Системы видеонаблюдения. Основы построения, проектирования и эксплуатации

Москва
Горячая линия - Телеком
2013

УДК 621.397:621.398:654.924 
ББК 32.968  
    П28 

Р е ц е н з е н т ы :  доктор техн. наук, профессор В. А. Ворона, технический директор ООО «Аксис Коммуникейшнс»  П. А. Рожков 

Пескин А. Е. 

П28         Системы видеонаблюдения. Основы построения, проектирования и эксплуатации.– М.: Горячая линия – Телеком, 
2013. – 256 с.: ил. 

ISBN 978-5-9912-0336-4. 

Систематизированы обширные сведения в области построения 
систем видеонаблюдения, рассмотрены решаемые ими задачи, правовые нормы применения, а также используемые стандарты и руководящие документы. Рассмотрены основные технические характеристики компонентов аналоговых, цифровых и сетевых систем видеонаблюдения. Приведены примеры их практического использования. Описаны методы проектирования систем видеонаблюдения и даны практические рекомендации по их монтажу и техническому обслуживанию. Рассмотрены простейшие способы тестирования, оценки работоспособности и качества используемых компонентов. 
Для специалистов, занимающихся проектированием и эксплуатацией систем видеонаблюдения, персонала фирм-поставщиков и фирмзаказчиков оборудования, руководителей и сотрудников служб безопасности. Будет полезна студентам вузов, слушателям курсов повышения квалификации и переподготовки специалистов, а также широкому кругу читателей, интересующихся вопросами применения систем видеонаблюдения. 

ББК 32.968  

Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU 

Справочное издание 

Пескин Александр Ефимович

Системы видеонаблюдения. Основы построения,  
проектирования и эксплуатации 

Редактор  Ю. Н. Чернышов 
Компьютерная верстка  Ю. Н. Чернышова 
Обложка художника  О. Г. Карповой 

Подписано в печать 15.03.2013. Формат 60×88/16. Уч. изд. л.16. Тираж 500 экз. 
ISBN 978-5-9912-0336-4                                                      © А. Е. Пескин, 2013  
                                             © Издательство «Горячая линия–Телеком», 2013 

Предисловие

Системы видеонаблюдения (СВН) являются одним из основных
компонентов и занимают важное место в общей структуре интегрированных (комплексных) систем обеспечения безопасности объектов
и физических лиц. Подобные системы в последнее время используются очень широко для охраны периметров и объектов, для контроля поведения посетителей, для наблюдения за производственными
процессами и во многих других областях на предприятиях, на транспорте, в офисных и жилых помещениях, гостиницах, учебных заведениях, магазинах, торговых центрах, коттеджных поселках и т. п.
Как правило, при охране реального объекта современные СВН
интегрированы в комплексную охранную систему обеспечения безопасности вместе с системами контроля доступа и охранно-пожарной
сигнализации, хотя, конечно, они могут быть установлены и независимо.
Основные функции СВН — вести видеомониторинг определенных участков территории объекта и предоставлять визуальную информацию оператору службы безопасности в виде, удобном для восприятия, дальнейшей обработки и хранения. Поскольку основной
задачей видеонаблюдения в структуре технических средств обеспечения безопасности является недопущение проникновения на охраняемый объект посторонних лиц, основными местами использования СВН являются различные въездные ворота, периметр ограждения, двери, а также подъездные пути и прилегающая территория. Внутри помещений объектами внимания традиционно являются внутренние двери, лестничные клетки и площадки около лифтов,
входы в технические помещения. B
случае необходимости решения специфических задач службы безопасности (например, в торговом предприятии или офисном помещении) видеокамеры СВН могут быть нацелены на определенные важные зоны, например зону
приема посетителей или зону совершения кассовых операций. Кроме того, материалы видеонаблюдения часто является важнейшей
фактической основой проведения служебного расследования, а в некоторых случаях единственным достоверным, неоспоримым и независимым свидетельством как элемент судебных разбирательств.

