Камеры видеонаблюдения: виды, функции и эксплуатация

Ощутимый урон процветающему бизнесу могут нанести не только грабители и вандалы. Гораздо большую опасность для компании, ее руководства, финансового состояния и имиджа представляют внутренние угрозы, исходящие от недобросовестных сотрудников. В условиях жесткой конкуренции утечка конфиденциальной информации из компании в прессу, в интернет или в соседний офис может иметь тяжелые последствия.

Первая отечественная система видеонаблюдения появилась в столице в начале 70-х годов прошлого века. В торговом зале универмага было установлено огромное зеркало размером почти во всю стену. За зеркалом в креслах сидели работники охраны с кинокамерами в руках и снимали вручную все моменты подозрительного поведения покупателей и факты открытого воровства. Эта работа была очень тяжелая: наблюдающим нельзя было отвлекаться от нее даже на несколько секунд, кашлять, разговаривать, смеяться, курить. При возникновении любого инцидента охранник из комнаты вместе с милиционером выходили в торговый зал и брали вора «с поличным».

В начале 80-х годов прошлого века компания Sony начала выпускать первую камеру, которая снимала на пленку. У нас камеры начали поступать на прилавки магазинов только в начале 90-х годов после распада СССР.

В 1991 году в Кембриджском университете появилась первая web-камера. Через нее руководство университета отслеживало студентов, стоящих во время занятий в очереди к кофеварке. С этого момента видеонаблюдение стало развиваться очень стремительно параллельно с развитием новой элементной базы (гибридные микросхемы и микропроцессоры).

Без компьютерных систем видеонаблюдения и контроля доступа в настоящее время невозможна работа банков, больниц, правоохранительных органов, ГИБДД, жизненно важных объектов городской инфраструктуры, индивидуальных предпринимателей.

Впервые аналоговую систему видеонаблюдения начали использовать на испытательном полигоне для ракет «Фау-2» в Пенемюнде (1942 год, северо-восток Германии). Разработчиком системы была известная компания Siemens.

Современные смартфоны с многоядерными процессорами и большим объемом оперативной памяти, съемные носители информации и настоящая техника Джеймса Бонда (ручки со встроенными камерами и диктофонами, которые свободно продаются в интернете), могут без особого труда незаметно «проскочить» в офис в кармане куртки или брюк мимо стоящего на входе бдительного охранника и металлодетектора.

При визите в банк, поликлинику, универсам или гастроном можно заметить маленькую блестящую полусферу на потолке. Эта полусфера маскирует важное устройство – камеру видеонаблюдения кругового обзора. Сейчас такие камеры можно увидеть на вокзалах, в аэропортах, банках, офисах крупных компаний, на заводах и во многих других местах.

Большинство компаний для непрерывного наблюдения за охраной и сотрудниками используют достаточно дорогие автоматизированные компьютерные системы видеонаблюдения, которые объединяют камеры, систему контроля доступа и охранно-пожарную сигнализацию.

Система контроля доступа, интегрированная в систему видеонаблюдения, регистрирует посетителей, ведет круглосуточное скрытое наблюдение за охраняемым объектом, открывает и закрывает входные турникеты, включает и выключает освещение в рабочих помещениях, подает сигнал тревоги при срабатывании датчика движения в нерабочее время, распознает и регистрирует лица посетителей и государственные номера автомобилей.

По принципу работы современные камеры видеонаблюдения бывают нескольких видов.

• Аналоговые. Камеры с оптической системой классического исполнения. Сигнал изображения передается по коаксиальному кабелю на монитор или видеорегистратор. В начале 2015 года начался выпуск аналоговых видеокамер, работающих в стандартах AHD, HD-TVI, HD-CVI. Они формировали картинку в HD и Full HD формате. Преимущества – низкая цена (от 40$).

• Цифровые (IP-камеры). Предназначены для работы по сети. Светочувствительная матрица и процессор интегрированы в сетевую плату. Подключаются по оптическому или коаксиальному кабелю через сети общего пользования непосредственно в WEB-серверу. Стоимость IP-камер – от 70$.

