначе её не будут читать вообще или будут, но не те люди, которые принимают решения, а их третьи помощники, да и они от усталости не заметят заложенных вами гениальных идей.

Не забудьте приложить план объекта с разметкой установки камер и других элементов системы, а также схематическую конфигурацию системы, её основных блоков и их взаимодействие.

Структура "Предложения"

1. Исходные данные

Начинаться "Предложение" должно с формулировки задач, поставленных заказчиком, сжатого изложения информации, предоставленной им, и согласованной формулировки технического задания. Не стесняйтесь полностью привести посланную вам заявку от заказчика. Опишите, что было выяснено вами при осмотре объекта. Необходимо чётко зафиксировать исходные положения для построения системы. Это поможет избежать недопонимания при чтении текста "Предложения".

2. Комментарии к техзаданию

Далее приведите свои замечания по поводу техзадания и предлагаемые вами изменения к нему. Вполне естественно, что в процессе работы над "Предложением" вам в голову пришли мысли, которые вы не согласовали ранее с заказчиком, либо вы переосмыслили решения, принятые при обсуждении техзадания. Данный параграф должен объяснить, почему "Предложение" решает не совсем те задачи, которые ставились клиентом

3. Конкретизация задач

Формулировки задания, предоставленного клиентом, нередко грешат некоторой расплывчатостью. Поэтому следующий раздел - конкретизация поставленных задач. Например, если клиент написал "опознавать людей за воротами", укажите, на каком расстоянии, ведь от ворот до горизонта может быть довольно далеко. Основные ограничения, вводимые на этом этапе, должны быть предварительно согласованы с клиентом, но большинство будут вашей личной интерпретацией поставленных задач. Поэтому важно их полностью перечислить с тем, чтобы заказчик имел возможность обнаружить неприемлемые для него ограничения. Так, вы можете полагать, что опознавать людей перед упомянутыми воротами надо, когда они подошли вплотную - на 1-2 метра, а заказчик имел в виду, когда они выходят из-за угла в десяти метрах. Получить столь подробное техническое задание практически невозможно, поэтому написать его придётся вам, а клиент лишь ознакомится с ним и отметит свои возражения.

4. Общее описание системы

Раздел содержит самое общее описание, например:

Система включает 3 поворотные камеры (одна цветная) общего обзора за прилегающей территорией, 7 фиксированных внешних камер для контроля за входами в здание и окнами, 3 фиксированные внутренние камеры для наблюдения в коридорах первого этажа, одна цветная поворотная и 2 цветные фиксированные камеры в главном операционном зале, одна фиксированная камера перед дверью в деньгохранилище. Основной пост наблюдения имеет 2 цветных монитора 15" и один 20", в дежурном режиме изображение наблюдается через два квадратора. Один пульт управления поворотными камерами. Мультиплексор для записи заданных камер на видеомагнитофон с режимом 24 часа записи. Компьютер системы контроля доступа с интерфейсом для управления видеосистемой. Вспомогательный пост наблюдения в помещении дежурного возле входа имеет два 14" монитора, на которых вызываются изображения по тревоге, в частности, по команде с центрального поста. Органов управления поворотными камерами не имеет.

5. Концептуальные решения

В этом разделе следует описать, почему выбраны те или иные основные решения. Конечно, выбор сильно подвержен влиянию предпочтений и привычек проектировщика, однако есть и объективные причины, почему в одном случае вы предлагаете использовать несколько независимых мультиплексоров в роли центрального переключателя и применяете несколько больших мониторов в полиэкранных режимах, а в другом случае рекомендуете применение матричного коммутатора и множества разнесённых относительно мелких мониторов. Особенно важно пояснить свои решения, если вы предлагаете несколько существенно различных вариантов, ведь в таком случае выбор варианта вы возлагаете на клиента, и должны понятно объяснить ему, в чём состоит различие между этими вариантами, цена которых может отличаться в несколько раз. Вообще, предложить несколько вариантов очень полезно. Это не только демонстрирует гибкость в подходах, но и создаёт предпосылки для того, чтобы клиент выбирал между несколькими вариантами вашего предложения, а не между вашим предложением и предложением конкурента.

