Построение распределенных цифровых систем видеонаблюдения (ЦСВН) для высотных зданий

CАНКТ-ПЕТЕРБУРГ 8 (812) 994-11-85
e-mail: info@timcompany.ru

Построение распределенных цифровых систем видеонаблюдения (ЦСВН) для высотных зданий

На сегодняшний день, при динамичном развитии бизнеса в крупных городах актуальной темой является организация видеонаблюдения в высотных зданиях, используемых под бизнес-центры, крупные торговые и развлекательные центры, офисы крупных компаний.

Именно поэтому важно выбрать правильный, наиболее оптимальный вариант построения ЦСВН, подходящий для каждого конкретного здания, определённых условий и сроков исполнения, объёма бюджета и прочих нюансов и деталей ещё на стадии проектирования, то есть до начала проведения всех работ. Построение системы видеонаблюдения в условиях высотных зданий, всегда связано с рядом особенностей, которые влияют на структурное решение, функциональность, надёжность, сложность и целесообразность исполнения и итоговую стоимость всей системы.

Если брать за основу чисто аналоговое видеонаблюдение, то в первую очередь это связано с трудностью реализации большого количества кабельных трасс для передачи видеосигналов от камер до единого центра мониторинга и архивации. Или нескольких таких центров, если говорить о распределённой системе.

С учетом компьютерного оборудования необходимо учитывать так же прокладку LAN кабель-трасс для связи узлов ЦСВН в единую локальную сеть.

Рассмотрим основные особенности построения систем видеонаблюдения в высотных зданиях:

- Большое количество видеокамер. Для больших проектов и больших зданий, где требуется как наблюдение за периметром, прилегающими территориями так и наблюдение за внутренними помещениями различного назначения, в систему может входить очень большое количество камер (до 300, 500 и выше), что влечет за собой большое количество кабельных трасс для передачи видеосигнала с от видеокамер до видеосерверов;

- Сложность монтажа уличных камер на больших высотах. Иногда требуется вести наблюдение за большими пространствами, путём установки камер на высоких обзорных точках (например, с помощью SpeedDomе камер с оптическим зумом). В таких ситуациях монтаж проводится на большой высоте, что накладывает ряд технических ограничений и связан с риском для жизни.

- Большие объемы архивных данных. Для хранения видеоархива с такого количества камер требуются очень большие объемы носителей информации (для достаточно длительного срока хранения, от месяца и больше, могут потребоваться десятки терабайт);

- Выделенная защищенная транспортная сеть. Для объединения видеосерверов и систем хранения данных в единую систему необходимо наличие локальной сети большой пропускной способности (для передачи по сети большого объема оцифрованных видеоданных от камер на рабочие места операторов и/или на централизованный архив, если он есть);

- Специальные помещения для центрального оборудования (видеосерверов и систем хранения данных) Необходимость обеспечить ограничение доступа посторонних лиц к серверным комнатам и оборудованию в нем, а также обеспечить требуемый климат-контроль для стабильной работы этого оборудования;

- Интеграция с другими системами. Обеспечение возможности интеграции ЦСВН c другими системами безопасности здания, например системой контроля доступа (далее СКД) и системой охранно-пожарной сигнализации, если это необходимо, либо проектирование системы с расчетом на будущую интеграцию;

- Масштабируемость без значительных капитальных затрат. Необходимость на стадии проектирования продумать возможность масштабирования системы, ее расширения в будущем, что обязывает проектировщиков подбирать соответствующее оборудование и применять наиболее гибкую структуру системы;

При подборе оборудования для построения видеосерверов и систем хранения видеоданных выбор падает на современные высоконадежные платформы (новейшие достижения IT-рынка), позволяющие эксплуатировать центральное оборудование системы от 5 до 7 лет до проведения последующей замены.

В случаях высотных зданий наиболее подходящим способом реализовать такую сложную структуру является успешное совместное применение сетевых технологий передачи и хранения данных (TCP/IP, FC SAN).

Рассмотрим несколько структурных решений, с учётом их минусов и плюсов:

- Распределённая система.

- Распределённая система с единым центром хранения видеоданных

- Централизированная система с применением IP-технологий видеонаблюдения

 

Распределённая система

Такая система состоит из некоторого числа сегментов, объединенных единой сетью. Составными частями сегмента являются:

- Видеосерверы с локальным либо внешним архивом (внешняя СХД) для хранения видеоинформации;
- Удаленные рабочие места администраторов (далее УРМ администратора), используемые для администрирования системы, работы с видеоданными, интеграции с внешними системами (СКД и охранно-пожарной сигнализацией), обеспечения работы различных программных модулей, как модули распознавания автомобильных номеров, распознавания лиц и др.
- Удаленные рабочие места мониторинга (далее УРМ мониторинга) для работы с видеоданными операторов системы, управления поворотными камерами;
- автономные IP видеосерверы, если они предусмотрены проектом;

Пример структуры такой системы изображен на рисунке 1.

