Видеонаблюдение для школ

Системы видеонаблюдения в школах, это комплекс средств получения графических данных, несущих информацию о происходящем на контролируемом объекте, который являет собой одну из составляющих ряда мер обеспечения безопасности.

Плюсы видеонаблюдения для школ

Видеонаблюдение в учебных заведениях – дополнительное средство контроля течения учебного процесса, которое направлено на выявление и регистрацию неправомерных действий любого из его участников или третьих лиц, вносит дополнительную информацию при решении спорных вопросов.

Графические данные, полученные из систем видеонаблюдения, установленных в школах, помогают решить следующие задачи:

• Разрешение споров и выявление виновников в случае травматизации детей по причине халатности педагогического коллектива, конфликта между учащимися, несоблюдения правил безопасности ребёнком или при других обстоятельствах, приведших к физическим повреждениям;
• Выявление и пресечение конфликтов между участниками учебного процесса;
• Увеличение эффективности работы охраны за счёт улучшения координации;
• Предотвращение противоправных действий членов педагогического коллектива относительно учеников (жестокость, сексуальные домогательства, унижение чести и достоинства и так далее);
• Видеозаписи используются правоохранительными органами в расследованиях преступлений, зафиксированных на видео;
• Видеоконтроль упрощает решение важнейшей проблемы на сегодняшний день, это торговля наркотиками в учебных заведениях.

Формируемый чувствительным элементом (камерой) видеосигнал, направляется на захватывающее оборудование, посредством проводных или беспроводных каналов передачи данных.

Поступивший видеосигнал воспринимается прибором захвата видеосигнала, обрабатывается, выводится на монитор наблюдения, одновременно записывается на встроенные жёсткие диски и/или передаётся через интернет на удалённые серверы для сохранения и/или онлайн трансляции.

Системы видеонаблюдения для школ представляют набор специальных камер наблюдения и дополнительного оборудования для сбора, обработки, накопления и воспроизведения информации (см. Оборудование для видеонаблюдения).

Классификация комплекса средств видеонаблюдения производится на основе видовых особенностей каждого из элементов.

Виды видеонаблюдения для школ

Для осуществления наблюдения используются камеры со следующими параметрами.

Вид чувствительного элемента (матрицы)

CMOS (КМОП) – семейство матриц (наиболее современные представители – PIXIM, SIMD, WDR), принцип работы которых заключается в восприятии света падающего на поверхность матрицы.

Свет преобразуется в электрический импульс, который обнаруживается и усиливается встроенными транзисторными усилителями. Каждый пиксель сразу же формирует часть изображения и на выходе получается полная картинка в виде аналогового сигнала.

То есть, изображение формируется прямо в матрице, без использования дополнительных схем, что выгодно отличает данный тип матриц от конкурентов (CCD матриц).

ССD (ПЗС) матрицы – работа таких матриц основана на последовательной передаче, полученных из пикселей импульсов на схемы усиления и формирования изображения, на выходе образуется аналоговый видеосигнал.

Такие матрицы хоть дороже и крупнее от вышеперечисленных, но имеют более высокую светочувствительность и качество картинки по сравнению с семейством CMOS матриц.

Цветность формируемого изображения:

Цветное – производимое, любой из представленных матриц, изображение характеризуется передачей, близкого к воспринимаемому человеком, спектра света. Многоцветность матриц обеспечивается так называемой мозаикой цветных фильтров – группы пикселей, прикрытые светофильтрами разного цвета.

Цветное изображение получается после пропускания сигнала через алгоритм расшифровки, учитывающий цвет, который распознаётся каждым отдельным пикселем. Цветные матрицы чувствительны к излучению в инфракрасном спектре, которое приводит к образованию дефектов изображений, формируемых в видимом спектре.

Чёрно-белые – не имеют выраженного влияния инфракрасного спектра излучения на формируемое изображение, поэтому ИК фильтры в таких конструкциях не применяются. Отсутствие фильтров исключает провоцируемые ими светопотери, что приводит к увеличению чувствительности и разрешения устройства по сравнению с цветными аналогами того же ценового сегмента.

Цветные камеры, как и чёрно-белые, могут снабжаться функцией ночной съёмки, существуют следующие виды:

Easy Day/Night – применяется для цветных матриц. При снижении освещённости отключается алгоритм, формирующий цветное изображение, включается чёрно-белый режим. В чёрно-белом режиме не задействуется распознавание пикселей по цветовому фактору, с них собирается и суммируется информация о яркости. Хоть чувствительность камеры несколько возрастает, но назвать эффективным такой способ нельзя.

