Видеоконтроль периметра – первый эскизный набросок. [Алгоритм безопасности №№ 1-2, 2004]
(первое «здрасьте» Вашему заказчику)
©[Алгоритм безопасности №№ 1-2, 2004, www.algoritm.org]
Ровно 3 года назад в журнале «БДИ» №№ 35 и 36 была опубликована моя статья «Видеосистема — это просто», в которой излагались основные принципы построения периметральной системы с точки зрения передачи видеосигнала, организации телеметрического управления, построения нескольких постов с различными функциями. Цель состояла в выдаче определенного алгоритма решения подобных задач.
Возрастающий поток обращений с просьбой помочь решить задачу построения какой-либо большой системы навел на мысль о необходимости «освежить» данный вопрос.
Во-первых, далеко не все, кому статья была предназначена, ее прочли. На сегодня даже при всем желании найти эти номера журналов не так-то просто: только с моих экземпляров сделаны, пожалуй, сотни ксерокопий.
Во-вторых, прошел достаточно большой срок. Появились новые фирмы, новые люди, которых эта информация вообще не коснулась.
В-третьих, стремительное развитие рынка технических средств, огромная номенклатура изделий, агрессивная политика продвижения своих товаров фирмами на рынкеспособны внестинемалую путаницу в сознании человека, не имеющего достаточного практического опыта.
Конечно, статья преследует и «шкурный» наш интерес: чем больше проектировщиков, инсталляторов, поставщиков будут в состоянии самостоятельно вести диалог со своим заказчиком на всех стадиях, тем меньше работы «себе любимому». Исповедуя принцип: «ни одного вопроса нашего клиента не должно остаться без ответа», на сегодня приходится писать подобных статей по 2—3 в неделю, но индивидуального пользования.
Реальная задача не то, что положена в основу излагаемого ниже материала, а воспроизведена дословно в том самом виде, как была получена нами. Поэтому, в чем-то она проще рассмотренной ранее (всего один пост, нет телеметрии), а в чем-то может показаться сложнее (намного больше протяженность периметра). Но, ничего «от себя»; все — только «из жизни».
Итак, задача.
Два листа, переданные нам по факсу. Первый — схема объекта (рис.1). Второй — описание. Текст привожу дословно с сохранением всех абзацев и подчеркиваний.
| КПП 1:2 внешние камеры на въезд и выезд2 внутренние камеры в проходнойКПП 2:1 внутренняя в холлКПП 3:2 внешние на стоянку2 внутренние в проходнойКПП4:2 внешние на въезд и выездКПП 5:2 внешние въезд и выезд1 внутренняя в проходнойВся информация должна сводиться на КПП3, место базирования СБ.Необходимо организовать видеоконтроль по периметру всего предприятия. С учетом прокладки кабеля по кабельным трассам вдоль периметра + возможность подключения датчиков охраны.Предложите еще вариант со считыванием номеров автотранспорта (КПП 1,4,5) въезд и выезд с единым учетом на КПП3. |
И в конце адрес, который, естественно, не приводим.
Судя по стилю изложения, наш клиент очень торопился. Это — достаточно типичная ошибка. Уверяю Вас, что если все сложится удачно, и такая система воплотится в жизнь, строиться она будет не один месяц ( а может и не один год при поэтапном строительстве). Поэтому, 3—4 лишних дня «погоды не сделают», а для Вас, как инсталлятора, какая-нибудь неучтенная мелочь, отнесенная к масштабам объекта (не маленький, судя по плану), может вылиться во вполне конкретные денежные убытки.
Вот и все условие задачи.
Достаточно этого или нет ?
Для проекта, даже для окончательной калькуляции — конечно, нет! Можно придумать варианты, которые будут отличаться по стоимости в разы (если, не в порядки).
Но все дело как раз в том, что на данном этапе конечный заказчик системы, как правило, не может дать Вам большей информации, даже если бы захотел. Он просто не владеет сейчас вопросом в необходимом объеме. Он даже в общем виде систему не представляет. Да и мы-то ее пока представляем очень отдаленно.
Задача первого этапа — дать и заказчику, и себе общее представление о системе: о структуре, функциональных возможностях, примерном составе оборудования и, конечно, цене. Ни о каком проекте речи пока и быть не может; пока можем говорить о некоем эскизном проектировании. Но без эскиза не строится ни одно здание, не изготавливается ни одна деталь. Более того, бывает, что на деталь вообще нет чертежей, а есть только эскиз; а вот наоборот не бывает.
Вполне возможно, что в своем конечном воплощении система будет очень и очень отличаться от наших первоначальных замыслов, но они являются исходной точкой общения с заказчиком на общем языке.
Самое трудное в любом диалоге — начало, но без него не будет продолжения. «Главное — начать; углубить будет проще!»,— совершенно справедливо говорил первый и последний президент СССР.
Первое, что делаем, внимательно изучаем полученную информацию и… откладываем все до завтра. Это — исходяиз нашего практического опыта. Пусть все уляжется и дойдет до подсознания (читай статью М. Руцкого «…Грани интеллекта» в «Системах Безопасности»). Попытки решать наскоком приводят к тому, что непременно упустишь что-то на первый взгляд незаметное, но достаточно важное и вполне конкретное в денежном выражении. Потом приходится это упущенное вклинивать в решение, что может влиять и на структуру в целом. К заявленным «деньгам» прибавлять новые, что, естественно, не вызывает восторга у заказчика, а может и вызвать определенные подозрения с его стороны, что уж совсем плохо для первого знакомства. Именно поэтому, какая бы на первый взгляд простой ни была система, никогда от нас заказчик не получит даже предварительной калькуляции ранее, чем через день.