Предисловие

Конструктивно современные СВН состоят из видеокамер различного уровня технологической сложности, средств обработки сигналов и их регистрации, комплекса устройств отображения изображения (различных мониторов) и устройств управления. Как правило, СВН имеют автономное электропитание и защищенные от постороннего вторжения каналы связи. Благодаря современным компьютерным технологиям оператор службы безопасности имеет возможность воспринимать информацию со всех установленных видеокамер, управлять ими (поворачивать и увеличивать изображение) в
реальном времени, автоматически фиксировать поступающую визуальную информацию на жесткий диск компьютера и т. п.
Часто камеры видеонаблюдения дополняются устройствами детекции движения — в этом случае запись изображения может вестись не постоянно, а по моменту возникновения движения в подконтрольном пространстве (соответственно, автоматически прослеживая
движение и обращая внимание оператора на возникшую ситуацию).
К числу дополнительных возможностей СВН относится расширение спектра фиксируемой информации об окружающем пространстве за счет регистрации аудиоинформации, поступающей с внешних
микрофонов (в том числе сигналов, синхронизированных с данными видеокамер).
Одним словом, система видеонаблюдения является одной из основ информационного обеспечения оперативной работы службы безопасности.
Видеонаблюдение, также как промышленное, транспортное,
подземное и подводное телевидение и другие системы, относится
к телевизионным системам специального назначения. По-другому
эти системы называют прикладными замкнутыми телевизионными
системами Closed Circuit Television (CCTV), т. е. предназначенными
для ограниченного числа зрителей, в противоположность системам
вещательного телевидения.
Одно из назначений книги — дать читателю необходимые знания для осознанного проектирования СВН и для оптимального подбора оборудования таких систем, без чего их реальное проектирование невозможно.
Надо отметить, что бытующее рассмотрение технических характеристик СВН в отрыве от реальных условий их эксплуатации зачастую приводит к низкой эффективности использования подобных
систем. Поэтому значительное место в книге уделено практической
стороне вопроса, в частности оптимальному размещению видеокамер и выбору зон их обзора.

Предисловие
5

В книге, как правило, не упоминаются технические характеристики и описания конкретных моделей компонентов видеооборудования (никакой объем не позволил бы вместить все представленное на
российском рынке их многообразие). С другой стороны, даже если
бы такая попытка и была предпринята, то стремительное изменение
парка оборудования для видеонаблюдения, непрерывное появление
новых образцов приборов неизбежно привело бы к быстрой потере
актуальности книги.
Следует обратить внимание читателя на то, что с целью сохранения цельности и последовательности изложения материала в книге приведено описание ряда основополагающих, но несколько устаревших устройств, понимание принципов работы которых облегчает
переход к освоению современных компонентов СВН.
Книга состоит из восьми разделов. B первом из них приводятся
общие сведения о СВН: решаемые ими задачи, принципы и способы
их построения, их классификация, правовые аспекты их применения, основные нормативные документы в области видеонаблюдения.
Рассказывается также об основных сигналах, используемых в СВН.
В разделе 2 рассматриваются основные технические характеристики практически всех компонентов СВН и их взаимосвязь.
Раздел 3 посвящен цифровым и сетевым СВН, в том числе использованию в них компьютерных технологий.
В разделе 4 рассматриваются методы тестирования оборудования СВН и приводятся простейшие способы оценки работоспособности и качества используемых приборов.
Раздел 5 посвящен вопросам проектирования СВН, в том числе
особенностям выбора и расположения их компонентов и составлению технического задания.
В разделе 6 рассматриваются практические примеры применения СВН.
В разделе 7 приводится описание видеопереговорных устройств
(видеодомофонов).
В разделе 8 даются рекомендации по монтажу и техническому
обслуживанию СВН и видеодомофонов.
Книга рекомендована специалистам, занимающимся проектированием и эксплуатацией систем видеонаблюдения, сотрудникам
фирм-поставщиков и фирм-заказчиков оборудования, слушателям
курсов повышения квалификации и переподготовки специалистов,
может быть полезна студентам технических университетов и других учебных заведений соответствующих специальностей и направлений.

