close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

- Алгоритм Безопасности

код для вставкиСкачать
№ 5, 2014
АЛГОРИТМ БЕЗОПАСНОСТИ
48
СЕТЕВОЕ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ
В ГОСУДАРСТВЕННОМ ЭРМИТАЖЕ
М. Ефимов,
С. Никитин
ООО «СКН»
осударственный Эрмитаж обладает коллекцией, насчи
тывающей более трех миллионов произведений искус
ства и памятников мировой культуры. В главный ан
самбль Эрмитажа, расположенный в центре СанктПетербурга,
входят Зимний дворец, здания Малого, Старого и Нового Эрмитажа,
Эрмитажный театр и Запасной дворец. В музейный комплекс вхо
дят также дворец Меншикова, восточное крыло здания Главного
штаба, реставрационнохранительский центр «Старая Деревня» и
музей Императорского фарфорового завода. В настоящей статье рас
сматриваются задачи по созданию системы видеонаблюдения в
здании Главного штаба и их решение с примерами конкретного
оборудования, успешно работающего на безопасность музея.
Система охранного телевидения Государственного Эрмитажа
является инструментом дистанционного сбора, хранения, обработ
ки, и вывода видеоинформации в рамках требований службы му
зейной безопасности объекта. Подсистема уличного видеонаблю
дения обеспечивает видеоконтроль прилегающей территории,
периметра здания, внутренних дворов, проходных, ворот, кровли.
Телекамеры внутри здания контролируют действия персонала и
посетителей в выставочных залах, фондохранилищах, коридорах и
холлах музейной зоны. Функциональные характеристики системы
соответствуют группе многофункциональных систем по ГОСТ Р
515582000.
Согласно концепции безопасности, разработанной специали
стами Эрмитажа, на этапе проектирования к телевизионным каме
рам были выдвинуты следующие требования:
■ телекамера должна передавать видеосигнал с разрешением
не хуже 704х576 и частотой кадров 25 Гц; среда передачи дан
ных – сеть Ethernet;
■ чувствительность телекамеры должна быть не хуже 0,15 лк
при F#1.5;
■ все наружные видеокамеры должны иметь объективы с автоди
афрагмой и иметь функцию компенсации задней засветки.
Современные кодеки и пропускная способность сетей позволя
ют строить системы из сотен камер. Раньше узким местом IPвидео
наблюдения являлась низкая пропускная способность сети, кото
рая могла передать лишь около 2030 видеопотоков с качеством,
близким к качеству аналогового сигнала. Решения, принятые к вне
дрению в здании Главного штаба, передают более 200 потоков ви
део с качеством HD, что особенно важно для идентификации потен
циального правонарушителя. Согласно требованиям нормативных
документов МВД РФ, минимальный размер идентифицируемого объ
екта должен составлять минимум 240 пикселей в длину. На рисунке 1
приведено сравнение площади, занимаемой лицом человека на изо
бражении 704x576 и 1920х1080 пикселей.
Обратим внимание и на другие преимущества сетевой системы
видеонаблюдения:
■ возможность создания системы с требуемой топологией, а не
только «звезда»;
■ упрощение монтажа: технология РоЕ позволяет передать пита
ние и сигнал в одном кабеле; если проложить кабель не пред
ставляется возможным, то для передачи видеосигнала можно ис
пользовать беспроводные сети WiFi, а питание подвести
отдельно;
■ цифровой способ передачи данных менее чувствителен к навод
кам, как следствие, линии обладают более высокой помехоза
щищенностью;
■ в правильно спроектированных сетевых системах требуется
меньше головного оборудования;
■ системы IPвидеонаблюдения на сто и более камер являются
экономически выгодным решением по сравнению с аналого
выми.
Отметим, что выбирая сетевые телекамеры для музея важно убе
диться в наличии в них алгоритмов шумоподавления. Они позволя
ют оптимизировать трафик, исходящий от камеры. Это объясняется
принципом работы кодеков семейства MPEG4, к которому относит
ся, в том числе, и популярный H.264. На рисунке 2 представлена схе
ма потока кадров видеопотока MPEG4. Как видно, Iкадры (опор
ные) содержат независимо сжатые блоки информации, в то время
как B и Pкадры содержат информацию об изменениях относитель
но других кадров. Шумы вносят существенный вклад в формирова
ние B и Ркадров, таким образом, уменьшив влияние шумов, мы мо
жем снизить трафик. Благодаря тому, что вклад шумов изображения
в трафик минимален, объем потока сокращается на 3050%.