Далее снова изучаем материалы и видим, что в перечне задач есть совершенно не относящаяся к видеонаблюдению (специфика собственно нашей фирмы), как таковому. А именно — считывание и учет номеров автотранспорта. Эта задача относится в чистом виде к задаче сбора, учета, обработки, передачи, хранения данных, и использование для ее решения видеокамер, оборудования передачи, обработки видеосигнала, синтеза изображения не делают ее другой. В любом случае потребуются совершенно отдельные от общих задач наблюдения камеры; совместить их с общими камерами контроля въездов-выездов не удастся (да и нет необходимости); потребуется собственное компьютерное оборудование, т.е. совершенно автономная система, которая является отдельным амплуа конкретных фирм, а, значит, решать такую задачу разумнее всего именно этим фирмам. Указываем нашему клиенту адреса таких фирм, и закрываем этот вопрос.
«Дать возможность подключения датчиков охраны» — это не построить систему охранной сигнализации, а предоставить необходимое количество свободных пар. Это — пожалуйста.
Переходим к схеме объекта (рис.1). Схема для решения подобных задач становится главным рабочим инструментом (думаем, как правило, непосредственно на схеме с карандашом в руках), поэтому ее необходимо привести к виду, необходимому нам. Все, что не несет информации, относящейся к поставленным задачам, со схемы убираем.
Итак, раз идет разговор о периметре, все производственные цеха, склады, все, что внутри периметра — долой.
Пост наблюдения один. Передачу видеосигналов в цифровом виде не планируем. Значит, «наличие локальной сети» — информация не для нас. Туда же.
Насколько проходные загружены или нет, легковой или грузовой транспорт проезжает через них, какие ценности ввозятся-вывозятся, нас на данном этапе это не волнует. Нам уже заявлено, сколько и каких камер будет на каждом КПП. Пока из этого и будем исходить. Возможно, в дальнейшем это и будет учтено при уточнении необходимого количества камер в том или ином месте, определении места их установки. Но это — дело далекого будущего, согласования на уровне технического задания, а не первого диалога.
Убираем всевозможные стрелки, машинки и т.п. По большому счету и сокращение «КПП» нас интересует только с точки зрения установки в данной точке периметра оговоренного количества камер, и не более. Оставим, как общее с заказчиком обозначение конкретных точек. КПП 3 представляет собой пост наблюдения — логично переименовать его в «Пост» для собственного удобства.
А вот дальности участков — вещь действительнокрайне необходимая. Переносим на рабочую схему.
Наша рабочая схема показана черным цветом на рис.6.
Просуммируем дальности всех участков. Получаем, протяженность периметра — 3950 метров. Укладываемся в полупериметр 2000 м, а значит, можем организовывать передачу видеосигналов по витым парам без промежуточных ретрансляций (например, с помощью аппаратуры АПВС). Сделаем условный разрыв периметра в точке J. Тогда одно «плечо» системы (ECAKJ) будет иметь протяженность 2000 м, а второе (EFHI) — 1950 метров.
Важное замечание: хотя разрыв периметра носит условный характер, разрыв магистрального кабеля в этой точке должен быть реальным. Система будет строиться по двум совершенно раздельным магистральным веткам, не имеющим между собой никаких соединений (кроме, разве что, одного единственного общего сигнального заземления на приемном конце).
Количества видеокамер (каких, пока не важно), устанавливаемых на КПП, указаны в условии задачи. Подпишем их на схеме.
Все рассуждения нанесены на схеме синим цветом.
Непосредственно в посту (по крайней мере, в непосредственной близости) устанавливаются 4 видеокамеры, сигналы от которых в силу очень малой протяженности линий логично передавать по коаксиальным кабелям, ибо данных о каком-либо очень высоком уровне электромагнитных помех на объекте в задаче не было.
Теперь надо самому расставить необходимое количество камер вдоль всего периметра. По крайней мере, на данном этапе — определить необходимое количество камер для каждого участка.
Постоянный вопрос — через какое расстояние и какие должны устанавливаться камеры по периметру. Количество камер будет зависеть именно от расстояния между камерами (протяженность участка, деленная на расстояние между камерами).
Есть смысл остановиться на этом вопросе детально.
С одной стороны, вполне понятно желание заказчика обойтись минимально возможным количеством видеокамер. С другой, объект проникновения должен быть обнаружен в любом случае. Иначе лучше вообще не устанавливать систему, дабы не врать самому себе.
Главный аргумент для нашей задачи — необходимая степень распознаваемости объекта, а значит, поле зрения (см. сигнальный номер «АБ», «Что и как увидит ваша камера», А. Попов).
Для абсолютного большинства периметральных систем необходимая степень распознаваемости исчерпывается задачей заметить человека.
Возможно, есть системы, «охраняющие» периметр от проникновения исключительно авто или гусеничной техники, но нам с такими сталкиваться не приходилось. Зато встречались пожелания заказчика идентифицировать личность нарушителя периметра. Решать такую задачу силами стационарных периметральных камер, по меньшей мере, неразумно. Минимально необходимое количество камер в этом случае будет непомерно огромным, система станет «неподъемной» ни по цене, ни по людским ресурсам на ее полноценную эксплуатацию. Да и надо ли идентифицировать личность, которая не идет через официальные пропускные пункты, а преодолевает периметр в заведомо запретной зоне? Сам такой факт является противоправным действием и требует немедленных мер по его пресечению. Сначала задержите злодея, а потом хоть портрет маслом с него пишите. Если уж очень хочется иметь возможность идентификации, установите несколько дополнительных камер на поворотных устройствах, с хорошими трансфокаторамиобъективов, и по факту обнаружения нарушения ведите слежку с помощью таких камер. Но, подчеркиваю, что эта задача решается только дополнительными камерами, а не камерами контроля периметра, которые должны быть исключительно стационарными, без какого-либо совмещения функций, что наглядно покажем ниже.
