Часто пребывание в городе более опасно, чем в диких и безлюдных местах.

Город - средоточие контрастов, и наряду с цивилизованной жизнью здесь могут существовать и полуварварские явления. Преступники нередко действуют, не дожидаясь ночи. Чем объясняется такая наглость? Повседневная жизнь настолько изолирует людей, что каждый вынужден заниматься только своим делом. Безразличие к людям из деловой привычки становится чертой характера горожан. Попросивший помощи посреди улицы вряд ли ее получит от кого-либо. Газеты регулярно публикуют свидетельства о преступлениях, совершаемых как в крупных, так и в небольших городах, когда у окружающих не хватило смелости вмешаться. При виде новостей такого рода совершенно непроизвольно хочется спросить себя: как же вести себя в этих каменных джунглях?

По статистике штаба УМВД России по Липецкой области число правонарушений и любых других противозаконных явлений с каждым годом снижается. Более эффективная работа органов законопорядка обуславливается внедрением новых технологий облегчающих работу и следствие правоохранительным органам. Видеонаблюдение, пожарные сигнализации, противоугонные средства и т.п. являются неотемлимыми средствами обеспечения безопасности.

Из всех имеющихся на сегодняшний день средств охранной сигнализации только видеоизображение может немедленно показать происходящие в данный момент события на охраняемом объекте, оборудованном телевизионной системой. Правильно сконструированная система видеонаблюдения позволяет в реальном масштабе времени оценить обстановку на объекте, снизить время реакции на экстремальную ситуацию и обеспечить скорейшее принятие целесообразных мер защиты от возникшего посягательства. Это повышает эффективность действий службы охраны и тем самым потенциально может привести к минимуму ущерба в тех случаях, когда он неизбежен. Поэтому видеонаблюдение и заняло отдельную нишу в этой области.

Видеонаблюдение – это комплекс системы безопасности, организованный на основе видео-телевизионного оборудования, обеспечивающий безопасность объектов, складов, промышленных помещений, офисов, коттеджей, домов, мест парковки, гаражей и т.д.

Целью и задачей дипломного проекта является разработка системы видеонаблюдения для контроля правопорядка в микрорайоне города Ельца. Для достижения цели ВКР требуется решение следующих задач:

• Изучить принципы построения и функционирования систем видеонаблюдения;

• Изучить принципы проектирования систем видеонаблюдения, методы монтажа, сервиса и инсталляции;

• Вести непрерывный визуальный контроль над территорией;

• Записывать все, что фиксируют видеокамеры для последующего просмотра;

Конструкторская часть

2.1. Общие сведения о системах видеонаблюдения

Прежде чем приступить к рассмотрению систем видеонаблюдения необходимо дать определение термину безопасность.

• Безопасность- состояние защищенности прав граждан, природных объектов, окружающей среды и материальных ценностей от последствий несчастных случаев, аварий и катастроф на промышленных объектах.

• Безопасность - состояние общественных отношений, при котором личность, социальная группа, общность, народ, страна (государство) может самостоятельно, суверенно, без вмешательства и давления извне свободно выбирать и осуществлять свою стратегию международного поведения, духовного, социально-экономического и политического развития.

• Безопасность- отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба. В области стандартизации Б. продукции, процессов и услуг обычно рассматривается с целью достижения оптимального баланса ряда факторов, включая такие нетехнические факторы, как поведение человека, позволяющих свести риск, связанный с возможностью нанесения ущерба здоровью людей и сохранности имущества, до приемлемого уровня.

• Безопа́сность — такое состояние сложной системы, когда действие внешних и внутренних факторов не приводит к ухудшению системы или к невозможности её функционирования и развития.

• Безопасность человека — такое состояние человека, когда действие внешних и внутренних факторов не приводит ксмерти, ухудшению функционирования и развитияорганизма,сознания,психикии человека в целом, и не препятствуют достижению определенных желательных для человека целей.

• Безопасность, основанная на свободе— система мероприятий, направленных на защиту свободы человека, как главного условия реализации его интересов. Конечная цель Безопасности — достижение каждым человеком устойчивого состояния осознания возможности удовлетворения своих основных потребностей и обеспеченности собственных прав в любой, даже неблагоприятной ситуации.

Центральным направлением в обеспечении безопасности является формирование безопасной среды для реализации прав и свобод человека и гражданина.

Охранные системы (системы безопасности) функционируют в целях поддержания правопорядка на улицах города, в муниципальных и коммерческих организациях, на территории различных промышленных предприятий и т.д. Они предоставляют оператору, осуществляющему мониторинг, изображение в масштабе настоящего времени или архивные материалы. Количество камер в системе может исчисляться десятками, сотнями и даже тысячами.