Особо отметьте возможности дальнейшего расширения и модификации системы. Нередко клиент предпочтёт вариант, прекрасно решающий задачи, хотя и не все, однако пригодный к дальнейшему расширению, нежели сопоставимый по цене вариант, который посредственно решает все поставленные задачи, но характеризуется тем, что при желании в будущем улучшить систему всё устанавливаемое сейчас оборудование придётся выбросить.

6. Подробное описание элементов системы

Здесь, наконец, уместно привести полное описание комплектации и параметров всех камер, точно описать возложенные на них задачи и пояснить необходимые подробности. Привести список оборудования постов наблюдения и описать предполагаемые режимы работы мониторов наблюдения. Описать режимы работы видеомагнитофонов и указать количество видеокассет и предполагаемые графики их замены. Это всё ещё текстовая часть предложения, поэтому не перегружайте её длинными списками мелких комплектующих.

В заключение приложите подробную спецификацию оборудования, с указанием цен и графика поставки. В пояснениях к спецификации можно обратить внимание заказчика на то, где содержится основная стоимость, какими пунктами вы рекомендуете пожертвовать в первую очередь, если общая сумма не умещается в предполагаемый бюджет, а также, какие элементы вы рекомендуете заменить на более дорогие или увеличить их количество, если клиент не слишком стеснён в

1.4 Алгоритм выбора оборудования

Оборудование охранного телевидения является составной частью охранного оборудования большинства систем безопасности. При разработке коммерческого предложения или проекта системы видеонаблюдения важно соблюдать системный подход. Как построить диалог с заказчиком, чтобы не упустить все важные моменты, определяющие характеристики системы видеонаблюдения? Как заказать оборудование для охранной видеосистемы, не делая ошибок? На эти вопросы поможет ответить данный алгоритм.

Параметры видеокамер

1. Черно-белая видеосистема или цветная

Черно-белая:

· лучше разрешающая способность,

· лучше чувствительность,

· экономически эффективная

Цветная:

· большая информативность

2. Количество видеокамер

· "что должно быть видно?"

· места расположения видеокамер,

· углы обзора

3. Фокусные расстояния объективов

· Из полученных углов обзора

4. Разрешающая способность для видеокамер выбирается с некоторым запасом, учитывая что результирующая разрешающая способность всей видеосистемы будет хуже, так как на нее влияют все элементы от объектива до видеомонитора, для уличных видеокамер, как правило, должна быть выше

5. Минимальная освещенность диктуется условиями освещенности объекта, наличием или отсутствием искусственного освещения, ИК-подсветки

6. Адаптация к изменению освещенности

· при установке в помещении достаточно электронного затвора видеокамеры,

· при установке вне помещений, как правило, требуется управление объективом с автодиафрагмой (предпочтительней управление постоянным током - объектив дешевле)

7. Наблюдение быстроперемещающихся объектов или быстропротекающих процессов электронный затвор, скорость работы которого устанавливается вручную

8. Отсутствие силуэта при встречной засветке компенсация встречной засветки

9. Необходимость синхронизации видеокамер

· для видеокамер с питанием от источника постоянного тока - внешняя,

· для видеокамер с сетевым питанием - от сети

10. Наличие микрофона при необходимости организации аудиоканала

11. Напряжение питания

· доступность источника питания,

· требование бесперебойности питания

12. Конструктивное исполнение

· корпусированная (для стандартных реализаций),

· бескорпусная (для скрытой установки),

· специального дизайна

13. Специфические требования

· наличие встроенной ИК-подсветки

· функция зеркального отображения,

· водонепроницаемое исполнение,

· возможность подключения к компьютеру или компьютерной сети

Параметры объективов

1. Формат. Зависит от формата видеокамеры, чаще совпадает с ним

2. Тип диафрагмы:

· фиксированная (уровень освещенности на объекте известен и постоянен),

· управляемая вручную (уровень освещенности постоянен),

· автоматическая.

