Системное видеонаблюдение и охранно-пожарная сигнализация в комплексной системе безопасности объектов для предотвращения ЧС и террористических актов

ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА

УДК 677.027

СИСТЕМНОЕ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЕ И ОХРАННО-ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ В КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЕ БЕЗОПАСНОСТИ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЧС И ТЕРРОРИСТИЧЕСКИХ АКТОВ

Рассмотрены различные аспекты системного видеонаблюдения и охранно-пожарной сигнализации в комплексной системе безопасности объектов в целях предотвращения ЧС и террористических актов. Приведены основные технические и интеллектуальные требования ксовременным системам безопасности на опасныхпроизводствах, которые позволят предотвратить чрезвычайные ситуации и террористические акты.

Ключевые слова: системное интеллектуальное видеонаблюдение, охранно-пожарная сигнализация, комплексная безопасность, предупреждение чрезвычайных ситуаций, террористических актов.

В настоящее время все более актуальной становится задача предотвращения техногенных аварий, взрывов, пожаров и других чрезвычайных ситуаций (ЧС) на предприятиях с повышенной степенью риска: химических, нефтеперерабатывающих, текстильных и т. п. [1-7]. Особенно сильно обострилась ситуация в последнее время, когда участились террористические акты в местах массового скопления людей, в частности в подземном и наземном транспорте, где многочисленными жертвами становятся ни в чем не повинные люди.

В основе функционирования системы комплексной системы безопасности (КСБ) объектов с повышенной степенью риска (это определение относится практически к любому предприятию или зданию, где находятся люди или опасные вещества) лежит управление, от качества которого во многом зависит эффективность использования сил и средств МЧС России.

Для выполнения федеральных программ по совершенствованию качества жизни, мониторингу и предотвращению экологических катастроф и техногенных аварий (пожаров, взрывов, террористических актов и других чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера) необходимо применение передовых и принципиально новых информационных технологий. К ним относятся в

© Ватагин В. С., 2010

первую очередь компьютерные подсистемы видеонаблюдения в интеграции с охранно-пожарными подсистемами (ОПС), подсистемами контроля и управления доступом (СКУД) со считывателями проксимити-карт и архивируемыми базами данных, детекторы движения и различные сенсоры и датчики (давления, газоанализаторы) и т. д.

В настоящее время современные цифровые системы видеоконтроля как по техническим, так и по ценовым характеристикам агрессивно вытесняют даже профессиональное аналоговое оборудование видеоконтроля. С другой стороны, современные комплексы охраны объектов, особенно крупных, превращаются в интегрированные интеллектуальные распределенные сетевые системы, где устаревшему аналоговому оборудованию видеоконтроля все труднее найти свое место.

По качеству видеоизображения, по реально достигаемому разрешению канала записи/воспроизведения, по удобству формирования и дальнейшего оперативного использования видеоархива в режиме триплекса (одновременно видеоизображения, записи и просмотра видеоархива), по наличию встроенных многоканальных детекторов движения (активности), а также по возможности использования давно апробированных сетевых и телекоммуникационных решений на базе современной компью-

терной техники цифровые системы видеоконтроля однозначно превосходят аналоговое оборудование, оставляя его на обочине современных технических решений обеспечения безопасности охраняемых объектов.

Кроме того, современное цифровое оборудование видеоконтроля все больше приближается по своим характеристикам к современным интеллектуальным компьютерным системам, что позволяет выстроить очень гибкую политику обеспечения безопасности объектов, приближенную по своим функциям к механизмам принятия решений, близким к человеческой логике. И именно поэтому некоторые из современных цифровых систем видеоконтроля по праву можно назвать интеллектуальными.

Как и любая другая компьютерная система безопасности, современная цифровая система видеоконтроля, кроме выполнения своих прямых функций, должна обеспечивать необходимый уровень собственной безопасности. Как правило, в обычных системах видеоконтроля дело ограничивается простым вводом идентификатора оператора (администратора) и пароля.

