Многопостовые системы видеонаблюдения.[БДИ №4, 2000]

© [БДИ №4, 2000, www.bdi.spb.ru]

В предыдущих статьях («БДИ» №№ 3,4/99) мы подробно разобрали решение вопросов передачи видеоизображения и сигналов управления для систем видеонаблюдения протяженных объектов. Вероятно, настало время организации постов этих систем.

Рассмотрим некоторую усредненную систему некоего усредненного промышленного объекта.

Характерные особенности такой системы: количество видеокамер (с учетом окончательной перспективы) исчисляется десятками, имеются управляемые камеры на поворотных устройствах с переменными фокусными расстояниями объективов, протяженность кабельных трасс исчисляется сотнями метров и километрами.
В большинстве случаев заказчик желает иметь круглосуточную запись видеоинформации, если не от всех камер, то, по крайней мере, от контролирующих ответственные участки, желает иметь возможность видеть мультиэкранное изображение. Поэтому мультиплексор все чаще становится обязательным элементом постов таких систем, цена его уже не выглядит столь устрашающей в сравнении с даваемыми им преимуществами и в сопоставлении с общей стоимостью системы.
Строятся такие системы, как правило, в несколько этапов и достаточно долго, как по стоимостной причине, так и из-за меняющихся требований заказчика, в том числе, и с учетом опыта эксплуатации первых законченных этапов. В окончательном своем воплощении такие системы всегда являются многопостовыми, т.е. информация принимается в нескольких территориально разнесенных местах. Причем, зачастую, организация дополнительных постов является делом последних этапов, а возможно - и дополнительных.

Достаточно стандартная схема: изначально, стремясь к максимальной денежной экономии, заказчик предусматривал организацию только одного поста (как правило, это центральный пост охраны). В него и сведены все видеосигналы и линии управления, установлена необходимая аппаратура приема, обработки, записи видеоинформации. Стечением некоторого времени заказчик осознает все преимущества системы и желает иметь эти преимущества не в одной, а в нескольких точках объекта. Если объект достаточно большой, то посты изначально необходимо разместить таким образом, чтобы физически успеть среагировать на событие (вряд ли удастся добежать до точки, удаленной от поста наблюдения на 1 км, менее, чем за 4 минуты, а за 4 минуты произойти может многое).

Это с точки зрения безопасности. Существует еще один «тонкий» момент: как правило, установленная для целей охраны система оплачивается администрацией объекта (предприятия), для частных предприятий - фактически из собственного кармана генерального директора, который, наглядно увидев, чем владеет охрана за его деньги, непременно пожелает иметь эти блага и у себя в кабинете. Кстати, совершенно справедливо. Общая эффективность всей системы от этого только возрастает. Далее, как правило, по иерархической лестнице - появляются посты главного инженера, заместителей, по крайней мере, в объеме необходимой им информации.

Все очень логично, все абсолютно правильно. Система принимает функционально законченный вид.

Задача в том, чтобы все эти справедливые желания клиента (ведь он всегда прав) спрогнозировать на начальном этапе проектирования и реализовать в нужный момент, обеспечив требующиеся заказчику функции и исключив избыточность на любом из этапов построения системы.

Функции постов, как правило, не равнозначны. Для одной категории постов требуется наличие всей информации, всех управляющих функций, для другой категории - наоборот, необходимо обеспечить наличие информации и управляющих функций, касающихся только данного поста, исключив доступ к информации, закрытой для этого пользователя. Для постов охраны интерес представляет, прежде всего, информация, необходимая для обеспечения безопасности, в то время как для главного инженера, например, актуальна информация, касающаяся производственной деятельности, а не изображения от камер охраны периметра. Первым актуально иметь мультиэкранное изображения второму - полноформатное (может быть - цветное) крупномасштабное изображение в реальном времени.

Решение «в лоб» - привести каждый видеосигнал в каждый пост наблюдения и организовывать коммутацию в каждом посту в соответствии с требованиями заказчика. Значит, в каждую линию видеосигнала придется ставить активный разветвитель 1/ N, где N - число постов, организовывать питание +12 В для каждого разветвителя, ну, и проблема передачи видеосигнала возрастает в N раз (точнее - для каждого сигнала проблему передачи вместо одного раза придется решать N раз). Если это -передача видеосигнала по витой паре («БДИ» №3/99), то вместо одного комплекта АПВС для каждой камеры придется поставить N комплектов. В каждом посту придется поставить свой комплект коммутационной аппаратуры. Если есть потребность в мультиэкранном изображении от, скажем, 9-16 камер, придется поставить мультиплексор, хотя основная его функция - обеспечить запись всех изображений (а один уже приобрели и за него немало заплачено). Не ставить же в кабинете директора 4 квадратора и 4 монитора. Кроме того, заказчик - живой человек, он может что-то передумать: раньше ему изображение от этой камеры было не нужно, а теперь захотелось. А все трассы уже были проложены, кабинет отремонтирован. Опять долбить стены?