Детектор движения также вносит существенный вклад в оптими
зацию трафика в сети передачи видеоданных. При отсутствии дви
жения в кадре видео транслируется только в центр мониторинга, а
запись не ведется. При срабатывании детектора движения система
автоматически начинает запись в максимальном разрешении с ча
стотой кадров 25 Гц. Для передачи данных в центр мониторинга и в
видеоархив используются два раздельных видеопотока.
При проектировании системы сетевого видеонаблюдения для
Государственного Эрмитажа было важно выбрать системообразую
ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ
Рис. 1.
Сравнение
разрешения
телекамер
Рис. 2.
Кадры в потоке
MPEG4
щее оборудование с необходимым функционалом. Оно должно под
держивать современные сетевые и информационные технологии.
Выделим важные, на наш взгляд, свойства современной сетевой си
стемы видеонаблюдения для музея:
■ Система должна быть масштабируемой, т.е. она должна позво
лять наращивать число подключаемых телевизионных камер и
пользователей, в т.ч. удаленных.
■ Головное оборудование системы должно иметь возможность
отработки различных тревожных сценариев, автоматического
и ручного управления параметрами телекамер, выдачи служеб
ной информации на экран рабочего места оператора, отображе
ния планов объекта.
■ Система должна быть распределенной и иметь возможность со
здания «горячих» и «холодных» резервов. То есть, либо запись
видеопотока должна вестись одновременно на несколько хра
нилищ («горячее» резервирование), либо резерв начинает ра
ботать при выходе основного устройства записи («холодное» ре
зервирование).
■ В системе должны быть средства, осуществляющие автоматиче
ский контроль работоспособности технических средств и ли
ний передачи информации с выдачей тревожного сигнала при
обнаружении неисправности.
В системе видеонаблюдения должны быть средства для рабо
ты с разнообразными форматами данных. В современных системах
используются специальные утилиты или полнофункциональные
сервера для транскодирования видеопотока. Под транскодирова
нием мы понимаем преобразование исходного видеопотока в поток
с другим форматом сжатия видеосигнала. Результатом будет яв
ляться один или более потоков, удовлетворяющих требованиям те
кущего пользователя. Такие требования могут относиться к разре
шению видео, частоте кадров, качеству изображения, объему
передаваемых данных (например, в сетях с небольшой пропускной
способностью) и т.п. Пример использования транскодера показан
на рисунке 3.
Дополнительным преимуществом использования транскодера
является возможность управления потоками данных в зависимости
от ситуации на объекте. На рисунке 4 приведен пример реализации
такого алгоритма: телекамера постоянно выдает поток MJPEG с мак
Сетевые камеры
Мегапикселные до 5 Mpix
Компрессия H264/MJPEG
Уникальные алгоритмы шумоподавления
Со встроенной видеоаналитикой IOImage
Антивандальные
Со встроенной ИК подсветкой
Поворотные с 30х увеличением
ООО «СКН»
Санкт-Петербург, Аптекарский пр., 6
(812) 234-98-11
www.skn-spb.ru
№ 5, 2014
АЛГОРИТМ БЕЗОПАСНОСТИ
50
Рис. 3.
Использование
транскодера
симальным разрешением. В дежурном режиме транскодер выдает два
потока: «живое» видео с разрешением 0,5 Мп для просмотра на АРМ
оператора и видео для записи с разрешением 2 Мп и частотой кад
ров 1 Гц. В случае поступления сигнала от системы охранной сигна
лизации транскодер преобразует потоки, предоставляя больше ин
формации оператору и записывая «живое» видео с максимальным
разрешением в архив.
Современную систему видеонаблюдения сложно представить
без видеоаналитики. Сегодня производители средств интеллекту
ального видеоанализа предлагают самый разнообразный функцио
нал: начиная от обнаружения вторжения на охраняемый объект и де
текции оставленных или похищенных предметов и заканчивая
интеллектуальным поиском в архивах. При выборе оборудования
для системы видеонаблюдения важно обратить внимание на воз
можность использования средств видеоанализа, если такая необ
ходимость возникнет.
Система охранного телевидения должна быть интегрирована в
единый аппаратнопрограммный комплекс со СКУД, СОС и ПС на ба
зе действующей интегрированной системы безопасности.
Кратко остановимся на реализации обозначенных требований к
системе видеонаблюдения для музея. Приведем спецификацию обо
рудования системы охранного телевидения объекта «Восточное кры
ло здания Главного штаба Государственного Эрмитажа» в таблице.
Оборудование отвечает всем критериям, описанным выше, и мо
жет быть рекомендовано к применению для обеспечения безопас
ности музеев. Передача данных осуществляется в режимах Unicast
и Multicast, таким образом, преимущества каждого способа переда
чи данных используются максимально. Распределенная архитекту
ра системы снижает требования к сети передачи данных. Видеоре
гистраторы поддерживают технологию DLS (Dynamic Live Streaming).
