Черкаев Олег Анатольевич

Донецкий национальный технический университет

К вопросу о проектировании охранного видеонаблюдения за объектами большой протяженности

Актуальность и постановка проблемы. На настоящий момент одним из наиболее распространенных и эффективных технических средств защиты объекта большой протяженности является система охранного видеонаблюдения. Система охранного видеонаблюдения представляет собой комплекс аппаратных средств, обеспечивающих наблюдение за охраняемой территорией. Основное предназначение – получение изображений, служебной информации и извещений о тревоге с охраняемого объекта.

Задачи, которые ставятся перед системой охранного видеонаблюдения:

1) обеспечение круглосуточного и бесперебойного видеонаблюдения за объектом большой протяженности;

2) своевременное и безошибочное принятие решения о произошедшем событии и выдаче соответствующего сигнала тревоги.

В общем виде систему видеонаблюдения можно представить – «камера – блок обработки – монитор – наблюдатель». Упрощенно систему охранного видеоконтроля можно описать как несколько видеокамер, каждая из которых соединена кабелем со своим монитором.

Проблемы, связанные с использованием систем охранного видеонаблюдения на объекте большой протяженности:

1) невозможно обеспечить охрану усилиями одного или нескольких людей;

2) изменение погоды, тени, освещенности, наличие тумана;

3) при использовании стационарной камеры видеонаблюдения возможно засвечивание объектива.

Решения:

1) анализ скорости изменения тени, обновление эталонного изображения;

2) грамотное проектирование и установка камер – при засветке одной из них, зону наблюдения этой камеры должна покрыть другая камера.

Правильное проектирование и оптимальное расположение камер видеонаблюдения – это приоритетная задача при разработке подобных систем. Большие размеры охраняемых объектов особенно усложняют эту задачу, следствием чего являются повышенные требования к характеристикам всей системы в целом.

Основная часть. Проектирование системы охранного видеонаблюдения следует начинать с обследования охраняемого объекта, и, основываясь на полученных данных, выбрать нужное оборудование. Необходимо определить, какие характеристики камер будут востребованы на конкретном объекте. От чувствительности камеры зависит качество изображения в различных условиях освещенности.

Видеокамеры классифицируются по виду получаемого изображения, соотношению сигнал/шум, по виду и степени защиты от неблагоприятных условий окружающей среды и ряду других параметров (разрешающей способности, формату ПЗС-матрицы, компенсированию заднего света, автоматическому контролю освещенности, наличию электронной диафрагмы, инверсии белого). Важно, чтобы эти параметры соответствовали характеристикам центрального оборудования.

При наблюдении за охраняемым периметром следует предусмотреть решение следующей задачи. Необходимо установить наблюдение за наиболее важными участками (двери, пункты пропуска, др.), общее наблюдение за текущей обстановкой на объекте. В общем случае эти задачи решаются установкой двух видеокамер. Первая камера – с широким углом зрения, охватывающая большую площадь на поворотном устройстве, оборудованная трансфокатором (объективом с изменяемым фокусным расстоянием, позволяющие управлять увеличением изображения). Вторая, с малым углом зрения и высоким разрешением, – для более детального контроля за участком.

Для наблюдения периметра и открытых площадок их разбивают на контролируемые зоны. Обязательно выделяют полосу отторжения (около 1,5 м), в которой не должны находиться посторонние предметы (деревья, кустарники, высокая трава и др.). Целесообразно применение камеры на поворотном устройстве совместно с трансфокатором. Чувствительность уличной видеокамеры должна быть не ниже 0,1 лк. При этом необходимо, чтобы наблюдаемая территория имела дополнительную подсветку в виде уличных фонарей или специальных (при необходимости – инфракрасных) прожекторов. Минимальное фокусное расстояние выбирают исходя из условия уменьшения «мертвой зоны» под видеокамерой, а максимальное – так, чтобы обеспечить необходимое и достаточное поле обзора видеокамеры. [1]

Освещенность наблюдаемого объекта может быть различной и, кроме этого, может изменяться произвольным образом. Она зависит от времени суток, погоды, прозрачности воздуха. Поэтому при выборе камеры важно знать такие параметры объекта, как минимальная освещенность и диапазон изменения освещенностей. Исходя из значения минимальной освещенности, выбирают камеру с соответствующей чувствительностью.