Еще немаловажный момент - для отдельных постов нашей системы (кабинетов администрации) видеоконтроль является далеко не главной функцией. Коаксиальные кабели, квадраторы, мультиплексоры, обилие охранных мониторов в презентабельном интерьере кабинета генерального директора будут выглядеть как отбойный молоток (пусть даже фирменный) в оркестровой яме.

На базе поставляемого импортного оборудования задачи подобного рода решаются применением выносных клавиатур и системных видеокоммутаторов. Однако при этом:

  • применение только выносной клавиатуры не обеспечит независи-мостьуправления,так как происходит управление непосредственно самим центральным прибором коммутации (например, мультиплексором);

  • существует жесткая привязка дополнительных устройств к конкретной марке фирмы-изготовителя (защита рыночных интересов);

  • нередко имеем как ограниченность, так и избыточность функций стандартной аппаратуры (а вдруг к 16 камерам добавилось еще четыре, есть выносная клавиатура мультиплексора, а как теперь поступить с вновь установленными камерами?; аппаратура предусматривает управление пятью поворотными устройствами, а в системе их только два? и т.п.);

  • дальности передачи систем телеметрического управления зачастую оказываются недостаточными для решения реальных задач;

  • слишком сильно влияет ценовой фактор: цена выносной клавиатуры мультиплексора

  • около $400, системного видеокоммутатора - около $1100.

Кстати, полезно задуматься о высокой цене импортной техники (даже если не принимать в расчет все «накрутки» по дороге от производителя до конечного потребителя). Причина тут кроется вовсе не в исключительной надежности, высоких технологиях, большой себестоимости. Причина - в политике ценообразования. «Там» действует политика рыночной цены: грубо говоря, получив выгоду от использования изделия, поделись ею с производителем. У нас же зачастую цена определяется как сумма себестоимости и фиксированного процента прибыли. Совершенно официально такая политика получила термин примитивного ценообразования. Ну, так пользуйтесь!
Как вариант решения данной задачи на рынке появился ряд компьютерных систем с сетевыми версиями, при этом изображение синтезируется на экране компьютера, а посты связаны между собой компьютерной сетью. По сети же может быть организовано управление (например, через интерфейс RS485).

Бесспорно, существуют мощные многофункциональные компьютерные системы, полностью оправдывающие себя в качестве охранных. Но по-настоящему эффективными они являются только при условии, что компьютер в них призван решать исключительно задачи охраны, квалификация персонала позволяет полноценно эксплуатировать установленные программы.

Если же изначально компьютер установлен на посту для других целей (например, в кабинете директора), не стоит, по нашему мнению, включать его в общую систему видеонаблюдения с той лишь целью, чтобы не устанавливать дополнительный монитор. Вряд ли, работая над квартальным отчетом, наш условный директор будет с должной периодичностью входить в программу, поддерживающую видеоконтроль, и просматривать ситуацию, а потом вновь входить в свой отчет. Скорее всего, он удосужится что-либо посмотреть, если в данный момент ему нечего делать. Довод, что под Windows можно в одном «окне» осуществлять видеоконтроль, а в другом просматривать квартальный отчет представляется не серьезным (кто-нибудь пробовал?). Вообще, вешать две и более серьезные системы (например, систему безопасности и бухгалтерский учет) на общий узловой элемент (компьютер) представляется весьма рискованным («рухнуть» может и то, и другое разом).
Кроме всего прочего, компьютерные системы требуют специальной подготовки оператора.

Оптимальным следует считать решение, отвечающее следующим основным требованиям:

  • находиться в реальных для нашего рынка ценовых рамках;

  • не содержать ощутимой избыточности и, вместе с тем, обеспечивать все требуемые функции конкретного поста;

  • структура системы должна обеспечивать возможность любого наращивания во времени без замены основных элементов;

  • аппаратура должна быть рассчитана на конкретного пользователя.

Не претендуя на исключительность, предлагаем следующее достаточно универсальное решение.

В рамках общей системы телеметрического управления СТУ-16, подробно рассмотренной в «БДИ» №4/ 99, существует матричный коммутатор СТ-ПКМ, позволяющий коммутировать любой из входящих видеосигналов на четыре независимых выхода. По линии управления коммутатор включается последовательно в единую цепь системы СТУ-16, содержащей в необходимом объеме все элементы (приемники управления поворотными устройствами, приемники релейные, другие коммутаторы, пульты управления). Управление коммутатором осуществляется с любого «разрешенного» пульта по RS 485.

