Системи відеоспостереження
Вступ
Відеокамери увійшли у наше життя і міцно зайняли позицію наших помічників, очей і засобів фіксування подій. Багато хто користуючись звичайними побутовими камерами навіть не здогадується, що в цей час за ним можуть спостерігати камери спостереження.
Система відеоспостереження
в будівлі або на цілому підприємстві
на сьогодні є невід'ємною частиною
систем, які забезпечують безпеку. Популярність
систем відеоспостереження пояснюється,
перш за все, їх ефективністю в захисті
і охороні території, майна і
забезпечення власної безпеки. Прості
системи відеоспостереження сьогодні
можна зустріти практично на кожному
громадському об'єкті, будь то під'їзд
багатоповерхового житлового
Переваги таких систем
незаперечні: по-перше, вони виконують
свою основну функцію –
Відеокамери є "очима" будь-якої системи відеоспостереження, і від правильного їх вибору залежатиме, зображення на екрані монітора. Слід чітко зрозуміти, що повинна бачити відеокамера, в якому місці вона буде встановлена, способі живлення і в яких умовах працюватиме. Виходячи з цього і слід вибирати камери для відеоспостереження.
Глава 1. Аналіз існуючих систем відеоспостереження
Системи відео спостереження у сучасних комплексних системах безпеки є невід’ємною частиною, оскільки вони забезпечують не лише візуальний контроль за об’єктом, що охороняється, і записом відеоінформації, але також дозволяють програмувати реакцію всієї системи безпеки на тривожні ситуації. Як потужний інструмент підтримки системи відеоспостереження використовується в охоронній сигналізації і може бути пов'язана з нею на програмному або апаратному рівнях.
Залежно від використовуваного устаткування, в професійній сфері системи відеоспостереження поділяють на цифрові, аналогові та змішані (гібридні). Є свої переваги і недоліки у використанні тієї або іншої системи.
Аналогові системи відео спостереження сьогодні безнадійно застаріли, але зустрічаються ще не рідко на локальних об'єктах. В деяких випадках впровадження такої системи може бути економічно виправдане. Але оскільки сьогодні практично не використовуються аналогові пристрої запису, то і аналогові системи відеоспостереження встановлювати стало не актуально.
Популярні в епоху технічного прогресу системи відео спостереження змішаного типу (гібридні). Основою подібних систем є аналогові камери з подальшим оцифруванням зображення. За якістю отриманого відеозображення гібридні камери поступаються цифровим відеокамерам, але схожість характеристик дозволяє виконувати широкий ряд необхідних завдань, а отже - створити багатофункціональну, надійну систему відеоспостереження змішаного типу.
В чистому вигляді цифрові системи відеоспостереження – це системи побудовані на основі ip-технологій за якими майбутнє індустрії відеоспостереження.
Відеоспостереження на основі цифрових технологій встановлюють для візуального контролю особливо відповідальних або територіально-розподілених об'єктів. В цьому випадку цифрові системи відеоспостереження інтегруються в комплексні системи безпеки. Сучасні комплекси безпеки мають можливість не лише фіксувати і записувати інформацію, що поступає від цифрової системи відеоспостереження. Такі комплекси здатні також аналізувати і "вирішувати", як діяти системі, наприклад, в автономному режимі.
Подібні комплексні системи
забезпечать надійне
У залежності від мети, системи відеоспостереження можуть складатися як з провідних камер, так і бездротових камер. Чим вони відрізняються? У даному випадку відмінність однієї системи відеоспостереження від іншої буде полягати лише в тому, що камери в першу будуть передавати сигнал по дроту, заздалегідь прокладеному між камерами і записуючим пристроєм, а в другому по радіохвилях. Якість сигналу звичайно ж буде відрізнятися, адже перешкод по радіоканалу завжди буде більше ніж по дроту. Як показує досвід, системи відеоспостереження що складаються з радіо-камер дуже ненадійні, особливо в закритому просторі. Лише в тому випадки, коли якість і сила передавача і приймача дуже великі, можна говорити про надійність системи відеоспостереження. Звичайно ж бувають випадки, коли просто не залишається іншого виходу, саме для таких варіантів і були розроблені бездротові системи відеоспостереження. Але в такому випадки не варто ображатися на якість зображення, а також на створені різними пристроями перешкоди.
Також системи відеоспостереження характеризуються кількістю камер.
Вони передають зображення на пристрій відображення і запису. Кількість може досягати декількох сотень камер, а також тисяч. У ділових центрах світу системи відеоспостереження складаються з кількох сотень камер, а іноді і тисяч. Системи відеоспостереження дуже необхідні для нинішнього суспільства, в якому так багато непередбачуваності. Системи відеоспостереження спочатку призначені для контролю, а точніше для хорошого контролю оточення. Існують також системи відеоспостереження, які спочатку встановлюються для передачі даних на великі відстані з використанням Інтернет-технологій. Звичайно, дуже багато залежить від якості Інтернету, але при необхідності можна вдатися до дорогих, але завжди працює безвідмовно технологіям, таким як супутниковий Інтернет. У цьому випадку розташування об'єкту вже просто не має значення, тому що супутниковий Інтернет можна встановити де завгодно.
Системи відеоспостереження ускладнюються
залежно від поставлених завдань.
А також від місця розташування об'єкта, дистанції між камерами і записуючим пристроєм.
У цілому будь-які системи відеоспостереження не існували в природі, все завжди визначається поставленими завданнями і цілями всієї системи цілком. Якщо це бiзнес-центр, або кафе, а може бути завод або просто дача. Мета встановлення системи відеоспостереження може бути зовсім різна саме з цього, на різних об'єктах застосовуються ті чи інші рішення. Системи відеоспостереження завжди спростять вам роботу і створять вам вільний час, адже існуючі технології на стільки прогресують, що багато чого вони можуть виконають автоматично, заздалегідь запрограмувавши ту чи іншу функцію.
Структурні схеми систем відеоспостереження
У найпростішому випадку
телевізійна система
Рисунок 1.1. Найпростіша телевізійна система спостереження
Більш складні системи можуть нараховувати десятки камер. Для керування ними використовуються кілька різних типів приладів: відеокомутатори, квадратори, мультиплексори, матричні комутатори. Вибір того чи іншого типу устаткування залежить від завдань охорони, кількості камер у системі і вимог, що накладаються на якість відеозапису і виведеного на екран зображення. В якості записуючого пристрою в аналогових системах використовується аналоговий відеомагнітофон і носій відеокасета, а для якісного запису зображення від декількох камер використовується мультиплексор (рис. 1.2).
Рисунок 1.2. Аналогова система відеоспостереження
В даний час цифрові системи представляють реальну альтернативу аналоговим і мають переваги в наданих можливостях обробки, запису і передачі (мережних можливостей) відеозображення. Такий перелом зв’язаний у першу чергу, із наступними факторами:
- падінням вартості збереження 1 Мбайта даних на жорстких дисках і інших носіях;
- доступність могутніх обчислювальних засобів і засобів передачі даних;
- розвиток апаратних і програмних засобів, орієнтованих на роботу з відеосигналами.
Сучасні системи в переважній більшості випадків є “гібридними” (рис. 1.3). Це означає, що відеосигнал формується ПЗС-матрицею відео-камери в цифровому виді. Далі ця цифрова інформація перетвориться електронікою відеокамери в аналоговий сигнал (наприклад, у стандарт PAL), що надалі надходить на пристрій оцифровки, що перетворює його знову в цифрову форму. Оцифрований сигнал можна зберегти на жорсткому диску комп’ютера і/або передати його через інтерфейсний модуль, наприклад, у мережу Fast Ethernet.
Рисунок 1.3. Гібридна (цифро-аналогова) система відеозапису і передачі відеосигналів
Існують і цілком цифрові системи, що оперують винятково з відеоданими в цифровій формі. Зокрема, така система може бути побудована на основі мережної відеокамери з убудованим WEB-сервером, або цифрової відеокамери і сервера на базі комп’ютера (рис. 1.4). Такі системи можуть, активізуватися по сигналу тривоги і передавати через мережу відеосигнал з невеликою передісторією на віддалений комп’ютер. Можлива і безупинна передача цифрового відеосигналу від такої системи в мережу Fast Ethernet.
Рис. 1.4 – Цілком цифрова система відеозапису і передачі відеосигналів
Виникає вибір між гібридними цифро-аналоговими і цілком цифровими системами відеореєстрації. На користь гібридних систем виступає простота переходу на їхню експлуатацію. Користувачу при переході з аналогової системи, не треба змінювати уже встановлені на об’єкті камери, досить замінити лише пристрої відеозапису. Але присутні і недоліки, наприклад, потрібно додатково встановлювати пристрої передачі оцифрованого відеосигналу по комп’ютерній мережі. Цифровим системам такі додаткові пристрої не потрібні. Тому цифрові системи відеореєстрації і передачі відеосигналів мають привабливіший вигляд.
Камери
Одним з основних пристроїв системи відеоспостереження є – відеокамери.
Камера – прилад для прийому
і первинної обробки
Професійні системи повинні
забезпечувати дозволену
Важливим параметром відеокамери є чутливість. Чутливість – мінімальна освітленість на об’єкті, при якій можна розрізнити перехід від чорного до білого, але іноді мають на увазі і мінімальну освітленість на матриці. Для кольорових телекамер характерна значно менша чутливість у порівнянні з чорно-білими і відсутність чутливості інфрачервоної частини спектра. З чутливістю тісно зв’язаний параметр "відношення сигнал/шум" (S/N). Цей параметр виміряється в децибелах:
S/N=20´log(<відеосигнал>/<шум>
У перебігу доби освітленість на контрольованому об’єкті змінюється. Для підтримки на постійному рівні кількості світла на матриці камери використовують убудований у камеру автоматичний електронний затвор, або об’єктив з автодіафрагмою. Об’єктиви з автоматичною діафрагмою підтримують освітленість матриці на постійному рівні, змінюючи величину вхідного отвору. Діафрагма об’єктива, подібно зіниці людського ока, при високій освітленості звужується, пропускаючи менше світла, а при низької освітленості розширюється. Це дозволяє одержати сигнал від відеокамери з гарною контрастністю, без засвітки або затемнення. Автоматичний електронний затвор - аналог витримки фотоапарата. Швидкість переключення затвора може досягати до 1/100000 секунд.
Цифрові телекамери – відкривають нові, практично не обмежені можливості поліпшення якості відеосигналу. Аналоговий сигнал, що знімається з ПЗС-матриці, проходить через аналого-цифровий перетворювач, розміщений усередині телекамери. Потім сигнал розділяється на яркістну і колірну компоненти, обробляється і коректується мікрокомп’ютером, який убудований в камеру. Після цього сигнал перетворюється назад в аналоговий і виводиться з камери. Якість сигналу, одержуваного за допомогою цифрових камер, значно краще аналогового. Цифровий сигнал має мінімальний колірний шум, більш чітке зображення, кращу якість передачі кольору. Автоматичний баланс білого з автотрасировкою, використовуваний у цифрових камерах, регулює передачу кольору в окремих зонах екрана, а не усереднює повну колірну складову, як це робиться в аналоговій техніці. Нова технологія дозволила поліпшити дозволену здатність і чутливість.
Крім цього є технічні характеристики і властивості, у відношенні яких завжди повинні прийматися індивідуальні рішення: чутливість в інфрачервоній області, компенсація пікової засвітки, можливість зовнішньої синхронізації, зовнішній вплив внутрішнього контуру регулювання. При використанні цих критеріїв рішення повинні прийматися не в користь камер з найкращими технічними характеристиками, а виходячи з економічних розумінь на користь характеристик, достатніх для рішення поставлених задач .
Об’єктиви
Камери використовуються з об’єктивами. Об’єктив служить для фокусування зображення на матриці камери. Важливою характеристикою є - кут огляду об’єктива. У залежності від завдань, що стоять, застосовують об’єктиви з кутом огляду від декількох градусів (для концентрації уваги на віддаленому об’єкті) до 180 градусів (для огляду великої території). Стандартний кут огляду людського ока 60-70 градусів, тому об’єктиви з широкими кутами огляду вносять істотні перекручування в зображення.
Кут огляду у великій мірі залежить від фокусної відстані. Чим менше фокусна відстань, тим більше кут огляду об’єктива, і навпаки. У системах телевізійного зображення застосовують об’єктиви з фокусною відстанню від 2,8 мм (об’єктиви з широкими кутами огляду) до 12 мм (вузькоспрямовані об’єктиви).
Якщо заздалегідь знати габарити і віддалення об’єкта спостереження, то фокусну відстань можна розрахувати по формулах:
де D − відстань до об’єкта;
f − фокусна відстань;
H і L − вертикальний і горизонтальний розміри об’єктива;
h і l − розміри зображення об’єктива на ПЗС − матриці.
Щоб зображення займало максимальну площу матриці, для розрахунку в якості v і h беруть габарити матриці (для камер з матрицею 1/2" h=4,8 мм, l=6,4 мм; для камер з матрицею 1/3" h=3,6 мм, l=4,8 мм). Наприклад, потрібно спостерігати камерою з матрицею 1/2", за фасадом будинку висотою 12 м і довжиною 17 м, що віддалений на 10 метрів. Підставивши у формулу ці значення, одержимо, що для даного завдання необхідно об’єктив з фокусною відстанню менше 3,7 мм. Якщо вибрати об’єктив з більшою фокусною відстанню, то зображення не уміститься на матриці. А з об’єктивом, що має меншу фокусну відстань, зображення займе лише частину екрана монітора, що не ефективно. З існуючих об’єктивів оптимальним у даному випадку буде об’єктив з фокусною відстанню 3,5 мм.
У таблиці 1 представлений зв’язок між фокусною відстанню і кутом огляду об’єктива.
Таблиця 1. Зв’язок між фокусною відстанню і кутами огляду об’єктивів
Фокусна відстань, мм |
Розмір ПЗС-матриці | |||
1/3" |
1/2" |
2/3" |
1" | |
2,6 |
92,3 |
116,5 |
||
3,6 |
67,0 |
92,6 |
||
4,5 |
54,4 |
73,5 |
||
4,8 |
53,4 |
71,1 |
91,1 |
|
5,5 |
43,7 |
60,4 |
77,4 |
99,2 |
6,0 |
41,0 |
57,1 |
74,4 |
|
8,0 |
30,4 |
43,1 |
58,1 |
|
8,5 |
29,0 |
41,2 |
54,7 |
|
11,0 |
22,8 |
32,7 |
44,8 |
|
12,0 |
20,3 |
29,5 |
||
12,5 |
20,2 |
29,1 |
39,2 |
55,5 |
16,0 |
15,6 |
22,5 |
30,5 |
|
25,0 |
10,2 |
14,8 |
20,2 |
29,2 |
36,0 |
7,3 |
10,6 |
||
48,0 |
5,9 |
8,6 |
||
50,0 |
5,1 |
7,3 |
10,1 |
14,6 |
51,0 |
5,0 |
7,1 |
||
60,0 |
4,7 |
|||
75,0 |
3,4 |
4,9 |
6,8 |
9,9 |
80,0 |
3,2 |
4,7 |
||
110,0 |
2,3 |
3,3 |
4,5 |
|
120,0 |
2,1 |
3,1 |
||
160,0 |
1,6 |
2,3 |
3,2 |
4,6 |
300,0 |
0,9 |
1,3 |
1,7 |
2,5 |
450,0 |
0,6 |
0,9 |
1,2 |
1,7 |
Часто в процесі роботи виникає необхідність змінити кут огляду, більш детально розглянути якийсь об’єкт. Наприклад, при спостереженні за прилягаючою до об’єкта територією необхідно мати, як повну картинку, так і можливість розрізняти дрібні деталі. У цьому випадку потрібно використовувати трансфокатори і поворотні пристрої. Трансфокатори (zoom) − об’єктиви з перемінною фокусною відстанню
При виборі об’єктива для камери необхідно звернути увага на формат об’єктива і відповідність його формату ПЗС-матриці, використовуваної у телекамері. Формат об’єктива повинний дорівнювати, або бути більшим від формату матриці. При використанні об’єктива форматом меншим, чим формат камери, на моніторі вийде ефект тунелю − частина поля залишиться чорним. Застосування об’єктива форматом більшим від формату матриці, зменшує кут зору.