Следует учитывать, что видеокамера, имеющая чувствительность не ниже 0,5 лк, может обеспечить круглосуточное наблюдение объекта (в том числе и в летнее время в ясные лунные ночи). В зимние короткие дни камера обеспечивает работоспособность системы видеонаблюдения в течение шести часов. В остальное время необходима подсветка объекта наблюдения. Повышение чувствительности камеры с типичной ПЗС на порядок (с 0,5 до 0,05 лк) увеличивает время работоспособности системы в этот период года всего на 16 минут. Поэтому необходимо определить, что более приемлемо – грубая видеокамера с мощной прожекторной, или видеокамера высокой чувствительности со слабой подсветкой, малозаметной для желающих проникнуть на объект.

Многообразие помещений и территорий не позволяет дать однозначные рекомендации по размещению видеокамер на объекте. Для наблюдения узких и длинных участков потребуется камера с углом обзора объектива от 15° до 30°. Объектив с ручной (фиксированной) диафрагмой не позволит получить необходимую глубину резкости. Для наблюдения за обширной территорией необходимо установить объектив с углом обзора от 60° до 90° (можно и с фиксированной диафрагмой). При углах обзора более 90° появляются сильные геометрические искажения изображения.

При выборе места установки видеокамеры необходимо избегать прямых засветок объектива яркими источниками света (солнце, уличное освещение, фары автомобилей и т. д.), а также по возможности минимизировать «мертвую зону». При установке видеокамеры в зоне с ярким освещением следует использовать асферические объективы, так как они рассеивают свет, вследствие чего изображение не кажется размытым. При низких уровнях освещенности камеры с высоким разрешением обычно работают лучше. [2]

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

На практике может оказаться, что камера с выбранным углом зрения не позволяет получить требуемую для идентификации объекта наблюдения детализацию даже при использовании камеры с повышенным разрешением, а применение камеры с меньшими углами зрения может оставить часть зоны без наблюдения. Это характерно для больших помещений и открытых площадок, а также периметров большой протяженности. В таких случаях применяют камеры с вариообъективами, позволяющими изменять фокусное расстояние и угол зрения. В нормальном режиме, когда в зоне нет нарушения, установлено малое фокусное расстояние объектива, камера имеет широкий угол зрения и под наблюдением находится вся зона. При возникновении тревожной ситуации в зоне (либо по желанию оператора) фокусное расстояние объектива увеличивается, позволяя «приближать» интересующий предмет (ZOOM-функция) настолько, чтобы можно было его идентифицировать. [3]

Выводы. Таким образом, проектирование систем охранного видеонаблюдения предусматривает следующее:

1) анализ поставленной перед системой задачи (характеристики объекта, условия освещенности, влияние погодных условий, выделение наиболее важных участков и т.д.);

2) выбор необходимого оборудования (тип камер, объективов и других аппаратных средств) на основе полученных данных;

3) определение оптимального расположения камер, высоты их установки, угла наклона, фокусного расстояния объективов.

Библиографические ссылки.

1. Руководство по безопасности бизнеса. М. Алек, Х. Кейт. // М.: Филинъ 1998.

2. А. Н. Алешин. Техническое обеспечение безопасности бизнеса. // М.: Дашков и Ко, 2008.

3. Ю. П. Арлащенков, В. Г. Синилов. Выбор и применение телевизионных систем видеоконтроля. Рекомендации [Электронный ресурс] / НИЦ "Охрана" , — www.tehdoc.ru/files.180.html.