Как таковые, импортные матричные коммутаторы появились на рынке достаточно давно, однако, столь широкого распространения, как квадраторы и мультиплексоры, они не получили. Бесспорно, одна из основных причин этого - чрезвычайно высокая цена (в полном рабочем комплекте исчисляется тысячами долларов). Кроме того, употребляя в обиходе такие фразы, как «переключение камер», мы сами сформировали в себе стереотип, что коммутатор позволяет лишь последовательно просматривать «камеры», а в абсолютном большинстве охранных систем видеоонаблюдения необходимо иметь мультиэкранное изображение.

Исходя из того, что:

  1. коммутатор коммутирует видеосигналы (а не камеры), абсолютно «не интересуясь» их происхождением;
  2. цена отечественного матричного коммутатора на 31 вход/4 выхода - около $480-500 (в зависимости от дополнительных функций), рассмотрим его применение в качестве системного.

На фазе проектирования системы выделяем физическое место, где будет находиться все оборудование необходимой обработки, регистрации, хранения видеоинформации с учетом возможности подводки необходимого количества кабелей (в том числе, и во времени), сохранности оборудования, обеспечения режима ограничения доступа. Это и будет в дальнейшем центральный пост-администратор.

Схема организации постов системы видеонаблюдения (изображение открывается в новом окне)

Рис.1 Схема организации постов системы видеонаблюдения

В качестве примера рассмотрим условный пост системы, содержащей 16 видеокамер и аппаратуру телеметрического управления. (Рис.1).

Пусть в качестве центрального прибора обработки используется мультиплексор, причем с полной функциональной загрузкой, т.е. задействованы «alarm-входы», подключены два монитора (раздельно к мультиэкранному и управляемому выходам), видеомагнитофон. Все видеосигналы и линию управления необходимо привести в центральный пост. О дополнительных постах пока задумываться не будем. Никаких видеоделителей в линиях не устанавливаем, несмотря на то, что потенциальные дополнительные посты могут находиться на значительном удалении от центрального.

Итак, центральный пост запущен, от всех видеокамер имеем качественные сигналы, все поворотники работают, автоматически выводятся изображения от тревожных камер, идет видеозапись в требуемом режиме.

А дальше все совсем просто. Здесь же, в центральном посту, устанавливаем матричный коммутатор СТ-ПКМ (например, 31-канальный). Можно -в общую стойку с мультиплексором. На входы коммутатора подаем:

  • на каналы 1-16 непосредственно сигналы с видеокамер с транзитных выходов мультиплексора;

  • на 17-й (или другой понравившийся канал) - мультиэкранный выход мультиплексора (через видеоделитель или с выхода монитора, подключенного к мультиэкранному выходу);

  • на указанный «тревожный» вход (см. ниже) - сигнал с управляемого выхода (через видеоделитель или с выхода монитора, подключенного к управляемому входу);

  • на следующий свободный вход можно подать выходной групповой сигнал на видеомагнитофон (если в дополнительных постах, возможно, понадобится видеозапись).

Двужильным кабелем связываем общий выход тревоги мультиплексора с входом тревоги коммутатора.

Через входные и выходные клем-ники управления коммутатор включается последовательно в общую единую линию телеметрии СТУ-16.

Теперь организация любого дополнительного поста с полным набором функций сводится к подаче одного из четырех выходных с коммутатора видеосигналов в дополнительный пост и продолжении в этот пост из центрального линии телеметрии (витая пара +1 сигнальный провод). Главное, чтобы общая длина телеметрической линии не превышала 2-х километров (в ином случае придется установить ретрансляторы). Способ доставки видеосигнала - на Ваше усмотрение (непосредственно по коаксиалу, по витой паре (в этом случае линия видеосигнала и линия телеметрии проходят в общем магистральном кабеле - лучше ТППэп, по радиоканалу и т.д.).
Вся аппаратура любого дополнительного поста сводится к монитору и единому пульту СТ-ПУ.

При организации других дополнительных постов на них подаются другие выходные видеосигналы, а пульты включаются последовательно в общую линию телеметрического управления.

Теперь, обращаясь с помощью пульта к соответствующему каналу коммутатора, на мониторе получаем либо полноформатное изображение от любой камеры, либо мультиэкранное изображение, либо изображение, которое в данный момент выведено на управляемом мониторе (например, с целью контроля охраны), либо можем подать в свою линию групповой видеосигнал для записи на видеомагнитофон.

На других независимых выходах коммутатора будут «находиться» видеосигналы в соответствии с управляющими функциями, реализуемыми на других пультах.

