Bankovní institut vysoká škola Praha Katedra informatiky a kvantitativních metod
Kamerové zabezpečovací systémy
Diplomová práce
Autor:
Bc. Martin Hodina Informační technologie a management
Vedoucí práce:
Praha
Ing. Vladimír Beneš, Ph.D.
Duben, 2014
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a v seznamu uvedl veškerou použitou literaturu. Svým podpisem stvrzuji, že odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tištěnou verzí, a jsem seznámen se skutečností, že se práce bude archivovat v knihovně BIVŠ a dále bude zpřístupněna třetím osobám prostřednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací.
V Praze, dne 28. dubna 2014
Martin Hodina
Anotace Tato diplomová páce se zabývá digitálními IP kamerovými systémy a jejich pokročilými funkcemi. V teoretické části jsou tyto funkce blíže popsány, dále jsou zmíněny hardwarové a softwarové varianty záznamových zařízení, způsob přenosu signálu a komplexní struktura zapojení kamerového systému. Součástí teoretické části je také kapitola týkající se ochrany osobních údajů. Praktická část podrobně popisuje konkrétní návrh modernizace kamerového systému ve firmě Centropen a. s. Jsou v ní specifikovány jednotlivé komponenty, způsob rozvodů, napájení a monitorovací pracoviště kamerového systému. V závěru je uvedena i cenová kalkulace projektu. Klíčová slova:
Kamerové systémy, inteligentní funkce kamerových systémů, IP kamery.
Summary This master thesis is focused on digital IP camera systems and their advanced functions available for standard practice. In the theoretical part of the thesis, functions of the systems are described. Further hardware and software types of recorders, the way of signal transmission and a complex structure of camera system connection are characterized. A chapter dealing with personal data protection is also a passage of the theoretical part of the thesis. The practical part is focused on a detailed description of a factual proposal of a camera system modernization in Centropen Inc. Particular components, the way of their distribution, power supply and a camera system monitoring station are further specified. Pricing of the project is also presented at the close
Key words:
Camera system, inteligents camera funkcion system, IP Cameras.
Obsah 1
ÚVOD ................................................................................................................................. 6
2
SYSTÉMY PRO UCHOVÁNÍ ZÁZNAMU ................................................................... 7
2.1
Pokročilé funkce kamerových systémů
7
2.1.1
Detekce pohybu
8
2.1.2
Ztráta předmětu
8
2.1.3
Cizí objekt v obraze
9
2.1.4
Detekce potulky
9
2.1.5
Počítání tváří a vozidel
9
2.1.6
Stojící vozidlo
10
2.1.7
Rozpoznání státních poznávacích značek
10
2.1.8
Směr pohybu objektu
11
2.1.9
Auto tracking
11
2.1.10
Virtuální hranice
12
2.1.11
Maskování privátních zón
12
2.1.12
Detekce manipulace s kamerou
13
2.1.13
Neobvyklé chování
13
3
HARDWARE PRO UCHOVÁNÍ ZÁZNAMU............................................................. 14
3.1
Zařízení pro uchování záznamu
15
3.2
IP kamery
16
3.2.1
Rozlišení
17
3.2.2
Objektivy
18
3.2.3
Formáty MJPEG/MPEG4/MJPEG H.263
22
3.2.4
Stacionární kamery
23
3.2.5
Kryty, nosiče
25
3.2.6
Pohyblivé PTZ kamery
25
3.2.7
Termografické kamery
27
3.2.8
Napájení
28
3.2.9
Světelné podmínky
30
3.3
Přenos signálu
34
3.3.1
Hierarchie
34
3.3.2
Metalické vedení
36
3.3.3
Optické vedení
38
3.3.4
Bezdrátové řešení
39
3.4
Monitorovací pracoviště
40
3.4.1
Monitory
41
3.4.2
Ovládací zařízení
41
4
SOFTWARE PRO UCHOVÁNÍ ZÁZNAMU .............................................................. 42
4.1
Centralizovaný typ - základní
42
4.2
Centralizovaný typ - server/klient
43
4.3
Decentralizovaný typ
44
4.4
Zálohování záznamových zařízení
45
5
JUDIKATURA ................................................................................................................ 46
5.1
Zákon o ochraně osobních údajů
46
5.2
Registrace na ÚOOÚ
47
5.3
Kamerové systémy na pracovišti
48
6
NÁVRH KAMEROVÉHO SYSTÉMU ......................................................................... 51
6.1
Analýza stávajícího stavu
51
6.2
Definice požadavků na nový systém
52
7
PLÁNOVÁNÍ PROJEKTU. ........................................................................................... 54
7.1
Návrh rozmístění datových rozvaděčů
54
7.2
Přenosové cesty
57
7.2.1
Hlavní optické rozvody
57
7.2.2
Podružné metalické rozvody
59
7.2.3
Aktivní síťové prvky
62
7.3
Konfigurace datových rozvaděčů
64
7.4
Záložní zdroje energie
65
7.5
Specifikace záznamového zařízení
65
7.5.1 7.6
Záznamové zařízení Digital Sentry
Specifikace kamerových bodů
66 68
7.6.1
Světelné podmínky
69
7.6.2
Stacionární kamera
69
7.6.3
Kamerový kryt
70
7.6.4
Otočná kamera
71
7.6.5
Napájení
72
7.7
Monitorovací pracoviště
73
7.7.1
Monitory
74
7.7.2
Ovládací klávesnice s PTZ
74
7.7.3
Práva uživatelů
75
7.8
Inteligentní funkce
76
7.8.1
Maskování privátních zón
77
7.8.2
Virtuální hranice
77
7.8.3
Manipulace s kamerou
78
7.8.4
Stojící vozidlo
78
7.9
Cenová kalkulace
79
7.10 Dokumentace k IP adresám
81
7.11 Údržba a dokumentace
85
8
ZÁVĚR A VYHODNOCENÍ ......................................................................................... 86
9
SEZNAM LITERATURY .............................................................................................. 88
10
SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ........................................................................ 90
11
SEZNAM OBRÁZKŮ ................................................................................................. 93
12
SEZNAM TABULEK ................................................................................................. 95