Профессиональные системы, помимо всего прочего, предоставляют более гибкие многоуровневые механизмы защиты — от сокрытия доступного оборудования и ограничения прав на администрирование основных элементов системы до запрета на выгрузку как самой системы, так и ее интерфейсов. Кроме того, некоторые профессиональные цифровые системы видеоконтроля, используя сетевые свойства и свойства администрирования операционных систем, на базе которых они выполнены, позволяют осуществлять очень гибкую политику собственной безопасности, интегрированную в общую политику безопасности охраняемого объекта (различные мониторы безопасности, использование дополнительных средств шифрования, единых средств администрирования и т. д.). К сожалению, все вышесказанное нельзя отнести к некоторым блочным цифровым системам, поставляемым в заранее сконфигурированном виде, не допускающем вмешательства на уровне их общесистемного программного обеспечения.

Современные цифровые средства видеоконтроля принято разделять на интегрированные и неин-тегрированные. Интегрированные цифровые (компьютерные) системы видеоконтроля могут эффективно взаимодействовать со всеми подсистемами общей системы безопасности объекта: подсистемой контроля и управления доступом, подсистемой аудиоконтроля (АК), подсистемой охранно-пожарной сигнализации и другими инженерно-техническими средствами обеспечения безопасности и жизнедеятельности охраняемого объекта.

Неинтегрированные системы, напротив, являются автономными системами, в лучшем случае имеющими несколько простых тревожных входов -выходов, подобно обычной аналоговой технике видеоконтроля.

Требования к компьютерной технике, линиям связи

Основные характеристики системы следующие. Система должна включать в себя Windows-по-добный интерфейс, множество настроек. Часть кнопок управления функциями системы активируется только после дополнительной оплаты. Система имеет общий пульт управления, план (планы) объекта и панели видеоокон. Каждая видеокамера представляет собой отдельное окно со своими размерами, панелями управления и информационными строками и настройками. Все они, а также пульты и планы могут располагаться произвольно на экране, "прилипать" друг к другу, а также скользить по краям и находиться в скрытом виде. Для ведения протоколов в системе используется тип базы данных ADO. Система позволяет записывать синхронный с видеозаписью звук по двум немультиплекси-руемым каналам.

Технические характеристики, важные для работы цифровых систем видеоконтроля

При анализе технических характеристик современных цифровых (компьютерных) систем видеоконтроля следует различать характеристики собственно системы видеоконтроля от обычных характеристик современной компьютерной техники, на базе которой такие системы собраны. Например, тип (EIDE, SCSI) и емкость (10-80 Гбайт) жесткого диска имеет смысл анализировать только в блочных системах, выпускаемых с ограниченной номенклатурой жестких дисков. Аналогично следует относиться к разрешению видеомонитора, обычным коммуникационным и сетевым интерфейсам (RS-232, Ethernet IEEE 802.3 и т. д.) и прочим компьютерным комплектующим и компьютерной периферии (CD-ROM, ZIP, DAT-накопители, тип процессора, объем оперативной памяти и т. п.). Как правило, все эти характеристики имеют смысл сравнивать только для систем, поставляемых в жестко заданных конфигурациях. Большинство же цифровых систем видеоконтроля выпускаются как в блочном, так и в так называемом ОЕМ-исполнении, т. е. допускают использование практически любых компьютерных комплектующих и РС-платформ, наиболее подходящих для каждой конкретной цифровой системы видеоконтроля, востребованной заказчиком.

Сетевые

и телекоммуникационные свойства

Практически все современные цифровые системы видеоконтроля, как правило, позволяют осуществлять удаленный видеомониторинг и (или) удаленное администрирование системы. Для этого обычно используются или специальные сетевые клиенты, или самые обычные браузеры типа Microsoft Internet Explorer, Netscape, Opera и т. п. Практически все системы работают в сети по протоколу TCP/IP. Некоторые имеют встроенные средства ав-тодозвона и работы по обычным телекоммуникационным линиям.

Преимуществом профессиональных сетевых систем является отсутствие каких-либо количественных ограничений на общее количество видеоканалов обработки, а также общее количество охранного оборудования, включенного в единую сеть.