Системы видеонаблюдения  являются одним из важнейших «рубежей» безопасности современных зданий и сооружений. Информация, получаемая при помощи видеосистем, не только помогает охране мгновенно сориентироваться и принять правильное решение, но и дает возможность собрать доказательные материалы впоследствии. 

Все системы видеонаблюдения можно разделить на три группы, взяв за критерий место и способ установки:

• внутреннее видеонаблюдение устанавливается внутри помещений;

• уличное видеонаблюдение – соответственно на открытых местностях (улицы, дворы и т.д.);

• скрытое видеонаблюдение - камеры монтируются незаметным образом.

В зависимости от типа используемой аппаратуры видеонаблюдение может быть аналоговым или цифровым. В аналоговых системах применяется видеомагнитофоны, мультиплексоры и мониторы, а сигнал, который передается с камеры на монитор, представляет собой обычный телевизионный сигнал. Но аналоговые системы видеонаблюдения уже морально устарели, для них характерна невысокая скорость записи и нечеткая картинка. Им на смену пришло видеонаблюдение, основанное на цифровых технологиях, которые используют двоичное кодирование информации. Эти технологии позволяют в разы повысить скорость записи и качество картинки, делает возможным добавление в функционирующую систему видеонаблюдения дополнительных датчиков и видеокамер. При этом издержки в процессе эксплуатации цифрового видеонаблюдения весьма незначительны. Такие системы отличаются от аналоговых тем, что в их состав входит видеорегистратор, расположенный между видеокамерой и монитором. Видеорегистратор оцифровывает сигнал и только потом предает его на устройства вывода и записи.    Преимущества цифровых систем видеонаблюдения очевидны. Во-первых, оцифрованная информация может быть записана на компактный цифровой носитель, а во-вторых, такую информацию можно обрабатывать и анализировать на программном уровне. Это в свою очередь означает, что огромная диспетчерская больше не нужна (место видеомагнитофона занимает малогабаритное устройство цифровой записи), да и количество диспетчеров тоже можно свести к минимуму (программа сама распознает движение и привлечет внимание охраны).

Системы видеонаблюдение могут осуществлять запись в черно-белом или цветном варианте. Черно-белая картинка имеет более высокое разрешение и позволяет добиваться очень высокой детализации, при этом ее удобно использовать в условиях плохого освещения и на затемненных территориях, например в складских помещениях. Что же касается цветной картинки, то она передает больше информации, позволяет легче опознать и разыскать правонарушителя.

Системы видеонаблюдения позволяют менять параметры в соответствии с условиями и задачами наблюдения. Можно настроить количество кадров в секунду, что позволяет определять время события с высочайшей точностью. В обычных условиях достаточной бывает скорость записи в 6-7 кадров/сек, которая позволяет зафиксировать все детали. Просмотреть видеозаписи можно как непосредственно с устройства, так и удаленно – с использованием локальной сети или Интернета. Благодаря этому из центрального охранного пункта можно контролировать самые разные участки охраняемого объекта. Само собой, вся информация может быть перенесена на съемные носители.

Разумеется, такие системы видеонаблюдения имеют существенные недостатки, главным из которых по-прежнему является громоздкость. И сложность в управлении. Каждый комплект «камера-видеорегистатор-монитор» работает отдельно, что усложняет управление всей системой и вынуждает разработчиков искать более рациональное решение.      Следует отметить, что такое решение нашлось очень быстро – им стали  IP-системы (распределенные системы), основанные на сетевом протоколе.      Центральным элементом систем IP-видеонаблюдения является видеосервер, основная задача которого - синхронизация работы различных устройств, входящих в состав такой системы. Часто видеосервер выполняет также и функции видеорегистратора, оцифровывающего изображение нескольких камер одновременно.  Преимущества распределенных систем видеонаблюдения      Первое и самое важное преимущество – масштабируемость. Архитектура IP-систем предполагает возможность беспроблемного подключения новых устройств. При этом количество элементов распределенных систем ограничивается только производительностью видеосервера, который всегда может быть заменен более мощным и многофункциональным.      Второе, также немаловажное преимущество – возможность подключения абсолютно разных устройств. В состав одной системы могут входить камеры различных типов (аналоговые, цифровые, цифровые с регистратором), любое количество мониторов разных поколений, персональные компьютеры и консоли управления. Устойчивость таких разномастных систем достаточно высока.      Третье преимущество систем видеонаблюдения, основанных на сетевом протоколе – возможность удаленного управления и возможность управления при помощи программных средств – тесно взаимосвязаны. Дело в том, что информация, полученная видеосервером, может быть обработана им же в автоматическим режиме (проверка движения, распознавание номеров автомобилей), либо отправлена в любую точку мира посредством сети Интернет. Такой «программно-удаленный» подход позволяет настроить IP-системы под любые, самые экзотические потребности. 