Эта технология позволяет в режиме реального времени изменять
объем потока данных от камер. Например, при одновременном про
смотре видео с 16 камер с разрешением 1920x1080 на одном экра
не с камер транслируются изображения с разрешением 480х270, а
если оператор развернет видео с одной камеры на весь экран – она
автоматически перейдет в режим 1920х1080.
Несомненным преимуществом такой архитектуры является раз
деление подсетей камер, устройств записи и АРМ операторов. Видео
регистраторы выступают в роли маршрутизаторов, предоставляя до
ступ к камерам на основе прав доступа каждого из подключенных
операторов. Ни один из операторов не может подключиться к любой
камере в системе – только к тем, права доступа к которым предос
тавлены администратором. Наконец, можно отметить и то, что сис
темы с такой архитектурой просты в пусконаладке и время ввода в
эксплуатацию довольно невелико.
Рис. 4.
Управление потоками
при помощи транскодера
Для хранения видеоматериалов используются дисковые накопи
тели, подключенные к системе по протоколу iSCSI. Они поддержи
вают все базовые уровни RAID (в системе используется RAID 6) – это
обеспечивает защиту данных от ошибок и возможность восстанов
ления информации. В дисковых накопителях используется техно
логия устранения ошибок SMART, включающая в себя самодиагнос
тику и чистку дисков. В случае сбоя оборудования осуществляется
оповещение по протоколу SNMP, по электронной почте (SMTP) или
через сетевую рассылку WinPopup.
Мы упоминали, что в современных системах видеонаблюде
ния используются самые разнообразные средства видеоаналити
ки. Система видеонаблюдения, установленная в Государственном
Эрмитаже, совместима с устройствами и программными компо
нентами ведущих мировых производителей средств интеллектуаль
ного видеоанализа: как с собственными разработками компании
Geutebrueck, так и с оборудованием ioimage компании DVTel. Сред
ства видеоаналитики позволяют с вероятностью более 90% ус
пешно обнаруживать следующие угрозы: проникновение на ох
раняемую территорию, украденные или оставленные без присмотра
предметы. Благодаря имеющимся инструментам, система может
реализовывать различные сценарии при наступлении нештатной
ситуации.
Открытость системообразующего оборудования Geutebrueck и
мощные средства для интеграции оборудования сторонних произ
водителей позволяют создавать системы с поистине уникальным
функционалом. Система охранного телевидения интегрируется с си
стемами СКУД и ОС, предоставляя оператору максимум информации
об охраняемом объекте.
В заключение хочется сказать несколько слов об экономической
составляющей. Благодаря использованию современных технологий,
удалось не только повысить качество изображения в среднем в три
раза, но и сократить количество прокладываемых кабельных трасс,
что особенно актуально для объектов культурного наследия, где лю
бое вмешательство в архитектуру крайне нежелательно и требует
согласования в Управлении Министерства культуры РФ по СевероЗа
паду. Резюмируя вышесказанное, можно утверждать: описанная в ста
тье система видеонаблюдения оптимальна по соотношению «це
на/качество» и может быть рекомендована в качестве типового
решения для аналогичных объектов.
Коллектив авторов надеется, что приведенный опыт по созданию
систем сетевого видеонаблюдения на объектах культуры будет по
лезен специалистам данной области. Ведь сетевое видеонаблюде
ние сегодня (при грамотном подходе, разумеется) – это мощный ин
струмент для поддержания безопасности на объекте, технически и
экономически оправданный.
Табл. Спецификация оборудования системы охранного телевидения объекта «Восточное крыло здания Главного штаба Государственного Эрмитажа»
Сетевой видеорегистратор
Двухпортовый сетевой адаптер Ethernet с сетевым интерфейсом 10/100/1000BASE-T
Система хранения данных
Купольная цветная IP-камера
PTZ IP-камера «день/ночь», 36x оптический, 12x цифровой зум
Профессиональная IP-камера «день/ночь»
Купольная цветная IP-камера «день/ночь» в антивандальном исполнении
PTZ IP-камера «день/ночь», уличное исполнение, 36x оптический, 12x цифровой зум
re_porter-IP/SE+
Ethernet/1Gbps/SERV/2x/PCI-E
GeViRAID 316-iSCSI
CM-3211-00
CP-2101-360P
CF-2101-0P
СМ-2101-01P
CP-2101-36-1P
GEUTEBRUCK
GEUTEBRUCK
GEUTEBRUCK
DVTEL
DVTEL
DVTEL
DVTEL
DVTEL
к-т 13
шт. 13
шт. 13
шт. 214
шт. 1
шт. 6
шт. 29
шт. 4
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа