Разработка системы видеонаблюдения на ОАО "ММЗ"

Одним из экономически важных объектов, являются территория складских помещений расположенная  с южной стороны завода. Для  контроля с северной стороны складских  помещений будем использовать 4 камеры КРС-W600H с углом обзора 22 градуса, который обеспечивает просмотр до 65 метров.(Рис 3.2.1).

 

Рис 3.2.1 Территория складских помещений

С южной стороны  наблюдение будет дополнительно  отслеживаться с помощью периметровых камер. Для каждой камеры установим отдельный шкаф КМГ (Рис. 3.2.2), в котором будет находиться блок питания и устройство бесперебойного питания, а также передатчик повторителя AVTPRO. Для освещения в ночное время используется дежурное освещение и устанавливаются ИК-подсветка GR-30, которая включается автоматически при недостаточной освещенности.

 

Рис. 3.2.2. Шкаф монтажа вспомогательного оборудования КМГ

Перед главным  входом на предприятие имеется автомобильная  стоянка. Для просмотра территории будет использоваться камера КРС-W600H с углом обзора около 22 градусов, закрепленная на главном корпусе на высоте 4м. Шкаф КМГ установим внутри корпуса. Передача сигнала будет осуществляться с помощью передатчика повторителя AVTPRO-M.

Видеонаблюдение периметра  и пожароопасных объектов рассмотрим более подробно.

 

3.2.1 Организация  видеонаблюдения периметра

Главная задача видеонаблюдения периметра - верификация тревог. Поскольку все уличные датчики, особенно протяженные периметровые, подвержены ложным тревогам, а расстояния на периметре обычно таковы, что каждую тревогу проверять – не набегаешься, приходится ставить систему теленаблюдения, чтобы первым делом проверить причину тревоги по экрану монитора, а потом уж, если есть подозрение на нарушение, высылать группу захвата. Первичным защитным средством на периметре является забор, первичным средством обнаружения – датчик сигнализации на заборе, а система теленаблюдения – лишь средство верификации тревог, однако без него первые два существенно теряют в эффективности – любой забор нетрудно перелезть, а сигнализация, срабатывающая чаще, чем раз в час, перестает привлекать внимание.

Исходя из этого, определяется и зрительная задача: необходимо отличить человека от собаки, желательно еще и определить действия этого человека: спокойно идет мимо или пытается залезть на забор. Сами по себе  требования не слишком трудные. Достаточно 30-50 ТВЛ на фигуру человека (10% экрана).

Обычно дополнительно  реализуется видеодетектор движения как дополнительный рубеж обнаружения. При этом от детектора движения требуется умеренное количество ложных тревог, то есть человек на изображении должен занимать от 10 до 50% экрана, а сам детектор должен быть адаптированным для применения с уличным сигналом.  Есть два варианта основных наблюдения за периметром:  вдоль  или поперек.

Вариант «поперек» - это когда внутри охраняемой территории стоят несколько скоростных поворотных камер, по сигналу тревоги немедленно поворачивающиеся на подозрительный участок. Поскольку камера управляемая, оператор может тщательно рассмотреть участок, осмотреть смежные участки территории, внутри и снаружи периметра – места, куда мог переместиться предполагаемый нарушитель.

Рис. 3.2.3. Расстановка камер поперек

Вариант «вдоль» - это классическая установка стационарных видеокамер на периметре, «в цепочку», одна за другой. Этот вариант значительно дороже, ибо несколькими камерами тут не обойтись, и, кроме того, в отличие от варианта «поперек», невозможно отследить нарушителя после того как он покинул весьма узкий сектор обзора этих камер. Зато возможны применение видеодетектора движения и реализация «записи предтревоги», когда постоянно ведется запись в небольшой циклический буфер, - раньше для этого применяли видеомагнитофон в закольцованном режиме.  Таким образом, при верификации тревоги можно посмотреть не только через 1-2 секунды после собственно тревоги, когда, весьма вероятно,  уже и след нарушителя простыл, а за несколько секунд или минут до тревоги, когда он только готовился преодолеть заграждения на периметре.