13
SEZNAM PŘÍLOH ..................................................................................................... 96
14
PŘÍLOHY
1 Úvod Výběr tématu mé diplomové práce nejvíce ovlivnily dva faktory. Za prvé se zajímám o technologie zabezpečovacích systémů jako takových a za druhé mohu využít svoji dlouholetou praxi s kamerovými systémy a se zabezpečením budov. K dosažení bezpečnosti je možné využít nejrůznějších technických prostředků, mezi které patří i kamerové systémy. Tyto systémy v poslední době zaznamenávají dynamický vývoj a poptávka po zabezpečení objektů stoupá. Žít v příjemném a bezpečném prostředí si přeje většina lidí. Nejen jednotlivec, ale i firmy chtějí dosáhnout pocitu bezpečí a podnikají kroky, kterými se snaží zajistit zabezpečení majetku a zdraví. Jako ve většině technických oborů, tak i v odvětví zabezpečovacích systémů jde rozvoj výpočetní techniky velmi dopředu. Současným trendem je zavádění digitálních technologií, proto se v této práci zaměřuji převážně na IP technologii kamerových systémů, která řeší ve svém komplexu 4 hlavní úlohy. První z nich je digitalizace videosnímku, dále pak komprese, přenos a poslední je uložení digitalizovaného videosignálu. Každou z těchto úloh popisuji v jednotlivých kapitolách. Zmiňuji se také o legislativě, která upravuje právní vztahy a ochranu osobních údajů. Práce je rozdělena do dvou hlavních částí. V první teoretické části se zabývám pokročilými funkcemi, hardwarovými a softwarovými komponenty kamerových systémů a jejich možnými technickými variantami. Moderní software nabízí využití inteligentních funkcí, které mohou zjednodušit práci s ním a zefektivnit jeho provoz. Druhou, praktickou částí mé práce je projekt na realizaci kompletního kamerového systému v konkrétním firemním prostředí. Jsou zde popsány jednotlivé etapy projektu – návrh, realizace, předání a provoz. Také jsou zde uvedeny příklady komplikací a možná řešení při samotné instalaci jednotlivých kamerových bodů s ohledem na jejich bezpečné umístnění. Cílem práce je zmapování a testování pokročilých funkcí záznamových zařízení pro kamerové systémy a porovnání možností jak záznam uchovávat z hlediska účelových zařízení, nebo softwarových řešení. Na základě stanovených kritérií je v praktické části navržen projekt na instalaci kamerového systému se záznamem a využitím inteligentních funkcí v konkrétní firmě.
6
2 Systémy pro uchování záznamu Existuje několik druhů kamerových systémů (KS). Může to být např. soustava kamerových bodů, které jsou zobrazovány na pozorovacím místě bez záznamu. Dalším typem jsou kamerové body, jejichž součástí je záznamové zařízení, které uchovává záznam několik dnů. Tato práce se zabývá KS se záznamem a IP technologií, která se v dnešní době velice rychle rozvíjí. Umožňuje HD1 rozlišení a nabízí mnoho nových a užitečných funkcí, které jsou podrobně popsány níže. Některé možnosti využití těchto funkcí jsou uvedeny v praktické části diplomové práce. Připojením IP KS k síti a vhodnému nastavení bezpečnosti lze získat přístup k záznamu v podstatě z každého místa na světě, kde je připojení k internetu. Tímto má oprávněný uživatel možnost mít firmu nebo jiný sledovaný objekt stále pod dohledem.
2.1
Pokročilé funkce kamerových systémů
Moderní digitální kamerový systém disponuje analytickými funkcemi, které lze nazývat i jako „inteligentní funkce“. Při nastavení spuštění záznamu na základě těchto funkcí vznikne událost (např. ztráta předmětu), která spouští společně s alarmem i záznam. Díky vyrovnávací paměti (bufferu) je možné registrovat záznam i několik minut před spouštěcí událostí. Kamerové systémy nahrávají pouze záznam s aktivační událostí v dané lokalitě. Šetří tak zatížení sítě, snižují nároky na úložný prostor a umožňují velmi rychlé vyhledání záznamu. Propracované systémy ukládají k definovaným událostem informace, dle kterých lze velmi rychle dohledat konkrétní událost. Analýza obrazu může probíhat v samotné IP kameře, v záznamovém zařízení nebo v klientském PC. Pakliže má analytickou funkci přímo IP kamera, je výpočetní zátěž distribuována větší měrou v kamerových bodech. Systém je tedy více autonomní. Takovéto kamery jsou však dražší. V KS, kde je analýza prováděna přímo v záznamovém zařízení, je možné využít levnější kamery bez analýzy. Zařízení pro záznam však vyžaduje vyšší výkon.
1
HD - High Definition (vysoké rozlišení).
7
Kamerový server vyhodnocuje obraz v reálném čase a dle vypočítaných hodnot tak vyhodnotí danou událost. Vypočítává rychlost nebo směr pohybu objektu. Další funkce mohou varovat před zakrytím kamery, při ztrátě předmětu nebo naopak při přítomnosti cizího objektu v obraze. Dokážou také počítat průchody osob, tváře, pohyb v konkrétní zóně obrazu i ztrátu kamerového bodu atd. Podrobněji jsou funkce popsané v následujících kapitolách.
2.1.1
Detekce pohybu
Jednou z nejstarších funkcí, spadající do oblasti analýzy videosignálu, je detekce pohybu. Metod pro detekci pohybu ve videosignálu je několik, v praxi se využívá jedna z nejjednodušších, nejméně výpočetně náročných metod – sledování rozdílných bodů mezi několika snímky (obvykle 2-5). Videosignál se převede do „černobílého režimu“ a tyto obrázky se od sebe „odečtou“. Ve vzniklém obrazu jsou pak pixely, kde nedošlo ke změně, označeny černě. Čím výraznější je rozdíl jasu pixelů u obou obrázků, tím jsou pixely ve výsledném (rozdílovém) obrazu světlejší (bělejší). Pokud počet světlých pixelů přesáhne určitou hodnotu, potom je kamerou vyhlášen poplach.
2.1.2
Ztráta předmětu
Detekce zmizení objektu může být použita ke střežení cenných předmětů, např. uměleckých děl. Dojde-li ke ztrátě objektu ze střežené zóny, systém upozorní, či vyvolá poplach.