Механически отключаемый ИК фильтр – способ, позволяющий проводить полноценную «ночную» съёмку. Перед используемой цветной матрицей устанавливается подвижный ИК фильтр, смещаемый автоматически.

Со смещённым ИК фильтром, матрица «видит» инфракрасное излучение, для предотвращения возникновения пороков картинки и увеличения чувствительности, производится переключение в чёрно-белый режим. Часто используется дополнительная ИК подсветка камер. Описанная концепция подходит для организации полноценного круглосуточного видеонаблюдения;

Двухсенсорная технология – предусматривает поочерёдное использование цветной и чёрно-белой матрицы, в зависимости от условий освещения. Дополнительно применяется ИК подсветка. Это не самый дешёвый, но самый удачный вариант обеспечения режима ночной съёмки.

Виды применяемых объективов:

Фиксированные – те, которые имеют фиксированное не настраиваемое фокусное расстояние. Такие объективы отличаются своей дешевизной. Их применение требует точных расчётов необходимого угла наблюдения и оптимального фокусного расстояния.

Применимы для наблюдения за определёнными объектами, которые постоянно находятся на одном расстоянии (входные двери, прилавок школьного буфета) или для общего обзора определённого участка территории, где нет необходимости в высокой детализации изображения (школьная парковка, съёмка происходящего на прилегающих к школьному двору территориях). Такие объективы не рассчитаны на изменение углов или дальности обзора без замены.

Вариофокальные – объективы с функцией настройки фокусного расстояния под нужды для контроля конкретного участка. От предыдущего отличается усложнённой конструкцией и устранением расчётов относительно правильного фокусного расстояния для конкретного объекта.

Настройка проводится вручную, путём прокрутки специального кольца на объективе.

Трансфокальные объективы – меняют фокусное расстояние при помощи дистанционного управления. По строению схожи с варифокальными объективами, но снабжены электроприводом. Применяются для поворотных камер, обеспечивая их оптическим зумом, что хорошо себя показывает при использовании для контроля большой территории или при потребности в повышенной детализации изображения на средних расстояниях.

Если говорить о конструктивных особенностях и форм-факторе камер, которые целесообразно устанавливать в школах и других учебных заведениях делятся на подвиды по форме корпуса, предполагаемого места установки, наличия антивандальной защиты, поворотных механизмов и так далее.

По геометрии корпуса камеры делятся на: купольные, цилиндрические, кубические, в форме усечённого конуса или прямоугольного параллелепипеда.

Для камер существуют следующие конструктивные особенности.

В зависимости от места установки, камеры могут быть наружными и внутренними. Устройства для наружного использования обличены в специальный термокожух и снабжены вмонтированным нагревательным элементом и вентилятором. Такая комплектация устройств наружного применения предназначена для эффективной работы при температурах окружающей среды от -50 до + 70 (см. Камеры видеонаблюдения уличные);

Антивандальная защита являет собой усиленную металлическую конструкцию корпуса, фиксационных и подвижных узлов, устроенную таким образом, чтобы противостоять умышленным действиям, направленным на повреждение целостности или нарушение работы устройства;

Указанные выше, средства сбора оптических данных, в зависимости от предполагаемого назначения, выпускаются для проведения наблюдения в одном направлении либо же комплектуются встроенным электро-механическим приводом (поворотные камеры).

Изделия с поворотными механизмами могут проводить наблюдение по множеству направлений. Повороты, наклоны устройства, зум (если он есть) контролируются оператором удалённо;

Дополнительно описанные устройства могут комплектоваться датчиками движения, модулями беспроводной связи, инфракрасной подсветкой и другими узлами, расширяющими функционал.

Вторые ещё называют IP камерами. Подразделение на виды происходит в зависимости от типа передаваемого камерами сигнала, с которым работают средства сбора, обработки, накопления и воспроизведения информации.

Аналоговые камеры

Современное аналоговое видеонаблюдение представлено тремя стандартами высокой чёткости – HDCVI, HDTVI и AHD.

Для каждого из стандартов производится и поставляется полный спектр необходимого оборудования для создания полноценных систем наблюдения и контроля.

Общими преимуществами аналоговых стандартов высокой чёткости есть:

• Отсутствие задержек между съёмкой и воспроизведением;
• Возможность подключения вместо старой аналоговой системы.

Представленные аналоговые стандарты используют исключительно кабельное (коаксиальный кабель или витая пара) соединение для установления взаимодействия между чувствительными и регистрирующими элементами системы.