Такая структура распределенной системы больше подходит для поэтапного строения и расширения, когда система наращивается последовательно путем подключения новых сегментов. На рисунке ЦСВН1, ЦСВН2, …. ЦСВН4 и т.д. Причем сегменты системы часто находятся в разных частях здания, что позволяет подключать видеокамеры к видеосерверу с использованием коротких кабельных трасс (протяженностью от 50 до 200 метров). Такая система может наращиваться в течение 1- 2-х лет.

В процессе эксплуатации сегмента возникает необходимость хранить большие объемы данных, например архив в течение 30 суток от 32 видеокамер со скоростью 8 кадров/сек. Это реализуется подключением к видеосерверу внешней СХД (см. пример №1). При этом способе подключения внешняя СХД может подключаться по различным интерфейсам (SCSI, Fiber Chanel, SAS, InfiniBand).

У такой структуры есть как свои плюсы, так и минусы:

(+) Основной плюс такой структурного решения построения ЦСВН заключаются в относительной независимости сегментов друг о друга, т.е. при выходе из строя одного сегмента это практически не повлияет на работу других и возможность независимого дальнейшего развития (изменение числа камер и УРМ)

(-) В качестве минуса можно отметить затрудненность обслуживания такой системы (т.к. сегменты сильно разнесены территориально).

Распределённая система с единым центром хранения видеоданных

Данное структурное решение ориентировано на построение системы в более короткие сроки (за меньшее количество этапов). Отличительной особенностью является организация единого центрального хранилища видеоданных. Центральное хранилище состоит из отдельного сервера архивации,с подключенными к нему внешними СХД. На сервер архивации по сети приходят общий оцифрованный поток видеоданных от всех видеосерверов системы.

Пример такой структуры изображен на рисунке 2:

Такое решение характеризуется высокой надежностью и отказоустойчивостью за счет того, что видеоархивы хранятся как на локальных дисках и/или массивах самих видеосерверов, так и на СХД центрального хранилища видеоданных. Запись текущей обстановки происходит одновременно в 2 архива: первый- оперативный (1-2 суток) на видеосервере, второй – долгосрочный (до 30 суток) в центральном хранилище видеоданных (см. пример 2).

То есть даже при прекращении работы самого сервера архивации доступ к «свежим» видеозаписям остается. Такое решение на практике чаще всего используется для организации централизованного и защищенного хранения видеоархивов, причем часто видеопотоки с видеосерверов сохраняются на сервере архивации с прореживанием, что позволяет при больших объемах носителей сохранять видеоинформацию до нескольких месяцев.

Для организации подключения СХД к серверу архивации могут применяться топологии как DAS подключения, так и создание SAN (Storage Area Network) сети хранилищ и сервера.

Централизированная система с применением IP-технологий видеонаблюдения

Пример такой структуры изображен на рисунке 3:

Основная особенность данной системы заключается в максимальном использовании сетевого оборудования и развитой Ethernet структуры данного здания (заложенные при строительстве кабель-трассы витой пары или оптиковолокна). Кабеля от камер сводятся в кабель-трассы на малые расстояния (крыло, этаж, несколько комнат) до заранее выбранных узлов, где устанавливаются IP-видеосервера, несущие основную нагрузку оцифровки видеопотока. Далее оцифрованный поток передаётся в выделенную защищённую локальную сеть, объединяющую центр управления и архивации с УРМ и другими компонентами системы. Так же, напрямую в сеть, подключают IP-камеры, в зависимости от труднодоступности мест установки применяя различные технические решения: WiFi , MPIX (мегапиксельные камеры, позволяющие вести запись с высоким разрешением для пост-просмотра), PoE (подача питания по сетевому кабелю), аудиосвязь (возможность подключить внешние микрофон и динамик для полноценного контроля помещений и влияния на текущую ситуацию. Ещё один вариант - режим переговорного устройства). Дополнительные модули и исполнительные устройства (например ИК-датчики) при необходимости подключаются к IP- камерам и IP-видеосерверам. Вся коммуникация строится на стандартном высокоскоростном сетевом оборудованиии, что позволяет интегрировать в систему СКД и ОПС. Архивный массив построеныый на нескольких СХД высокой надёжности подключается к общей сети системы либо как отдельная ветка с маршрутизацией общего видеопока через центральный видеосервер (в случаях, когда СХД удалены и занимают соседствующее помещение с необходимым климатконтролем и более сложным уровнем доступа), либо подключаются к видеосерверу по различным интерфейсам (SCSI, Fiber Chanel, SAS, InfiniBand) для повышения отказоустойчивости и более высокой производительности.

