Приложение 4 Средства визуального контроля

Электрика в доме / Приложение 4 Средства визуального контроля

Никого уже не удивляют возможности телевидения, которые воспринимаются как самые обыденные вещи. Наблюдение за территориями нередко осуществляется с помощью замкнутых систем телевизионного контроля, которые существенно облегчают задачу охраны объекта.

Видеокамеры устанавливаются у дверей, ворот, в коридорах, производственных помещениях, на территории предприятий и т. д. Кроме этого, системой замкнутого телевидения в обязательном порядке снабжаются такие жизненно важные объекты, как автовокзалы, аэропорты, метрополитены, которые нуждаются в круглосуточном контроле. Телевизионные системы также используют для таможенного досмотра и поддержания общественного порядка.

В отличие от различных датчиков сигнализации, которые выдают простейшую бинарную информацию: открылась дверь, в помещении обнаружено движение, разбилось стекло и т. п., телекамеры представляют наглядную информацию о происходящем или уже произошедшем событии, сохранив ее на ленте.

Создание охранных систем на основе замкнутого телевидения началось с начала 80-х годов XX столетия. Появились видеокамеры на ПЗС-матрицах, способные функционировать без перебоев даже в очень сложных условиях в течение длительного времени. Сейчас конструкция систем телевизионного наблюдения и охраны сильно усложнилась. Особое внимание при изготовлении таких систем уделяется совершенствованию коммутационных устройств и систем обработки поступаемой информации.

Телевизионные системы нашли широкое применение на объектах Министерства обороны и успешно выполняют поставленные задачи:

– визуальный контроль охраняемой территории;

– обнаружение нарушителя, его идентификация, наблюдение за ситуацией;

– контроль за сдачей объекта под охрану, допуском лиц и средств передвижения;

– контроль за действиями сотрудников объекта и сил его охраны.

Как правило, организации, производящие монтажные работы по установке системы, имеют лицензию на право заниматься этим видом деятельности, а исполнители – допуск к работе на режимных объектах.

Выбор системы телевизионного наблюдения

Любая система телевизионного наблюдения включает в себя три функциональные части:

– видеокамеры;

– аппаратуру для обработки видеоинформации;

– мониторы.

По способу приема и обработки видеоинформации различают:

– традиционные системы телевизионного наблюдения на базе специализированной аппаратуры;

– компьютерные системы телевизионного наблюдения.

Система телевизионного наблюдения предназначена для наглядного представления видеоинформации об оперативной обстановке на контролируемом объекте. Для решения этой задачи в соответствии с характеристиками объектов выбирают параметры системы.

К основным факторам, определяющим состав системы телевизионного наблюдения, относятся:

– количество контролируемых объектов;

– скорость реакции системы;

– стоимость;

– простота управления и возможность работы в ведомом режиме;

– надежность.

Параметры элементов системы телевизионного наблюдения выбираются в соответствии с характеристиками объектов:

– размерами;

– средним расстоянием;

– скоростью перемещения;

– условиями освещения.

В системах телевизионного наблюдения максимальное количество одновременно работающих камер не ограничивается и определяется в каждом конкретном случае соотношением числа мониторов и возможностями устройств для обработки видеоинформации.

Обычно изображение с большей части камер просматривается одновременно, а с остальных – в режиме пролистывания.

Сложные системы телевизионного наблюдения позволяют получить на телевизионных или компьютерных мониторах видеоизображение многих точек охраняемого объекта. Мониторы и оборудование обработки видеосигналов устанавливаются в дежурных помещениях или у сотрудников фирмы, курирующих службу безопасности.

В компьютерных системах на одном мониторе отображается не более 16 камер. При большем числе камер размеры отдельных изображений сильно уменьшаются, а видеоканалы переключаются в режиме пролистывания блоками до 16 камер одновременно.

Наглядность представления оперативной обстановки выше в системах с большим количеством мониторов, так как при этом возможно нормальное отображение всех камер одновременно.

Скорость обработки видеоинформации близка к обработке в масштабе реального времени и при оптимальном составе задействованных для этой цели средств не зависит от количества камер.

В компьютерных системах скорость обработки видеоинформации уменьшается пропорционально росту количества камер. Более быстро аппаратура реагирует на действия оператора в традиционных системах. Методы цифровой обработки позволяют улучшать видеоизображение, фильтровать шумы, выделять и исследовать отдельные детали.

Состав системы телевизионного наблюдения

Состав системы выбирается исходя из количества объектов наблюдения, стоимости, требований к простоте управления и скорости реакции системы.