Предисловие

Материал книги рассчитан также и на всех тех, кто хотя бы
элементарно знаком с основами электроники, цифровой и телевизионной техники, и желает самостоятельно приобщиться к такой
увлекательной сфере техники, как видеонаблюдение.
При написании книги автором был использован многолетний
опыт преподавания курсов «Основы телевидения» и «Устройство
и техническое обслуживание систем видеонаблюдения» на соответствующих направлениях повышения квалификации МИПК МГТУ
им. Н.Э. Баумана.
Автор и издательство выражают особую благодарность ведущему российскому специалисту по системам видеонаблюдения, генеральному директору фирмы «Мост безопасности» Ю.М. Гедзбергу за
ценные замечания, способствующие улучшению книги, и любезно
предоставленную возможность использования принадлежащих ему
материалов.

Общие сведения о системах
видеонаблюдения

1.1. Построение систем видеонаблюдения
и решаемые ими задачи

Системы
видеонаблюдения
предназначены
для
повышения
уровня безопасности объекта и для минимизации возможных последствий нежелательных воздействий на людей, на материальные
ценности и на информационные ресурсы. Нежелательные воздействия из внешней (по отношению к охраняемой зоне) среды могут быть
как осознанными (со стороны криминальных элементов), так и результатом техногенных катастроф или стихийных бедствий. В общем
виде СВН условно можно рассматривать как замкнутую систему управления (рис. 1.1), состоящую из элементов.
Анализирующее устройство воспринимает воздействие из внешней среды (оптическое изображение объекта на матрице видеокамеры) и преобразует его в вид, приемлемый для принятия решения,
т. е. по сути, является системой получения сигналов телевизионных
изображений (видеосигналов).
Устройство памяти хранит априорную информацию о возможной опасности. Например, оно «помнит» изображения «своих», учитывает характерные признаки опасных субъектов, «знает», в какое
время в контролируемой зоне могут находиться люди, а когда не
должны, и т. п. В устройстве памяти электронного прибора или ком
Рис. 1.1. Построение системы видеонаблюдения

Р а з д е л 1

пьютера могут храниться пороговые значения напряжения или кода,
соответствующие тревожной ситуации, информация о разрешенных
временных «окнах» и пр.
Решающее устройство, на входы которого приходят сигналы с
двух предыдущих устройств, формирует сигнал тревоги при выполнении установленных условий — в этом случае реализуется функция
видеоконтроля. B качестве решающего устройства, как правило, используется оператор, однако в последнее время ему на помощь все
больше приходят такие технические средства, как детекторы движения, детекторы оставленных или унесенных предметов, системы
автоматического распознавания лиц людей или автомобильных номеров. Если в качестве решающего устройства выступает оператор,
то на выходе анализирующего устройства (на экране видеомонитора) должно присутствовать изображение контролируемой зоны.
B этом случае реализуется функция видеонаблюдения. Если решающим устройством является электронное устройство, в частности
компьютер, то на выходе анализирующего устройства должен быть
соответствующий видеосигнал. Таким образом, решающее устройство вырабатывает сигнал для исполнительного устройства.
Исполнительное устройство может автоматически воздействовать на внешнюю среду — по тревоге включать сирену, строб-вспышку, исполнительные механизмы и т. п., а кроме того, оно может
включать устройство видеорегистрации, а также управлять работой устройства связи.
Устройство видеорегистрации служит для организации протокола событий, т. е. записи видеосигналов, поступающих с анализирующего и исполнительного устройств, что в дальнейшем позволяет проводить расследование произошедших событий. Кроме того,
видеозапись позволяет уменьшить и влияние «человеческого фактора» охраны.
Устройство связи служит для передачи тревожной информации
силам реагирования. Передача информации может осуществляться
с помощью локальных компьютерных сетей, Интернета, электронной почты, телефонных сетей, SMS-сообщений и пр.
Силы реагирования (охрана, МЧС и т. п.) непосредственно воздействуют на негативные явления внешней среды с целью минимизации потерь в охраняемой зоне. Функционирование сил реагирования непременно должно учитываться в работе СВН. Как показывает
опыт, без учета их работы (так называемого «человеческого фактора») СВН может превратиться в бесполезный комплект дорогостоящего оборудования.