(+) 1. Гибкость построения и конфигурируемости (за счёт перераспределения потоков)

2. Дополнительные возможности реализации видеонаблюдения ( в т.ч. труднодоступных мест).

3.Высокая надёжность передачи видеопотока и помехоустойчивость.

(-) 1.Высокая стоимость оборудования.

Возможны и другие топологии построения системы, сочетающие структурные решения и элементы всех вышеперечисленных, так как рассмотренные решения строятся на принципах открытой архитектуры..

Вместо заключения

Определяться с будущей архитектурой системы лучше всего, исходя из ТЗ заказчика, бюджета, конструктивных особенностей здания, пропускной способности существующей или планируемой сети и других факторов. В связи с большими пространствами высотных сооружений, которые нужно покрыть видеонаблюдением, необходимы большие объемы носителей информации. Также всегда требуется гарантированное и безопасное хранение видеоданных любого объема.

Определяющими характеристиками современных цифровых систем видеонаблюдения (ЦСВН) являются не только производительность и надежность, но и способность безопасно хранить постоянно растущий объем данных. Например, для информации, полученной в течение месяца системой из 100 камер, потребуется объем 20 ТБ (терабайт, тысяч гигабайт). В таких случаях для хранения видеоархива применяют внешние системы хранения данных (СХД). Поэтапное развертывание ЦСВН позволяет подключать дополнительные СХД по мере необходимости, а также использовать их для нескольких видеосерверов одновременно..

Немаловажным фактором так же является выбор наиболее верного оборудования и ПО (платформы) будущей системы. В зависимости от необходимых особенностей будущей системы, важно подобрать наиболее интегрируемое оборудование, что бы ещё на стадии разработки отсеять варианты несостыкуемого оборудования (причем как между собой- на аппаратном уровне, так и интеграции их в системе – на программном уровне). Ведь коллдичество камер, дистанционная управляемость (телеметрия), возможность монтажа на улице (дополнительные влаго и термозащищенные кожуха, подходящие варианты крепления в труднодоступных местах), качество видеоизображения в условиях недостатка освещения, разрешение, поддержка звука, WiFi, ИК-датчики, другие исполнительные устройства, система контроля доступа, включая мониторинг и хранение информации, охранно-пожарная сигнализация – вот то оборудование, которое должно быть совместимо не только между собой, но и в полной степени поддерживаться ядром системой (платформой). Максимальных результатов удастся добиться при использовании оборудования от надежных производителей, использующих открытые стандарты. Соответственно выбранное ПО должно быть оттестировано на этом оборудовании и программно поддерживать все задействованные функции. Лишь учитывая все вышеперечисленные требования удастся создать стабильную экономически обоснованную комплексную охранную систему.

В данной статье были обзорно представлены типовые структурные решения современных цифровых систем видеонаблюдения для высотных зданий различного назначения. По каждому из решений можно написать отдельную статью с подробным описанием особенностей проектирования, построения, опыта эксплуатации и обслуживания.

Но основной смысл в следующем:

- Подобные решения находят широкое применение на современном этапе развития бизнеса и комплексных систем безопасности,

- На лицо глубокая интеграция современных технологий цифровых систем безопасности и технологий передачи и хранения видеоданных, благодаря которым возможно широкое распространение подобных решений на рынке России (с точки зрения экономического, технологического и человеческого факторов).

- На этапе проектирования инженерных и коммуникационных систем высотных зданий, важной частью структурированной кабельной сети объекта является выделенная высокоскоростная транспортная сеть передачи данных, предназначенная для построения современной распределенной цифровой системы видеонаблюдения.

- Успех реализация подобных проектов зависит от правильного выбора ПО ЦСВН, грамотного технического задания, составленного с учетом возможного расширения системы безопасности всего объекта (на ближайшие 1-3 года), и, наконец, привлечения опытной компании-инсталятора.

 

© При перепечатке указание авторства (И. Ашихмин, А. Калугин 2007) и ссылка на источник (www.timcompany.ru) обязательны!

Эту статью можно обсудить на нашем форуме >>

Другие материалы на эту тему >>


















Какой критерий выбора дисковых СХД для Вас важнее?
Объем:
6%
Скорость:
26%
Надежность:
52%
Стоимость:
13%
Производитель:
2%
Удобство использования:
2%
© 2011 Группа компаний ТИМ, Почта: info@timcompany.ru, Ссылки