Учитывая, что чем больше камер в системе, тем она не только дороже в абсолютном денежном выражении, но и требует привлечения дополнительных сил в лице операторов (возможности одного человека вполне конечны в плане восприятия и обработки поступающей информации), всегда приходится идти на некий компромисс. В частности, «по классике» считается, что для надежного обнаружения человека необходимо иметь поле зрения не более 20 метров. В действительности эта цифра дана с большим запасом надежности. Скорее можно говорить, что при поле в 20 метров невозможно не заметить человека на изображении, даже если смотреть на экран боковым зрением. Возможно, такие параметры действительно оправданы. «Живой» оператор не будет всю смену сидеть, «упершись» в монитор, отвлечение внимание неизбежно будет иметь место. Значит, если нет средств и/или желания на целый штат операторов, на увеличение количества камер до необходимого «по классике» (не встречал на нашем рынке ни одной «классической» системы), раз идем на компромисс по увеличению поля зрения, Ваш оператор должен быть исключительно добросовестным. Ну и утомляться он будет достаточно быстро, надо будет чаще организовывать смены.
В общем, если смотреть прямо в экран, поля зрения в 50 метров вполне достаточно для обнаружения человека. Чем шире и шире, тем менее и менее надежно такое обнаружение. При условии, конечно, достаточной освещенности всего поля зрения.
В отличие от многих других задач видеонаблюдения специфика «периметральных камер» состоит в том, что необходимо не увидеть какой-то объект за сколько-то метров, а видеть вдоль оптической оси непрерывный большой диапазон дистанций почти от самой камеры до потери распознаваемости объектов, причем контролировать некую полосу вполне определенных размеров в зависимости от задач безопасности.
Сначала практический опыт, потом его теоретическое обоснование:
Как устанавливать камеры по направлениям обзора? Если есть возможность, только «в затылок» друг другу. Если все же приходится устанавливать камеры навстречу друг другу с перекрытием зон обзора, сами места их установки должны находиться в зонах обзора других камер. Только так можно обеспечить непрерывность всей полосы контроля. Самое неразумное — установка в одной точке двух камер, «смотрящих» в разные стороны, — эта точка и будет«открытыми воротами» в Ваш периметр.
Из нашего опыта, камера с форматом матрицы 1/3″ при фокусном расстоянии 12 мм на расстоянии 100 метров «видит» другую камеру периметра (при стандартных размерах гермобокса ~ 200 мм х 80 мм (D)). Этот вариант обычно и берется за базовый при «эскизном» проектирование, если речь идет об оснащении периметра «вообще», и нет специальных требований.
Что имеем в этом случае? (См. рисунок 2)
Угол горизонтального обзора ~22°. Угол вертикального обзора ~16,5° , которыйнеобходимо учитывать при выборе места установки по высоте. Чем ниже устанавливается камера, тем больше эффективная зона наблюдения. Естественно, тем проще потенциальному злодею ее украсть или вывести из строя, но при соблюдении принципа «камера видит камеру» ее «охраняет» другая, установленная позади.
Разберем ситуацию только с учетом горизонтальных углов. Если условия объекта потребуют установки камер на высоте так, что необходимо учитывать вертикальные углы обзора, можно проанализировать обстановку аналогичным образом.
Сам по себе сектор в 22° — весьма узкий, и если место установки одной камеры «не закрыто» другой, то поле зрения в непосредственной близости от камеры практически равно нулю — если в этой точке пересекать периметр, «моргнет» экран, и не более того. Детектор движения, если таковой имеется, сработает, но никакого события ни на какой записи не останется.
На расстоянии 100 метров ( К2 — место установки следующей камеры) имеем поле зрения ~34 м. При таком поле можно увидеть следующую камеру К2, любые злонамеренные действия с этой камерой незамеченными не останутся (конечно, при добросовестности оператора). Сама камера К2 имеет вблизи этой точки поле зрения, близкое к нулю, т.е. практически не работает, зато продолжает «работать» камера К1 вплоть до дистанции потери распознаваемости. Как мы ранее договорились, потерю надежной распознаваемости считаем при поле зрения более 50 метров. Для f = 12 мм поле зрения 50 метров (А А1 на рис.2) имеем на расстоянии ~145 метров от камеры. Можно считать, что в этой точке камера К1 полностью «передает эстафету» камере К2. Ее поле зрения — ВВ1 — в этой точке (45 метров от К2) составляет ~15 метров. И так далее.
Можно построить зону эффективного контроля, исходя из условия максимального поля зрения в 50 метров для обнаружения человека, которая отдельно показана на рисунке. Как видно, она далеко не однородна по ширине вдоль всей протяженности.
Переходим от видеонаблюдения к безопасности. Общий принцип любой безопасности — считай себя ближе к опасности — заставляет нас предположить, что потенциальный злодей имеет схему построения нашей системы в полном объеме (на самом деле, если мы имеем дело не с банальным хулиганством, а предполагаем спланированное проникновение, то оно, как правило, делается с полной внутренней разведкой), в состоянии самостоятельно провести вышеизложенные рассуждения, и, вполне вероятно, внимательно читает подобные статьи. И предполагаем,что полезет наш потенциальный злодей исключительно в самых узких местах зоны эффективного контроля, которая, как следует из построений, составляет ~15 метров.
Таким образом, мы, как инсталляторы, можем гарантировать нашему заказчику при указанных выше условиях (формат матрицы 1/3″, фокусное расстояние объектива 12 мм, расстояние между камерами 100 метров, камеры смотрят «в затылок» друг другу, задача — обнаружение человека) полосу видеоконтроля при любом случайном проникновении шириной 15 метров (почти классическая ширина контрольно-следовой полосы КСП).