Об’єктиви підрозділяються по типу керування діафрагмою. Є об’єктиви без діафрагми (їх застосовують тільки з камерами, що мають електронний затвор), об’єктиви з ручною діафрагмою (застосовуються при роботі в приміщеннях з постійною освітленістю) і об’єктиви з автоматичною діафрагмою (використовуються при вуличному спостереженні).
У свою чергу об’єктиви з автодіафрагмою бувають двох типів: з "прямим приводом" ("Direct Drive") і "відео приводом" ("Video Drive"). Об’єктиви з "Video Drive" містять у собі всю автоматику, що у залежності від відеосигналу керує діафрагмою. Об’єктиви "Direct Drive" автоматики в собі не містять, двигуном, що закриває і відкриває діафрагму, керує постійна напруга, яка подаэться з телекамери.
Важливою характеристикою об’єктива є − світлосила. Вона характеризує частку світлової енергії, що пропускається об’єктивом, і обчислюється як квадрат відносного отвору, помножений на коефіцієнт пропущення. У свою чергу, відносний отвір об’єктива − це відношення діаметра вхідної зіниці до задньої фокусної відстані.
Глава 2. Нормативно-правова база
ДЕРЖАВHІ БУДІВЕЛЬHІ HОРМИ УКРАЇHИ. Проектування. Технічний захист інформації. Загальні вимоги до організації проектування і проектної документації для будівництва ДБH;
Закон України«Про будівельні норми» ;
ТПКО-95. Тимчасове положення про категоріювання об'єктів. Затверджено наказом ДСТЗІ від 10 липня 1995 року № 35;
НД ТЗІ 1.1-002-99. Загальні положення щодо захисту інформації в комп'ютерних системах від несанкціонованого доступу. Затверджено наказом ДСТСЗІ СБУ від 28 квітня 1999 року № 22.
НД ТЗІ 2.5-004-99. Критерії оцінки захищеності інформації в комп'ютерних системах від несанкціонованого доступу. Затверджено наказом ДСТСЗІ СБУ від 28 квітня 1999 року №22.
НД ТЗІ 2.5-007-2001. Вимоги до
комплексу засобів захисту
НД ТЗІ 3.6-001-2000. Технічний захист інформації. Комп'ютерні системи. Порядок створення, впровадження, супроводження та модернізації засобів технічного захисту інформації від несанкціонованого доступу. Затверджено наказом ДСТСЗІ СБУ від 20 грудня 2000 року № 60.
НД ТЗІ 3.7-001-99 Методичні
вказівки щодо розробки технічного завдання
на створення комплексної системи
захисту інформації в автоматизованій
системі. Затверджені наказом
НД ТЗІ 2.1-001-2001 Створення комплексів технічного захисту інформації. Атестація комплексів. Основні положення. Затверджено наказом ДСТСЗІ СБУ від 9 лютого 2001 року № 2.
НД ТЗІ 1.6-003-2004 Створення комплексів технічного захисту інформації на об’єктах інформаційної діяльності. Правила розробки, побудови, викладення та оформлення моделі загроз для інформації. Затверджено наказом ДСТСЗІ СБУ від 04 січня 2004 року.