3. Управление автодиафрагмой:

· видеосигналом (обеспечивается большинством видеокамер стандартного дизайна),

· сигналом постоянного тока - предпочтительнее (объектив экономичнее), если позволяет видеокамера,

· дистанционное управление (для вариообъективов с сервоуправлением).

4. Фокусное расстояние:

· постоянное фокусное расстояние,

· вариообъектив с ручным управлением (требуется нестандартное значение фокусного расстояния или это значение заранее неизвестно),

· вариообъектив с сервоуправлением.

Адаптация видеокамеры к условиям внешней среды (температура, влажность, пыль, химически активные вещества и т.п.)

· термокожух,

· встроенный в кожух блок питания,

· омыватель стекла термокожуха,

· очиститель стекла термокожуха,

· вентилятор

Крепление видеокамеры (термокожуха)

· фиксированное (кронштейн или крепежное приспособление для крепления на стене, на потолке, мачте, столбе),

· крепление, допускающее изменение положения видеокамеры (поворотная система)

Поворотная система

· для близко расположенных видеокамер - поворотное устройство с пультом,

· для большого числа удаленных видеокамер - поворотные устройства, приемники сигналов телеуправлени и контроллер,

· скоростные купольные видеокамеры

Меры борьбы с вандализмом на объекте:

· полый кронштейн для проводки кабеля в соответствующий термокожух, специальные винты,

· охранные датчики у видеокамер

Борьба с недостаточной освещенностью объекта

· обычное искусственное освещение,

· ИК-осветитель с галогенной лампой или ИК-диодами, блок питания

Принцип обработки визуальной информации

· параллельный, без потери информации (к каждой видеокамере подключен "свой" видеомонитор),

· последовательный (с помощью видеокоммутатора),

· квазипараллельный до 4 входов (разделитель экрана),

· квазипараллельный-последовательный до 8 входов (двухстраничный разделитель экрана),

· квазипараллельный, как правило, до 16 входов (видеомультилпексор)

Автоматический контроль активности или вторжения

· детектор движения

Отображение визуальной информации

· обычный видеомонитор или видеомонитор с дополнительными функциями (встроенный видеокоммутатор, разделитель экрана, аудиоканал и пр.) - если должно быть несколько постов видеонаблюдения, оговаривается (лучше в виде таблицы) доступность видеокамер по каждому посту, время наблюдения в течение суток, функционирование в режиме тревоги)

· компьютер с платой ввода видеосигналов

Видеозапись

· охранный видеомагнитофон и видеомультиплексор,

· цифровой видеорегистратор (устройство видеозаписи на жесткий диск,

· компьютер

· Примечание. Удобно в виде таблицы отобразить время видеозаписи по каждой видеокамере, запись по тревоге, в режиме активности (в случае нескольких видеомультиплексоров в большой видеосистеме для уменьшения строб-эффекта видеокамеры, записываемые ночью, лучше подключать к одному видеомультиплекору, а записываемые днем, к другому - уменьшается количество видеовходов в коммутируемой последовательноcти).

Дистанционное управление

· приборы с соответстующими портами и клавиатуры

Функционирование по тревоге

· переключение видеокоммутатора на отображение зоны с тревогой,

· переключение на полноэкранное отображение зоны с тревогой,

· переход от полноэкранного отображения зоны без тревоги к мультисценовому отображению,

· переход на режим записи по тревоге,

· изменение ориентации видеокамеры,

· включение зуммера,

· срабатывание контактов реле для включения вспомогательных приборов

Передача видеосигналов

· коаксиальный кабель (в случае значительных расстояний - видеоусилители),

· оптоволоконный кабель,

· кабель витой пары,

· телефонная сеть,

· компьютерная сеть,

· радиоканал

Глава 2. Видеокамеры и объективы

2.1 Устройство видеокамеры

Видеокамеры - это по сути глаза видеосистемы, они определяют ту визуальную информацию, которая в конечном итоге поступает к оператору. Однако, в отличие от глаз, использование видеокамер предоставляет оператору уникальную возможность одновременно видеть на экране видеомонитора изображения из многих, достаточно удаленных мест.