Одну и ту же задачу можно решить, используя разные конфигурации систем. Стоимость черно-белой камеры в среднем такая же, как и поворотного устройства. Следовательно, целесообразнее использовать камеру с поворотным устройством, в случае если необходим угол обзора более 180° (угол обзора 180° можно обеспечить двумя камерами).

Скорость перемещения поворотного устройства находится в пределах 0–12 м/с. При выбранном среднем расстоянии до объекта (например, 10 м) можно отслеживать перемещения предметов, движущихся со скоростью не более 2 м/с.

В зависимости от количества объектов и предполагаемой наибольшей скорости их перемещении (человек – 10 м/с, машина – 30 м/с), а также с учетом быстроты реакции оператора выбирается необходимая скорость реакции системы.

Дополнительные устройства систем телевизионного наблюдения позволяют дублировать некоторые функции оператора, увеличивая надежность охраны, и ускорять реакцию системы для привлечения внимания оператора и включения исполнительных устройств. Для этой цели данные устройства имеют «тревожные» входы и выходы.

«Тревожные» входы предназначены для включения дополнительного устройства, например мультиплексора. Мультиплексор переключается в режим отображения на мониторе «тревожной» зоны.

Назначение этих выходов состоит в быстром включении исполняющих устройств. Это может быть освещение, сирена и пр.

При использовании зарубежной техники, рассчитанной на эксплуатацию в сетях переменного тока с напряжением 110 В, мощность допустимых переключаемых нагрузок должна быть уменьшена в 2 раза.

Возможность работы системы в ведомом режиме обусловлена необходимостью дублирования некоторых функций оператора. Использование датчиков движения позволяет автоматически непрерывно контролировать любое количество видеоизображений. Независимо от действий оператора система может включать видеомагнитофон, освещение и другие устройства.

Выбор между традиционными и компьютерными системами затруднен. Компьютерная система может выполнять любые функции контроля и управления. Скорость реакции системы зависит от программного обеспечения управления системой и подготовки оператора. Для работы в ведомом режиме необходимо соответствующее программное обеспечение.

Традиционные системы просты в управлении, стоимость их ниже, но недостатком является нехватка гибкости: для изменения работы системы необходимо переделывать полностью ее схему. В компьютерных системах дополнительные функции легко устанавливаются с помощью специальных программных средств.

Телевизионные камеры делятся на цветные и черно-белые. Выбирая цветную камеру, необходимо учитывать координирование цветных сигналов в соответствии с различными стандартами, основными из которых являются PAL и NTSC. Камеры производства США имеют стандарт NTSC, и если их использовать в охранных системах, имеющих стандарт PAL, то изображение будет черно-белым.

По своей конструкции телевизионные камеры бывают корпусными и бескорпусными. Бескорпусные камеры применяются в системах скрытого наблюдения. По своим габаритам они меньше, чем корпусные камеры, а их стоимость значительно ниже. Такие камеры имеют вид печатных плат со смонтированными на них электронными частями и жестко закрепленным объективом.

Основные технические характеристики телевизионных камер

1. Разрешение, зависящее от количества элементов ПЗС-матрицы.

2. Чувствительность – способность камеры качественно работать в условиях минимальной освещенности (освещенность измеряется в люксах).

3. Соотношение сигнал/шум, измеряющееся в децибелах. Для высококлассной аппаратуры это соотношение равно 58 дБ, а для обычной – не выше 40 дБ.

Возможные перепады напряжения в сети могут быть негативно восприняты некоторыми телекамерами, особенно цветными, поэтому во избежание подобной неприятности лучше установить специальный блок питания.

Объективы

Фокусное расстояние как основная характеристика объектива может быть постоянным или переменным. Влияет оно на поле или угол зрения объектива.

При выборе объектива необходимо учитывать, что рассчитываются они на ПЗС-кристалл определенного размера. При несоблюдении этого условия изображение будет искаженным. Надо отметить, что многие телекамеры зарубежного производства имеют объектив со стандартной резьбой C-mount (диаметр 25 мм).

Защитные корпуса

Используются на открытом воздухе. При низкой температуре они могут быть оборудованы подогревателями. В наших климатических условиях, как правило, невозможно использовать импортные обогреватели, отличающиеся повышенной морозочувствительностью.

Устройства наведения

Устройства наведения применяются для телекамер с дистанционным управлением. Они делают возможным поворот камеры в горизонтальной плоскости на 175°, а в вертикальной – на 90°.