Obrázek 1 Hlídání objektu - ztráta Zdroj: http://cz.airlive.com/product/CamPro-Professional
8
2.1.3
Cizí objekt v obraze
Tato inteligentní funkce nachází uplatnění hlavně na veřejných prostranstvích, kde je koncentrace většího počtu lidí. Princip spočívá v tom, že se v systému nadefinuje střežená zóna za klidového stavu a v případě výskytu nějakého cizího objektu ve střežené zóně, dojde k vyhlášení poplachu. Systém umožňuje i nastavení časového intervalu, který stanovuje maximální dobu zanechání objektu na stejném místě bez povšimnutí. Využívá se například na letištích, nádražích a nástupištích, kde se může vyskytovat například hrozba bombového útoku.
Obrázek 2 Cizí objekt v obraze Zdroj: http://cz.airlive.com/product/CamPro-Professional
2.1.4
Detekce potulky
Rozpoznává osoby či vozidla, které zůstanou v definované zóně po delší, než uživatelem nastavenou dobu. Tato funkce je užitečná pro detekci podezřelého chování u bankomatů, schodišť a školních hřišť.
2.1.5
Počítání tváří a vozidel
Tato funkce počítá obousměrné průchody osob a hodí se zejména pro velmi rušné prostory, jako jsou např. vchodové dveře do veřejných budov apod. Velmi často se používá pro statistické údaje o provozu, ale i pro přesná měření průchodů nebo kontrolu výrobních procesů.
9
Obrázek 3 počítání vozidel a tváří Zdroj: http://cz.airlive.com/product/CamPro-Professional
2.1.6
Stojící vozidlo
Funkce zaznamená zastavení vozidla v blízkosti citlivé zóny po delší dobu, než je stanoveno. Toto je ideální pro odstavné plochy u letišť, vymáhání parkovného, detekci podezřele zaparkovaných aut, detekci blokovaných jízdních pruhů a aut čekajících u vjezdových bran.
2.1.7
Rozpoznání státních poznávacích značek
Používá se pro čtení registrační značky vozidla a v závislosti na ní provede určitou akci (např. uloží snímek vozidla do databáze a sepne výstup pro otevření závory). Celá problematika snímání SPZ vozidel se rozděluje na dvě části – vlastní snímání kamerou a následné zpracování. Snímání komplikuje několik faktorů: •
Vozidla musí projíždět před kamerou takovou rychlostí, aby byl obraz pohybujícího se automobilu ostrý (cca 80 km/h). Důležitá je krátká doba expozice (cca 1/1000s).
•
Stíny, nečistoty, odlesky atp. na značce snižují její čitelnost.
•
Nedostatečné rozlišení. Pro správnou funkci je většinou požadována výška znaků značky cca 30-40 pixelů.
•
Problémem při nočním snímání je silné protisvětlo z čelních světel automobilu. Možným řešením je použití kamery s funkcí WDR (viz. kapitola 3.2.9.1 Kompenzace protisvětla BLC), nebo zatmění, které silné protisvětlo částečně kompenzuje/překryje.
10
Detekce rozpoznávání registračních značek vykonává několik úkolů: •
Lokalizace značky v obraze.
•
Korekce orientace značky a odstranění zešikmení.
•
Normalizace – nastavení vhodného jasu a kontrastu.
•
Rozdělení značky na jednotlivé znaky.
•
Převedení obrazu na text (obdoba OCR2).
•
Kontrola „syntaxe“ – ověření, zda převedené znaky odpovídají předpisům pro registrační značku v daném státu.
2.1.8
Směr pohybu objektu
Funkce aktivuje alarm v oblasti s hustým provozem při detekci objektu, který se pohybuje určitým směrem. Typické aplikace zahrnují letištní brány nebo tunely, ve kterých se objekty pohybují opačným směrem, než normálně, nebo pro detekci jednotlivců vstupujících východem.
Obrázek 4 Směr pohybu objektu Zdroj: http://i.iinfo.cz/urs/LidiCT-128794607274391.jpg
2.1.9
Auto tracking
Detekuje a sleduje pohyb v zorném poli kamery. Pokud je nastaveno chování AutoTracker, systém se automaticky otáčí a naklápí za účelem sledování pohybujícího se objektu, dokud se objekt nezastaví nebo neopustí sledovanou oblast. Tato funkce se využívá především u PTZ kamer (viz kapitola 3.2.6 Pohyblivé PTZ kamery). 2
OCR – Optical Character Recognition (optické rozpoznávání znaků).
11
2.1.10 Virtuální hranice Tato funkce detekuje objekt určité velikosti, který překročí definovaný prostor. Jednoznačně rozezná objekty pohybující se za plotem od skutečně problematických objektů, které překračují danou hranici. Klasickým příkladem využití této funkce je hlídání hranice ve stanici metra (kdy hranici tvoří nástupiště). V případě, že někdo překročí nastavenou hranici, obsluha je upozorněna alarmem a událost je zaznamenána v záznamovém zařízení.
Obrázek 5 Virtuální hranice Zdroj: http://cz.airlive.com/product/CamPro-Professional
2.1.11 Maskování privátních zón Aby kamerovým systémem nebylo porušováno soukromí osob, jsou některé kamery vybaveny funkcí maskování privátních zón. Tato funkce umožňuje překrýt černou maskou citlivá místa obrazu (např. okna obytného domu) a znemožnit tak obsluze kamerového systému jejich sledování. Je k dispozici různý počet masek, včetně možnosti nastavení jejich velikosti a umístění.
Obrázek 6 Maskování privátních zón Zdroj: vlastní
12
2.1.12 Detekce manipulace s kamerou Tato aplikace upozorní obsluhu na stav, kdy je narušen provoz kamery (např. vandalismem). Nejčastějším případem je otočení kamery, blokování výhledu, přesprejování kamery anebo rozostření obrazu. Také počasí, vibrace nebo nečistoty mohou narušit výkon kamery. Tato funkce je obzvláště užitečná v prostředí škol, veřejné dopravy nebo prodejen. Obvykle je schopna zareagovat v těchto případech: •
Zaclonění kamery neprůhledným či poloprůhledným předmětem.