Основой современной видеокамеры является так называемая ПЗС-матрица (ПЗС - прибор с зарядовой связью) - прямоугольная светочувствительная полупроводниковая пластинка с отношением сторон 3 : 4, которая преобразует падающий на нее свет в электрический сигнал. Радужную поверхность ПЗС-матрицы можно увидеть через отверстие, в которое вворачивается объектив (большинство видеокамер стандартного прямоугольного дизайна поставляется без объективов!). От используемой ПЗС-матрицы произошло название "ПЗС-видеокамера" (в отличие от первых телекамер, использующих передающие трубки).

ПЗС-матрица состоит из большого числа фоточувствительных ячеек (пиксел - элементов изображения), которое нередко указывается в паспорте на видеокамеру (например, 752 х 582). Ясно, что чем больше элементов преобразования, тем менее заметной будет дискретность результирующего изображения. Для того, чтобы повысить световую чувствительность каждой ячейки, нередко формируют специальную структуру, которая создает микролинзу перед каждой ячейкой.

Для получения цветного изображения перед ячейками формируются микрофильтры основных цветов R, G, B (очевидно, что для цветных видеокамер количество результирующих ячеек будет в 3 раза меньше, чем у черно-белых видеокамер, а чувствительность ниже). Кстати, дискретная структура ПЗС-матрицы является предпосылкой для создания современных цифровых видеокамер, что позволяет их использовать, например, в компьютерных сетях; на выходе таких видеокамер формируется цифровой код (в отличие от большинства существующих в настоящее время видеокамер, на выходе которых имеется стандартный аналоговый видеосигнал размахом 1 В). Не следует путать цифровую видеокамеру и видеокамеру с цифровой обработкой сигнала (DSP).

Видеокамеры характеризуются специальным параметром, который называется формат ПЗС-матрицы (рис.2.) (format)- это не что иное, как округленное значение длины диагонали ПЗС-матрицы, выраженное в дюймах. Например, наиболее популярная в настоящее время матрица 1/3 дюйма имеет размеры: (4,8 х 3,6) мм. Существуют также матрицы 1" - (12,8 х 9,6) мм, 2/3" - (8,8 х 6,6) мм, 1/2" - (6,4 х 4,8) мм, 1/4" - (3,6 х 2,7) мм, причем тенденция такова, что размеры матрицы у современных видеокамер становится все меньше (это экономически выгодно), а разрешающая способность и чувствительность видеокамер практически не ухудшаются.

Рис.2. Формат ПЗС-матрицы.

Знание формата ПЗС-матрицы необходимо для выбора подходящего объектива - диаметр окружности, в которой отображается сфокусированное объективом изображение, по сути, является диагональю матрицы (так как матрица имеет форму прямоугольника, то на нее приходится только часть кругового изображения; если формат матрицы и объектива совпадают, прямоугольник матрицы точно вписывается в окружность). Отметим, что если видеокамера поставляется со своим объективом, то информация о формате ПЗС-матрицы в документации на видеокамеру является избыточной.

При выборе видеокамеры следует в первую очередь определиться - видеокамера должна быть цветной или черно-белой, а это, в свою очередь, непосредственно вытекает из технического задания на видеосистему. Следует оговориться, что в одной и той же системе можно одновременно использовать и цветные, и черно-белые видеокамеры (если есть такая необходимость). Например, вся видеосистема цветная, и среди видеокамер есть так называемый видеоглазок (черно-белая видеокамера со сверхширокоугольной оптикой, устанавливаемая во входной двери) - при этом изображение на цветном видеомониторе (или телевизоре) от видеоглазка будет черно-белым. Или, к примеру, вся видеосистема (включая видеомонитор) черно-белая, а одна видеокамера цветная - все изображения будут черно-белыми.

