4.6.1 Проводные каналы связи
Коаксиальный кабель - наиболее распространенный способ передачи изображения в реальных СОТ.
Основными характеристиками кабеля являются его волновое сопротивление, диаметр и погонное затухание.
Как правило, входные и выходные сопротивления основных компонентов СОТ имеют значение 75 Ом, т.е. рассчитаны на применение кабелей с волновым сопротивлением 75 Ом. Поэтому применять для передачи видеосигнала кабели с волновым сопротивлением, отличным от 75 Ом, не рекомендуется.
Максимальное расстояние передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю зависит от целевой задачи видеоконтроля и определяется исходя из допустимого затухания видеосигнала в кабеле (для идентификации - 3 дБ, для обнаружения - 6 дБ).
Затухание в коаксиальном кабеле зависит, в основном, от его диаметра и составляет 2,6 дБ на 100 м (для кабеля диаметром 6 мм) и 1,4 дБ на 100 м (для кабеля диаметром 9 мм).
Исходя из приведенных выше цифр, можно рассчитать максимальное расстояние передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю.
При необходимости передачи сигнала на большие расстояния применяют видеоусилители. При их использовании максимальное расстояние передачи видеосигнала может быть определено по формуле
 (7)
где Кус - коэффициент компенсации усилителя, дБ;
Кзат - затухание в кабеле на 100 м, дБ.
Особенности выбора и монтажа коаксиального кабеля, применяемого в СОТ, следующие:
- выбирать коаксиальный кабель с двойной экранировкой, обеспечивающий степень подавления помех не менее 60 дБ;
- применять методы, которые уменьшают влияние помех, возникающих на объекте (предотвращение или уменьшение искрообразования, использование в аппаратуре специальных фильтров для уменьшения паразитного высокочастотного излучения, устранение помех электрической сети (50 Гц), экранирование аппаратуры и др.);
- прокладывать кабели в помещениях в декоративных коробах, трубах, а в опасных (с точки зрения вандализма) помещениях - в металлических трубах и металлорукавах. Возможна также прокладка кабеля по существующим кабельным каналам;
- прокладывать кабели вне помещений в земле или по стенам здания. Для этого должны применяться специальные кабели в броневой оплетке, выдерживающие большие колебания температур (от минус 40 до плюс 70 °С), высокую влажность (100%), воздействие солнечного света, соли и грызунов. Допускается применение обычных кабелей, прокладываемых в герметичных металлических трубах и металлорукавах.
ВНИМАНИЕ! Не допускается прокладывать коаксиальные кабели и высоковольтные кабели сети питания вместе в одном коробе или трубе.
Для передачи сигнала на большие расстояния (до 1,5 км) возможно применение линии передачи "витая пара" с соответствующим оборудованием (передатчиком и приемником) для преобразования видеосигнала в симметричный, поскольку на выходе камеры сигнал несимметричен.
В настоящее время используются три системы передачи изображений по цифровым и обычным телефонным линиям:
- системы с компрессией изображений по принципу "условного обновления" (CR), предназначенные для передачи только информации об изменении изображения от кадра к кадру;
- системы с MPEG-компрессией, в которых используют специальные алгоритмы компрессии изображений движущихся объектов;
- системы с GPEG-компрессией, которые обеспечивают независимое сжатие кадра изображения.
В специальных СОТ, когда требуются повышенная помехозащищенность, конфиденциальность информации и высокая разрешающая способность, применяют волоконно-оптические линии связи. Дальность действия таких СОТ (как и при передаче по телефонным линиям) практически не ограничена. Относительная дороговизна данных систем обусловлена тем, что ТК не имеют выхода для подключения оптоволоконного кабеля, поэтому требуется вводить в СОТ преобразователи электрического сигнала в оптический и обратно. Кроме того, прокладка, сращивание и подключение оптоволокна достаточно сложны. Однако при увеличении дальности передачи видеосигнала стоимость СОТ с волоконно-оптическим кабелем меньше стоимости системы передачи с помощью коаксиального кабеля (из-за большого количества усилителей, корректоров и другого оборудования и материалов). Например, видеосигнал от десяти ТК можно передавать по одному оптоволокну, а в случае использования коаксиального кабеля приходится использовать 10 отрезков такого кабеля необходимой длины и такое же количество усилителей, корректоров и др.
4.6.2 Беспроводные каналы связи
При создании мобильных и переносных систем, а также при невозможности или нецелесообразности прокладки кабельных линий используют радиоканалы связи. Дальность передачи при этом составляет от сотен метров до нескольких километров. В простейшем случае ТК подключают к радиопередатчику дециметрового диапазона, а сигнал принимается на обычный телевизор. Однако такие системы имеют существенные недостатки: могут создавать помехи бытовому теле- и радиовещанию, а сигнал в зоне действия передатчика может принимать преступник. Этих недостатков лишены радиосистемы, работающие в сантиметровом диапазоне, а также инфракрасные и лазерные системы.