•
Změna nasměrování kamery.
•
Změna ostrosti obrazu.
2.1.13 Neobvyklé chování Kamera analyzuje neobvyklou změnu pixelů v obraze. Například plazící se člověk mění barvu pixelů, jejich směr a velikost jiným způsobem, než člověk, který běží. Dalším neobvyklým chováním je tzv. lelkování. Funkce "detekce lelkování" se používá například na parkovištích. Kolem aut se nadefinuje zájmová zóna. Jestliže je tato zónu někým narušena jednou, nic se neděje. Pokud se v ní ale někdo zdržuje delší dobu, může být systémem vyhodnocen jako podezřelý objekt.
13
3 Hardware pro uchování záznamu Kapitola popisuje zařízení pro zpracování obrazové informace. Obraz je většinou ukládán, analyzován a distribuován dál, například i ve formě substreamů (zmenšené rozlišení, snímkování a kvalita obrazu za účelem zobrazení například na mobilním zařízení s ethernetovým připojením). Je důležité prověřit, zda bude záznamové zařízení kompatibilní s kamerami. Toto většinou řeší seznam kompatibilních kamer vydaný výrobcem záznamového zařízení a navíc se dá kompatibilita kamer zjistit i podle toho, jestli kamery a zařízení podporují daný standard. Při výběru zařízení pro záznam je také důležité si definovat: délku záznamu, datový tok, zálohování napájení, příchozí a odchozí streamy (počet, velikost), zálohování dat, export dat (médium), integrace s ostatními systémy. Kapacita a parametry záznamového zařízení (bezpečnostního digitálního videorekordéru) by měla korespondovat s počtem připojených kamer, délkou požadovaného záznamu, způsobem vyhodnocování záznamu a režimem pořizování záznamu (kdy, jak a z které kamery bude záznam aktivován). Důležitý je požadavek na ovládání více bezpečnostních videorekordérů současně z několika nezávislých, třeba i vzdálených (centrálních) monitorovacích pracovišť. Bezpečnostní kamerový systém může být připojen a spolupracovat i s jinými bezpečnostními systémy (např. EZS3, EPS4, ACS5, terminály POS6), také s použitím grafické uživatelské nadstavby, vč. informování obsluhy o vzniku alarmové události. Současné bezpečnostní digitální videorekordéry nabízejí pravidelné zálohování zaznamenaných dat, ovládání otočných PTZ kamer, synchronní záznam zvuku, vkládání ochranného vodoznaku do obrazu, detekce ztráty videosignálu, nastavitelná detekce pohybu v obraze, přenos obrazu po internetu (LAN/WAN nebo podpora WAP), inteligentní vyhledávání v pořízeném záznamu, integrovaná videomatice pro připojení nezávislých monitorů, definovatelná uživatelská oprávnění, synchronizace času z internetu,
3
EZS – Elektronický zabezpečovací systém.
4
EPS – Elektronický požární systém.
5
ACS – Přístupové systémy.
6
POS – Point-of-Sale (platební systémy).
14
automatický restart a obnovení systému po výpadku napětí, automatické odesílání alarmových zpráv na e-mail, sepnutí alarmového kontaktu při alarmové události.
3.1
Zařízení pro uchování záznamu
Existuje několik typů záznamových zařízení. Liší se technologickým zpracováním a jsou závislé na typu kamerových bodů, ke kterým jsou připojeny. a) Přenosné videorekordéry PVR7: Zaznamenávají obraz obvykle jen z jedné kamery. Slouží především pro mobilní video aplikace. Příkladem může být: jednorázová "skrytá instalace" pro monitorování opakovaně narušovaných prostor, videoinspekce nesnadno přístupných míst (monitorování technolog. provozů, opotřebení stavebních konstrukcí a materiálů, znečištění různých provozů, geolog. inspekce), monitorování různých mobilních činností (úkonů, pracovních postupů, operací, zásahů apod.), skrytý mobilní videomonitoring, monitorování sportovních aktivit, mobilní instalace do dopravních prostředků, apod. Digitální obraz může být zaznamenáván na integrovaný pevný disk HDD 2.5", ale v současné době častěji na paměťovou kartu (např. SD/SDHC kartu). b) Síťové videorekordéry NVR8: Síťové bezpečnostní NVR rekordéry zaznamenávají obraz z IP kamer. Stejně jako HD-SDI rekordéry se i tyto používají pro různý počet připojených kamer. Např. 4, 8, 16, 24, 32, 48 a 64 IP kamer. Síťové bezpečnostní videorekordéry mají integrované bezpečnostní a alarmové funkce. Zaznamenávají digitální obraz, stejně jako bezpečnostní digitální videorekordéry DVR, na pevné disky HDD. Jsou to autonomní záznamová zařízení s podobnou funkčností a konfigurací jako videorekordéry DVR.
7
PVR – přenosné videorekordéry.
8
NVR – Network Video Recorder (síťové záznamové zařízení).
15
3.2
IP kamery
IP9 kamera je digitální kamera, která je připojena do ethernetové sítě. IP kamera má svoji IP adresu, vestavěný
webový
server,
FTP10
server,
FTP
klienta, emailového
klienta,
programovatelné vstupy a výstupy a mnoho dalších funkcí. Nemusí být vždy připojena k počítači. Výhodou je, že funguje nezávisle a lze ji připojit kdekoliv, kde je dostupné připojení k IP síti. Obraz kamery může sledovat kterýkoliv uživatel s připojením do LAN11. Při připojení této kamery k internetu je často používána jako on-line kamera k přímému přenosu na internet (sněhové zpravodajství, sledování dopravy apod.). Krom obrazu může po síti přenášet i jiná data, mezi něž patří přenos zvuku, ovládací povely pro mechanizmy jejího natočení a zoom. IP kameru lze charakterizovat jako kameru a počítač v jednom. Digitální kamera má porovnáním s analogovou mnohonásobně větší rozlišení a také ostřejší obraz díky neprokládanému snímkování. Standardem se stávají kamery s HD rozlišením. V IP kamerových systémech postačí připojit ke kameře UTP kabel, který poslouží nejen k přenosu digitálního obrazu, ale také k přenosu dat pro ovládání otočných kamer či pro nastavení parametrů kamer a přitom ještě může zajistit napájení pomocí PoE (viz kapitola Napájení). Pro IP kameru lze využít běžnou ethernetovou síť. Datový přenos jedné kamery se pohybuje v rozsahu několika Mbit/s. Síťové prvky poskytují přenosovou kapacitu 100 Mbit/s a 1 000Mbit/s. V kolizních situacích může napomoci nastavení parametrů kamer, jako je např. rozlišení, snímková frekvence, úroveň komprese nebo volba CBR12 (Constant Bit Rate).