Черно-белые видеокамеры более чувствительные (то есть могут работать при меньшей освещенности, почти в полной темноте) и имеют лучшую разрешающую способность, чем цветные видеокамеры (то есть они способны различать более мелкие детали и удаленные объекты); к тому же, что немаловажно, черно-белые видеокамеры существенно дешевле.

Цветные видеокамеры имеют всего одно, но очень существенное преимущество - высокую информативность. И это подчас является решающим аргументом, несмотря на их сравнительно высокую стоимость, а также зависимость качества изображения от типа источника света.

2.2 Основные параметры видеокамер

Разрешающая способность

Разрешающая способность (Resolution) является одной из важнейших характеристик систем видеонаблюдения. Она характеризует способность видеосистемы различать мелкие детали и удаленные предметы. Разрешающая способность измеряется в так называемых телевизионных линиях (ТВЛ) - количестве различимых на экране видеомонитора черных и белых штрихов минимальной толщины. Чем больше это значение, тем мельче детали и более удаленные предметы можно наблюдать (что особенно важно вне помещений). Например, черно-белая видеокамера с 600 ТВЛ лучше, чем с 380 ТВЛ (первую относят к видеокамерам высокого разрешения, вторую - стандартного разрешения).

Надо отметить, что к паспортным данным поставщиков видеокамер следует относиться очень осторожно. Так, результаты измерений ряда японских, корейских и тайваньских видеокамер показали, что в отдельных случаях их реальная разрешающая способность составляла 360 ТВЛ (против заявленных в паспортах 380 ТВЛ, 420 ТВЛ и даже 460 ТВЛ).

Следует подчеркнуть, что разрешающая способность видеокамеры в первую очередь определяется параметрами ПЗС-матрицы, поэтому разрешающая способность черно-белых видеокамер выше разрешающей способности цветных видеокамер. Кроме того, на разрешающую способность оказывает влияние ширина полосы пропускания тракта видеосигнала. Ориентировочное значение необходимой для передачи видеосигнала верхней граничной полосы тракта (МГц) может быть получено делением значения разрешающей способности (ТВЛ) на число 80. Например, если требуется разрешающая способность 420 ТВЛ, то полоса пропускания должна быть: 420 : 80 = 5,25 (МГц).

Для цветных видеосистем обязательным условием является передача спектра видеосигналов вблизи поднесущей цветности PAL (4,43 МГц). Отметим, что абсолютное большинство цветных охранных видеосистем, эксплуатирующихся в России, работает в стандарте PAL. Как правило, ширина полосы пропускания тракта видеосигнала в этих системах составляет около 5 МГц.

Что касается результирующей разрешающей способности всей видеосистемы, то на ее значение оказывают влияние параметры всех входящих в систему элементов: видеокамер, объективов, усилителей, устройств обработки видеосигналов, видеомониторов, устройств видеозаписи, кабелей. При этом общая разрешающая способность будет хуже худшей разрешающей способности входящих в видеосистему элементов. К примеру, если видеокамера, имеющая разрешающую способность 420 ТВЛ, кабелем соединена с видеомонитором, у которого разрешающая способность 800 ТВЛ, то результирующая разрешающая способность может быть, например, 390 ТВЛ или 350 ТВЛ, но никак не будет равна 420 ТВЛ.

К сожалению, в настоящее время отсутствует методика, позволяющая аналитически рассчитать результирующую разрешающую способность видеосистемы по значениям разрешающих способностей входящих в нее элементов. Более того, нет единого международного стандарта на измерение параметров видеосистем вообще, и видеокамер в частности; многие параметры измеряются в разных фирмах по-разному, при различных условиях. Поэтому еще раз подчеркнем, что следует быть весьма осторожным в отношении параметров, указываемых в рекламных буклетах, каталогах и даже технических инструкциях.

