Diseño de sistemas de videovigilancia.
El diseño de cualquier sistema técnico se realiza sobre la base de regulaciones gubernamentales. Cualquier proyecto debe contener referencias razonables a ellos.
Los documentos reglamentarios existentes en Rusia, desarrollados especialmente para sistemas de videovigilancia hace 10 años, ahora no siempre brindan respuestas completas a todas las preguntas relevantes para los instaladores. Actualmente existe un debate activo sobre la necesidad de adoptar una norma nueva y más detallada. Pero hasta que no existan nuevas normas, el diseño de los sistemas de videovigilancia debe realizarse de acuerdo con los documentos existentes.
El 26 de enero de 2000 entró en vigor la principal norma estatal rusa moderna para sistemas de videovigilancia «GOST R 51558 — 2000 Sistemas de seguridad por televisión», desarrollada por el Centro de Investigación «Seguridad» del Distrito Militar Principal del Ministerio del Interior. Rusia. Define que un sistema de televisión de seguridad (SOT) es un sistema de circuito cerrado de televisión para recibir imágenes de televisión, información de servicio y notificaciones de alarma desde una instalación protegida.
Obligatorio para todos los dispositivos SOT:
— cámara de televisión;
— monitor de vídeo;
— suministro de energía, incluido el suministro de energía de respaldo;
— líneas de conexión.
Dispositivos opcionales para COT específicos: dispositivos de control y conmutación de señales de vídeo, detector de movimiento, almacenamiento de vídeo, equipos auxiliares.”
Las siguientes características funcionales son obligatorias para todos los sistemas: — análisis de imágenes de televisión utilizando uno o más TC;
-síntesis de imágenes de televisión recibidas de todos los TC;
— apoyo a objetivos;
— visualización prioritaria de eventos de alarma;
-alarma sobre acciones no autorizadas.
En este caso, el valor del tiempo de respuesta del sistema ante un evento de alarma debe corresponder para cada canal de vídeo del sistema al valor especificado en las especificaciones y/o en otra documentación técnica para sistemas específicos:
Las características del objetivo estándar para SOT en el modo con detector de movimiento se utilizan de GOST R 50658-94 (IEC 60839-2-4:1990) “Sistemas de alarma Parte 2. Requisitos para sistemas de alarma de seguridad.
Según GOST R 50658, el objetivo estándar se define como “una persona que pesa 50 — 70 kg, altura 165 — 180 cm, vestido con una bata de algodón.” Se utiliza para comprobar el cumplimiento de los requisitos funcionales: establecer los límites de las zonas de detección, la sensibilidad del detector con un objeto que se mueve a velocidad constante y con movimiento desigual, y el tiempo que lleva restaurar los detectores al modo de espera. Esto se utiliza al evaluar SOT con un detector de movimiento.
GOST R 51558-2000 regula que GOST 15.005-85 «Sistema para el desarrollo y lanzamiento de productos a producción» es aplicable a los sistemas de videovigilancia. Creación de productos de una sola pieza y de pequeña escala ensamblados en el lugar de operación». En Rusia, se aplican estándares internacionales, en particular, la norma europea EN 50132-7, que contiene requisitos generales para la colocación e instalación de dispositivos de control de CCTV para seguridad. , que constan de cámara(s), monitor(es) y/o dispositivo(s) de grabación de vídeo, conmutación, control y dispositivos auxiliares.
La norma EN 50132-7 describe un método para probar y poner en funcionamiento un sistema de videovigilancia utilizando una muestra de prueba conocida como Rotaktn. Rotaktn es un plato que imita la silueta de una persona. Presenta rayas de alto contraste y una cuña degradada. Estas marcas se proporcionan como un medio para evaluar la resolución. Rotakin también se puede utilizar para probar zonas de detección, determinar la altura, la claridad y el contraste de la imagen aceptables.
En Rusia, la resolución del sistema se mide usando métodos especialmente desarrollados y/o usando GOST 23456-79, que fue desarrollado para transmisiones de televisión en 1979 y todavía está vigente.
Los métodos de diseño se describen con mayor detalle en las Recomendaciones R 78.36.008-99; más adelante en el texto de este artículo, la metodología de diseño se proporciona teniendo en cuenta estas recomendaciones.
Para aprovechar al máximo las ventajas de los dispositivos de videovigilancia y obtener el resultado deseado por el cliente, el sistema de videovigilancia debe estar correctamente diseñado.
En la primera etapa, debe examinar el objeto y responder claramente a las siguientes preguntas completando la tabla correspondiente:
1. Definir tareas (detectar la apariencia de una persona o leer las matrículas). ).
2. Determinar la necesidad de utilizar cámaras en color (análisis del comportamiento de los infractores individuales entre la multitud, la apariencia de una persona en el área protegida — la importancia de registrar el color de la ropa) o — Cámaras en blanco y negro, pero con mayor resolución (control del lugar de trabajo).
3. Determinación de las áreas de visualización obligatorias (ventanas, puertas, transportador).
4. Determinar la admisibilidad de la presencia de zonas muertas y la necesidad de que las cámaras se supervisen entre sí.
5. Determinación de la necesidad de utilizar cámaras PTZ con zoom óptico, controladas por un operador.
6. Determinar la necesidad de controlar detalles pequeños y de bajo contraste.
7. Determinar el nivel de iluminación del objeto, la presencia de luces brillantes, objetos reflectantes, objetos que crean sombras (árboles, etc.).
8. Determinar la necesidad de capturar la imagen en condiciones de poca luz, en condiciones de niveles de luz variables en un amplio rango.
9. Determinar la necesidad de fijar objetos que se mueven rápidamente (matrículas en la carretera, trabajo en salas de juego de casino, cintas transportadoras) o simplemente una persona que entra por la puerta.
10. Determinar la posibilidad de instalar, fijar cámaras y conectarles comunicaciones.
11. Determinar la posibilidad y viabilidad de suministrar 220V
12. Determinar la presencia de condiciones climáticas difíciles en el sitio (polvo, alta humedad, cambios bruscos de temperatura, niebla de alquitrán, peligro de explosión).
Luego es necesario realizar los siguientes cálculos y seleccionar el equipo adecuado:
1. Cálculo de la distancia focal, áreas de visualización obtenidas de cada cámara.
2. Cálculo de zonas muertas.
3. Determinar la ubicación de las cámaras y su número.
4. Determinación de la resolución del equipo.
5. Determinar la necesidad y condiciones de uso del zoom electrónico (selección de monitores adecuados).
6. Cálculo de la profundidad de almacenamiento de archivos y su contenido (grabación de alarma, grabación continua, velocidad de grabación y visualización).
7. Determinar el número de puestos de trabajo de operadores y administradores con derechos de acceso adecuados a las cámaras y funciones de configuración.
8. Cálculo del ancho de banda de la red.
9. Selección de equipos que proporcionen transmisión de video a través de la red.
10. Cálculo de las características de la tensión de alimentación, cálculo de los equipos que suministran la tensión de alimentación.
11. Determinar la necesidad de funciones adicionales (aparición/desaparición de objetos estacionarios.
12. Seleccionar cámaras con salida analógica o IP.
Detengámonos en los detalles de estos cálculos.
La norma europea EN 50132-7 recomienda las siguientes gradaciones de eficacia de los sistemas de vigilancia: verificación, reconocimiento, identificación. Es posible ver a una persona en una imagen obtenida con una cámara de videovigilancia estándar si la persona se encuentra a una distancia de unos 20 metros. Puedes identificar a un amigo a una distancia de 5 metros y a un desconocido a una distancia de 2 metros. Puede registrar el número de matrícula de un automóvil desde una distancia de 4 metros. Estas condiciones determinan la geometría de las cámaras y su número.
Teniendo en cuenta lo anterior, es necesario determinar las zonas que el consumidor quiere proteger mediante un sistema de videovigilancia, es decir, zonas de videovigilancia. Por regla general, estas zonas son los lugares por donde es más probable que penetren intrusos (puertas, ventanas, etc.) y los lugares donde se concentran directamente los activos materiales (almacén, caja registradora, piso de ventas, oficinas de gestión, etc.). Puede haber tantas zonas de control de vídeo como desee: desde una o dos (por ejemplo, la puerta de entrada y el área de ventas) hasta varias docenas o cientos, incluida la mayoría de las instalaciones de la instalación. De esta manera, se determina el número aproximado de cámaras en el sistema y, en consecuencia, otros equipos necesarios para equipar cámaras de video, procesamiento de señales, visualización de información de video, etc.
Luego se calcula la distancia focal de las lentes de la cámara.
Para una matriz de 1/3” de pulgada
f = 3,6* D/V
f= 4,8*D/H, donde
f es la distancia focal, mm
D – máxima distancia al objeto, m
V – altura del objeto, m
H – longitud del objeto, m
Para una matriz de 1/2” pulgada
f = 4,8* D/V
f= 6,4*D/H, donde
f- distancia focal, mm
D – distancia máxima al objeto, m
V – altura del objeto, m
H – longitud del objeto, m
A partir de los valores obtenidos, la distancia focal de la lente se selecciona igual o en la dirección más pequeña más cercana (para corresponder al rango de producción).
Luego se debe seleccionar el equipo según su resolución. Debido a las pérdidas durante el paso de la señal a través de la red, la resolución de un bloque a otro del sistema se deteriorará. Por tanto, es mejor elegir cámaras con una resolución mayor o igual que la del DVR (nada menos). Se recomienda elegir un monitor con una resolución no mayor que la del DVR. Para sistemas basados en cámaras con salida IP, el monitor se puede seleccionar con una resolución igual (o cercana) al zoom electrónico del sistema.
También se definen “zonas muertas” — parte no visible de la zona de control debajo de la cámara de videovigilancia (L = L 1 + h tg (b — a v /2)), donde:
h — altura de instalación de la cámara de video,
a v – ángulo de visión vertical,
L 1 – distancia desde la pared a la lente,
L — tamaño de la zona muerta,
b – ángulo de inclinación de la cámara (ángulo entre el eje vertical y el eje de la cámara).
Como regla general, una cámara se coloca dentro del rango de visibilidad de otra cámara.
La sensibilidad requerida de la cámara se establece al examinar el objeto, y el consumidor debe determinar la iluminación del objeto no sólo durante el día (horas de trabajo), sino también durante la noche y, si es necesario, decidir sobre la presencia de alumbrado de emergencia o iluminación infrarroja.
Ejemplos de niveles de iluminación típicos:
— iluminación diurna hasta el atardecer: 50 lux;
— carretera bien iluminada por la noche: 10 lux;
— escalera o pasillo: 60 lux;
— oficina o tienda: 250-500 lux.
El resultado obtenido (iluminación del sensor de imagen) debe ser superior a la sensibilidad de la cámara de vídeo.
Algoritmo para determinar la sensibilidad según las recomendaciones R 78.36.008-99:
— utilizando un luxómetro (o algún otro método), se mide la iluminación en la zona de control del objeto protegido;
— El valor del coeficiente de reflexión del objeto real de control OK se determina a partir de la tabla.
Luego, el coeficiente de transmisión se determina en función de la relación de apertura especificada en la descripción de la lente seleccionada para esta cámara usando la tabla.
Se calcula la iluminación mínima del sensor E, que se puede obtener en la zona de control de la cámara mediante la fórmula:
E sensor = E escena*R*K, donde
E sensor — iluminación en el elemento fotosensible de la cámara,
E escena — iluminación en el área de control de la cámara,
R — coeficiente de reflexión del objeto de prueba,
K — coeficiente de paso.
Si es necesario, se selecciona e instala iluminación infrarroja.
El ángulo de la luz de fondo debe corresponder al ángulo de visión de la cámara de video y, al elegir la luz de fondo, es mejor elegir un ángulo de luz de fondo ligeramente menor que el ángulo de visión de la cámara de video. Esta recomendación se basa en que normalmente parte de la imagen en un monitor se extiende más allá de la parte visible de la pantalla, además, la periferia de la imagen no suele ser muy importante. Hay que tener en cuenta que un dispositivo de iluminación IR con la misma potencia de radiación, pero con un ángulo más estrecho, brilla más.
Los más adecuados son los iluminadores IR de baja potencia que tienen ángulos de iluminación de 40° y 70° (por regla general, rara vez se utilizan cámaras de vídeo para distancias cortas con un ángulo inferior a 40°).
La iluminación del objeto dentro del encuadre debe ser uniforme; de lo contrario, los detalles de bajo contraste de la imagen del objeto quedarán mal desarrollados. Esto es especialmente peligroso por la noche, cuando áreas oscuras del objeto pueden caer en el campo de visión de la cámara de video. Esto puede llevar al hecho de que una parte importante del rango dinámico en contraste será «devorado» por la diferencia no informativa entre las áreas iluminadas y no iluminadas de la imagen en el monitor, mientras que los detalles de bajo contraste en las áreas mencionadas serán prácticamente indistinguible.
Las videocámaras en blanco y negro compatibles con iluminación IR «ven» en el espectro IR, pero algo peor que en el espectro visible, y su sensibilidad disminuye a medida que aumenta la longitud de onda. Por tanto, es preferible la iluminación infrarroja con una longitud de onda más corta (desde el punto de vista de la eficiencia de la iluminación). Al mismo tiempo, los LED (emisores) con una longitud de onda de 870 nm son visibles a simple vista. Todo esto significa que cuando se utiliza iluminación IR a distancias cortas (hasta 10-15 metros), IR — Los reflectores con una longitud de onda de 870 nm no siempre son adecuados y hay que llegar a un equilibrio entre eficiencia (870 nm) y sigilo (930-950 nm). Cuando se utilizan focos infrarrojos a largas distancias y con pequeños ángulos de radiación, la eficiencia es más importante, ya que es difícil encontrar dichos focos visualmente.
El cálculo del tamaño del archivo de los DVR para grabar información de cámaras con salida fiscalse realiza basándose en las siguientes consideraciones:
12 kb — tamaño de cuadro comprimido
76 horas — 3 días — tiempo de almacenamiento del archivo
168 horas — 7 días — tiempo de almacenamiento de archivos
336 horas — 14 días — tiempo de almacenamiento de archivos
25 fps, 11 fps, 6 fps — velocidades de grabación
18 — número de cámaras. La cantidad de canales DVR se selecciona en función de la cantidad de cámaras conectadas. Es habitual elegir DVR con una reserva del 10% en el número de entradas en comparación con el número diseñado de cámaras para permitir una expansión de emergencia del sistema. Por lo tanto, realizaremos cálculos tanto para 18 canales como para 20 canales de conexión de cámara.
12 KB × 25 fps × 18 canales × 76 horas × 3600 s = 1,48 TB
12 kb × 25 fps × 20 canales × 76 horas × 3600 s = 1,64 TB
12 kb × 11 fps × 18 canales × 168 horas × 3600 s = 1,44 TB
12 kb × 11 fps × 20 canales × horas × 3600 s = 1,6 TB
12 KB × 6 fps × 18 canales × 336 horas × 3600 s = 1,57 TB
12 kb × 6 fps × 20 canales × 336 horas × 3600 s = 1,74 TB
El sistema operativo ocupa aproximadamente 1,2 GB. Por lo tanto, al elegir discos duros, es necesario sumar el tamaño del archivo y el tamaño que ocupa el sistema operativo. Además, es necesario elegir el tamaño de los discos duros con reserva, ya que el tamaño de un cuadro comprimido puede variar según el grado de saturación de información del cuadro y del formato de compresión hasta 40 kb.
Ejemplo de cálculo tamaño de archivo y visualización para una cámara con salida IP.
Deje que el sistema de videovigilancia contenga 72 cámaras. Con resolución VGA al 50% de calidad JPEG, aceptamos el tamaño de cada cuadro como 40 kb.
El tamaño del archivo se calcula cuando se graba a una velocidad de 12 fps durante un mes
Cálculo: 40 kb × 12 (fps) × 60 (seg) × 60 (minutos) × 24 horas/día × 72 cámaras × 31 días = aproximadamente9288,35 TB para las 72 cámaras por mes.
Tamaño de archivo para 1 cámara por día: 4139,55 GB
Tamaño de archivo para 72 cámaras por día: 2,85 295 TB
Para almacenar un archivo de aproximadamente 10 TB, podemos recomendar la siguiente configuración de hardware: 3 servidores (IBM X306M, HP Proliant DL140, Dell PowerEdge 850 o similar) y matrices RAID (Infortrend Eonstor o similar). Se recomienda tener 4 TB en cada servidor para que el sistema no falle si el cliente inicia navegación, búsqueda y grabación simultáneamente. Además, es necesario tener espacio libre en los servidores por si el cliente quiere ampliar el sistema.
La visualización de la imagen actual y el archivo se puede realizar desde cualquier lugar, utilizando 3 computadoras y software para mayor comodidad.
Cada cámara tiene su propia capacidad de grabación en una matriz RAID conectada a través de un servidor mediante un buffer en anillo. Al configurar una cámara, el instalador debe especificar en la configuración de la cámara cuánto espacio se le asigna a través del servidor. En nuestro caso, la cámara graba 4,1 GB de grabación por día, por lo que se recomienda asignar 130 GB de espacio en disco a la cámara. (después de llenar este espacio, la computadora comenzará a escribir nuevos fragmentos “encima” de los antiguos). La grabación de información nueva sobre información antigua también se utiliza en grabadoras de video para grabar información de cámaras con salida analógica.
(Continuará en el próximo número)