9
IP – Internet Protokol (internetový protokol).
10
FTP – File Transfer Protocol.
11
LAN – Local Area Network.
12
CBR – Constant Bit Rate (konstantní bitová rychlost).
16
Hlavní vlastnosti IP kamery: •
možnost využití stávající počítačové sítě pro připojení,
•
jednoduché přidávání kamer do systému – rozšiřitelnost,
•
sledování obrazu z jakéhokoli počítače v síti,
•
ukládání dat na jakýkoli počítač nebo záznamové zařízení kdekoli v síti,
•
komprese dat (MPEG13, MPEG-4, H.263) – (viz kapitola 3.2.3)
•
megapixelové rozlišení,
•
detekce pohybu – nahrávání při pohybu v zorném úhlu kamery,
•
podpora zvuku,
•
možnost spouštění alarmu,
•
odesílaní SMS nebo e-mailů při detekci nastavené události,
•
kamery mají i možnost napájení po datovém kabelu (PoE).
3.2.1
Rozlišení
Na rozdíl od analogových kamer, u kterých je rozlišení limitováno šířkou pásma, které je u normy PAL14 k dispozici, IP kamery toto omezení nemají. Parametr obrazového čipu v kameře, který určuje, kolika obrazovými body (pixely) je tvořen výsledný obraz, se obvykle udává v megapixelech (MPx). Rozlišení u IP kamer může dosahovat až 10 MPx. Vyšší rozlišení poskytuje více detailů a ostřejší obraz. Volba vhodného rozlišení zásadním způsobem rozhoduje účel kamerového systému. V rámci rozlišovací kompatibility je potřeba i vhodný kamerový kryt a objektiv, který je určený pro dané rozlišení. Použitím nekompatibilního krytu může docházek ke zkreslenému anebo jinak znehodnocenému obrazu.
13
MPEG – Moving Picture Experts Group.
14
PAL – Phase Alternating Line (standard kódování barevného signálu pro analogové televizní vysílání).
17
Obrázek 7: Rozlišení kamerových čipů Zdroj: http://www.stasanet.cz/IP-vs-analog-kamery-a-zakladni-pojmy/
3.2.2
Objektivy
Výběr objektivu je daný konkrétními podmínkami požadované aplikace (např. snímaný úhel záběru, světelné podmínky snímané scény apod.). Funkce objektivu spočívá v zobrazení zorného pole na světlocitlivé ploše obrazového senzoru kamery. Objektivy mají různé optické vlastnosti. Závit CCTV15 objektivů má stejné rozměry 1“ a je kompatibilní se závitem na jakýchkoli CCTV kamerách. Po dohodě s provozovatelem kamerového systému je nutné stanovit konkrétní detaily, které mají být zobrazeny. Je tedy třeba určit zorné pole kamery (resp. objektivu) s ohledem na vzdálenost kamery od snímané scény. Zorné pole představuje snímaný úhel záběru kamery. Snímání detailu (např. rozlišení obličeje) bude s největší pravděpodobností snímáno objektivem s úzkým úhlem, tedy s částečným výřezem snímané scény vůči celkovému výseku vymezeného prostoru. Současné neboli synchronní snímání (výřezu) podrobného detailu a přehledové (širokoúhlé) snímání celkového prostoru je velmi obtížné. Tento problém je však možné řešit např. instalací dvou fixních kamer (první kamera snímá předpokládaný detail a druhá zabírá celkový prostor). U skutečně rozsáhlých prostor je možná kombinace fixních kamer s otočnou kamerou, která je vybavena zoom objektivem pro přiblížení požadovaného detailu (toto řešení předpokládá stálou obsluhu kamerového systému, která otočnou kameru pootočí do požadovaného směru, může se např. jednat o hlídaná parkoviště supermarketů). Další, avšak ne zcela uspokojující variantou
15
CCTV – Closed Circuit Television (uzavřený televizní okruh).
18
může být použití kamer s vysokým megapixelovým rozlišením. Pořizovací náklady na takovéto kamery jsou však poměrně vysoké. Při návrhu kamerového systému je nezbytné předvídavě volit druh použitých kamer s ohledem na požadované celkové rozlišení videosystému. Rozšíření komerčních audio-video vizuálních prostředků, ale i filmový a mediální nátlak vytváří u zákazníků nereálné představy o použití bezpečnostních kamerových videosystémů právě s ohledem na zpětné rozlišení různých detailů v obraze. Rozlišení detailů v obraze lze pro zjednodušení rozdělit do čtyř skupin: a)
podrobný detail (ověřování SPZ, dokladů), kde vždy záleží na poměru zobrazených a rozpoznatelných detailů,
b)
detail (rozlišení tváře, max. výška záběru 1 m),
c)
polodetail (skupina osob, vozidlo, doporučená šířka záběru 8 m),
d)
přehledové širokoúhlé snímání celkového prostoru.
Volba objektivu do určité míry významně ovlivňuje výsledný efekt a neměla by se podcenit. Vybraným objektivem se může měnit úhel záběru, přiblížení sledované scény, hloubka ostrosti, ale třeba i to, jak dobře kamera vidí v noci. Doporučena je kamerová zkouška, která včas odhalí, zda je kamera vhodná pro konkrétní scénu. Parametrů CCTV objektivů je celá řada, v této části je stručné seznámení s nejběžnějšími a nejdůležitějšími z nich. 3.2.2.1 Upevnění objektivu Používají se dva typy uchycení objektivu na tělo kamery, viz Obrázek 8.