Рассмотрим различия аналоговых стандартов высокой чёткости:

HDCVI – передаёт сразу три сигнала (видео, аудио и сигналы управления роботизированными камерами) по одному кабелю. Применим стандарт для передачи сигнала на расстояние в 500 метров (по длине кабеля).

HDTVI – передаёт по одному коаксиальному кабелю видео и сигналы управления. Среди описываемых стандартов в наибольшей мере подвержен искажениям при работе с комбинированными кабелями большой длины. Дальность передачи сигнала составляет до 500 метров (по длине кабеля).

При подключении даже одной IP камеры, качество изображения, получаемое с неё, дополнительно обрезается.

Для достижения полноценной гибридности необходимо дополнительное применение аналоговых декодеров, которые в значительной степени удорожают систему;

AHD – отличается от двух остальных конкурентов выбором в применении, между коаксиальным кабелем и витой парой, присутствует изначально полноценная тригибридность и удобный интерфейс работы с облачными сервисами.

Ещё одна приятная особенность AHD заключается в том, что полный набор устройств для полноценной работы системы видеонаблюдения стоит дешевле по сравнению со сборками под другие стандарты сигнала. Как и в случае с HDCVI, по одному кабелю производится передача видео, аудио и сигналов управления.

Цифровые камеры

В сфере видеонаблюдения, как и, в общем, с фото/видео техникой, главный конкурент аналоговых технологий, это цифровые (IP) решения. В цифровых системах видеонаблюдения применяется передача сигнала посредством проводного соединения или Wi-Fi (см. Комплект видеонаблюдения Wi-Fi).

Большинство устройств, захватывающих сигнал (под IP технологию) не рассчитаны на гибридное взаимодействие. Для создания гибридных систем, в основе которых лежит один из цифровых протоколов, необходима установка дополнительных преобразовательных модулей.

Применяются как витые пары, так и коаксиальные кабели. Относительно устройств с беспроводных систем видеонаблюдения, ограничение дальности обусловлено только зоной покрытия.

Цифровую видеосистему можно интегрировать в локальную сеть, что экономит средства на прокладку дополнительной кабельной развязки, но более выгодно использовать отдельные цифровые камеры на отдалённых (от основного) объектах, в связке с аналоговыми системами.

IP сборки, по функционалу, мало чем отличаются от современных аналоговых технологий, но при этом они дороже.

Видеорегистраторы

Второй, после камер, важнейший элемент комплекса видеонаблюдения для школы, это видеорегистратор – устройство захвата, обработки, записи и воспроизведения видеоданных, имеющее специфическое программное и аппаратное обеспечение для работы в составе систем видеонаблюдения.

Первичная классификация видеорегистраторов базируется на изложенных выше стандартах передаваемого видеосигнала:

• NVR (сетевой видеорегистратор) – изготавливаются такие приборы для создания комплекса видеонаблюдения, работа которого основана на IP технологиях;
• Stand alone DVR (или просто DVR, аналоговый видеорегистратор) – предназначены исключительно для создания аналоговых комплексов наблюдения;
• HDVR (гибридный видеорегистратор) – приборы с гибридным аппаратно-программным комплексом, применяются для построения систем наблюдения с применением аналогового и цифрового оборудования.

Делается это для обозначения приоритетной спецификации.

Более того, подобных аналоговых устройств, в классическом понимании, уже не изготавливается, а разделение проводится только для характеристики стандарта обрабатываемого сигнала.

Для применения в образовательных учреждениях, применимы регистраторы со следующими показателями относительно многозадачности:

• Duplex (дуплекс) – выполнение двух задач одновременно. Как пример, запись видео с одновременным воспроизведением;
• Triplex (триплекс) – одновременное выполнение трёх задач – запись и воспроизведение, получаемых данных и проведение онлайн трансляции;
• Pentaplex (пентаплекс) – выполнение пяти задач одновременно;
• Hexaplex (гексаплекс) – выполнение одновременно шести задач. Как пример, запись, воспроизведение в реальном времени, воспроизведение записей, онлайн трансляция, доступ из сети к видеоархиву и так далее.

Виды по формату сжатия сохраняемого файла:

• MPEG4 – записываемые файлы, при равных переменных, занимают относительно много дискового пространства;
• 264 – сохраняемые файлы характеризуются относительно более высокой чёткостью и качеством цветопередачи, но нуждаются в больших вычислительных мощностях, из-за чего такое оборудование несколько дороже.

