Основной тенденцией развития систем телевизионного наблюдения и регистрации (ТСНР) является переход к цифровым технологиям видеозаписи. Однако, в большинстве случаев, речь идет о гибридных системах, сочетающих в себе подсистему цифровой видеорегистрации и подсистему видеонаблюдения в реальном времени. Целесообразность использования цифровых видеорегистраторов в настоящее время уже не подлежит сомнению, чего нельзя сказать о подсистеме видеонаблюдения.
По данным отраслевого маркетингового агенства GMT Plus, соотношение между различными типами систем ТСНР в России на конец 2006 года примерно следующее: аналоговые - 41%, гибридные - 54%, цифровые - 5%. К 2010 году соотношение ожидается приблизительно следующее: аналоговые - 25%, гибридные 35%, цифровые - 40% .
Полному переходу на цифровые технологии препятствуют следующие факторы:
- стоимость технических решений передачи многих каналов видео в реальном времени при сопоставимом качестве изображения;
- зачастую недостаточная пропускная способность сети для передачи многоканального цифрового видео;
- высокие программные затраты при выводе многих каналов видео на компьютерный монитор;
- наличие задержек при передаче цифрового видео (имеет значение, например, при синхронизации с аудиоканалом).
Все эти факторы снижают эффективность реализации цифровой системы видеонаблюдения в реальном времени по сравнению с аналогичной аналоговой системой. На первое место выдвигается фактор конечной стоимости системы.
Поэтому в ЗАО ЭВС наряду с разработкой и производством цифровых видеорегистраторов и камер уделяется серьезное внимание аналоговым устройствам обработки и передачи видеосигналов.
Основой аналоговой телевизионной системы видеонаблюдения является централизованное устройство коммутации видеосигналов - матричный коммутатор. ЗАО ЭВС выпускает три типа матричных коммутаторов, отличающихся количеством входных видеосигналов. Коммутатор КМ128-16Т имеет возможность подключения 128 входных видеосигналов, КМ64-16Т - 64 видеосигнала, КМ32-16Т - 32 видеосигналов. Подключение матричного коммутатора к оборудованию показано на рис. 1.
Рис. 1. Структурная схема подсистемы видеонаблюдения
Все коммутаторы имеют возможность подключить до 16 мониторов наблюдения. При этом на каждом мониторе могут отображаться титры, несущие информацию о номере камеры или ее названии. Управление коммутатором осуществляется посредством интерфейса RS-485, по которому передаются команды переключения матрицы видеосигналов и текст титров, отображаемых на мониторах. Кроме этого, по интерфейсу возможно получение информации о наличии видеосигналов с подключенных камер.
Все перечисленные функции полностью интегрированы в ПО ТСНР "Тайфун", также выпускаемое фирмой ЭВС [2]. В этой ТСНР матричный коммутатор реализует следующие функции:
- переключение видеосигналов ТВ камер на ТВ мониторы видеонаблюдения,
- непосредственное управление коммутатором с использованием поэтажных планов ПО "Тайфун",
- контроль за наличием видеосигналов с камер, подача тревожных сигналов, визуализация на поэтажном плане,
- отработка сценариев с участием переключения видеосигналов на мониторах при соответствующих событиях ТСНР, системы контроля доступа или охранно-пожарной сигнализации,
- управление переключением камер с системной консоли СК-02, производства ЗАО ЭВС,
- организация удаленного рабочего места для оперативного наблюдения, состоящего из монитора видеонаблюдения (или нескольких мониторов) и системной консоли СК-02.
- поддержка каскадного включения матричных коммутаторов.
Максимальное число видеосигналов камер, подключаемых к одному устройству, составляет 128 (для коммутатора КМ128-16Т). Но это не означает, что в системе должно присутствовать не более 128 камер. При необходимости количество камер в системе может быть увеличено за счет каскадного включения матричных коммутаторов. Для этого требуется физическое подключение от одного до шестнадцати выходов матричного коммутатора первого каскада к соответствующему количеству входов матричного коммутатора второго каскада. Обычно количество этих входов и выходов равно шестнадцати (по количеству мониторов видеонаблюдения в системе). Так, например, при каскадном включении двух коммутаторов КМ128-16Т можно получить матричный коммутатор на 240 входных видеосигналов и 16 выходов на мониторы наблюдения (Рис. 2 ).
Рис. 2. Пример каскадного соединения двух коммутаторов КМ128-16Т.
При подключении восьми коммутаторов КМ128-16Т первого каскада к одному коммутатору КМ128-16Т второго каскада общее число подключаемых камер составит 1024, а число мониторов - 16 (Рис. 3).
Рис. 3. Пример конфигурации матричных коммутаторов для подключения 1024 ТВ камер.
Если необходимо увеличение количества выходов на мониторы, то можно реализовать параллельное включение коммутаторов. Например, для системы, состоящей из 512 ТВ камер и 32 мониторов видеонаблюдения, вариант построения системы может быть следующий (Рис. 4).
Рис. 4. Пример конфигурации матричных коммутаторов для 512 входных видеосигналов и 32 мониторов видеонаблюдения.
Во всех приведенных примерах матрица переключения полностью независимая, т.е. любая ТВ камера может быть независимо подключена к любому видеомонитору, в том числе и в комбинациях, когда одна камера подключена к нескольким или даже ко всем мониторам, подключенным к системе. При необходимости, в качестве монитора можно использовать квадраторы, при этом к квадратору подключается необходимое число выходов матричного коммутатора.
Варианты каскадного и параллельного включения также предусмотрены в ПО "Тайфун". Управление коммутаторами при этом производится путем адресного обращения к отдельным физическим устройствам, подключенным к интерфейсу RS-485.