В этом отношении особенно ценными представляются телевизионные испытательные таблицы(рис.3.). Они позволяют:

· смакетировать всю видеосистему на рабочем столе (включая бухты используемого кабеля) и предъявить ее для согласования будущему заказчику,

· выявить элемент видеосистемы с наихудшей разрешающей способностью, проанализировать, что дает его замена,

· использовать таблицы для разрешения конфликтных ситуаций с заказчиком,

· осуществлять входной контроль оборудования,

· производить сравнение оборудования различных производителей.

Рис.3. Испытательные таблицы.

Обычно измерение разрешающей способности осуществляется по так называемому "испытательному клину", то есть по границе различимости узких сходящихся линий. Реально в силу дискретного характера ПЗС-матрицы строки начинают "биться" в нескольких местах клина, проявляется муар. Чтобы определить реальное место, соответствующее, например, разрешающей способности по горизонтали, следует поперемещать в небольших пределах видеокамеру в горизонтальной плоскости - при этом места биений будут перемещаться, а место, соответствующее пределу разрешающей способности будет неподвижно.

Надо отметить, что чем выше разрешающая способность тестируемого элемента, тем труднее по "клину" получить точное значение параметра, а ведь именно это подчас и является решающим аргументом в пользу выбора того или иного прибора. Кроме того, наличие таблиц со штрихами позволяет судить и о равномерности передачи видеосигналов в полосе частот.

Для правильного использования таблиц каждую из них следует располагать перпендикулярно оси объектива видеокамеры на таком расстоянии, чтобы реперные знаки (черные треугольники вверху и внизу таблицы) своими вершинами совпадали с верхним и нижним краем экрана видеомонитора. Более точный результат получится, если регулировкой частоты кадров видеомонитора добиться появления на экране черной горизонтальной полосы (кадровый гасящий импульс) - таблица должна находиться на таком расстоянии от видеокамеры, чтобы реперные треугольники упирались в края этой черной полосы. Только в этом случае измеренное число ТВЛ будет соответствовать действительности. После фиксации видеокамеры на указанном расстоянии следует восстановить кадровую синхронизацию.

Для тестирования собственно видеокамер объектив должен быть очень высокого качества. Оценка разрешающей способности осуществляется по экрану видеомонитора - число в последнем из различимых блоков четкости укажет искомую разрешающую способност. Данные таблицы также позволяют оценивать качество фокусировки, нелинейные и геометрические искажения, вносимые видеомонитором или широкоугольным объективом видеокамеры.

Минимальная освещенность

Вторым по важности параметром видеокамер можно назвать минимальную освещенность - Minimum illumination (чувствительность - Sensitivity), которая характеризует способность видеокамеры наблюдать объекты в темноте (измеряется в люксах - лк). Чем меньше это значение, тем выше качество видеокамеры (обстановка на объекте становится все темнее, а изображение остается еще различимым). Для повышения чувствительности современных видеокамер используют следующие приемы, обеспечивающие их адаптацию к условиям освещенности:

в черно-белых видеокамерах при низкой освещенности происходит переключение в режим пониженной разрешающей способности или возрастания времени накопления зарядов, что влечет за собой смазывание движущихся объектов (чувствительность разменивается либо на разрешающую способность, либо на быстродействие),

цветные видеокамеры при низкой освещенности автоматически переходят в режим черно-белого изображения.

В измерении минимальной освещенности больше всего путаницы и неопределенности (что с успехом используют некоторые поставщики видеокамер). Вот несколько "подводных камней".

Так как большинство видеокамер поставляется без объективов, то результат измерения минимальной освещенности зависит от параметров используемого при измерении объектива, в первую очередь от величины его относительного отверстия (Aperture). Относительное отверстие объектива указывает, какая часть лучей пройдет через объектив и достигнет светочувствительных элементов ПЗС-матрицы. Следует помнить, что через объектив с относительным отверстием F2.0 пройдет меньше лучей, чем с относительным отверстием F1.4. Так вот, некоторые изготовители указывают минимальную освещенность, например, таким образом: 0,1 лк/F1.4 (0,1 лк при относительном отверстии 1.4), другие указывают минимальную освещенность, при относительном отверстии 2.0, например, 0,3 лк/F2.0. При сравнении видеокамер следует помнить:

если имеются две видеокамеры, причем, у первой из них указана чувствительность 0,1 лк/F1.4, а у второй 0,3 лк/F1.4, то чувствительнее первая видеокамера (измерение производилось при схожих объективах);

если первая видеокамера имеет чувствительность 0,1 лк/F1.4, а вторая 0,1 лк/F2.0, то чувствительнее вторая видеокамера (при измерении у второй видеокамеры был хуже объектив).

