Техническое решение

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА
БЕЗОПАСНОСТИ
на основе интеллектуального видеонаблюдения с
облачным анализом и хранением данных
Общее описание системы
Cистема представляет собой комплексную
систему безопасности, включающую в себя
контроль доступа, охрану и мониторинг
объектов, адресную цифровую аудио-видео
связь с удаленными объектами и
интеллектуальное видеонаблюдение.
Функциональные элементы
системы
1. Подсистема видеозахвата, анализа и
хранения данных.
2. Подсистема мониторинга и охраны.
3. Подсистема удаленной связи с
объектами.
ПОДСИСТЕМА ВИДЕОЗАХВАТА,
АНАЛИЗА И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
В основе системы лежит видео по технологии HDcctv,
которое позволяет при цифровом качестве изображения
сохранять минимальные задержки при передаче и
обработке сигнала. Обработка и хранение информации
происходит в вычислительном облаке, состоящем как из
HDcctv регистраторов, так и из серверов, расширяющих
вычислительную мощность и емкость хранения облака.
При
такой
архитектуре
мы
получаем
легко
масштабируемую
автобалансирующуюся
систему,
вычислительные
мощности
которой
позволяют
использовать
сложнейшие
алгоритмы
анализа
и
обработки
большого
количества
видеопотоков,
недоступные в классических системах.
На втором этапе вычислительное облако на основе
первичного индекса обрабатывает поступающие для
хранения данные более сложными алгоритмами и создает
более подробный индекс второго уровня.
Хранение
данных в облаке разделено на два временных интервала.
При этом HD качество видео минимизирует ошибки
алгоритмов, которые неизбежны на сжатых потоках.
Анализ видеоинформации происходит в 2 этапа: сначала
видеорегистратор производит первичный анализ в
реальном времени сходящихся к нему видеопотоков и
Первое
создает первичный индекс.
Далее данные сжимаются кодером (h.264 или webm) в
максимальном качестве и отправляются в облако на
хранение.
время
данные
хранятся
в
сжатии
с
максимальным качеством изображения, по истечении
срока первичного хранения данные пережимаются с
пониженным качеством. Смысл этого в том, что у
любого видео есть срок хранения, по истечении
которого видео все больше утрачивает актуальность.
ПОДСИСТЕМА ВИДЕОЗАХВАТА,
АНАЛИЗА И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
Такой
подход
позволяет
экономить на емкости облака,
при
этом
не
теряется
оперативная
ценность
информации.
Двухуровневый
индекс
базы
видеозаписей
позволяет
оператору
осуществлять поиск как по
типам
событий
(движение
справа налево, например), так и
по более конкретным признакам
(движение человека в красной
куртке справа налево). Запрос к
базе может быть произведен как
через
индекс,
так
и
на
естественном
языке
через
контекстный
поиск
(как в
поисковых машинах типа Google,
Yandex).
Несмотря
на
ориентированность на стандарт
HDcctv система работает и с
обычными IP или аналоговыми
камерами.
Аппаратная составляющая:
1.
2.
3.
4.
5.
HDcctv видеорегистратор
HDcctv анализатор реального
времени
HDcctv повторитель
Преобразователь HD-SDI <->
IP
Преобразователь HD-SDI <->
PAL
6.
7.
8.
9.
10.
Преобразователь PAL <-> IP
Аналоговый видео усилитель
Аналоговый видео передатчик по
симметричным линиям связи
Аналоговый приемник по
симметричным линиям связи
Разветвитель аналогового
сигнала
ПОДСИСТЕМА
МОНИТОРИНГА
Мониторинг системы ведется по центральному и
периферийным
мониторам.
На
центральном
отображается интересующая в данный момент камера,
управляемая с пульта, на периферийных мониторах
отображаются камеры, снимающие смежную территорию.
Переключение камер ведется с АРМ оператора, на
котором отображаются подсказки по текущим событиям в
кадре, а также актуальная информация о системе охраны
и других подсистемах комплекса.
АРМ оператора из режима мониторинга может
переключатся в режим работы с базой видеозаписей для
быстрого, контекстного поиска событий. АРМ имеет
несколько
уровней
доступа
для
разграничения
полномочий. Система бесшовно интегрируется с
системами охраны и контроля доступа. При этом для
сторонних систем она выступает вспомогательной, где
может генерировать "события-подсказки". Однако и в
себе она также содержит полноценную систему охраны,
которая функционирует вне облака, но синхронизируется
с ним через интерфейс обмена данными.