Obrázek 8: Rozdíly mezi objektivy C – nahoře, CS – dole Zdroj: http://www.strojove-videni.cz/default.asp?inc=inc/tp_kamera.htm&id=21
19
Typ C – vzdálenost mezi objektivem a plochou snímače je 12,5 mm. Typ CS – vzdálenost je 17,526 mm. Oba typy objektivů mají stejnou šířku, což je 1 palec (= 2,56cm). Objektiv typu C lze použít na typ CS přidáním redukčního 5mm kroužku mezi objektiv a tělo kamery. Obrácená konverze není možná. Špatný typ objektivu nasazený na kameru se obvykle projeví tak, že obraz nelze zaostřit. 3.2.2.2 Velikost, formát objektivu Obrazové snímače kamer jsou vyráběny v různých velikostech. Velikost se udává v palcích a jde o úhlopříčku daného typu snímače. Velikosti jsou např. 1", 2/3", 1/2" nebo 1/4" (viz Obrázek 9). V praxi je důležité mít snímač a objektiv stejného, eventuálně většího formátu. Použije-li se menší objektiv na větší čip (např. 1/3" objektiv na 1/2" čip), bude obraz orámovaný černými rohy, protože objektiv nepokrývá celou plochu snímače. Naopak, když se nasadí větší objektiv na kameru s menším snímačem (např. 1/2" objektiv na 1/4" čip), dosáhne se pravděpodobně kvalitnějšího obrazu (optika je nejpreciznější ve středu), ale zároveň bude výsledný úhel záběru menší, než při použití objektivu stejného formátu jako má snímač – část obrazu dopadá mimo čip.
Obrázek 9: Velikosti obrazového snímače Zdroj: http://www.strojove-videni.cz/default.asp?inc=inc/tp_kamera.htm&id=21
3.2.2.3 Ohnisková vzdálenost Ohnisková vzdálenost (f) ovlivňuje výslednou šíři záběru, případně přiblížení sledované scény. Čím je ohnisková vzdálenost delší, tím je užší úhel záběru a bližší snímaný objekt. Existují objektivy s fixní (stálou), varifokální (manuálně proměnnou) či motorzoom (dálkově ovladatelnou) ohniskovou vzdáleností. U varifokálních objektivů je třeba po změně ohniskové vzdálenosti doostřit, objektivy typu motorzoom ostří automaticky.
20
3.2.2.4 Clona Clonové číslo udává, kolik světla projde objektivem na čip snímače. Výrobce objektivu uvádí většinou dvě čísla vztahující se k cloně – minimální a maximální (těsně před úplným uzavřením clony) nastavitelnou clonu. Ovlivňuje především světelnost objektivu při scénách se špatným osvětlením a naopak chrání čip kamery před vypálením obrazu ve scénách s vysokým jasem či odrazy. Nastavená úroveň clony zároveň ovlivňuje hloubku ostrosti záběru. Hloubka ostrosti záběru označuje, na jakou vzdálenost od objektivu bude snímaný obraz ostrý (např. 3m až nekonečno od objektivu). Čím nižší clonové číslo, tím je objektiv světelnější. Číslo 1,0 je nejlepší. Clona může být buď fixní (stálá), manuální (ručně nastavitelná) nebo automatická. Existují dva druhy objektivů s automaticky řízenou clonou (tzv. Auto Iris): Obecně by se objektivy s automaticky řízenou clonou měly vždy používat ve venkovních prostorech a v místech, kde se často mění světelné podmínky. Kamera samozřejmě musí mít podporu správného typu řízených objektivů, ale kamery většinou ovládají typy oba. Objektiv s automaticky řízenou clonou se pozná podle konektoru, který je zapojen do kamery. V praxi se lze setkat především s objektivy typu DC Drive. 3.2.2.5 Asférické objektivy Špičkoví výrobci objektivů vyrábí tzv. asférické objektivy. To znamená, že byl využit speciální optický materiál a výbrus optických částí objektivu (viz Obrázek 10). Zvyšuje světelnost a eliminuje chromatické vady (např. barevné kontury na místech s přechodem světlo/stín).
Obrázek 10: Rozdíl mezi běžnou a asférickou čočkou Zdroj: www.fotoradce.cz/obrazky1/slovnik.php
21
3.2.2.6 IR korekce Dobré venkovní kamery mají podporu IR přísvitů, kdy dokážou zužitkovat světlo nejen viditelné, ale i infračervené. V praxi se pak taková kamera v noci přepne do černobílého režimu a snímá i za černočerné tmy. Protože má ale IR světlo jinou vlnovou délku než viditelné, na objektivu se jinak láme a na snímací čip kamery dopadá jinak. To se pak může projevit nepříjemným rozostřením obrazu buď v noci, nebo během dne. Nejlepší výrobci objektivů pak využívají speciálních metod (speciální optický materiál).
3.2.3
Formáty MJPEG/MPEG4/MJPEG H.263
Formát MPEG je široce používaný standard v mnoha systémech a díky své jednoduchosti nabízí malou latenci (zpoždění od zachycení záběru po jeho zobrazení) a je proto vhodný pro další zpracování, např. při detekci pohybu v záběru či pro sledování objektu. Ve formátu MPEG je k dispozici široká paleta rozlišení od displejů mobilních telefonů (s QVGA) až po plné video (4CIF) a vyšší (megapixelové). Formát zaručuje neměnnou kvalitu bez ohledu na pohyb nebo složitost v záběru, nabízí při tom možnost zvolit si kvalitu obrazu (úroveň komprese) a tím i velikost datového toku. Počet snímků za sekundu lze snadno přizpůsobit propustnosti, aniž by se ztratila kvalitu obrazu. Protože MJPEG nepoužívá video kompresi, generuje relativně velký datový tok, který je potřeba přenášet po síti. V tomto ohledu má MPEG výhodu, protože vytváří menší soubory při stejném časovém rozsahu než MJPEG. Pokud je dostupná síťová propustnost omezená, nebo pokud musí mít zaznamenávané video vysoký počet snímků za sekundu, může být MPEG vhodnějším formátem. Poskytuje relativně vysokou kvalitu obrazu při menší bitové rychlosti (menší využití propustnosti). Ale menší nároky na propustnost si vynucují větší složitost enkódování a dekódování, což má za následek vyšší latenci než MPEG. Komprese H.263 je určena pro video přenosy se stálou bitovou rychlostí (bit rate). Nevýhodou stálé bitové rychlosti je, že v případě pohybujícího se objektu se sníží kvalita obrazu. H.263 byl původně navržen pro video konference a ne pro zabezpečovací aplikace, kde jsou detailní záběry důležitější, než stálá bitová rychlost (bit rate).