• HD SDI камеры – гибрид аналоговых и IP видеокамер. Формируют цифровое изображение и передают на сервер без шифрования. Кодировка сигнала по заданному алгоритму происходит на сервере. Цена на этот тип камер – от 100$.

Наиболее ответственным звеном в современных охранных системах являются камеры видеонаблюдения со встроенным видеопроцессором. Матрица высокого разрешения камеры такого типа работает по принципу фасеточного глаза насекомых. Она «разрезает» картинку перед объективом камеры в мозаику из шести или более миллионов шестигранников, преобразовывает изображение внутри каждого шестигранника в цифровой код и после обработки на встроенном в матрицу видеопроцессоре передает его по каналам связи на пульт видеонаблюдения, видеорегистратор или облачный сервер.

Наибольшее распространение в современных системах видеонаблюдения получили короткофокусные видеокамеры с оптической системой «фиксированный фокус», обеспечивающие достаточную для работы глубину резкости в пределах от 0,5 до 10 метров без изменения величины диафрагмы и настройки фокусного расстояния. Камеры этого типа оборудованы датчиком движения и устройствами ночного видения.

В современных профессиональных камерах для систем видеонаблюдения используются объективы с автоматической регулировкой глубины резкости, яркости и цветового баланса. Разрешающая способность камер современных видеосистем позволяет заснять на видео пламя зажженной спички на расстоянии до ста метров. Матрицы повышенной четкости для этих устройств изготавливают всемирно известные производители, такие как Sony, Sharp, Panasonic, Samsung, LG, Hynix.

Перед покупкой камеры для системы видеонаблюдения необходимо внимательно ознакомиться с описанием конкретной модели, ее достоинствами и недостатками. Для выбора оптимального варианта по соотношению «цена-качество» необходимо внимательно изучить паспорт изделия, обращая внимание на технические параметры, количество и тип каналов связи, напряжение и мощность основного и резервного источника питания, схему подключения.

Продавец интернет-магазина, одержимый стремлением выполнить план продаж и получить процент от суммы реализации любой ценой, никогда не расскажет правду о недостатках конкретной модели, нюансах и тонкостях подключения, количестве возвратов в течение гарантийного срока.

В зависимости от конструктивного исполнения, модели и дополнительных функций камеры для системы видеонаблюдения могут выглядеть как:

• web-камера традиционного дизайна;
• небольшой затемненный пластиковый купол;
• миниатюрная потайная головка;
• полупрозрачное стекло входной двери.

В последние годы большое распространение получили беспроводные камеры с Wi-Fi передатчиком и миниатюрные встроенные камеры для скрытого видеонаблюдения. Они обладают рядом дополнительных свойств:

• не требуют прокладки скрытого кабеля для подключения;
• имеют встроенный аккумулятор, позволяющий длительное время сохранять работоспособность при отключении основного и резервного электропитания;
• легко маскируются под элементы интерьера или декора;
• не обнаруживаются устройствами для поиска «жучков».

Модель камер видеонаблюдения и конфигурация сети определяют надежность системы безопасности в целом. Перед принятием окончательного решения о приобретении новых или модернизации старых камер видеонаблюдения необходимо внимательно изучить местные условия на объекте, технический паспорт изделия, обратив особое внимание на следующие характеристики:

• принцип действия (аналоговая или цифровая);
• наличие датчика движения;
• размер матрицы (в дюймах);
• разрешение камеры в телевизионных линиях на миллиметр (ТВЛ) или пикселях (1000 ТВЛ = 1,92 МП);
• наличие режима День/Ночь;
• светочувствительность (Люкс);
• автоматическая фокусировка объектива и регулировка диафрагмы;
• диаметр объектива (2,8-12 мм);
• степень защиты камеры от влаги, пыли, посторонних веществ (IP);
• лазерная ИК подсветка объекта в ночное время;
• автоматическая регулировка усиления (AGC);
• адаптивная передача полутонов (ATR);
• компенсация встречной засветки объектива (BLC);
• индивидуальные настройки камеры (OSD).
• динамическое уменьшение шума (DNR);
• синхронизация камеры (при работе в составе многокамерной системы);
• дополнительные характеристики (потребляемая мощность, напряжение питания, время автономной работы от аккумуляторов);
• диапазон рабочих температур (возможен от -40°C до +55°C).