Актуальные разрешения видео:

• CIF – 352×288 пикселей;
• 2CIF (Half D1) – 704х288 пикселей;
• 4CIF (D1) – 704х576 пикселей;
• 16CIF – 1408х1152 пикселей.

Виды поддерживаемых режимов записи:

1. Постоянная – запись ведётся непрерывно. Дисковое пространство загромождается большим количеством бесполезной информации;
2. По расписанию – запись производится в запрограммированные промежутки времени;
3. Во время движения в кадре – запись начинается при выявлении движения в кадре, а заканчивается через 2-10 секунд после прекращения движения.

Для настройки и управления регистратором и/или поворотными камерами применяются:

• Кнопки на панели самого регистратора;
• Подключаемые клавиатуры и мыши;
• Комплектные пульты дистанционного управления для видеорегистраторов;
• Специализированные пульты для камер – ориентированы на управление роботизированными камерами, но часто производятся и для взаимодействия с регистраторами.

Дополнительные компоненты

Виды пультов для поворотных камер:

Стационарные – являют собой громоздкую конструкцию с клавиатурой, джойстиком и широким набором функций для работы в программной среде регистратора и управления поворотными камерами.

Предназначены для доступа к управлению всех роботизированных камер комплекса видеонаблюдения, работают с управляемыми объектами, которые находятся на большом отдалении. Подобные приборы производятся и в виде стационарных блоков с приёмниками и комплектными пультами дистанционного управления;

Мобильные – имеют сравнительно небольшие габариты и поддерживают одновременное подключение только к одной видеокамере. Имеют несколько функциональных клавиш, могут использоваться как альтернатива стационарным пультам, но малопригодны для этого. Управляемый объект должен находиться на сравнительно малом расстоянии.

Наиболее применимы для тестирования работы и настройки поворотной видеокамеры, находясь в непосредственной близости к ней.

Они не имеют определённых спецификаций для систем видеонаблюдения. Это могут быть любые телевизоры и мониторы.

При их выборе стоит учесть поддерживаемые разрешение и чёткость (которые не должны быть ниже, чем выдаваемые регистратором), а чем больше диагональ, тем удобнее проводить наблюдение (особенно, при одновременном выводе изображений со всех видеокамер), идентифицировать людей, предметы, распознавать малейшие движения.

Для интеграции в систему видеонаблюдения могут применяться следующие дополнительные компоненты.

Усилители сигнала – миниатюрные ретрансляторы, которые добавляются в сеть при необходимости превысить, указанные для разных стандартов сигнала, допустимые расстояния передачи данных (см. Усилители сотовых сигналов). Тип и мощность таких устройств подбирается по параметрам закладываемой системы.

Микрофоны – компоненты, повышающие эффективность видеонаблюдения, дополняя его и аудиоданными.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи – используются для создания гибридной системы на основе регистратора, работающего только с одним типом сигнала или для расширения возможностей предусмотренной гибридности.

Источники бесперебойного питания – используются для поддержания работы комплекса наблюдения при сбоях в электроснабжении.

Любая из конфигураций системы с описанными параметрами, может быть подключена к компьютеру для повышения удобства работы с получаемыми данными.

Эксплуатация

Элементы комплекса видеонаблюдения монтируются для наблюдения за перечисленными ниже объектами и выполнения следующих функций.

Наблюдение за школьным двором и прилегающими территориями – проводится для предотвращения или выявления проникновения посторонних людей на территорию учебного заведения, наблюдения за обстановкой и онлайн трансляция массовых мероприятий во дворе.

Контроль входов и въездов – надзор за личностями, проходящими на территорию школы и видимым проносимым имуществом.

Наблюдение за спортивной площадкой – контроль действий спортсменов и зрителей соревнований, выявление грубых нарушений техники безопасности, выявление и быстрое реагирование на происшествия (травматизм, конфликтные ситуации).

Контроль внеклассного пространства – предотвращение, выявление, фиксация несчастных случаев, пресечение конфликтов, контроль нахождения учащихся во время занятий.

Наблюдение за помещениями столовой и кухни – контроль процесса готовки, наблюдение за участием педагогов в организации приёма пищи, предотвращение или фиксация и контроль конфликтов и внештатных ситуаций.

Для школ и других учебных учреждений применимы комплекты видеонаблюдения, рассчитанные на либо на 16 камер, либо на 32. Контрольно-фиксирующий комплекс электроники размещается в кабинете директора или в отдельном операторском помещении.