22
3.2.4
Stacionární kamery
Tyto kamery mají pevně nastavenou ohniskovou vzdálenost a směr záběru. Jsou nejběžněji používané. Prvním typem jsou boxové kamery, které se upevňují pomocí držáku, nebo se umisťují do krytu, který kameru chrání vůči povětrnostním vlivům. Tyto kryty jsou vybaveny topením, ventilátorem pro vytvoření ideálních podmínek pro správnou funkci kamery. U speciálních kamerových krytů jsou k dispozici i stírací mechanizmy. Při výběru krytu je potřeba dbát i na vlastnosti kamery. Pakliže bude do krytu osazována megapixelová kamera, musí se vybírat i kompatibilní kryt. V interiéru lze použít standardní kameru s držákem a objektivem bez potřeby dalšího krytí před povětrnostními vlivy. Pravděpodobně zde půjde o stálé tepelné podmínky a minimální vzdušnou vlhkost, nehrozí tedy orosení objektivu. V takovýchto případech nemusí být kamera chráněna ani proti korozi a zvýšené prašnosti. V průmyslových provozech je nutné kamery chránit instalací do vhodného krytu, i když jde o vnitřní prostředí výrobní haly, protože okolní prostředí je prašné, vlhké, agresivní vůči korozi, s vibracemi, s vysokými teplotami a se silným elektromagnetickým polem.
Obrázek 11 Boxová kamera Zdroj: http://www.absolon.cz/katalog/cctv_73/ip-kamery_80/box-kamery_88
Obrázek 12 Kamerový kryt Zdroj: http://www.absolon.cz/katalog/cctv_73/kryty-kamer
23
Do druhého typu stacionárních kamer patří bullet kamery. Tyto kamery jsou již vestavěny do krytu, který je chrání před nepříznivými vlivy okolního prostředí, ať už se jedná o interiér, nebo exteriér. Mohou být také vybaveny speciálním IR přísvitem, který je aktivován v případě nedostatečných světelných podmínek. Nejnižší hodnota je u většiny takovýchto kamer 0,3 Lux16. Bullet kamery jsou vybaveny varifokálním (proměnným) objektivem, který dosáhne požadovaného přiblížení, nebo oddálení obrazu. Objektiv je většinou daný výrobcem a nelze jej vyměnit.
Obrázek 13 Bullet kamera s IR přísvitem Zdroj: http://www.absolon.cz
Dalším typem jsou stacionární dome kamery. Jedná se o klasické fixní IP kamery předinstalované do malého kupolovitého krytu. Kamera může být nastavena do libovolného směru. Hlavní výhodou fixních dome kamer je jejich diskrétní, nenápadný design, díky němuž je velmi těžké rozpoznat jakým směrem je kamera nastavena. Zařízení jsou málokdy dodávána s výměnným objektivem, což může být nevýhoda. Do kamer jsou často instalovány varifokální objektivy. Montují se nejčastěji na strop nebo zeď.
Obrázek 14 Stacionární DOME kamera Zdroj: http://www.absolon.cz
16
Lux – jednotka intenzity osvětlení.
24
3.2.5
Kryty, nosiče
Kryty kamer slouží k ochraně kamery ve venkovním nebo jinak nepříznivém prostředí (chlad, vlhkost, prach, žár atd). Kryt je ve většině případů upraven tak, aby byla zajištěna dlouhodobá funkčnost kamery. Může být použito temperování z důvodu zabránění mlžení kamery a skla krytu, nebo naopak větrání pro ochlazení. Nosiče mohou být v provedení k montáži na zeď, strop či stožár. Jako materiál se používají kovy nebo plasty. Záleží na dané situaci a váze celého kamerového soustrojí, ale odolnější jsou samozřejmě kovové. Bez ohledu na provedení držáku se kamerové soustrojí spojuje s pevným bodem na zdi, stropě či stožáru jistícím lankem.
3.2.6
Pohyblivé PTZ17 kamery
Kamery s pohyblivou hlavicí se mohou natáčet ve dvou osách a vzhledem k tomu, že se u nich neustále zvyšuje rozsah optického zoomu (řádově hodnota 36x), stala se pro ně nepostradatelnou funkcí stabilizace obrazu. Tato funkce eliminuje pohyb způsobený nestabilním upevněním kamer. Pro příklad, pohyb držáku kamery o 5 mm může způsobit posunutí zorného pole při vysokém nastavení zoomu o více než 5 m. V případě absence této funkce se stane obraz nepoužitelný. Existují 2 typy pohyblivých kamer.
a) Kamery s pohyblivou hlavicí Tyto kamery využívají polohovací hlavice, která umožňuje otočení kamery do libovolného směru, popř. i změnu ohniskové vzdálenosti nebo zaostření objektivu. Z vodorovné polohy je výkyv hlavice 36° – - 85° a v horizontální poloze je to až 360°. Jsou schopny odolat i velmi silnému větru, který může dosahovat až 200km v hodině. Tyto kamery se používají například ke sledování dopravy na dálnicích. Při dešti či mlze se na skle kamery usazují kapičky vody, které díky vyhřívání kamerového krytu zasychají a znečišťují průhledy. Kvůli tomu jsou osazeny stíracím zařízením, které zajistí očištění průhledového skla. Tím se eliminuje potřeba údržby.
17
PTZ - Pan-Tilt-Zoom (motorické ovládání).