Установка систем видеонаблюдения дает возможность не только записывать видео и звук, но и делает возможным без вмешательства человека решать большое количество других задач.

Типовой состав системы видеонаблюдения (рис. 1), состоит из видеокамер, количество которых определяется задачами, возложенными на видеосистему, каналов передачи видеосигнала от каждой видеокамеры до устройств обработки и хранения и видеомониторов как устройств отображения видеоинформации.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема систем видеонаблюдения

Она состоит из следующих элементов:

• Видеокамера – передаёт информацию из внешней среды;

• Канал передачи видеосигнала – беспроводные системы либо кабеля, которые можно использовать при построении видеонаблюдения.

• Устройство обработки записи - Для отображения информации с камер и записи видеосигнала в архив на потребуется выбрать видеорегистратор. Регистраторы подразделяются на несколько типов: регистраторы на базе ПК; автономные регистраторы.

• Устройство отображения – Мониторы, сотовые телефоны, телевизоры

В данной дипломной работе мы выбираем камеры на основе IP-систем. Рассмотрим их сильные и слабые стороны по отношению к другим системам

Плюсы:

1. Масштабируемость системы.  Возможность построения системы IP видеонаблюдения любого масштаба – от одной видеокамеры до нескольких тысяч. Возможность расширения системы и ее наращивания. Мы не ограничены длиной коаксиала, емкостью видеорегистратора, количеством входов на плате видеоввода.  2. Распределенность Просмотр видеоизображения с объектов любой удаленности при наличии каналов передачи данных. Причем, это возможно напрямую с видеокамеры, а не с регистраторов, которые обрабатывают сигнал.  3. Многопользовательский режим Возможность доступа к одной видеокамере нескольким клиентам. Например, когда один клиент записывает изображение, другой – отображает, третий – просматривает через WEB browser.  4. Подключение к существующей ЛВС Если на объекте существует кабельная сеть ЛВС, то систему видеонаблюдения можно смонтировать в короткие сроки без дополнительных затрат на прокладку кабеля 5. Встроенный интеллект Часть функций интеллектуальной обработки видеоизображения теперь встраивается в видеокамеру. Например, многозонные видеодетекторы. Некоторые производители выделяют часть памяти в видеокамере для возможности самому дописать нужный функционал работы. Возможности здесь поистине нескончаемы. 6. Разрешение и качество изображения Аналоговые видеокамеры в стандарте CCTV подходят к своему технологическому пределу. Цифровые же видеокамеры, вслед за цифровыми технологиями, активно развиваются, и предела здесь пока не наблюдается. В цифровых системах видеонаблюдения невозможно получить помеху на канале передачи данных. Не будет наводок, токовых петель и прочих проблем передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю. В случае искажения информации в канале передачи данных, приемное устройство просто перезапросит у передающего пакет данных, что приведет к снижению скорости, но никак не ухудшению качества изображения. 7. Надежность Децентрализованная система обладает большей надежностью – отсутствует центральная часть, от которой зависит работоспособность системы в целом. Все функции простым образом дублируются, например запись можно осуществлять параллельна на двух регистраторах и для этого не нужны разветвители. Любые функции по записи и просмотру можно перенести в любой момент на другие ПЭВМ в рамках ЛВС. 8. Функциональность Цифровой поток дает возможность получать с видеокамеры не только видеоизображение, но и сигнал с микрофонов, с датчиков в камере, организовывать даже двустороннюю аудио связь, управлять настройками и параметрами видеокамеры в режиме реального времени и даже событийно, управлять телеметрией. 9. Возможность передачи информации по радиоканалу Эту возможность мы выделили в отдельный пункт, как крайне важную. Вспомним – сколько было попыток от производителей CCTV сделать возможным передачу видеоизображения по радиоканалу. Но по разным причинам успеха эти технологии не имели. Здесь и проблемы с передачей широкой полосы видеоизображения, и односторонний канал, и помехи и т.д. Что же с цифровыми технологиями передачи по радиоканалу? В этой области технологии ушли далеко вперед. Рынок предлагает нам оттестированную и получившую широкое распространение технологию беспроводной передачи данных WiFi.  Таким образом, передать видеоизображение по радиоканалу в цифровом видеонаблюдении уже не проблема, более того – многие производители делают системы IP видеонаблюдения со встроенным беспроводным интерфейсом. Минусы:

1. Высокая цена По нашим расчетам при создании системы IP видеонаблюдения «с нуля» и при отсутствии ЛВС способной обеспечить прохождение необходимых потоков от видеокамер, системы IP видеонаблюдения по стоимости выше, чем аналоговое. Повышенная стоимость здесь во всем – дорогие видеокамеры, дорогое пассивное и активное сетевое оборудование, дорогое станционное оборудование. К тому же обслуживание и администрирование системы требует специалистов высокого класса в IT сфере.