Аппаратная составляющая:
1. Видео переключатель
2. Преобразователь интерфейса Ethernet<>RS-485
3. Информационный концентратор для охранного
контроллера
4. Охранный контроллер
5. Блок индикации охранного
контроллера
ПОДСИСТЕМА
УДАЛЕННОЙ СВЯЗИ
С ОБЪЕКТАМИ
Для
связи
с
удаленными
объектами существует адресная
цифровая
система
аудиовидеосвязи,
работающая
по
протоколу SIP. При этом любой
узел
системы
связи
может
выступать как SIP-сервер и при
необходимости
дублировать
функции
основного
сервера.
Система может использоваться
как в одностороннем, так и
двустороннем режиме связи, а
также в широковещательном
режиме.
Аппаратная составляющая:
SIP-терминал
АРХИТЕКТУРНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
СИСТЕМЫ
Из-за изначальной децентрализованности,
система может располагаться как в рамках
одного здания, так и на территории
области или страны.
Разделение системы на домены и гибкая
система разделения прав дает возможность
назначения локальных администраторов
ограниченных в рамках одной территории
частей
общей
системы,
а
система
дублирования
функционала
позволяет
реализовать
автоматическое
перехватывание функций узла, при выходе
его из строя. Гетерогенность линий связи
дает возможность использование любых
доступных каналов передачи данных для
объединения частей общей системы.
Например, есть несколько кварталов одного
района. В одном из них
располагается
центральный пульт управления системой, во
втором пульт управления системой собственного
квартала.
В каждом квартале есть парковки, где
смонтирована система контроля доступа,
и серверные, где смонтирована система охраны.
Связь с парковками возможна только по одной
симметричной линии для передачи видео и по
одной линии для передачи управляющих данных.
Связь с серверными реализована по оптическим
линиям. Связь между пультами кварталов по
телефонной линии.
АРХИТЕКТУРНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
СИСТЕМЫ
В этом случае, система может быть организована
следующим образом:
1. Сигнал с HDcctv камер собирается в ближайшие
серверные,
где
установлены
соответствующие
регистраторы. Там же располагаются контроллеры
охраны и туда же идут сигналы с терминалов цифровой
связи.
2. В парковках располагаются локальные подсистемы
видеонаблюдения. Нужные видеоканалы заводятся на
видеопереключатель,
откуда
сигнал
идет
на
передатчик по симметричной линии.
Такое решение позволит:
1. Назначить
локальных
администраторов парковок.
2. Дать возможность пультам кварталов
просматривать
нужные
камеры
с
парковок.
3. При
сбое
на
одном
из
пультов
3. Все каналы передачи данных собираются на пульте
управления соответствующего квартала.
перехватывать управление системой со
4. Связь между пультами управления реализуется по
ADSL.
4. Ограничить
5. Облако хранения данных конфигурируется как два
связанных облака кварталов + независимые облака
парковок.
второго пульта.
локального
кварталом.
зону
пульта
видимости
управления
ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ
Модульный регистратор
с возможной поддержкой IP и
аналоговых камер
Построен
на
элементной
базе
Texas
Instruments.
Представляет собой материнскую плату, к которой
подключаются жесткие диски. В нее вставляются
процессорные модули с HDcctv, IP или аналоговыми
входами. На модулях есть RS-485 для управления
поворотными
камерами.
Материнская
плата
включается в сеть ethernet. Регистратор является
узлом вычислительного облака, который как хранит,
так
и
обрабатывает
информацию.
При
этом
процессорные модули обрабатывают поступающие им
данные в реальном времени, а материнская плата
производит вторичную индексацию архивов.
ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ
HDcctv анализатор реального
времени
Используется для интеграции "событийных подсказок"
в сторонние системы. Может быть использован для
детектирования движения, узнавания лиц, людей,
объектов. Имеет один видеовход, дискретные выходы и
RS-485.
HDcctv повторитель
Используется для увеличения длины линии от камеры
до регистратора.
Преобразователь HD-SDI <-> PAL
Преобразовывает сигнал HDcctv в PAL. Необходим для
интеграции со старыми аналоговыми системами
видеонаблюдения.
Преобразователь HD-SDI <->IP
Преобразовывает сигнал HDcctv в ip-поток. Необходим
для интеграции с системами на базе ip-камер.
Преобразователь PAL <-> IP
Преобразовывает аналоговый сигнал в
аналоговых
входа
необходимо
для
аналоговых камер в систему.
ip-поток. 4
включения
Видео переключатель
1 вход, 16 выходов. Управляется по RS-485. Позволяет
управлять переключением входа на один из выходов.