Что касается поворотов периметра, рассуждения те же самые. Важно обеспечить за счет сзади стоящей камеры контроль участка от камеры на углу до точки, с которой та начинает «видеть» поле, равное ширине гарантированной полосы контроля. Ну а очень уж извилистые участки (большое количество поворотов на сравнительно малом расстоянии) можно просто «спрямлять» видеоконтролем — все равно потенциальному нарушителю придется пересекать полосу контроля, и он будет обнаружен (если, конечно, вблизи границы нет жизненно важных объектов охраны).
Возвращаясь к вопросу установки поворотных камер на периметре. Как видно из рисунка 2, для нашего случая поворот камеры всего ~ на 11° «ломает» нашу обещанную заказчику полосу гарантированного контроля, и чем больше будет поворот, тем шире «откроются ворота» для не обнаруженного видеосистемой проникновения. А поворот такой легко спровоцировать созданием отвлекающей ситуации. Пример из жизни — оснащение периметра питерского «Водоканала», на котором изначально были установлены все камеры на поворотных устройствах. Вероятно, практический опыт эксплуатации показал, что денег явно переплатили, а эффективность существенно снизили. На настоящий момент камеры заменены на стационарные.
Собственно безопасность — дело заказчика. Мы ему гарантируем только технические параметры системы. Хватит ему таких величин или нет, решает он. За ним — организационная сторона вопроса. Вероятно, следует смоделировать возможную опасность. Если периметр носит лишь условный характер — открытая местность — можно предположить, что пересечение бегом займет что-нибудь около 2 секунд. Значит, если оператор теоретически способен отвлечься на такой промежуток времени, есть шанс, что визуально он событие пропустит. Детектор движения или дополнительная сигнализация позволят подать сигнал тревоги с указанием места (в зоне какой камеры произошло событие). Запись даже с частотой 4 к/с событие зафиксирует. Значит, имеет смысл иметь такую запись. Тогда упущенное событие может быть оперативно восстановлено по записи. Какие-либо физические препятствия могут существенно увеличить время нахождения объекта в полосе контроля, а, значит, вероятность обнаружения (забор со спиралью из колючей проволоки уже не пересечь за 2 секунды). Особенно актуальны такие препятствия в «самых узких местах» (см. рис.2). Мы можем дать заказчику только понимание момента; увязка воедино организационных и финансовых собственных возможностей — задача сугубо его собственная.
Увеличение дистанции между камерами за счет увеличения фокусного расстояния объективов, а, значит, уменьшения угла обзора, приведет к еще большему уменьшению ширины полосы контроля, что снизит практическую эффективность такого контроля. Цифровые значения для любого выбранного варианта можно получить, выполнив аналогичные построения. Думается, потому и заканчивается ряд объективов массового применения на фокусном расстоянии 12 мм, что это значение является предельным для практического использования в подобных задачах. И с другой стороны, если говорить о системе, имеющей в своем составе десятки (а так оно и получится) однотипных камер, ставку разумно делать на массовые рыночные позиции; применение «эксклюзивов» вызовет трудности с дальнейшим обслуживанием, ремонтом, оперативной заменой оборудования.
Если предложенной ширины полосы недостаточно, необходимо уменьшать дистанцию между камерами. Примитивное увеличение угла обзора объектива на более широкий дает обратный эффект при прочих равных условиях.
Проиллюстрируем это на рис.3. Заменим для нашего случая (100 метров между камерами) объектив с f = 12 мм на f = 8 мм. Угол горизонтального обзора увеличится с ~22° до ~ 33°. Но поскольку каждая последующая видеокамера от предыдущей установлена на предельной дистанции распознавания объекта, то, как следует из построения, гарантированная полоса видеоконтроля вырождается в линию, теоретическая толщина которой равна нулю. Если же камеры установлены невровень с периметром , а имеют какую-либо «мертвую зону» по вертикальному обзору, периметр вообще будет «дырявым».
Нарисунке 4 показана ситуация установки камерс f = 8 мм через 50 метров. При условии обнаружения объекта на максимальном поле зрения в 50 метров, как видно из построения, ширина гарантированной полосы видеоконтроля составляет ~ 34 метра, т.е. более, чем в 2 раза превышает полосу варианта f = 12 мм через 100 метров. Почти такой же результат получим и для f = 12 мм через 50 метров (~32 метра), однако, иметь более широкий угол обзора для каждой камеры при прочих равных условиях всегда предпочтительнее.
С одной стороны, резко повышается вероятность обнаружения — даже в чистом поле бегом пересечение займет минимум 4 — 5 секунд. С другой стороны, камер потребуется в два раза больше, операторов, строго говоря, тоже в два раза больше, ну и финансовые затраты существенно возрастут. Выбор за заказчиком.
Естественно, на конкретном периметре конкретного объекта возможны комбинации различных расстояний между камерами и различных фокусных расстояний объективов, которые, надеюсь, каждый сможет смоделировать самостоятельно по аналогии с вышеизложенным. Но на данном этапе первого разговора, когда необходим какой-то базовый вариант, в абсолютном большинстве случаев начинать разумно с минимально необходимого, т.е. дистанция — 100 метров, фокусное расстояние — 12 мм. Детали пока не нужны. Точность плюс/минус 3—4 камеры пока вполне достаточна. Пусть заказчик представляет минимальную стоимость задачи. Если он принципиально готов к таким расходам, пусть даже и разнесенным во времени, можно переходить к проработке вариантов в зависимости от конкретных задач по конкретным местам. Но это — уже следующий этап общения.