Пересчитывать каждый раз чувствительность не очень удобно - проще и быстрее использовать соответствующий расчет on-line.

Хотя в паспортах на видеокамеры указывается значение выходного видеосигнала (Video Output) 1 В на нагрузке 75 Ом, реально практически ни одна из фирм не выдерживает эту норму, а значения этого параметра разнятся весьма существенно и могут быть равны 0,5 В и даже меньше. Отсюда понятно, что коль скоро видеокамера преобразует интенсивность светового потока в размах напряжения, то корректно указывать минимальную освещенность, приводя ее к одному уровню выходного напряжения.

Надо сказать, что некоторые фирмы указывают чувствительность подобным образом: 0,6 Lux @ F1.2 50 IRE, что более корректно, так как 50 IRE означает, что чувствительность была измерена, когда размах от уровня черного до уровня белого уменьшился на 50 %, то есть до 0,35 В. Здесь следует пояснить, что полный размах собственно видеосигнала 0,7 В принимается за 100 IRE, размах всего видеосигнала с синхроимпульсами равен 140 IRE. В некоторых случаях указывают два значения чувствительности: Full Video (100 IRE) и Usable Picture (50 IRE). Усилением сигнала с ПЗС-матрицы можно "разогнать" видеосигнал довольно сильно, но при этом будут усилены и шумы. Отсюда очень важно при оценке минимальной освещенности обращать внимание на указанное отношение сигнал/шум на выходе видеокамеры, которое не должно быть ниже 30 дБ, иначе шумы на экране становятся весьма заметны ("снег" на изображении).

Вообще говоря, единица измерения люкс нормируется при определенной длине волны (550 нм, что соответствует максимуму чувствительности глаза). Для того, чтобы чувствительность видеокамер выражать в лк, необходимо при измерении отсекать инфракрасную область специальным фильтром, в которую простирается спектральная чувствительность ПЗС-видеокамер.

Измерение минимальной освещенности видеокамеры можно было бы производить внутри светонепроницаемого кожуха, регулируя накал расположенной там лампы реостатом или автотрансформатором и контролируя освещенность люксметром, а выходной сигнал видеокамеры - по экрану видеомонитора или осциллографа. Однако вся неприятность заключается в том, что с изменением интенсивности свечения лампы изменяется и излучаемый ею спектр, а спектральная чувствительность у разных видеокамер, надо сказать, существенно разнится. Таким образом, используя подобный принцип нельзя получить точное значение минимальной освещенности. Однако его удобно использовать, например, для сравнительной оценки чувствительности видеокамер различных производителей (уменьшают накал лампы до тех пор, пока одна видеокамера перестает показывать, а вторая еще продолжает работать).

Чтобы исключить влияние спектральной чувствительности видеокамер на измерение минимальной освещенности, световой поток в видеокамеру регулируют, используя набор нейтрально серых фильтров различной плотности, устанавливаемых перед объективом (при этом сам источник света остается стабильным, однако следует помнить, что спектральные характеристики самих фильтров тоже не идеальны).

Например, одна из зарубежных компаний, продвигающая видеообрудование различных фирм, приводит данные производителей по чувствительности их видеокамер, а также свои, полученные следующим образом:

видеокамеры тестируются с помощью объективов с относительным отверстием F1.2,

видеокамеры с встроенными объективами измеряются при минимальном значении их относительного отверстия (объектив максимально открыт); результат измерения пересчитывается к относительному отверстию F1.2,