Рис. 3.2.4 Расстановка камер вдоль

Ключевым параметром является выбор шага размещения видеокамер. Каждая видеокамера, установленная  «в цепочку», контролирует участок  вовсе не от себя и до следующей, а начиная примерно от 20 метров от себя (там, где ее поле зрения достигло ширины контролируемой зоны, например, полосы отчуждения) и примерно до 100 метров от себя (где разрешение видеокамеры уже не позволяет выполнить поставленную зрительную задачу). Эта дальняя граница зоны ответственности видеокамеры должна совпадать с ближней границей следующей камеры, то есть перехлестывать на 20 метров за следующую камеру. Таким образом, шаг расстановки камер будет 80 метров. Цифры типичные, но никоим образом не обязательные. Качественная камера позволяет увеличить дальнюю границу (приемлемым будет размер цели не 10% а, скажем, 5% экрана). Узкоугольный объектив увеличивает и ближнюю и дальнюю границу. Например, взяв вдвое более узкий объектив, получаем ближнюю границу 40 метров, дальнюю – 200, а шаг расстановки камер – целых 160 метров. Для применимости таких камер необходимо, чтобы на периметре были прямые участки хотя бы по 200 метров, как по направлению, так и по рельефу, что для нашего объекта является выполнимым условием. С размещением статически расположенных видеокамер вопросов гораздо меньше, главное для них – угол обзора и зона прямой видимости.

Охранное телевидение  – это, прежде всего, человек. При  использовании статических видеокамер работа оператора сводится к пассивному созерцанию отображаемой на экране монитора обстановки, и его манипуляции ограничиваются выбором формата представления изображения (полноэкранное, мультиэкранное рис. 3.2.5).

 

 

Рис.3.2.5 Работа оператора со статическими видеокамерами

В связи с  поставленной задачей (наблюдение за периметром) видеокамеры должны видеть длинное узкое пространство. Исходя из этого с помощью программы ViewDesigner компании Dallmeier electronic выбираем параметры видеокамеры и объектива, которые позволят на расстоянии от 80 до 130 метров от места установки видеокамеры определить характер действий нарушителя (например перелаз через ограждение) без идентификации нарушителя. Однако при этом «мертвая зона» видеокамеры составит около 20-25 метров.

Основными данными  для программы являлись:

• размер матрицы видеокамеры 1/3'' (наиболее распространенный)
• высота установки видеокамеры 3 метра
• средний рост нарушителя  1,7 метра
• желаемая дальность обзора видеокамеры не менее 100 метров
• высота обзора в конце границы обзора  2,3 метра

В результате мы получаем необходимое фокусное расстояние объектива в 30мм, при котором вертикальный угол обзора составит около 7°, а горизонтальный – около 9°. При этом на максимальном расстоянии нарушитель будет виден на 11% от высоты экрана, что при использовании камер с высоким разрешением (не менее 560твл) составит около 60 линий, что вполне достаточно для определения характера действий.

Исходя из этого  устанавливаем основные требования для необходимых видеокамер:

размер матрицы    1/3''

цветность     ч/б

разрешение     не менее 560 твл

минимальная освещенность  не более 0,1 лк

фокусное расстояние объектива  30мм (объектив с АРУ)

Заданным условиям идеально удовлетворяет черно-белая телекамера 1/3"  580ТВЛ, 0,03 Lux MBK-1831 с углом обзора 11 градусов.

Рассмотрим  более подробно расположение камер  по периметру (Рис. 3.2.6.), который состоит из двух полупериметров:

L-J-K-A-B-C-D-E – протяженностью около 1600м

L-I-H-G-F-E – протяженностью около 1700м

 

Рис. 3.2.6. Схема периметра

Вдоль улиц Машиностроителей (участок A-K-J-I-H) и Суворова (A-B-C), плотность расстановки камер будет меньшей по сравнению с другими участками, так как они расположены вдоль хорошо просматриваемых участков, на которых проходят оживленные дороги с достаточно хорошим освещением вдоль забора. На участке H-G-F-E-D-C требуется установить ближе друг к другу, таким образом получим более четкое изображение и существенно увеличим гарантированную полосу видеоконтроля.

Всего потребуется 34 видеокамеры:

• A-B – 150м – 2 шт
• В-С – 100м – 1 шт
• C-D – 200м – 3 шт
• D-E – 200м – 3 шт
• E-F – 200м – 3 шт
• F-G – 350м – 5 шт
• G-H – 600м – 8 шт
• H-I – 200м – 2 шт
• I-J – 250м – 3 шт
• J-K – 200м – 2 шт
• K-A – 150м – 2 шт

Более точное расположение определяется на месте во время установки. Для передачи сигнала по витой  паре ТППэп используются передатчики AVTPRO (участок C-D-E-F-G) и AVTPRO-М (для остальных участков). У каждой камеры расположен шкаф КМГ со вспомогательным оборудованием аналогичным для ранее рассмотренных случаев. Подсветка осуществляется ИК-прожекторами GR-30, которая включается автоматически в темное время суток.