Да и для вас этот вариант будет базовым. Если теперь заказчик захочет видеть физиономию нарушителя периметра, сможете легко показать ему абсурдность такой задачи: задайтесь максимальным полем зрения 2 метра (максимальное поле зрения для опознания незнакомого человека), а не 50 метров, как принималось в расчет выше,и произведите необходимые построения на отрезке в 100 метров. Сколько камер на стометровом отрезке вам потребуется, во столько раз большее количество камер потребуется для периметра в сравнении с базовым вариантом. При формате матрицы 1/3″, f = 12 мм на 100 метров потребуется 20 камер, при том, что ширина гарантированной полосы, в которой произойдет опознание, составит 35 см. Забегая вперед, для рассматриваемого периметра потребуется чуть меньше 1000 (тысячи) камер. Встречали такие системы? И я — нет.
До варианта оснащения периметра, когда видеокамеры «смотрят» на периметр сбоку, сам бы не додумался, но поскольку встречались вполне конкретные такие предложения, давайте рассмотрим и эту ситуацию. см. рисунок 5.
Для начала, необходимо иметь места установки таких камер в стороне от периметра. Либо это — близлежащие к периметру здания, либо придется устанавливатьспециальные опоры, к которым еще необходимо будет подводить линии связи.
Но это — еще пол беды.
Пусть камеры направлены перпендикулярно линии периметра. Тогда, независимо от величины фокусного расстояния, для обеспечения на периметре поля зрения в 50 метров, камеры должны быть установлены на расстоянии 50 метров друг от друга. Но и в этом случае гарантированная полоса видеоконтроля вырождается в линию. На рисунке разобран пример установки камер с фокусным расстоянием объектива 4 мм. Необходимое расстояние установкикамеры от периметра в этом случае составляет 50 метров (еще найти надо такие объекты со свободной территорией без строений в 50 метров вдоль забора). Нетрудно, исходя из свойств подобных треугольников, определить, что для обеспечения ширины полосы гарантированного контроля в 15 метров (как для варианта с f = 12 мм, камеры через 100 метров в «затылок друг другу»), камеры необходимо будет установить уже не через 50, а ~35 метров. Таким образом, их потребуется почти в 3 раза больше, чем камер с f = 12 мм, установленным вдоль периметра через 100 метров при той же гарантированной полосе, и почти в 1,5 раза больше, чем камер с f = 8 мм, установленным через 50 метров, но полоса видеоконтроля будет сужена более, чем в 2 раза. Увеличение фокусного расстояния объектива позволит несколько увеличить расстояние между камерами, но очень несущественно: для f = 12 мм, ширине полосы гарантированного видеоконтроля — 15 метров, оно составит 45 метров , зато камеры придется удалить на 145 метров от периметра — совершенно нереальная ситуация.В общем, одни убытки. Вариант абсолютно неграмотный.
Возвращаемся к нашей задаче. Остановившись на минимальном базовом варианте, определяем необходимое количество видеокамер на каждом участке раздельно для каждого полукольца нашего периметра. Если протяженность участков не делится на 100 метров без остатка, остаток «закрываем» отдельной камерой. Ориентировочные количества видеокамер по участкам периметра указаны на схеме (Рис.6).
С учетом количества камер на всех КПП (из условия задачи) имеем:
- полукольцо EFHJ — 25 видеокамер ; из них 24 — всепогодные, 1 — внутренняя (по условию);
- полукольцо ECBAKJ — 26 видеокамер; из них 23 — всепогодные, 3 — внутренние;
- пост наблюдения — 4 видеокамеры; из них 2 — всепогодные, 2 — внутренние.
Итого система насчитывает ориентировочно 55 видеокамер: 49 всепогодных и 6 внутренних.
Разумно разделить общее понятие системы видеонаблюдения на составные части: видеокамеры; систему передачи видеосигналов, сигналов управления; аппаратуру обработки видеосигналов и синтеза изображения, и при дальнейшем эскизном проектировании рассматривать эти составляющие раздельно.
Видеокамеры.
Вовсе необязательно заказчику единовременно приобретать весь необходимый набор видеокамер. Процесс ввода в эксплуатацию может происходить в длительном временном интервале, а значит, позволит растянуть платежи во времени. Нам известны объекты, где плановое дооснащение ведется на протяжении уже более 3-х лет. Начинать, естественно, стоит с наиболее уязвимых участков периметра, наиболее криминогенных зон. Касательно технических параметров видеокамер, никаких конкретных требований в задаче не ставилось. Предложим некий усредненный вариант — не самый «навороченный, но и не самый дешевый из приемлемых на наше усмотрение, имея , таким образом, ценовой запас в ту и другую стороны. Но предлагать будем только из того перечня, который нам хорошо известен, протестирован, за который беремся отвечать. Выбор оставим за заказчиком, предупредив его о достоинствах и недостатках каждого варианта. Таким образом, мы разделим с заказчиком ответственность: себе оставим техническое воплощение всех заявленных характеристик, ему — эффективность от использования. Заметим, что цена ошибки с выбором камеры в грамотно построенной системе одна из самых низких. В самом крайнем случае потребуется замена одной модели другой, и не более.
Система передачи видеосигналов.
Прежде всего отметим, что это — система, а не некое количество некоего оборудования. Строится из расчета полной системы видеонаблюдения, учитывает ее полную «загрузку» , взаимосвязь всех ее элементов. Поэтому, как минимум, все магистральные трассы должны строится изначально в полном объеме. Кстати, это наиболее трудоемкий этап. Это фундамент, который должен быть рассчитан на все здание, даже если в обозримом будущем будет строиться только первый этаж.