2. Невысокая удаленность Отметив масштабируемость и распределенность в глобальном смысле как преимущество, следует рассмотреть реальный объект, с которым нам предстоит работать. Существующие стандарты построения ЛВС не допускают удаленность двух точек по витой паре без использования конвертеров и ретрансляторов на скорости 100/1000 Мбит/с более 100 м. Это является существенным ограничением, например, для периметральных систем видеонаблюдения, где длины могут доходить до 500 м и более. Приходиться использовать оптоволокно, модемы и т.п. Но порой стоимость такого решения может быть достаточно велика, да и, опять же, администрировать все это не просто.. 3. Сложность системы IP видеонаблюдение требует от инсталлятора и администратора системы и того, кто ее обслуживает, определенных навыков в IP технологиях и технологиях передачи цифровых данных.

4. Большие объемы данных Существующие ЛВС на объекте могут не выдержать потоки данных, передаваемых IP камерами, и , в результате, понадобится либо модернизация, либо замена пассивной и активной частей ЛВС.

5. Уязвимость для хакерских атак Предположим, что камера установлена на периметре на столбе. И, при этом, камера цифровая, и подключена она, в лучшем случае, к выделенной сети безопасности, а в худшем к общей сети предприятия. В данном случае злоумышленник-хакер со стремянкой и ноутбуком получает доступ к информационной сети, даже не проникая физически на объект. Информация с камер выносится за пределы защищенной территории прямо в ноутбук злоумышленнику. Эта проблема решается выделением сети безопасности в отдельный сегмент, установкой самых современных защит, сетевых фильтров, «файрволов», но это приводит к удорожанию системы и 100 % защиты не дает, в отличие от аналогового наблюдения, где через коаксиал много информации из видеосервера не скачаешь. Существует оборудование, которое позволяет, не осуществляя физического воздействия на провод (витая пана, через которую передается информация ), считывать с него информацию. 6. Задержки в отображении В существующих IP видеокамерах, стандартах передачи и обработки информации видеоизображение с цифровых видеокамер приходит с некоторой задержкой. Это связано с рядом объективных причин, на которые повлиять нет возможности. Для стационарных камер это не столь актуально, т.к. задержка в одну, и даже в две секунды, не принципиальна. Но вот для поворотных видеокамер, а особенно скоростных купольных, это очень важно. Управление производится практически мгновенно, а вот отображение с задержкой. И оператору приходится это учитывать и корректировать свои действия, чтобы не «перекрутить» камеру, не переувеличить, вовремя остановиться.

7. Отсутствие стандартов Когда раньше подбирали оборудование, проектировали систему, мы изучали характеристики видеокамеры, форм фактор, внешний вид, но никак не задумывались о совместимости. Стандарт нам позволял выбрать любое оборудование, любого производителя исходя только из их ТХ. Теперь же получается, что если мы хотим смонтировать систему, то мы уже вынуждены обращать внимание, помимо всего прочего, на совместимость компонентов. Если использовать брендовые NVR, то здесь, речи об использовании разнородного оборудования, вообще не идет. Приходится использовать только видеокамеры одного производителя и никак иначе. Если не брендовые или PC-based, то все равно мы обращаемся к таблицам совместимости. А при внедрении может оказаться, что видеосигнал-то мы получаем, а вот протокол аудиоданных или телеметрия, или еще какие-нибудь уникальные свойства, нужные нам, не поддерживаются. Краснеть придется инсталлятору. 

Любая техническая система безопасности, в том числе и видеонаблюдение, требует не только квалифицированного обслуживания, но и необходимых навыков эксплуатации от персонала. По сути, она является инструментом, и уже от сотрудников службы безопасности зависит, насколько эффективно они им воспользуются.

По результатам известного исследования, после 15 минут непрерывного слежения эффективность работы оператора сокращается вдвое, что мешает ему оперативно реагировать на различные ситуации. В некоторой степени эту проблему можно попытаться решить чисто техническими средствами – используя видеоанализ. При этом интеллектуальные камеры или ПО проводят первичную обработку изображений и при соответствии определенным параметрам привлекают внимание оператора. Помимо этого, необходимо уделить внимание эргономике рабочего места оператора, логике группировки камер на экране в ситуационном центре. Не лишними будут и учения службы безопасности с отработкой реакции на информацию, полученную с камер системы. Это позволит получить максимальную эффективность от использования системы видеонаблюдения.