Используется для формирования коммутационной
матрицы для создания видео окружения на пульте
оператора.
ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ
Охранный контроллер
Характеристики:
Модуль охраны периметра. Стандартно имеет 12
входов, из которых 10 аналоговых и 2 цифровых, 4
выхода. Устройство можно использовать не только
для охраны периметра, но и для контроля доступа.
Кол-во аналоговых входов:.…………...............макс. 10
Кол-во цифровых входов:.…………………………макс. 6
Кол-во выходов:……………………………………. макс. 16
Кол-во входов для считывателей iButton:.……макс. 3
Интерфейс связи:………………………………..……RS-485
Кол-во блоков входов:……………………..…………до 15
Кол-во ключей:…….............…до 50 на блок шлейфов
Напряжение
питания:……………………………………………........6-40 В
Максимально потребляемый ток:…..250 мА при 12 В
Максимальный ток,
потребляемый выходом:…………………………………1А
Гальваническая развязка RS-485:………………...500 В
Температурный диапазон работы:……………….0-40 С
ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ
Информационный концентратор
для охранного контроллера.
Сетевой информационный концентратор. Имеет 2 режима
работы:
1)
режим
преобразователя
интерфейсов.
Может
преобразовывать USB<->RS485 и Ethernet<->RS485. Может
работать в режиме Ethernet-моста для RS-485, т.е. реализуется
связка RS485<->Ethernet<->RS485.
Этот режим прозрачен для устройств на шине RS-485. Этот
режим условно называется Каракурт ПИ.
При установке программного обеспечения, идущего в
комплекте, может быть использован как виртуальный
последовательный порт с реальным подключением по Ethernet,
что позволяет использовать устройство с для опроса любых
контроллеров с подключением по RS-485 через Ethernet без
модификации оригинального программного обеспечения.
2) опрос охранных контроллеров. Хранит историю состояний
шлейфов охранного контроллера, при изменении состояния
шлейфа асинхронно сообщает на пульт по Ethernet. Такая
организация позволяет минимизировать время отклика на
событие независимо от количества охранных контроллеров в
системе.
Индицирует текущее состояние группы шлейфов на охранном
контроллере (на охране/ не на охране/ тревога/
неисправность). Один блок индикации может индицировать
блоки шлейфов нескольких охранных контроллеров.
Устройство пассивное, конфигурируется для прослушивания
шины RS-485, откуда и берет информацию о состоянии
индицируемых блоков шлейфов.
Характеристики:
Стандарт Ethernet:……………………………….10BaseTX
Стандарт USB:………………………………………..USB 1.1
Скорости RS-485:…………………….2400 - 115200 бод
Кол-во транслируемых
в RS-485 ethernet-сокетов:……………………………….2
Кол-во конфигурационных сокетов:………………….1
Напряжение питания:………………………………6-40 В
Максимально потребляемый ток:…250 мА при 12 В
Гальваническая развязка RS-485:………………..500В
Температурный диапазон работы: ……………0-40 С
Блок индикации охранного контроллера.
ОБОСНОВАНИЕ
АКТУАЛЬНОСТИ
СИСТЕМЫ
В настоящее время анализ видеопотоков набирает
популярность. На объектах с большим количеством
камер требуется покупка мощных серверов для анализа
потоков, а это дорого. Централизация обработки
потоков приводит к несбалансированной загрузке
системы и, как следствие, неэффективности. В случае с
облачной инфраструктурой обработки и хранения
видео, облако может состоять как из серверов, так и из
регистраторов, которые могут предоставлять свободные
вычислительные ресурсы для обработки задач всей
системы.
Облако легко расширяется как в плане емкости для
хранения данных, так и в плане вычислительных
ресурсов. Облако может быть легко интегрировано в
системы СКУД как отдельный модуль для контекстного
вывода
подсказок
для
системы
(например
сопровождение мониторинга в СКУД видеорядом с
подсказками о вероятной личности человека, или для
подсказки биометрической СКУД о вероятной личности
подходящего к контроллеру).
В точках массового обслуживания клиентов (в банках,
например) система может подсказывать оператору о
том, что за человек подходит к стойке, чтобы тот мог
поприветствовать его по имени и быстро получить всю
необходимую информацию.
Кроме
разворачивания
вычислительного
облака
непосредственно на мощностях клиента, можно создать
публичное облако обработки и хранения видеоданных и
предоставлять его как услугу (IaaS). Это может быть
востребовано
крупными
торговыми
сетями
и
предприятиями, на которых остро стоит проблема
обработки видеоархивов при существующей системе
видеонаблюдения.