Для передачи каждого видеосигнала необходима свободная пара. Ввиду больших дальностей необходимо применение кабеля ТППэп. По-прежнему, велико число приверженцевкабелей 5-й категории (AWG-24, НТР и т.д.), которым напоминаем, что из-за крайне неравномерной характеристики затухания передавать по этим кабелям видеосигнал на расстояния более 1 км не рекомендуется — высокие частоты будут обрезаны, изображение будет казаться нерезким.
В итоге, для видеосистемы необходимо 25 пар на одном полукольце и 26 пар — на втором. Можно проложить все магистрали одним кабелем ТППэп 30х2х0,5 (или 0,4 — не принципиально). При этом следует иметь ввиду, что физически работа с тремя 10-ти парными кабелями (ТППэп 10х2х0,5) проще, чем с одним тридцатипарным. В десятипарном цвета пар не повторяются, начиная с двадцатипарного, цвета повторяются, необходимо будет пары отдельно «вызванивать»; нет необходимости к каждому месту установки видеокамеры (кодера АПВС) заводить тридцатипарный кабель, который достаточно толстый и жесткий. Хотя, три десятипарных кабеля стоят дороже одного тридцатипарного.
Можно организовать трассу значительно проще, с точки зрения монтажа: для 10-ти самых удаленных камер ( с учетом перспективы) трассу проложить десятипарным кабелем; далее для второй десятки добавляется второй десятипарный кабель; для третьей десятки — третий кабель. В этом случае число перекроссировок для 20-ти удаленных камер существенно уменьшается, уменьшается количество кросс-плинтов в монтажных гермокоробках.
Для обеспечения возможности подключения датчиков необходимо предусмотреть необходимое количество пар для этих датчиков с учетом перспективы и приплюсовав это количество по участкам к количеству необходимых пар для передачи видеосигналов, получить типы магистральных кабелей (ТППэп 20х2х0,5 (0,4), ТППэп 30х2х0,5 (0,4) …).
Возьмем за базу вариант с одним тридцатипарным кабелем для простоты расчетов предварительной калькуляции.
Управляемых камер в системе нет, система телеметрического управления отсутствует.
Внимание!
Первое, о чем бывает, что забывают во время первого разговора с заказчиком, но что для таких больших систем выливается в достаточно большие суммы. Это — организация питания периферийного оборудования.
Возможен вариант организации питания «на местах», когда линии питания к каждой необходимой точке подводятся фактически от ближайшей розетки. Вариант , хотя самый дешевый ипростой по исполнению, — не самый хороший с точки зрения устойчивости и надежности работы системы — много точек потенциального риска. Да и редко такое возможно на больших периметральных системах. Централизованное питание всегда предпочтительнее.
Встречались нам попытки предлагать централизованное питание на подобных объектах 24 В и даже 12 В. Теоретически это возможно, практически — нет. Сначала необходимо подсчитать общее максимальное потребление тока всеми потребителями линии.Умножив это потребление на сопротивление проводника (собственно линии), получим величину падения напряжения в линии. Влиять на величину этого падения напряжения мы можем только за счет сопротивления линии (количество аппаратуры в линии и ее потребление — величины «жесткие»), а так как длина линии — тоже величина конкретная, то остается искать проводник подходящего сечения.Достаточно подробно методика выбора сечения проводника изложена, в частности, в разделе «Приложения» «Сборника Технических Новинок» (Изд. «Алгоритм Безопасности»), поэтому отдельно этот вопрос не рассматриваем. Но то, что при организации централизованного питания для нашей системы 24 В, получим такое сечение, что кабель будет «неподъемным» ни по цене, ни по весу, — это точно.
Но и для питания 220 В, выбор кабеля — задача очень серьезная. При оснащении объектов с полупериметром в 3,5 км (периметр — 7 км) нам приходилось устанавливать на линии питания (приблизительно в ее середине) дополнительный повышающий трансформатор (190/230 В), при сечении питающего кабеля 10 мм2.
Потребление всепогодной камеры при включенном обогреве — около 18 Вт; кодера АПВС-7 — не более 3 Вт.
Вполне возможно, что наиболее целесообразно вести централизованное трехфазное питание, распределив равномерно нагрузку по фазам, чтобы избежать чрезмерно большого необходимого сечения кабеля. Для такого варианта «на вскидку» подойдет кабель ВВГ 4х4 по цене около 17-18 р./м (еще не везде можно достать). Есть АВВГ 4х4 по цене около 7 р./м, но вести монтаж алюминиевым кабелем гораздо менее предпочтительно. А разница в 10 р./м умноженная на 4000 м — это 40000 р. Вот вам и цена «нюансов» больших систем. Попутно заметит, что изоляция и АВВГ, и ВВГ не допускает каких-либо механических нагрузок на кабель на морозе. Проложили — и не шевелить. Если условия эксплуатации будут иные, могут потребоваться специальные кабели (со специальными ценами).
Для передачи видеосигнала по витой паре для каждой камеры потребуется комплект АПВС. Расписываем их по участкам (Рис.6)
С учетом дальностей передачи получаем:
Для левого полукольца — 25 камер — необходимо:
- 18 комплектов АПВС-7
- 7 комплектов АПВС-7-01 (свыше 1500 метров)
Для правого полукольца — 26 камер:
- 21 комплект АПВС-7
- 5 комплектов АПВС-7-01
Всего необходимо:
- 39 комплектов АПВС-7
- 12 комплектов АПВС-7-01
| Розничная цена одного комплекта | АПВС-7 — $185; |
| АПВС-7-01 — $205 |
Четыре камеры работают по коаксиальным линиям.
Внимание!
Вторая «мелочь», о которой не стоит забывать при эскизном проектировании в силу немалой конечной стоимости.
АПВС имеет температурный режим работы -50 … +50° С, однако требует защиты от прямого попадания влаги. Поэтому кодеры, устанавливаемые непосредственно «под открытым небом», должны быть защищены.