Следующей важной характеристикой цифровых (компьютерных) систем видеоконтроля является возможность работы в LAN/WAN компьютерных сетях, т. е. ее сетевые свойства. При этом следует различать возможность организации удаленного видеонаблюдения с помощью специальных сетевых клиентов и (или) сети Интернет и обычных Интернет-браузеров (например, Microsoft Internet Explorer, Netscape, Opera и т. п.) от многосерверных сетевых конструкций с возможностью удаленного перекрестного видеонаблюдения и видеорегистрации, а также удаленного администрирования всей системы. Как правило, большинство систем свойствами перекрестного видеонаблюдения и видеозаписи не обладают, и лишь некоторые позволяют осуществлять удаленное администрирование всего сетевого комплекса в целом. Особняком стоят системы, не имеющие полнофункциональных сетевых свойств. Такие системы или находятся в начальной стадии своего развития, или являются намеренно несетевыми, узкоспециализированными, предназначенными для решения каких-нибудь отдельных задач видеонаблюдения или видеорегистрации.

Интерфейс управления/ администрирования системы

Это очень важная характеристика, определяющая "лицо" системы и удобство ее управления/администрирования. К сожалению, большинство цифровых систем видеоконтроля обладают Windows-подобным интерфейсом, который, при всем его преимуществе в офисных приложениях, для профессиональных систем видеоконтроля является очень серьезным недостатком, так как неэффективно использует доступную для отображения площадь экрана монитора, позволяет произвольно закрывать, в том числе случайно, окна управления

и отображения, имеет очень много повторяющихся панелей управления одними и теми же функциями и т. п.

Профессиональные цифровые системы видеоконтроля должны иметь максимально простой, рациональный интерфейс, с количеством настроек и органов управления, минимально необходимых и достаточных для их эффективного использования.

Допустимые форматы видеокадров, которые используются при видеообработке и видеозаписи

Существует множество форматов, используемых современными цифровыми (компьютерными) системами видеоконтроля. Профессиональные цифровые системы, как правило, работают со всеми максимально допустимыми для цифровой обработки видеоформатами: 768 х 576,720 х 576и768 х 288.

Поскольку в системах видеоконтроля, как правило, используются черно-белые видеокамеры высокого и стандартного разрешения, для профессиональных цифровых (компьютерных) систем видеоконтроля очень важны именно форматы 768 х 288 и 768 х 576 (или аналогичные им по количеству пикселей по горизонтали/вертикали), поскольку только они позволяют получать максимально информативные для последующей цифровой обработки видеокадры, с минимальной потерей исходного разрешения входного видеосигнала.

Разрешение канала видеообработки/ видеозаписи, измеряемое в телевизионных линиях

Принято считать, что профессиональные системы должны обеспечивать разрешение канала видеообработки по горизонтали 500-600 ТВЛ для черно-белого изображения и 350-400 ТВЛ — для цветного. В профессиональных системах даже хорошо сжатое изображение должно обеспечивать достаточно высокое разрешение (150-250 ТВЛ), приемлемое по качеству при минимальном объеме отдельного видеокадра (от 1-2 до 5-10 кбайт). На практике разрешение канала обработки/записи и по горизонтали, и по вертикали удобно проверять с помощью специальных измерительных таблиц, например EIA1956.

Метод и степень компрессии (сжатия) видеосигнала

Как правило, в цифровых (компьютерных) системах видеоконтроля используются следующие методы компрессии (сжатия) видеоизображений: WAVELET-подобные (WL, DELTA-WL и т. д.), JPEG- и M-JPEG/MPEG-подобные (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 и т. д.).

В последнее время в некоторых профессиональных цифровых системах видеоконтроля наметилась тенденция перехода на аппаратную поддержку компрессии WAVELET, что дает таким системам неоспоримые преимущества в повышении общего быстродействия и качества системы в целом в сочетании со снижением требований к компьютерной платформе, в отличие от уже сравнительно давно используемой дорогой и не очень подходящей для систем видеоконтроля аппаратной компрессии MPEG.

Скорость обработки/записи немультиплексированных изображений

Современные цифровые системы видеоконтроля обрабатывают ^мультиплексированные изображения, как правило, со скоростью до 25 FPS. Здесь и далее характеристики скорости обработки приведены для стандарта PAL, наиболее широко распространенного на отечественном рынке видеокамер. Скорость обработки 25 FPS соответствует качеству "живого видео" (live-video).