Неисправности и ремонт

Наиболее вероятной неисправностью в видеосистемах обозначенного типа может стать несоответствие стандартов передачи данных между передающими и захватывающим устройством, из-за чего система не работает или работает некорректно.

Для подтверждения несоответствия проверьте, указанные производителями спецификации устройств. При обнаружении несоответствия, подберите и установите модель, отвечающую спецификации Вашей системы видеонаблюдения.

У вариофокальных объективов иногда случаются сбои в выставленных фокусных расстояниях. Для исправления положения, выставьте желаемое фокусное расстояние, посредством поворота кольца на объективе.

Чтобы провести настройку в одиночку, используйте тестовый монитор.

Производители и модели видеонаблюдения для школ

Dahua Technology

Dahua Technology – китайская компания, крупный производитель продукции для проведения видеонаблюдения, камер P2P, GSM, аналоговых и т.д. Компания владеет патентом на HDCVI технологию. Рассмотрим ассортимент продукции Dahua на примере видеорегистраторов.

DVR7232L	NVR4832	HCVR5216AN-S2
Взаимодействие с технологиями передачи данных / количество подключаемых камер
Аналоговый/32	IP/32	Аналог, HDCVI, IP/16
Разрешение обрабатываемого видео
Предпросмотр и запись 960H в реальном времени	Предпросмотр и запись видео с разрешением до 1920p	Предпросмотр и запись 720p – в реальном времени, 1080p – с задержкой
Место хранения информации
2 HDD SATA до 8 ТБ или 1 eSATA до 16 ТБ, 3 портов USB 2.0	8 HDD SATA до 32 ТБ, 1 порт eSATA объемом до 16 ТБ, 3 порта USB	2 HDD-диска SATA объемом до 8 ТБ, 2 порта USB2.0
Взаимодействие с сетевыми технологиями
Веб просмостр, и просмотр со смартфона в реальном времени и в записи	Сетевой просмотр, подключение к смартфону	Веб просмотр в реальном времени и подключение к смартфону

Несмотря на используемые стандарты передачи данных, представленные модели оснащены схожим набором функций и каждая из них будет полноценной основой для комплектации полноценной системы видеонаблюдения.

Hikvision

Hikvision – китайская компания, позиционирующаяся как мировой лидер в производстве систем видеонаблюдения, беспроводных домофонов, видеоглазков. Рассмотрим ассортимент продукции на примере производимых камер для видеосъёмки.

DS-2DE4220-AE	DS-2CE16D5T-VFIT3	DS-2CC192P(N)-IR3
Тип исполнения
Купольная, скоростная поворотная	Прямоугольный параллелепипед, с фиксированным углом наблюдения	Цилиндр прикрытый защитным кожухом
Технология передачи данных
IP	HDTVI	Аналоговая
Тип матрицы/разрешение/светочувствительность
Progressive Scan CMOS/ 1080p/Цвет: 0.05Лк, Ч/б: 0.01Лк	CMOS/1080p/День:0.01лк, Ночь: 0лк с включённой ИК подсветкой	SONY Super HAD CCD/540 ТВЛ/День: 0.1Лк, Ночь: 0 Лк с ИК подсветкой
Наличие и тип ночного режима
Переход в чёрно-белый режим	Переход в чёрно-белый режим + ик подсветка	Переход в чёрно-белый режим + ик подсветка

Представленные модели применяются для организации видеонаблюдения гибридными сборками, так как это наиболее целесообразно с позиции цена – качество.

CNB

CNB – крупная компания из Южной Кореи, производит полный спектр оборудования для систем видеонаблюдения – камер с записью, видеорегистраторов, домофонов и много другого. Рассмотрим ассортимент компании CNB на примере выпускаемых пультов управления камерами.

CNB-WRC350	CNB-SC100	CNB SC3100
Удалённость подконтрольных объектов в метрах
35	1200	1200
Количество подконтрольных объектов
1	255	255
Дизайн
Переносной проводной пульт округлой формы	ИК пульт дистанционного управления и база с приёмником и информационным дисплеем	Настольный пульт с клавиатурой, джойстиком и четырёх строчным дисплеем
Функции
Управление одной или несколькими (поочерёдно) камерами, настройка камеры на месте монтажа	Контроль всех поворотных камер системы в удобном формате для непрофессионалов	Стационарный пульт управления, используется для управления камерами системы наблюдения и видеорегистраторами

Каждая из представленных моделей применима для использования в системах видеонаблюдения для школ. Выбор модели зависит от сложности системы, поставленных задач и выделяемого бюджета.

Фото