Для минимизации морального и материального ущерба, обеспечения непрерывности бизнеса, предотвращения утечки конфиденциальной и секретной информации на предприятиях используют видеонаблюдение. Записи с камер могут дать ценную информацию для анализа и досудебного разбирательства внутренней службе безопасности, индивидуальным предпринимателям, бизнесменам, работникам ГИБДД и правоохранительным органам.

Видеонаблюдение имеет свои плюсы и минусы.

Положительные стороны:

• уменьшаются текущие расходы на содержание штата охранников;
• камера в отличие от человека не подвержена усталости, ее внимание не отвлекается на посторонние проблемы и не рассеивается;
• наблюдение ведется круглосуточно при любых погодных условиях;
• собирает материал для логического анализа событий на охраняемом объекте путем сравнения видеозаписей;
• камера автоматически включается при посторонних звуках;
• видеонаблюдение дает возможность идти на упреждение правонарушения;
• запись камеры видеонаблюдения может быть использована в качестве улики или доказательства невиновности в суде при соблюдении ряда дополнительных условий.

Отрицательные стороны:

• вторжение в личную жизнь сотрудников без их письменного согласия может быть обжаловано в суде;
• большая стоимость оборудования, услуг по установке и периодическому обслуживанию;
• необходимость обучения работников службы охраны работе с программным обеспечением;
• возможность случайного или умышленного повреждения наружных камер.

Как видно из анализа, приведенного выше, положительные стороны использования видеонаблюдения превосходят отрицательные. Срок окупаемости достаточно больших финансовых затрат на покупку, установку и обслуживание камер и центрального пульта не превышает двух лет. При расчете учитывается величина ущерба, который могут нанести конкуренты, воры, стихийные бедствия, вандалы и другие причины.

В настоящее время для наблюдения и пультовой охраны используются три основных вида камер.

• Аналоговые. С 2015 года появились видеокамеры с обработкой сигнала аналоговой формы стандартов AHD, HD-TVI и HD-CVI, которые передавали картинку в HD и Full HD формате.
• Цифровые (IP-камеры). В этом стандарте работает подавляющее количество камер в современных системах видеонаблюдения. Кремниевая пластина, состоящая из отдельных светочувствительных точек, образует матрицу ПЗС, совмещенную с видеопроцессором. После обработки на видеопроцессоре формируется стандартный сигнал, который по протоколу TCP/IP передается по каналам связи общего пользования на сервер видеонаблюдения.
• HD – SDI камеры. Гибридные устройства, которые могут выдавать на сервер цифровой или аналоговый сигнал. Формируют цифровой видеосигнал Full HD качества, обладают высокой помехоустойчивостью.

Современные модели цифровых камер для видеонаблюдения позволяют записывать видео со звуком. Встроенный в камеру микрофон включается синхронно с началом записи видео при срабатывании датчика движения или по команде системы дистанционного управления. При соблюдении определенных условий в случае возникновения споров эта видеозапись может служить вещественным доказательством для правоохранительных органов.

Современные цифровые камеры для видеонаблюдения имеют встроенный модем, работающий по протоколу TCP/IP, и разъем для подключения коаксиального кабеля. Эти устройства позволяют подключать камеру напрямую к локальной сети и организовывать виртуальные сети с удаленным доступом. Погрешность синхронизации видео и звука в таких сетях не превышает нескольких миллисекунд.

Камеры для системы видеонаблюдения с Wi-Fi модулем имеют зону покрытия около 10 метров. В состав камеры входят литий-полимерный аккумулятор большой емкости, микрофон с автоматической регулировкой усиления, система ночного видения, автоматический зум, система стабилизации изображения, цифровой фильтр для защиты от встречной засветки объектива, разъем для подключения блока питания 5V DC.

Для лучшего обзора периметра охраны используются широкоугольные камеры с углом обзора 120° и 180°. Объектив широкоугольной камеры видеонаблюдения закреплен на подвижной каретке с двумя миниатюрными электрическими двигателями или на штативной площадке. Для обеспечения кругового обзора периметра охраны каретка через каждые 30 секунд делает под прозрачным куполом «сальто с переворотом через голову».

Заслуженной популярностью пользуется цилиндрическая камера, которая по внешнему виду напоминает сувенирную металлическую ручку. Устройство очень легко маскируется под офисный интерьер, объектив имеет защиту от фронтальной засветки и устройство для стабилизации картинки (призматический встроенный коллиматор с полупрозрачными гранями).

Для охраны большого периметра лучше всего подходят очень дорогие вариофокальные камеры. Они являются конверсией космических технологий, разработанных ВПК СССР во время Холодной войны. Благодаря встроенной прецизионной оптической системе глубина резкости у объектива такой камеры захватывает расстояние от 10 сантиметров до нескольких сотен метров. Это очень удобно при осмотре охраняемой территории большого размера, которая содержит мелкие детали на разном удалении от камеры (близко расположенные номера автомобилей на автостоянке и удаленные от нее на сотни метров номера автомобилей на автозаправочной станции).

Четыре просветленные конденсаторные линзы внутри объектива с изменяемым фокусным расстоянием (вариофокальная оптическая система) перемещаются независимо друг от друга вдоль оптической оси устройства под действием электрического двигателя с червячной передачей, которым управляет многопроцессорная компьютерная система.

Система автоматической фокусировки объектива под управлением видеопроцессора «наводит на резкость», изменяя взаимное расположение линз и открытие лепестков диафрагмы до момента получения четкого изображения на матрице камеры видеонаблюдения волос, ворсинок или других мелких деталей по контуру предмета. Точность настройки автоматически проверяется по отсутствию рефракции мелких деталей по краям поля зрения камеры.

Беспроводные Wi-Fi камеры на батарейках созданы для работы в местах с наличием в воздухе взрывчатых и легкогорючих веществ, на труднодоступных и удаленных объектах (нефтеперерабатывающие заводы, предприятия по очистке канализационных стоков, газокомпрессорные станции, эстакады для налива топлива, шахты, опоры высоковольтных линий электропередач, высотные антенны телевизионных передатчиков, висячие мосты и тоннели, удаленные от городской черты объекты).

Беспроводную схему для передачи изображения с камер видеонаблюдения удаленного пункта можно использовать:

• при полном отсутствии на удаленном охраняемом объекте волоконно-оптических, кабельных или радиорелейных линий;
• при наличии в зоне охраняемого объекта устойчивого покрытия одного или нескольких операторов мобильный связи;
• при отсутствии лимита на объем бесплатного мобильного трафика;
• при стабильной скорости передачи и приема данных по результатам запуска Speedtest;
• при возможности подключения к камере или центральному пульту смартфона, стационарного компьютера, ноутбука или планшета со встроенным или внешним 4G модемом.

Преимущества панорамных камер:

• полное покрытие периметра охраны без «слепых зон»;
• экономия на установке видеокамер и лицензирование системы;
• снижение затрат на монтажные работы при установке камер;
• отсутствие необходимости прокладки большого количества кабелей для установки многокамерной системы;
• не нарушают эстетику и дизайн помещения;
• малая заметность и хорошая маскировка видеокамер в местах установки.

Достоинства:

• низкая цена оборудования;
• нет необходимости содержать штат операторов видеонаблюдения.

Недостатки:

• отсутствие оперативности (записи камеры просматриваются offline);
• невозможность оперативного реагирования на события.

Правильный выбор модели камеры видеонаблюдения гарантирует надежную охрану офиса или дома от внешних и внутренних угроз при минимальных эксплуатационных расходах.

Низкая разрешающая способность объектива, засветка картинки ярким светом, нечеткое размытое изображение с помехами способствуют:

• снижению внимания оператора видеонаблюдения по причине усталости от повышенного нервного напряжения;
• несвоевременной реакции на нарушение периметра охраны;
• принятию ошибочных решений.

Чтобы покупка новой камеры не обернулась убытками или деньгами, выброшенными на ветер, необходимо предварительно определить, какая модель камеры видеонаблюдения лучше всего подойдет для охраны объекта с учетом специфики, местных особенностей и цены, обращая особое внимание на следующие моменты:

• время работы от резервного источника питания;
• наличие дистанционного управления;
• качество оптики и угол обзора объектива;
• разрешающая способность камеры (в ТВЛ или мегапикселях);
• фокусное расстояние (глубина резкости) и наличие автоматической фокусировки;
• автоматическое включение при срабатывании датчика движения;
• чувствительность микрофона;
• наличие ночной инфракрасной подсветки;
• устойчивость к действиям вандалов и неблагоприятным атмосферным условиям;
• время возврата в нормальное состояние после яркой световой вспышки;
• дизайн корпуса камеры и возможность ее маскировки под объекты интерьера.

Для полной гарантии правильности выбора нужно ориентироваться по следующим основным критериям:

• принцип действия камеры (аналоговый или цифровой);
• место установки (на улице или в помещении);
• фокусное расстояние и угол обзора объектива;
• светочувствительность и разрешающая способность матрицы;
• расширение динамического диапазона регулировки освещенности;
• количество цветов матрицы;
• режим день/ночь, ИК подсветка.

О том, как правильно выбрать камеру видеонаблюдения, смотрите в следующем видео.

Рейтинг камер видеонаблюдения последних лет составлен на основании отзывов пользователей на форумах в интернете, сравнении паспортных характеристик камер, мнении экспертов региональных представительств производителей. При анализе собранной статистики были выбраны лучшие камеры для видеонаблюдения с учетом следующих факторов кроме вышеперечисленных:

• количество гарантийных ремонтов в течение первого года эксплуатации;
• сравнение свойств изделия с данными технического паспорта;
• время нахождения изделия в гарантийном ремонте.

Устройства для работы внутри помещения имеют следующие свойства:

• модель OCam M2+ – оптимальная стоимость;
• модель Xiaomi MiJia 360 Home Camera – надежная работа сервоприводов;
• модель RVi-HDC311VB – высокая чувствительность.

Камеры для работы на улице:

• модель Geovision GV-IP SD2301 – прецизионная система позиционирования;
• модель Samsung SNV-6013P – правильная цветопередача, хорошая глубина резкости;
• модель RVi-IPC41DNL – матрица высокого разрешения, защита механической части от переохлаждения и атмосферных осадков.

Перед установкой камер видеонаблюдения своими руками нужно определить места расположения камер, дополнительных светильников, ночной подсветки, сервера, желобов и трубок для кабелей. Для уменьшения помех кабеля, соединяющие камеры видеонаблюдения c сервером или между собой, не должны находиться ближе 40 сантиметров от силовых. Для уменьшения индукционных наводок кабеля системы видеонаблюдения не рекомендуется прокладывать параллельно силовым. В необходимых случаях производится заземление или выравнивание потенциалов.

Для электропитания системы видеонаблюдения используются только кабельные вводы с быстродействующей автоматической защитой. При отсутствии кабельного ввода и питании системы видеонаблюдения от воздушной линии (в порядке исключения) необходимо установить на сетевых вводах грозовые разрядники, электронные стабилизаторы напряжения со встроенным преобразователем.

Рекомендуется использовать провода ШВВП, NUM, ПВС. При расчетах силы тока рекомендуется делать запас 15-25%. По статистике более двух третей неисправностей систем видеонаблюдения связаны с отказами блоков питания.

Обязательным условием является наличие АБП. Без него перепады напряжения в сети могут привести к зависанию компьютера и к отказу системы. Не допускается изгибать кабеля под острым углом – это гарантированно приведет к обрыву линии.

При длине сигнального шлейфа более 150 метров для устойчивой работы рекомендуется применять активные или пассивные НЧ-усилители. Сервер, роутер, АБП, UPS и другое сетевое оборудование рекомендуется размещать в поле зрения одной из камер видеонаблюдения, все кабельные трассы прокладывать скрыто.