Инфракрасные системы работают следующим образом: передатчик ИК-диапазона преобразует сигнал от одной или нескольких ТК в модулированное излучение ближнего инфракрасного диапазона (780...850 нм) и выдает в виде узкого луча. Приемник, находящийся на расстоянии до 2000 м, осуществляет обратное преобразование. Такие системы не требуют разрешения на их применение от Государственной комиссии по радиочастотам при Государственном комитете Российской Федерации по связи и информации. В то же время эти системы достаточно дорогостоящие, а их дальность действия в значительной мере зависит от оптической плотности среды (снег, дождь, туман, пыль, и т.п.).
Большинство беспроводных систем передачи видеосигнала имеет достаточно узкие диаграммы направленности. Поэтому такие системы критичны к выравниванию и установке передающих и приемных антенн. При проектировании указанных систем и их монтаже упор должен быть сделан на методы выравнивания и жесткости крепления антенн. Естественные движения высоких сооружений, на которых закреплены антенны, могут серьезно воздействовать на эффективность системы передачи.
4.7 ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА СИСТЕМ ОХРАННОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ
4.7.1 Методы фиксации кабеля камеры во внешнем кожухе на поворотном устройстве
Вследствие постоянного изгиба кабеля, подведенного к ТК на поворотном устройстве, необходимо принимать предохранительные меры против преждевременного повреждения кабеля. В частности, нужно фиксировать кабель в точке входа в кожух. В случае применения защитных направляющих, которые обеспечивают жесткость кабеля на выходе из кожуха, дополнительная фиксация может быть достигнута посредством заполнения этих направляющих силиконовым герметиком. Также важно обеспечить стабильное положение кабеля, которое гарантирует минимальные нагрузки на него в течение всего срока службы (например с помощью хомутиков, прикрепляющих кабель к кожуху ТК).
4.7.2 Земляная петля
Земляная петля - ситуация, когда коаксиальный кабель, по которому передается видеосигнал, соединяет корпуса двух приборов, объединенных общей системой питания. В этом случае по экрану коаксиального кабеля также начинает протекать некоторая доля тока питания, который потребляет находящееся рядом оборудование (подъемный кран, сварочный аппарат и др.). Таким образом, на внешнем экранирующем проводнике коаксиального кабеля образуется перепад напряжения (может достигать от нескольких единиц до десятков вольт) с частотой питающей сети (50 Гц). Поскольку напряжение видеосигнала измеряется относительно экрана, то этот перепад попадает в видеосигнал. В результате (при передаче на удаленный пункт наблюдения видеосигнала, в котором заземление находится при другом потенциале) на видеомониторе появляются искажения, что делает видеоизображение неприемлемым. Основными методами борьбы с земляной петлей являются:
- применение ТК с двойной изоляцией, тщательно изолирующей телекамеру от кожуха и кронштейна крепления;
- применение изолирующего трансформатора для развязки сигнальной линии и разрыва земляной петли. Его корпус следует заземлить (монитор также должен быть заземлен), поэтому трансформатор необходимо располагать в непосредственной близости от монитора.
5 ВАРИАНТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ
Многообразие помещений и территорий, существующих на различных объектах, не позволяет дать однозначные рекомендации по размещению ТК на объекте. В данном разделе рассмотрены некоторые стандартные помещения (комната, коридор, лестница) и территории (периметр, стоянка автомобилей), которые могут быть на большинстве объектов, и даны рекомендации по размещению ТК в этих помещениях (на территориях). В любом случае варианты оборудования объектов должны выбираться индивидуально для каждого объекта на стадии его обследования и согласовываться с заказчиком.
Для рисунков 4 - 8, представленных в этом разделе, введены следующие обозначения:
А, В - длина и ширина зоны видеоконтроля, м;
V - поле зрения ТК по горизонтали, м;
Н - поле зрения ТК по вертикали, м;
h - высота установки ТК, м;
aг, aв - углы зрения ТК по горизонтали и вертикали.
Расчеты МРД проведены для ТК обычного разрешения (380 ТВЛ).
5.1 ПОМЕЩЕНИЯ
При охране помещений с помощью СОТ (рисунок 4) возможно выполнение следующих задач:
- общее наблюдение за текущей обстановкой в помещении;
- контроль за входной дверью;
- наблюдение за всеми проемами (двери, окна) помещения.
Рисунок 4 - Схема охраны помещения
Для решения примера возьмем конкретные размеры помещения А = 3 м, В = 4 м.
Первую задачу решает ТК1, обладающая широким углом зрения (до 100°), а следовательно, охватывающая всю площадь помещения. Минимальная различимая деталь (изображения) на дальней границе зоны видеоконтроля при этом Sн = 31 мм.
С помощью ТК1 возможно выполнение только целевой задачи - обнаружения.