Мы в таких случаях организуем монтаж в монтажных гермокоробках с классом защиты IP-67. В ней же имеет смысл разместить блок питания камеры, кросс-плинт для раскроссировки кабеля ТППэп, клеммник 220 В, гермовводы всех кабелей (см. рисунок 7).
С учетом стоимости самой коробки необходимых размеров (около 36—39 евро), гермовводов, кросс-плинта, шасси, работ по сборке, такая гермокоробка в сборе обходится ~$80. Можете предложить свой вариант решения задачи — исключить прямое попадание влаги на кодеры, питающую аппаратуру, кроссовые соединения. Главное — не забудьте о ней в принципе.
В помещениях КПП можно установить коробки для внутренних помещений (металлические — они существенно дешевле). Причем устанавливать по одной коробке на один КПП, в которой разместить все необходимое оборудование. Такая коробка для внутренних помещений обойдется ~$45 на 1—2 камеры; ~$60 на 3—4 видеокамеры.
Исходя из этого получаем, что на систему необходимо, если все камеры периметра требуют всепогодные монтажные гермокоробки:
- 41 всепогодная гермокоробка по $80 за шт.,
- 2 монтажные внутренние коробки по $60 (КПП1 и КПП5);
- 2 монтажные внутренние коробки по $45 (КПП2 и КПП4).
Нанесем на нашу рабочую схему и гермокоробки по участкам.
Такое наглядное размещение аппаратуры по рабочей схеме позволит потом, при следующих разговорах с заказчиком вносить коррективы, избегая путаницы в общей структуре. И заказчик сможет наглядно увидеть, как распределяются его деньги по его объекту, видеть относительную стоимость каждого участка и соотносить ее с важностью защиты самого участка.
Все декодеры АПВС разумно разместить в одном металлическом шкафу. Причем, с ключом, чтобы исключить доступ к магистральной аппаратуре «всех желающих». Крепление — под дин-рейку. Ориентировочная цена такого шкафа (на 51 декодер) с установленными дин-рейками, кросс-плинтами под необходимое количество пар (6 шт. по 10 пар) будет стоить ~$150. С декодеров АПВС видеосигналы отрезками коаксиального кабеля подаются на аппаратуру обработки и синтеза изображения.
Вот и еще нюанс на $3640.
В качестве приемного блока АПВС может быть установлен крейт для размещения в 19-дюймовую стойку (рис.8), который позволяет оперативно производить монтаж приемной аппаратуры, замену, обслуживание, ремонт. В составе каркаса: источник питания,плинты для подключения магистрального кабеля, разъемы BNC для вывода видеосигнала,межблочные соединения. Включение декодеров осуществляется через врубные разъемы. Стандартный крейт 3U19-16 на 16 декодеров АПВС имеет габаритные размеры (ШхВхГ) — 482,6 х 132,6 х 260 мм. Монтаж получается красивым, удобным, «цивилизованным». Но и цена розничная такого крейта на 16 декодеров — $600 (естественно, без стоимости АПВС).
Таким образом, задача передачи видеосигналов от всех камер решена. В посту имеем видеосигналы от 51 камеры периметра и удаленных КПП + 4 сигнала от камер собственно поста. Итого — 55 видеосигналов.
Аппаратура обработки видеосигнала и синтеза изображения.
Никаких требований в условии задачи нет. Вероятно, у инсталлятора есть свои соображения на этот счет. Возможно, есть какие-то специальные требования у заказчика, но мы о них ничего не знаем. Да и личные предпочтения играют немалую роль. В качестве некоего базового варианта можно было бы предложить, например, 3 шестнадцатиканальных цифровых регистратора от $1500 (Корея) до $4500 (США) каждый. Естественно, они отличаются между собой не только страной-производителем, но и техническими характеристиками. Явно не все 55 камер требуют записи. Для оставшихся 7 камер можно предложить два квадратора. Как минимум три двадцатидюймовых монитора (мультиэкран на 16 «картинок» при меньшей диагонали — это выброшенные деньги) + пять 14 — 15-ти дюймовых. Если система будет вводиться поэтапно, поэтапно разумно устанавливать и аппаратуру обработки.
А может быть заказчик предпочтет мультиплексоры с видеомагнитофонами или одноканальными цифровыми регистраторами; может быть пожелает что-нибудь на базе ПК. Об этом еще с ним придется много разговаривать, а сейчас — хоть что-нибудь для определения порядка цен под какие-то базовые функции. На структуру системы в целом это не повлияет.
Для подобных больших систем можно считать, что построение, как таковое состоялось, когда в посту приема имеем «хвосты» коаксиалов с байонетными разъемами, количество которых равно количеству камер, и на которых имеем полноценные стандартные видеосигналы свободные от каких-либо помех. Выражаясь языком судостроителей, корабль спущен на воду, может самостоятельно плыть, и начинается достроечный период. Кстати, нередко окончательный перечень аппаратуры обработки формируется уже в процессе достаточно длительной эксплуатации системы, «притирки» оператора и техники.
Для первого разговора, с техникой, в общем-то, и все. Переходим к деликатной теме — деньгам.
Рекомендуем раздельно считать деньги по составным частям системы, чтобы были наглядно видны финансовые «веса» составных частей в общей структуре. Проще будет ориентироваться, как недовложения или дополнительные вложения в каждую составную часть скажутся на системе в целом.
Поехали.
Видеокамеры:
Всего 55 камер, из них 49 — всепогодных; 6 — внутренних.
Цена всепогодной камеры, «пригодной» для нашей системы в полном комплекте (с блоком питания, кронштейном крепления, разъемами) приблизительно составит:
- Оптимальный вариант — разрешение 570 твл, чувствительность 0,05 лк (достаточно), диапазон рабочих температур -40° … +50° С, влажность — до 100%, объектив с автоматической регулировкой диафрагмы (фокусное расстояние на порядке цен не отразится) — примерная цена $280.