Следует также понимать существенную разницу между скоростью обработки и скоростью записи, которые могут очень сильно отличаться друг от друга. На скорость записи очень сильно влияет используемый алгоритм компрессии и способ ее реализации (программный или аппаратный).

Скорость обработки/записи мультиплексированных изображений

Скорость обработки/записи мультиплексированных изображений — это еще более сложный для понимания параметр, вокруг которого еще больше некорректностей и манипулирования цифрами при указании конкретных технических характеристик цифровых систем видеоконтроля.

Емкость видеоархива — еще одна из характеристик, вокруг которой всегда идут баталии взаимного непонимания, споров и показатели которой несопоставимы для разных систем. В технических характеристиках цифровых систем видеоконтроля можно встретить указание емкости видеоархива как в часах (днях, сутках), так и в количестве записываемых кадров.

Наличие дополнительных средств архивирования видеоинформации

Как правило, все цифровые системы видеоконтроля имеют только оперативный видеоархив на системном жестком диске (иногда — в дополнительном специализированном системном блоке), организованный по принципу безостановочной кольцевой видеозаписи. Это приводит к тому, что при полном заполнении жесткого диска самые ранние записи стираются.

Наличие многоканального детектора движения

Большинство современных цифровых (компьютерных) систем видеоконтроля обязательно имеют многоканальные детекторы активности. Профессиональные цифровые системы видеоконтроля обязательно должны использовать многоканальные детекторы движения.

Наличие и количество тревожных входов/выходов

Для организации интеграции с внешним охранным оборудованием современные цифровые системы видеоконтроля, как правило, оснащаются специальными тревожными входами типа "сухой контакт" и специальными, как правило, релейными (или цифровыми) выходами управления. Обычно можно встретить системы с количеством тревожных входов от 8 до 64 и релейных выходов от 8 до 32. Профессиональные системы видеоконтроля, как правило, должны обеспечивать гибкую логику обработки событий с тревожных входов и выдачи соответствующих управляющих сигналов на выходы управления.

Возможность управления поворотными

устройствами и объективами видеокамер

Управление поворотными устройствами и объективами видеокамер для некоторых объектов является одним из обязательных требований к системе видеоконтроля. Именно поэтому большинство современных систем оснащаются средствами управления поворотными устройствами и объективами видеокамер, а для профессиональных систем видеоконтроля это требование является практически обязательным.

Возможность ведения объектно-ориентированных карт-схем охраняемых объектов

Речь идет о возможности отображения на картах-схемах (как правило, многоуровневых иерархических) охранного оборудования, в том числе оборудования видеоконтроля, и режимов его работы (тревога, режим записи, режим охраны, обрыв и т. п.).

Возможность многоканальной синхронной аудиозаписи

Как известно, синхронная с видео аудиозапись (аудиоконтроль) может существенно дополнить видеоконтроль анализом звуковой обстановки на охраняемом объекте. Обычно это способствует принятию решения о наступлении тревожного события или дает дополнительный канал информации, по-

зволяющий, например, отсеять ложное срабатывание системы видеоконтроля. Как правило, современные цифровые системы видеоконтроля имеют от 1-2 до 16 и более синхронных с видео аудиокана-лов. Профессиональные системы, кроме обычной синхронной записи при срабатывании детектора движения, должны обеспечивать еще аудиозапись по акустопуску, а также комбинированный режим работы и возможность задания гибкой (интеллектуальной) логики обработки тревожных событий, связанных с синхронной записью звука и детектированием движения в системах видеоконтроля.

Наличие и общее количество аналоговых видеовыходов на один блок

Скорее, по традиции лучшего восприятия изображения на аналоговых мониторах современные цифровые системы видеоконтроля имеют аналоговые выходы, к которым можно подключить обычные аналоговые видеомониторы (для организации дополнительного видеонаблюдения) или видеомагнитофоны (для организации дополнительной видеозаписи). На эти выходы, соответственно, можно выводить сквозные видеоканалы, тревожную (тревожные) видеокамеру (видеокамеры), а также просто наблюдать за заранее выбранным видеоканалом.