В конце нужно обязательно поставить антивирус. Необходимо помнить о том, что у всех провайдеров интернета антивирусное программное обеспечение на сетевых серверах не установлено или отключено. Эти целесообразные меры с точки зрения уменьшения загрузки серверов и сетевого оборудования могут пагубно сказаться на надежности системы видеонаблюдения. «Голый» в плане антивирусной защиты сервер системы видеонаблюдения может стать объектом сетевых атак или взлома хакерами.

О том, как установить камеру видеонаблюдения своими руками, смотрите далее.

Для выполнения требований «СП 76.13330.2016 Электротехнические устройства. Актуализированная редакция СНиП 3.05.06-85» и недопущения расхищения или повреждения сетевых шнуров, соединительных кабелей, других компонентов, также для минимизации ущерба от вандализма, после окончания монтажных и пусконаладочных работ кабеля питания сетевые шнуры и сервисные разъемы необходимо спрятать от постороннего доступа, уложив в коробы, желоба, поливинилхлоридные трубки.

Безотказную работу системы видеонаблюдения (видеокамер, компьютера центрального пульта, АБП) невозможно обеспечить без регулярного осмотра, обслуживания и профилактического ремонта специалистами сервисного центра. Выполнение работ по обслуживанию и ремонту камер и другого оборудования системы видеонаблюдения не сертифицированным персоналом, самостоятельный ремонт или модернизация оборудования, изменение заводских настроек, установка или переустановка программного обеспечения (включая Windows), подключение к модему или сетевой карте посторонних устройств и носителей информации влекут за собой снятие оборудования с гарантии.

Внешние признаки неисправности камер видеонаблюдения:

• изображение, полученное от отдельной камеры, на экране монитора или полиэкране периодически исчезает;
• в динамиках появляется посторонний шум или фон переменного тока;
• без видимой причины изменяется яркость картинки от отдельной камеры на экране монитора или на полиэкране;
• наблюдается подергивание срок, появляется косая сетка;
• прекращается видеозапись изображения от отдельной камеры или группы камер;
• возле камеры появляется запах горелой пластмассы;
• из камеры идет дым или вылетают искры;
• внутри корпус слышен характерный треск электрической дуги.

Если изображение исчезло и самостоятельно не появляется, нужно попытаться перезапустить камеру. Для этого необходимо:

• проверить по свечению индикатора наличие напряжения 220V;
• проверить отсутствие сигнала аварии «Alarm» на блоке питания 220V;
• проверить визуально целостность сигнального кабеля, идущего от камеры к пульту, свечение индикатора готовности к работе непосредственно на камере;
• вынуть и внимательно осмотреть сетевые предохранители, в случае наличия явных признаков срабатывания или сомнений в работоспособности – заменить их;
• проверить положение регулировочных сопротивлений и кнопок (если они есть);
• если на корпусе камеры есть кнопка с надписью «Reset» необходимо нажать на нее спичкой или другим тупым предметом (обычно кнопка находится на одном уровне с корпусом) и дождаться окончания перезагрузки камеры; если нормальная работа не возобновилась – перейти к следующему пункту;
• обесточить сетевой блок питания камеры, выключить его с помощью тумблера или кнопки, вынуть из электрической розетки и через минуту снова включить его, произведя действия в обратном порядке.

Стандартный перечень работ, которые выполняются уполномоченным представителем сервисной службы, в процессе текущего обслуживания оборудования, приводится ниже:

• внешний осмотр камер, проверка надежности крепления на кронштейне, удаление пыли, грязи и мусора;
• внешний осмотр силовых и сигнальных кабелей на предмет повреждения изоляции грызунами;
• комплексное тестирование всех устройств (аппаратное и программное);
• проверка состояния блока питания, предохранителей, АКБ, очистка контактов от пыли, грязи и оксидной пленки;
• проверка работы датчиков движения;
• измерение угла зрения видеокамер;
• проверка отсутствия «мертвых» зон на охраняемой территории;
• тестирование материнской платы, оперативной памяти, HDD или SSD на пульте системы видеонаблюдения;
• измерение защитного заземления и сопротивления изоляции сигнальных кабелей;
• устранение на месте обнаруженных в ходе осмотра и проверок неисправностей;
• отправка отдельных узлов на гарантийный или послегарантийный ремонт в сервисный центр;
• оформление акта выполненных работ.