- Минимальный вариант — 400 твл; 0,1 лк; объектив с фиксированной диафрагмой, те же климатические условия работы — $145
Цена «приемлемой» внутренней камеры с кронштейном и блоком питания составит ~ $85.
Примечание.
Предлагать разумно изначально именно оптимальный вариант, т.е. тот, который меньше всего принесет «головной боли» и вам при инсталляции, и заказчику при эксплуатации. Самый дешевый вариант пока «держим в уме», чтобы знать нижнюю границу этой составной части. В случае требования снизить цену со стороны заказчика, делать это будем исключительно под его собственную ответственность, предупредив его об «эксплуатационных проигрышах». В любой момент, установив вместо выбранной заказчиком дешевой камеры, камеру из «оптимального» варианта, можем показать, что потеря качества — результат его — заказчика — собственного обдуманного выбора, а не упущений в строительстве системы. А в тех случаях, когда такого доказательства предъявить невозможно, лично мы никогда не пойдем на какие-либо ценовые уступки в ущерб качеству. Лучше не строить вообще (за это никто не осудит), чем строить заведомо плохо.
Итого имеем:
Полный набор камер обойдется : $280 х 49 + $85 х 6 = $14230
Система передачи видеосигнала:
39 комплектов АПВС-7 + 12 комплектов АПВС-7-01 = $185 х 39 + $205 х 12 = $9675.
По этой позиции отступлений не дадим, ибо это касается всей структуры системы, качество напрямую зависит от цены вплоть до невозможности использования полного возможного перечня аппаратуры обработки видеосигнала.
Кабельные коммуникации, магистральное оборудование:
Кабель ТППэп 30х2х0,5 — 4000 м х ~$0,8 = $3200
Кабель ВВГ 4х44000 м х ~$0,6 = $2400
Кабель RG-59 (от гермокоробок к камерам (~ по 10 метров на камеру), «хвосты» к приемной аппаратуре (по 2метра), 4 камеры в посту) ~ 700 метров х ~$0,45 = $315.
Кабель ШВВП 2х0,75 (питание камер от блоков питания) ~600 х $0,2 = $120
Разъемы BNC — тоже часто забывают о них, а их потребуется по 3 штуки на камеру без учета коммутаций между блоками аппаратуры обработки и синтеза изображения. В данном случае не меньше, чем 175 штук. Если брать отечественные «под распайку» — это ~ $2 за штуку, импортные (тайваньские) по обжим — ~ $1 за штуку. То есть, не меньше, чем ~$175
Примечание.
Бойтесь дешевых коаксиальных кабелей. Не тот порядок цены, чтобы экономить, а «неприятностей» дешевый кабель может сделать много.
Монтажные гермокоробки, монтажные внутренние коробки, монтажный шкаф в посту приема — 41 х $80 + 2 х $60 + 2 х $45 + $150 = $3640
Итого по позиции: ~$9850
Магистрали надо строить сразу на всю систему. Так что все — не так страшно. Если есть ~ $10000, можете начинать строить систему на 55 камер, закрывающих периметр в 3950 м. Фундамент построите, а дальше будете достраиваться в зависимости от своих возможностей.
Аппаратура обработки и синтеза изображения:
Возьмем для базового варианта 3 цифровых 16-ти канальных регистратора некоего усредненного ценового уровня между очень хорошим и очень дешевым. Где-нибудь по ~$3000. На каждый из них предложим по 2 монитора — один 20-ти дюймовый, другой — 15-ти. И еще два квадратора, на каждый из которых установим 15-ти дюймовый монитор. Цены возьмем те же усредненные. Получим: 3 х $3000 + 3 х $330 + 2 х $260 + 5 х $170 = $11360.
Примечание.
Квадраторы взяты «не из дешевых», но, исходя из собственного опыта, дешевых мы боимся.
Итого все необходимое «железо» обходится — ~ $45115.
В окончательном варианте сумма скорее всего увеличится — потребуются крепеж, кабель-каналы, воздушные переходы, какие-то дополнительные элементы, но это уже будут не те цифры, которые смогут «испугать» заказчика, если основные цифры его не испугали. Можно говорить, что в зависимости от уровня используемых видеокамер и аппаратуры обработки видеосигнала стоимость основного оборудования составит от $40000 до $50000. Ниже нижнего предела — это будут выброшенные деньги. Но если «держать в уме» полноценную систему, то начинать работать можно и с пятой части этой суммы.
Далее пойдет стоимость работ по монтажу и пуско-наладке. Но это — дело «личное» каждой монтажной организации. Да и наш основной потребитель подобных предложений — фирмы — инсталляторы. На этом наше предложение им и заканчивается. Нередко заказчик берется за самостоятельный монтаж магистральных кабелей, что очень существенно экономит его деньги; с другой стороны, никаких существенных особенностей в сравнении с прокладкой линий телефонии, монтажа силовых сетей у таких работ нет — все специфические проблемы уже решены на аппаратном уровне. А подключение и настройку пусть выполнят специалисты.
Вот так, примерно, выглядит первое «здрасьте», первая прикидка. Но уже появились достаточно конкретные вопросы к заказчику, появились конкретные денежные суммы, появилась тендерная «вилка», если Вы — не единственный потенциальный подрядчик.
И, по-прежнему, ничего особо сложного. По крайней мере, самостоятельно подготавливать свои диалоги с клиентомбояться не стоит. Тем более, что, как мы показали, «разные мелочи» на больших объектах имеют далеко не мелкие цены, а на местах их увидеть значительно легче.
А. Попов