Тип используемой операционной системы для видеосервера/клиента

Это очень важная характеристика, так как во многом определяет сетевые свойства, стабильность и надежность всей цифровой системы видеоконтроля, а также возможности ее интеграции в общую информационную систему и компьютерную сеть охраняемого объекта.

Наличие специальных средств программирования логики работы системы

Как правило, все системы видеоконтроля позволяют задавать определенную логику обработки тревожных событий (по расписанию, по характеру тревожных событий). Обычно все сводится к определению реакций на срабатывание детектора движения (активности), к обработке состояний тревожных входов и выдаче соответствующих управляющих сигналов.

Для интегрированных систем такое программирование позволяет обрабатывать все события во всех подсистемах (СКД, ОПС, АК и т. д.) и выраба-

тывать для них все допустимые реакции управления. Такие системы принято считать интеллектуальными, так как они позволяют реализовать достаточно сложные алгоритмы реакций и управления, подобные человеческой логике принятия решений.

Уровень поддержки системы на рынке

Это несколько непривычная, однако чрезвычайно важная характеристика цифровых систем видеоконтроля, которые являются сравнительно новыми на рынке и, безусловно, высокотехнологичными техническими средствами, выполненными на базе современного компьютерного, сетевого и телеком-муникакционного оборудования. В связи с этим к уровню поддержки предъявляются несколько специфические требования. Уровень поддержки в полном объеме должен включать: консультации по применению, возможность обучения персонала, горячую линию технических консультаций по телефону, а также поддержку через сеть Интернет от производителя и (или) авторизованного дилера.

Требования к уровню подготовки пользователей

Уровень подготовки непосредственных пользователей, как принято в США и на Западе, должен быть обратно пропорционален уровню интеллектуальности самой системы цифрового видеонаблюдения, интегрированной в комплексную систему безопасности. Чем проще, чем лучше! Непременно должна быть предусмотрена "защита от дураков" или намеренного вредительства со стороны человека. Это тесно связано с вопросами надежности. Вся тяжесть обслуживания ложится на специалистов технической поддержки, с которыми постоянно поддерживается связь on-line.

Таким образом, необходима четкая и надежная стратегия сервисного обслуживания, подкрепленная разумной ценовой политикой.

На химических производствах с агрессивной окружающей средой и повышенной потенциальной опасностью техногенных аварий (пожаров, взрывов) многократно возрастают аппаратурные требования к пожаростойкости и взрывозащищенности всех приборов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Невский А. В., Мешалкин В. П., Шарнин В. А. Анализ и синтез водных ресурсосберега-ющиххимико-технологических систем. — М. : Наука, 2004. — 212 с.

2. Vatagin V. S., Topolski N. G. Computer Aided Fire Safety Systems in Chemical Industries // Mary Kay O'Connor Process Safety Center Symposium : Proceeding. October 24-25, 2000. Reed Arena, Texas A&M. University, College Station, Texas. — P. 348-349.

3. Ватагин В. С., Топольский Н. Г. Hi-Tech House — интеллектуальное здание // Системы безопасности. — 2003. — № 6(48). — С. 16-19.

4. Ватагин В. С. Интеллектуальные системы безопасности промышленных объектов // Системы безопасности. — 2003. - № 8(50). — С. 21-25.

5. Ватагин В. С., Топольский Н. Г. Интегрированные системы пожаровзрывобезопасности для химической промышленности // Химическая техника. — 2003. — № 3. — С. 18-22.

6. Ватагин В. С. Новые технологии автоматизированных систем управления техногенной безопасностью производства // Безопасность труда в промышленности. — 2007. — № 3. — С. 64-67.

7. Ватагин В. С. Системный анализ в управлении безопасностью техногенных объектов и предотвращением чрезвычайных ситуаций : монография. — Москва-Иваново, Изд-во ИвИ ГПС МЧС России, 2007. — 240 с.

Материал поступил в редакцию 7 апреля 2010 г.

Электронный адрес автора: Vatagin@mail.ru.