Для контроля всех входящих в помещение используется ТК2, которая имеет малый угол зрения. Выбирают камеру с углом зрения по вертикали, исходя из высоты двери или роста человека (т.е. поле зрения по вертикали Н равно примерно 1,8 м). Минимальная различимая деталь (изображения) при этом Sн = 4 мм.
С помощью этой ТК возможно выполнение целевой задачи различения объекта контроля. Для идентификации объекта контроля применяют ТК высокого разрешения (R = 600 ТВЛ).
Для наблюдения за всеми проемами помещения используется расположенная на потолке на поворотном устройстве ТКЗ, оборудованная объективом с трансфокатором и имеющая предустановки на окна и двери.
5.2 КОРИДОРЫ
Для охраны коридора, как и для охраны комнаты, возможно решение следующих задач:
- наблюдение за всеми лицами, выходящими в коридор из кабинетов;
- контроль всех лиц, входящих в коридор через входную дверь (например с лестничной клетки).
Решение этих задач можно выполнить (рисунок 5) с помощью одной ТК, оборудованной объективом с трансфокатором, или двух ТК с большим и малым углами зрения (aГ1 и aГ2).
Рисунок 5 - Схемы охраны коридора
При длине коридора 10 м, ширине 2,5 м и расположении первой двери на расстоянии 3 м от ТК имеем на дальней границе зоны контроля
S(aГ1) = 21 мм; S(aГ2) = 6 мм.
To есть с помощью таких ТК можно выполнять целевую задачу обнаружения и различения соответственно. Если применяют объектив с трансфокатором, его увеличение должно быть равно 3 при минимальном угле обзора aГ2 = 15°. Для выполнения задачи по идентификации входящих в торцевую дверь лиц используют ТК высокого разрешения.
5.3 ЛЕСТНИЦЫ И ВХОДНЫЕ ДВЕРИ
Наблюдение лестничных пролетов первого и второго этажа (рисунок 6) рекомендуется вести с промежуточных площадок между этажами (выше второго этажа устанавливать ТК нецелесообразно). На указанных площадках рекомендуется устанавливать по две камеры, направленные, соответственно, вверх и вниз по лестнице, и располагать их под потолком.
При длине лестничного пролета 10 м и ширине 2,5 м расчет ТК совпадает с подразделом 5.2.
5.4 ПЕРИМЕТР
При охране периметра территории объекта вдоль забора выделяют зону отторжения (не менее 2 м), в которой не должны находиться посторонние предметы, деревья, кустарники, высокая трава и другие преграды. Весь периметр разбивают на прямолинейные участки и устанавливают размеры контролируемых зон. Телевизионную камеру, контролирующую участок периметра, располагают на поворотном/наклонном устройстве и оборудуют объективом с трансфокатором. Минимальное фокусное расстояние выбирают, исходя из условия уменьшения "мертвой" зоны под ТК, а максимальное - чтобы обеспечить поле обзора ТК, равное ширине зоны отторжения (V) на дальней границе зоны контроля.
При длине контролируемого периметра D = 100 м, ширине зоны отторжения V = 2 м и выборе объектива (с трансфокатором) с увеличением не менее 6 и максимальным углом зрения 45° имеем на дальней границе зоны контроля:
- при максимальном угле зрения S = 218 мм;
- при минимальном угле зрения S = 32 мм.
То есть на дальней границе зоны контроля ТК с указанными параметрами возможно выполнение целевой задачи обнаружения. Для большей детализации объекта контроля необходимо применять ТК более высокого разрешения и объектив с большим увеличением.
Рисунок 6 - Схемы охраны лестничных пролетов
Рисунок 7 - Схемы охраны периметра
5.5 ОТКРЫТЫЕ ПЛОЩАДКИ
Для охраны открытых площадок (например стоянок автомобилей) применяют ТК на поворотном/наклонном устройстве и объектив с трансфокатором (рисунок 8). При минимальном фокусном расстоянии объектива проводится обзор всей площади стоянки. При максимальном фокусном расстоянии возможно определение номера автомобиля, въезжающего/выезжающего на/со стоянку(и). Телевизионная камера может быть подключена к системе распознавания номеров автомашин.
Выбор объектива (с трансфокатором) с увеличением 10 и максимальным углом зрения 45° при длине и ширине открытой площадки, равной 100 м, дает результат S(amin) = 13 мм, т.е. при минимальном угле зрения объектива возможно различение номера автомобиля на экране монитора.
Применение ТК высокого разрешения дает результат S(amin) = 9 мм, т.е. камеры высокого разрешения позволяют определить номер автомобиля на большем расстоянии.
Рисунок 8 - Схема охраны стоянки автомобилей
При организации видеоконтроля на стоянках автотранспорта следует учитывать то, что в темное время суток въезд автомобиля на стоянку происходит с включенными фарами, на фоне которых номер автомобиля может стать неразличимым. Из этого положения есть два выхода:
- на въезде на стоянку автотранспорта применять дежурное освещение, компенсирующее свет фар;
- использовать ТК с функцией "Инверсия белого".
|