При срабатывании тревожных контактов коммутатора, на все четыре видеовыхода подается «тревожный» видеовход. Если на него включен видеосигнал с управляемого выхода мультиплексора «alarm''-выход мультиплексора соединен с «alarm«-входом коммутатора, то в удаленных постах автоматически будет разворачиваться на экран изображение от тревожной камеры, независимо от того, в каком режиме находился пульт поста.

Так как коммутатор и пульты находятся в единой линии телеметрического управления со всеми другими приемниками, с пульта происходит управление всеми поворотными устройствами (конкретный приемник включается в линию управления при обращении через коммутатор к конкретной камере),управление различными исполнительными устройствами (освещением, воротами, шлагбаумами и т.п.).

Конкретный набор возможных для данного поста функций обеспечивается программированием пульта (стоимость этих работ включена в стоимость самого пульта). Перечень разрешенных к обращению каналов коммутатора для данного поста может быть строго определенным.

По желанию заказчика может быть реализовано дистанционное управление пультом (с «лентяйки»).

Естественно, режим работы самого мультиплексора (формат мультиэкрана, тревожные зоны и чувствительность детекторов движения), режим записи устанавливаются в центральном посту. Что и логично, ибо такие функции осуществляются в соответствии с общей идеологией охраны в данный момент и являются прерогативой руководства. Реализовать их с удаленных постов технически несложно (все в той же единой линии телеметрического управления), однако, на наш взгляд, этого делать не стоит.

Пусть с течением времени заказчик пожелал добавить видеокамеры в систему. Устанавливаем видеокамеру и приводим видеосигнал в центральный пост (помним, что при выборе изначально места ЦП оговаривалась возможность прокладки в него новых кабелей). Подаем видеосигнал на свободные каналы центрального прибора обработки (в нашем случае - мультиплексор) или непосредственно на свободные каналы матричного коммутатора. Если камера на поворотном устройстве, приемник управления последнего включаем последовательно в любом удобном месте в общую линию телеметрии. Все удаленные посты автоматически «дооснастились» этой камерой, если на них искусственно не наложены ограничения, при этом не почувствовав никаких неудобств, связанных с монтажными работами (даже мебель двигать не пришлось).

Если вдруг заказчику показалось мало четырех дополнительных постов (честно говоря, в нашей практике такого не было, но вдруг),установим все в том же центральном посту еще один матричный коммутатор и продублируем на него входящие на первый коммутатор сигналы, включим его в линию телеметрии и далее, как описано выше. Обращение к новому коммутатору путем программирования сделаем возможным только с «его» пультов.

Если количество видеокамер «выпадает» за пределы возможностей одного коммутатора, опять устанавливаем дополнительный, включаем его в общую линию телеметрии, а соответствующие выходы, адресованные одному удаленному посту, объединяем через резисторный сумматор.

В любом случае вся основная аппаратура сосредоточена, и все действия производятся в одном физическом месте, все неполадки могут случиться, в основном, в одном месте, а, значит, обслуживание будет оперативным. Все функциональные изменения в систему могут быть внесены только в одном месте.

Несмотря на огромное многообразие систем видеонаблюдения и выполняемых ими функций, задачи построения, если придерживаться изложенной концепции, имеют совершенно конкретную структуру решения. Определяется количество, тип, места установки видеокамер. Прокладываются магистральные кабели линий передачи видеосигнала и телеметрического управления (например, многопарный кабель ТППэп - см. «БДИ» №№3,4/99) в заранее определенный центральный пост без каких-либо ответвлений к планируемым дополнительным постам. Устанавливается аппаратура центрального поста в соответствии с набором требуемых функций. Устанавливается матричный коммутатор, выполняющий роль системного. Любое построение удаленного дополнительного поста сводится к прокладке двух линий - видеосигнала и управления (возможно, в одном магистральном кабеле), установке монитора и единого пульта управления. В дальнейшем система может дополняться как новыми видеокамерами, так и дополнительной аппаратурой обработки, устанавливаемой только в центральном посту, независимо от количества дополнительных постов. При этом все новые функции автоматически приобретают все посты системы.

Система может, таким образом, строиться и наращиваться годами, начав функционировать с первой камеры. Реальные задачи обеспечения безопасности, контроля технологических процессов для больших промышленных объектов требуют наличия мощных многофункциональных систем видеоконтроля, в то же время очень немногие предприятия могут сразу оплатить такие системы в полном объеме, и поэтапное оснащение - единственно возможный выход из положения. Поэтому предлагаемая структура является оптимальной для нашего российского заказчика.


Предупреждаем!
Публикация является интеллектуальной собственностью. Полная или частичная перепечатка материалов публикации возможна исключительно с официального согласия авторов и владельцев авторских прав.