На проходных  и на воротах установим цветные  камеры КРС-W600H. По одной на Ворота, КПП2 и Ж/Д проезд, а также по 2 на КПП1 и КПП3 для контроля въезжающих и выезжающих автотранспортных средств. На КПП1 и КПП3 одна камера видеонаблюдения будет располагаться так, чтобы она свободно могла фиксировать номер при въезде и выезде автомобилей, а другая для общего обзора площадки рядом с воротами контрольно-пропускных пунктов. Регистрация номеров автомобилей будет производиться с помощью ПО «Интеллект». Модуль распознавания автомобильных номеров автоматически определяет и распознает номера автомобилей в поле зрения камеры. Он позволяет фиксировать и сохранять в базе данных SQL распознанный номер, а также изображение транспортного средства, часть кадра с номерным знаком и время регистрации. Таким образом, формируется база всех транспортных средств, прошедших через зону контроля, с возможностью добавления текстового комментария к каждому распознанному номеру. Модуль распознает 288 типов государственных регистрационных знаков, содержащих цифры, кириллические или латинские буквы.

Электропитание  всего периметра будет осуществляться по проложенной линии в 220В.

 

3.2.2 Организация  видеонаблюдения пожароопасных  объектов

Для пожароопасных  объектов, таких как литейный цех, сушильный цех и площадка с ГСМ не требуется детального отображения мелких деталей. Основное предназначение видеонаблюдения на этих участках – это получение контрольной информации в случае срабатывания пожарной сигнализации и определения точного места очага возгорания.

 Для просмотра  площадки с ГСМ можно остановить  выбор на MBK-1831, с углом обзора 25-30 градусов. Камеры расположим на противоположных сторонах площадки. Передача сигнала и питание такое же, как и в случае установки о периметру, но ИК-подсветка не нужна, так как в ночное время площадка с ГСМ освещается.

В литейном (рис. 3.2.7) и сушильном цехах установим  камеры TDM-3232D3, для общего обзора в противоположных углах.

Рис. 3.2.7. Литейный цех

 

3.2.3 Обработка информации

Весь сбор информации происходит в серверной завода, а обработка в отдельном кабинете оператора видеонаблюдения. Все кабеля витой пары сводятся в серверную, в которой расположены крейты декодеров (рис. 3.2.8).

Рис. 3.2.8 Блок декодеров 

После декодирования  сигнал поступает в коммутатор LTC 8500 Allegiant, в котором информация с которого записывается в RAID-масиив, объемом 20Tb. Это количество памяти достаточно для записи 3к/с при сжатии видео в формате MREG-4. Управление выводом на мониторы осуществляется с помощью компьютера подключенного к коммутатору. Всего можно устанавливать до 8 мониторов, но мы ограничимся 6 мониторами (один на 20" и пять 17"). На компьютере установлено ПО «Интеллект», который включает в себя модули работы с видеоданными и модуль «Авто - Интеллект». ПО настроено таким образом, что при детекции периметровыми камерами выводит изображение на главный монитор. Три монитора отведены под проходные, один для складских вывода изображения со складских помещений. Оставшиеся 2 монитора, 20" и 17" выводят оперативную информации в случае детального просмотра и для периметра соответственно.

Для повышения  эффективности восприятия видеоинформации оператором выполним несколько условий. Первый шаг — оптимизация формата монитора. Для решения зрительной задачи обнаружения оператору нужен весь экран. В таком случае желательно, чтобы видимый угловой размер экрана соответствовал угловому полю ясного зрения оператора, который для здорового человека составляет приблизительно 9° по вертикали и 12° по горизонтали (отсюда, кстати, и принятое соотношение сторон экрана в телевидении 3:4). Это условие выполняется, когда расстояние от глаз оператора до экрана монитора равно приблизительно 45 диагоналям экрана. При большем видимом угловом размере экрана игнорируется периферия, а при меньшем — внимание оператора отвлекается на посторонние объекты, окружающие экран ТВ монитора.