Мониторы

Мониторы бывают цветными и черно-белыми. Размер экрана по диагонали может быть 7, 9, 12, 15, 21 дюйм или соответственно 17, 22, 30, 36, 53 см. Разрешающая способность может составлять от 240 до 1000 линий в центре экрана. К некоторым мониторам возможно подключение нескольких телекамер. Выбор нужного канала производится через переключатель.

Коммутаторы

Предназначены для подключения нескольких телекамер к одному монитору. Количество каналов может быть от 4 до 16, а при использовании нескольких блоков коммутации их количество может достигать 64. Камеры переключаются вручную или автоматически.

Детекторы движения

Если камер больше 4, то внимание оператора и эффективность наблюдения снижаются. При охране крупных объектов – таких, как банк или предприятие, – требуется установка большого числа камер, а вместе с ними и монтаж детекторов движения, которые привлекут внимание оператора при возникновении какого-либо движения в поле зрения камеры.

Детекторы движения обрабатывают полученное с телекамер изображение и при необходимости могут включать видеомагнитофон для записи изображения или подавать сигнал тревоги в том случае, если изменился внешний вид объекта. При этом изображение от камеры распространяется на зоны и задается чувствительность реакции датчика движения. Например, он настраивается таким образом, чтобы не реагировать на мелких птиц и животных при наружной установке. В детектор встроен индикатор тревоги на светодиодах и громкоговоритель. Имеется также «тревожный» выход для подключения внешнего звукового усилителя.

Специализированные видеомагнитофоны

Предназначены для ведения длительной записи. При охране объекта их успешно применяют для фиксирования и документирования всех происходящих событий или только определенных моментов, записанных на пленку. Документирование записи происходит с помощью генератора «дата/время».

Для получения с телевизионного сигнала фотографий черно-белого или цветного изображения различного размера используют видеопринтеры.

Важными параметрами видеомагнитофона являются разрешающая способность при записи изображения и надежность работы.

Высокая разрешающая возможность записи позволяет фиксировать мелкие детали, а надежность важна в связи с тем, что такой видеомагнитофон способен непрерывно работать в течение нескольких лет.

На передней панели под крышкой находятся органы управления. С их помощью возможно задать любой режим работы: запись, воспроизведение, обратное воспроизведение, стоп-кадр, быстрая перемотка ленты в двух направлениях, размещение информации по времени и дате в любом месте на экране, коррекция показателей времени и даты.

Специализированные видеомагнитофоны работают в режиме «старт-стоп». Фиксирование на видеопленке кадров будет зависеть от установленного времени записи.

Подключение специализированного видеомагнитофона к общей системе охраны объекта делает возможным его программирование на изменение скорости записи в случае тревоги. Именно для этой цели в видеомагнитофоне предусмотрен таймер. При просмотре на мониторе записанных кадров можно восстановить события для анализа сложившейся ситуации.

Передача телевизионного сигнала

В качестве соединителя видеокамеры с монитором используется телевизионный кабель, причем его длина может составлять несколько сот метров. При расстоянии в несколько километров для передачи телевизионного сигнала необходимо использовать усилители видеосигнала.

Передача телевизионного сигнала может осуществляться через телефонные провода. Для преобразования информации на обоих концах провода (передающем и приемном) устанавливаются специальные блоки. В этом случае дальность действия не ограничена. Изображение может передаваться в аналоговом или цифровом режиме с различным разрешением. Время передачи будет зависеть от заданных требований к качеству изображения (оно может быть от десятых долей секунды до минуты).

При использовании мобильных и переносных систем наблюдения обычно применяют радиосвязь, и тогда телекамеры соединяются с передатчиком. Изображение принимается на обычный телевизор. При большой мощности передающего устройства дальность действия может достигать нескольких километров.

При использовании стационарных систем наблюдения в зоне действия больших электромагнитных помех применяется связь по волоконно-оптическим линиям. Такой кабель большой длины позволяет увеличить дальность действия до сотни километров.

К внешним помехам наиболее устойчива передача изображения по лазерному лучу, но она сложна в исполнении и поэтому редко применяется.

Варианты оборудования объектов

Большое количество помещений и территорий, существующих на объекте, не всегда позволяют дать однозначные рекомендации по размещению телекамер (ТК). В настоящем разделе рассмотрены стандартные помещения (комната, коридор, лестница) и территории (периметр, стоянка автомобилей), которые могут быть на большинстве объектов, и даны рекомендации по размещению ТК в этих помещениях (на территориях). В любом случае варианты оборудования объектов должны выбираться индивидуально для каждого объекта на стадии его изучения и согласовываться с заказчиком.