Как правило, системы, в которых имеются матричные коммутаторы представляют собой, крупные комплексы, включающие в себя несколько десятков и сотен ТВ камер. В этом случае следует позаботиться о компоновке системы.
При различном расстоянии до ТВ камер параметры видеосигналов могут существенно отличаться вследствие разной длины соединительного кабеля. То же самое касается и мониторов видеонаблюдения. Для коррекции видеосигналов можно воспользоваться специальными усилителями-корректорами УКВ-1642, также выпускаемыми ЗАО ЭВС. Эти усилители позволяют при необходимости скомпенсировать потери в кабелях путем регулирования коэффициента усиления и частотной характеристики независимо для каждого из 16 каналов. В стадии разработки находится принципиально новый усилитель-корректор УКВ-1643, который производит коррекцию коэффициента усиления, амплитудно-частотной характеристики и регулировку контрастности в автоматическом режиме.
При централизованном размещении элементов системы в специально выделенной аппаратной оборудование можно разместить в шкафах стандарта 19 дюймов. Матричные коммутаторы и усилители корректоры выпускаются именно в 19-дюймовом стандарте.
Для подключения камер и мониторов предусмотрены специальные коммутационные панели, имеющие возможность подключения до 16 видеосигналов на разъемы BNC. Предусмотрены также переходные коммутационные кабели для подключения матричных коммутаторов и усилителей-корректоров в различных сочетаниях. Все блоки, включая матричные коммутаторы, имеют размер 1U, но как показывает практика, их для удобства монтажа целесообразно монтировать с шагом не менее 2U.
Для систем, содержащих до 16 ТВ камер, есть возможность создать подсистему видеонаблюдения на основе системного блока видеорегистратора. Платы видеозахвата "Контраст-6", позволяющие подключить до 16 входных видеосигналов, имеют в своем составе встроенный матричный коммутатор форматом 16 х 4. К выходам этого коммутатора можно подключить до четырех аналоговых мониторов. В отличие от коммутаторов серии КМ в этом случае отсутствует возможность формирования титров в выходных каналах.
Следует отметить еще один вариант использования матричных коммутаторов в ТСНР. Связан он с повышением надежности работы подсистемы цифровой видеорегистрации.
Как известно, одним из устройств, снижающих надежность работы ТСНР, является видеорегистратор. В процессе работы, особенно круглосуточной, может выйти из строя системный блок видеорегистратора или его устройство хранения данных.
Для повышения надежности работы обычно используют дублирование элементов системы. Видеорегистратор является достаточно дорогим элементом системы, поэтому дублирование всех видеорегистраторов системы является весьма дорогим решением. При этом следует иметь ввиду, что весьма редко выходят из строя более одного видеорегистратора сразу. Поэтому наиболее целесообразным решением является использование в системе одного резервного видеорегистратора, способного заменить любой из видеорегистраторов, вышедший из строя. Как правило, для этого используется способ холодной замены. В этом случае неисправный видеорегистратор физически отключается от системы и на его место устанавливается резервный видеорегистратор, сконфигурированный соответствующим образом. Но в этом случае процесс замены производится вручную и требует несколько десятков минут. Видеоархив данного видерегистратора на время переключения, естественно, теряется.
Другой способ основан на горячей замене оборудования, при котором резервный видеорегистратор включен и работает в ждущем режиме. Для автоматического подключения резервного видеорегистратора необходим матричный коммутатор, который из всех существующих в системе ТВ камер подключит к резервному видеорегистратору те, которые соответствуют вышедшему из строя видеорегистратору. В этом случае процесс переключения занимает считанные секунды, в архиве практически отсутствуют потери видеоданных. Специалисты по техническому обслуживанию системы отключают неисправный видеорегистратор, ремонтирую его и устанавливают на место, но этот процесс для пользователей ТСНР практически незаметен. Пример ТСНР с возможность горячей замены видеорегистраторов приведен на рис. 5
Рис.5. Пример построения системы горячего резервирования цифровых видеорегистраторов с использованием матричного коммутатора.
По сравнению с импортными аналогами (производства Panasonic , Pelco ) коммутаторы ЗАО ЭВС отличаются прежде всего стоимостью. При сравнении сопоставимых конфигураций коммутаторов выигрыш в стоимости может достигать 5 - 10 раз.
Другим отличием коммутаторов зарубежных производителей является возможность их работы без участия компьютера управления с соответствующим ПО (аналогичным ПО "Тайфун"). При этом используются специальные пульты управления, подключенные непосредственно к коммутатору и позволяющие управлять настройкой и работой системы видеонаблюдения. Эти возможности в матричных коммутаторах ЗАО ЭВС появятся в ближайшем будущем путем разработки специального встроенного ПО в системную консоль СК-02. При этом будет обеспечиваться управление с системных консолей переключением ТВ камер на мониторы, управление поворотными камерами при наличии их в системе, а также функции за контролем работоспособности элементов системы.
Литература
- Цифровая революция подошла к новому этапу. Интервью ген. Директора агенства GMT Plus Г.И.Макарова. "Инновационные технологии видеонаблюдения" №1, 2007, с. 40 - 41.
- С.Н.Ярышев. Система видеонаблюдения и цифровой видеорегистрации "Тайфун", "Алгоритм безопасности", №6, 2005, стр. 28-29.
- Матричный коммутатор Panasonic Matrix System 500, каталог видеооборудования фирмы Panasonic, 2006.
- Матричный микропроцессорный коммутатор-контроллер CM9770 производства PELCO. www.armosystems.ru