НД ТЗІ 1.4-001-2000 Типове положення про службу захисту інформації в АС, Затверджено наказом ДСТЗІ СБУ від 4 грудня 2000 року №53.
НД ТЗІ 3.7-003-05. Порядок
проведення робіт із створення комплексної
системи захисту інформації в
інформаційно-
Тимчасові рекомендації з технічного захисту інформації у засобах обчислювальної техніки, автоматизованих системах і мережах від витоку каналами ПЕМВН (ТР ЕОТ-95), затверджене наказом ДСТЗІ від 09.06.95 р. №25.
Правила забезпечення захисту
інформації в інформаційних, телекомунікаційних
та інформаційно-
Глава 3. Модель загроз, канали витоку інформації, модель порушника
Модель загроз – формалізований опис методів та засобів здійснення загроз для інформації (відповідно до ДСТУ 3396.2-97 Захист інформації. Технічний захист інформації. Терміни та визначення).
Кількість загроз, їх зміст, застосування засобів здійснення загроз для інформації для різних ОІД відрізняються та визначаються на підставі ретельного обстеження ОІД
Основні типи моделей загроз для інформації:
- моделі загроз для інформації, яка має обіг на ОІД (при створенні комплексів ТЗІ на ОІД);
- моделі загроз для інформації та моделі порушників в ІТС (при створенні КСЗІ в ІТС).
Основні принципи побудови моделі загроз:
- адекватність можливим загрозам;
- обґрунтованість – процес побудови здійснюється на основі повних та достовірних відомостей про об’єкт, про можливості і ТТХ засобів ТР, та про зовнішнє середовище (оточення об’єкта), дійсними на час розробки моделі;
- повнота (врахування всіх можливих загроз для інформації, що потребує захисту, перелік повинен бути максимально повними і деталізованим);
- комплексність (полягає у виконанні комплексу підготовчих заходів (категоріювання і проведення обстеження) та сукупності заходів з формування моделі загроз, а також у тому, що розроблення моделі загроз розглядається як невід’ємна частина сукупності робіт зі створення системи (комплексу) захисту інформації);
- поетапність побудови (розроблення моделі загроз є сукупністю послідовних етапів);
- первинність (модель загроз є першоосновою робіт зі створення системи (комплексу) захисту інформації та обґрунтовує проектування відповідних заходів із захисту;
- автоматизацію (можливість комп’ютерної формалізації можливих загроз та побудови моделі загроз на основі відповідних алгоритмів та математичного апарата);
- моніторинг можливих загроз (необхідність постійного (або періодичного відстеження та уточнення загроз безпеці інформації під час побудови та супроводження моделі загроз);
- наочність (модель загроз при документальному оформленні повинна містити всі необхідні графічні та табличні матеріали).
Місце і важливість побудови моделі загроз під час створення комплексу ТЗІ на ОІД.
Етап побудови моделі загроз йде після проведення етапу обстеження на об’єкті (результати обстеження є вихідними даними) та може передувати етапу категорування на об’єкті (від умов розташування об’єкта, які описуються в моделі загроз, залежить його категорія);
- важливість етапу побудови моделі загроз обумовлюється необхідністю опису всіх можливих загроз для інформації, оскільки невідображена в моделі загроз загроза в подальшому не буде врахована в комплексі ТЗІ.
- модель загроз підлягає перегляду і корегуванню у разі виникнення змін в технічному оснащенні ОІД та в оточенні навколо нього. Якщо ці зміни значні, за рішенням керівника установи повинна бути розроблена та введена в дію нова модель загроз.
- модель загроз розробляється для кожного ОІД, який проектується, планується для введення в експлуатацію, експлуатується чи модернізується, силами призначеного наказом керівника установи штатного (позаштатного) підрозділу ТЗІ, відповідальних співробітників або співробітника. При необхідності для розроблення моделі загроз можуть залучатися інші компетентні в сфері ТЗІ спеціалісти установи.