Приняты следующие обозначения:

А, В – длина и ширина зоны видеоконтроля, м;

V – поле зрения ТК по горизонтали, м;

Н – поле зрения ТК по вертикали, м;

h – высота установки ТК, м;

п, в – углы зрения по горизонтали и вертикали.

Помещения

При охране помещений с помощью СОТ возможно выполнение следующих задач:

– общее наблюдение за текущей обстановкой в помещении;

– контроль за входной дверью;

– наблюдение за всеми проемами (двери, окна) помещения.

Например, конкретные размеры помещения: ширина (А) – 3 м, длина (В) – 4 м.

Первая телекамера (ТК-1), обладающая широким углом зрения (до 100°), охватывает всю площадь помещения. Минимальная различимая деталь изображения на дальней границе зоны видеоконтроля при этом равна SH – 31 мм.

Первая телекамера (ТК-1) выполняет только целевую задачу обнаружения.

Для контроля всех входящих в помещение используется вторая телекамера (ТК-2), обладающая меньшим углом зрения. При выборе камеры с углом зрения по вертикали следует исходить из высоты двери или роста человека (то есть поле зрения по вертикали равняется примерно 1,8 м).

Минимальная различимая деталь изображения при этом равна SH – 4 мм.

Вторая телекамера (ТК-2) способна выполнять целевую задачу различения объекта контроля. Для идентификации объекта контроля применяют телекамеры высокого разрешения (R – 600 ТВЛ).

Для наблюдения за пространством в проемах помещения используется третья телекамера (ТК-3), расположенная на потолке на поворотном устройстве и оборудованная объективом с трансфокатором.

Коридоры

При охране коридора или комнаты с помощью специальных систем решаются следующие задачи:

– ведется наблюдение за всеми лицами, выходящими в коридор из кабинетов;

– контролируются все лица, входящие в коридор через входную дверь, например с лестничной клетки.

Эти действия выполняются с помощью одной телекамеры, оборудованной объективом с трансфокатором, или двух – с большим и малым углами зрения. Если длина коридора составляет 10 м, ширина – 2,5 м и первая дверь расположена на расстоянии 3 м от третьей телекамеры, то на дальней границе зоны контроля S (dri) будет равно 21 мм, а S (ccn) – 6 мм.

Иными словами, с помощью таких телекамер выполняется как задача обнаружения, так и задача различения объекта. Если применяют объектив с трансфокатором, его увеличение должно быть равно 3 при минимальном угле обзора (а) 15°. Для выполнения задачи по идентификации входящих в торцевую дверь лиц используются телекамеры высокого разрешения.

Лестницы и входные двери

Наблюдение за лестничными пролетами первого и второго этажей рекомендуется вести с промежуточных площадок между этажами (выше второго этажа устанавливать телекамеры нецелесообразно). На площадках под потолком необходимо установить по две камеры, направленные, соответственно, вверх и вниз лестницы.

Периметр

При охране территории по периметру, например вдоль забора, выделяют зону отторжения (не менее 2 м), в которой не должны находиться посторонние предметы, деревья, кустарники, высокая трава и другие преграды. Весь периметр делят на участки и устанавливают размеры контролируемых зон. На каждом участке располагают телевизионную камеру на поворотно-наклонном устройстве и оборудуют ее объективом с трансфокатором. Минимальное фокусное расстояние выбирается с учетом условия уменьшения мертвой зоны под телекамерой, а максимальное – для обеспечения поля обзора, равное ширине зоны отторжения (V) на дальней границе зоны контроля.

При длине контролируемого периметра (D) 100 м, ширине зоны отторжения (V) 2 м и при наличии объектива с трансфокатором с максимальным увеличением и максимальным углом зрения в 45° имеется на дальней границе зоны контроля:

– при максимальном угле зрения S – 218 мм;

– при минимальном угле зрения S – 32 мм.

Таким образом, на дальней границе зоны контроля телекамера с указанными параметрами выполняет задачу обнаружения. Для большей детализации объекта контроля необходимо применять телекамеры более высокого разрешения и объективы с большим увеличением.

Открытые площадки

При охране открытых площадок, например стоянок автомобилей, применяют телекамеры с трансфокатором на объективе, располагающиеся на поворотно-наклонном устройстве. При минимальном фокусном расстоянии объектива проводится обзор всей площади стоянки. При максимальном фокусном расстоянии возможно определение номера автомобиля, находящегося на стоянке. Кроме того, телевизионную камеру можно подключить к системе распознавания номеров автомашин.