Общие сведения о системах видеонаблюдения
9

Эффективность системы обеспечения безопасности определяется скоростью ее отработки на внешние воздействия: для исключения
развития событий по неблагоприятному сценарию скорость ответных действий сил реагирования должна быть выше, чем скорость
нежелательных воздействий из внешней среды. С этой целью для
торможения действий криминальных элементов используются средства механической укрепленности объекта и вандалозащищенности
оборудования СВН (специальные крепления, скрытая прокладка кабелей, антитамперные датчики и пр.), поскольку для их нейтрализации злоумышленникам требуется время. С этой же целью применяется резервное электропитание.
Кроме того, следует иметь в виду, что такие параметры эффективности СВН, как необходимая разрешающая способность и скорость обновления визуальной информации, определяются конкретной задачей, вытекающей из особенностей установки видеокамер.
Преимущество СВН по сравнению с другими системами обеспечения безопасности заключается в их высокой информативности (90 % всей информации об окружающем мире человек получает
благодаря органам зрения). Проверить правильность функционирования систем обеспечения безопасности, убедиться в реальности
тревоги, выработанной сигнализацией (охранной, пожарной, периметровой, антикражевой, автомобильной) можно не только посещением человеком места происшествия, но и дистанционно — с помощью видеонаблюдения. Еще важнее предотвратить происшествие,
обнаружив опасное движение на подступах к охраняемой зоне, расшифровав возможную угрозу по экрану видеомонитора, что особенно актуально для удаленных необслуживаемых объектов. И с этим
видеонаблюдение также успешно справляется.
Несовершенство любой из систем обеспечения безопасности в
отдельности приводит к стремлению взаимного дополнения, некого
симбиоза систем, к попыткам проектировщиков интегрировать различные системы в единую систему обеспечения безопасности, чтобы
существенно уменьшить влияние слабых сторон каждой из них, повысить достоверность получаемой оператором информации. Интеграция СВН (на аппаратном и/или программном уровне) с другими
системами — это путь повышения уровня безопасности. При этом,
однако, нельзя не учитывать вопросы живучести подобной централизированной системы, а также возможности работы оператора в
условиях избытка информации, его физиологические ограничения
обрабатывать потоки информации.
Должно также учитываться несовершенство внешних охранных

Р а з д е л 1

датчиков, как и детекторов движения (в плане пропуска тревог и
формирования сигналов ложных тревог). Это заставляет создавать
такие СВН, которые будут отображать не только зону с тревогой,
но и ближайшие, связанные с ней зоны, а также вести видеозапись
не только в течение времени проявления тревоги, но и до момента
обнаружения тревоги, а также после ее завершения.
Необходимо также отметить, что главной задачей видеонаблюдения является не столько получение качественного изображения на
экране видеомонитора, сколько возможность выработки достоверного суждения о наличии тревожной ситуации. B этом плане искажения изображения, недопустимые в вещательном телевидении,
зачастую оказываются вполне приемлемыми в СВН, а именно:
• частота смены кадров может быть и ниже 25 Гц;
• вместо обработки двух полей может обрабатываться только одно поле;
• цветопередача и передача градаций серого могут отличаться от
естественной;
• нелинейные или геометрические искажения не играют существенной роли.
Поэтому в видеонаблюдении широко используются компромиссные решения, при которых одни параметры «размениваются» на
другие, например:
• разрешающая способность на скорость обновления;
• чувствительность на разрешающую способность;
• чувствительность на быстродействие;
• коэффициент усиления на полосу пропускания.
С другой стороны, приобретают значимость некоторые характеристики, не столь важные в вещательном телевидении, например
возможность оператору контролировать изображение на экране видеомонитора под острым углом обзора к его экрану или возможность круглосуточной эксплуатации оборудования в реальных обстоятельствах жизни и деятельности человека с учетом влияния окружающей среды.
Без преувеличения можно назвать революционным направлением в развитии СВН широкое практическое применение цифровых
систем.
Это позволило вывести решение некоторых задач на качественно новый уровень, ранее не доступный при использовании
аналогового оборудования. Появились новые направления применения видеонаблюдения — использование его в банкоматах, расчетных
кассовых узлах магазинов, для распознавания автомобильных номеров, идентификации людей, для применения в пожарных сигнали