Выбор объектива (с трансфокатором) с увеличением 10 и максимальным углом зрения в 45° при длине и ширине открытой площадки, равной 100 м, дает результат: S = 13 мм, то есть при минимальном угле зрения объектива возможно различение номера автомобиля на экране монитора. Применение телекамер высокого разрешения дает результат: S (mm) = 9 мм, то есть камеры высокого разрешения позволяют определить номер автомобиля на большем расстоянии.

При организации видеоконтроля на стоянках автотранспорта следует учитывать то, что в темное время суток въезд автомобиля на стоянку происходит с включенными фарами, в свете которых номер автомобиля может стать неразличимым. В этом случае можно применить следующее:

– на въезде стоянки автотранспорта применять дежурное освещение, компенсирующее недостаточность света фар;

– использовать телекамеры с функцией инверсии белого.

Рынок систем телевизионного наблюдения

К поставляемому на российский рынок оборудованию потребитель предъявляет новые, более строгие требования. Это происходит в силу возрастающей технической грамотности и покупательской способности. В свою очередь производители, заинтересованные в расширении сбыта своей продукции, вынуждены ее модернизировать и разрабатывать новые системы визуального контроля.

В настоящее время в России действуют несколько сотен предприятий, организаций, фирм, которые специализируются в области охранного телевидения и поставляют на российский рынок свою продукцию. Кроме того, здесь можно увидеть большой спектр зарубежной охранной техники, которую по техническим характеристикам можно разделить на две группы:

1. Продукция фирм с мировым именем: «Panasonic» (рис. 131), «Sony» (рис. 132), «Philips», «Siemens», «Vindicator» и некоторых других.

Рис. 131. Аппаратура фирмы «Panasoniс».

Рис. 132. Аппаратура фирмы «Sony».

Эти фирмы специализируются на производстве комплексных систем, отличающихся высокими техническими характеристиками, надежностью и большим количеством сервисных функций. Высокая стоимость подобной продукции делает ее доступной для ограниченного круга потребителей. Подобную аппаратуру целесообразно применять на объектах, которым необходима сверхвысокая степень защищенности, например в банках.

2. Оборудование менее известных фирм, отмеченных хотя бы одним из международных сертификатов качества, например, на соответствие стандарту ISO. Это телевизионное оборудование «Mintron», охранные датчики «Visonic» и др. Техника этих фирм более доступна для среднего потребителя и в то же время практически не уступает в качестве именитым конкурентам.

В небольшую подгруппу можно выделить фирмы, выпускающие специальное оборудование. В их числе японский концерн «Watec», выпускающий миниатюрные камеры. Например, для охраны офисов специалистами фирмы разработана небольшая камера WAT-310.

Светлый неброский корпус маленькой камеры не привлекает внимания посетителей. Встроенный в камеру объектив с автоматической диафрагмой дает возможность получения четкого и яркого изображения в любое время суток. Выпуск самой маленькой камеры в мире осуществляет эта же фирма (рис. 133).

Рис. 133. WAT-660 – самая маленькая камерав мире.

Камера имеет в своей основе матрицу формата 1/4 дюйма.

Для обеспечения качественной и бесперебойной работы систем наблюдения очень важно гарантийное и послегарантийное обслуживание. Одно из главных условий эффективной работы аппаратуры – грамотное проектирование с учетом особенностей как самой системы, так и объекта, где она устанавливается. Поэтому проектирование становится неотъемлемой частью работы и служит поддержанию имиджа фирмы.

Чем сложнее система, тем ощутимей взаимосвязь всех особенностей. Часто возникает необходимость в дополнительной доработке уже принятого проекта до завершения основных работ. Вот почему важно не ошибиться при выборе фирмы-исполнителя. Для этого надо следовать следующим правилам.

1. Для того чтобы увидеть в деле интересующую аппаратуру необходимо посетить выставку, где она будет представлена. Это даст хорошую возможность оценить ее качество и функциональные особенности.

2. Выбирая оборудование, следует убедиться в высокой квалификации и компетентности сотрудников фирмы, с которой придется заключить договор на установку охранной сигнализации. Лучше всего иметь дело не с посредниками, а с прямыми поставщиками оборудования. В этом случае будет больше возможностей получить преимущественные гарантии по установке системы.

3. Перед подписанием договора лучше всего встретиться лично с руководителем фирмы, которой вы собираетесь доверить свои деньги и безопасность.