25
Obrázek 15 PTZ kamera s pohyblivou hlavicí a stěračem Zdroj http://www.pelco.com
a) DOME kamery Tento typ kamer je dodáván v krytech polokulovitého tvaru. Kamera nabízí rychlejší otáčení o 360° a rychlost rotace od 0 do 270°/s. Podle typu lze nastavit až několik pozic, na které se kamery mohou navést v případě aktivace některé z událostí. Kamery se vyznačují vysokou rychlostí natočení na požadovaný záběr a jsou oblíbené např. v městských dohledových systémech, kde není snadné zjistit, jakým směrem je kamera natočena. Tvarem připomíná lampu a někdy tak může být výhodou její diskrétnost.
Obrázek 16 DOME kamera Zdroj: http://www.pelco.com
26
3.2.7
Termografické kamery kamer
Použití těchto kamer je velice specifick specifické. IČT18 kamera disponuje disponuje systém bezdotykového měření teplotních polí. Měření je založeno na zaznamenávání tepelného záření, kkteré teré je vyzařováno z povrchu objektů. objektů. To je vyzařováno vyzařováno pouze v případě, že teplota povrchu je větší než 0 Kelvinu. Toto tepelné záření prostupuje optikou, která je v současnosti ze slitiny čistého germania, na detektor. V detektoru je záření převáděno na elektrický signál, který je následně digitalizován a zpracován ve výsledný termogram (Obrázek Obrázek 18 Srovnání pohledu z klasické a IRC kamery). kamery Termogram informuje o zaznamenaných objektech a rozložení jejich teplot.
Obrázek 17 ICR Kamera (Termokamera) Zdroj: http://www.absolon.cz
Obrázek 18 Srovnání pohledu z klasické a IRC kamery Zdroj: vlastní
18
IČT Infračervená termografická kamera.
27
3.2.8
Napájení
IP kamery je možno z hlediska praktičnosti napájet různým způsobem. Dobré je vzít v úvahu, zda s kamerou bude napájen i kamerový kryt. 3.2.8.1 Standardní připojení Při standardním připojení vedou k zařízení dva kabely. Prvním z nich je napájení z adaptéru, který je součástí dodávky, nebo společného zdroje, který má samostatně jištěny výstupy pro jednotlivé kamery. Druhým kabelem je pak běžný UTP/STP/FTP19 nebo SFTP20 kabel pro počítačové sítě (strukturovaná kabeláž). Jako aktivní prvky se dají použít standardní switche. Tím tato alternativa bývá často volena pro menší finanční náročnost. Není totiž potřeba řádově dražších PoE switchů. Důležité je správně nedimenzovat napájecí zdroj a počítat s odběrem jedné kamery vč. kamerového krytu. Standardně bývá SELV21 napájecí napětí kamer a příslušenství stejnosměrných 12 nebo 24 V. Výjimkou ovšem není ani střídavé napájení 230 V 50 Hz. 3.2.8.2 Aktivní prvky s PoE22 Aktivní prvky představují základní komponenty pro přenos informací mezi dalšími částmi sítě, jako jsou např. servery, datová úložiště a počítače. Jejich hlavním cílem je převést informaci z fyzického média (optický, metalický kabel) a následně zaslat tuto informaci prostřednictvím fyzického média k cílovému zařízení. Velmi zjednodušeně se tedy dá říci, že aktivní prvky zajišťují logiku posílání dat z jednoho místa do druhého co největší rychlostí a co nejefektivnějším způsobem. Aktivní prvky zajišťují činnost, která je pro konečného uživatele relativně skrytá, ale pro nejrůznější aplikace velmi důležitá právě z hlediska rychlosti, spolehlivosti a efektivity přenosu. Díky technologii PoE je ethernetový kabel vedoucí od kamery využit jak pro data, tak i pro
19
UTP – Unshielded Twisted Pair, STP – Shielded Twisted Pair, FTP – Foiled Twisted Pair.
20
SFTP – Shielded Foiled Twisted Pair.
21
SELV – Safety Extra Low Voltage (bezpečné malé napětí).
22
PoE – Power over Ethernet (napájení po datovém síťovém kabelu).
28
napájení kamery. PoE také umožňuje napájet vestavěné topení či chlazení kamery bez dalšího použití kabelů. K napájení se nejčastěji využívá aktivních síťových prvků s podporou PoE. Zařízení musí splňovat různé normy IEEE.23
Normy POE Norma IEEE určuje specifikace fyzické a linkové vrstvy ethernetu. IEEE 802.3 upravuje možnosti napájení síťových zařízení. Napájení dle 802.3 využívá standardní Category 5 (CAT-5) kabel. Přestože CAT-5 kabel obsahuje čtyři kroucené páry, pouze dva z nich se u sítí 10/100/1 000 BaseT používají pro přenos dat. Tabulka 1 Rozdíly mezi normami IEEE 802.3af a at
802.3af
802.3at
Napětí (V)
44 V
50 V
Proud (A)
350 mA
720 mA
4-wires
12,95W
~30 W
8-wires
N.A.
~60 W
Zdroj: vlastní zpracování
Schéma zapojení pro normu PoE:
Obrázek 19 Schéma zapojení PoE Zdroj: http://www.moxa.com/newsletter/connection/2009/02/Juice_Up_Your_Networks_with_PoE.htm
23
IEEE – Standard společnosti Institute of Electrical and Electronics Engineers.
29
a) IEEE 802.3af - rozděluje napájené zařízení do několika tříd podle jejich spotřeby energie. Díky informaci o rozsahu odběru připojeného PD24 zařízení mohou PSE25 zařízení pracovat s větší účinností. Tabulka 2 Třídy IEEE 802.3af
Třída
Použití
Max. příkon (W)
0
Výchozí
0,44 – 12,95
1
Volitelné
0,44 – 3,84
2
Volitelné
3,84 – 6,49
3
Volitelné
6,49 – 12,49
4
Rezervováno - nepoužito Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet
b) IEEE 802.3at - umožňuje po kroucených párech standardního UTP CAT-5 kabelu dodávat výkon až 24W. Díky vyššímu dodávanému výkonu mohou být přes síťový kabel napájeny i otočné kamery. V následující tabulce, jsou uvedeny rozdíly v rozsahu napájení obou používaných norem.
3.2.9
Světelné podmínky
Důležitým parametrem pro návrh kamerového systému jsou i světelné podmínky. Zvláště u venkovních aplikací se světelné podmínky výrazně mění v průběhu dne a noci, v různých ročních obdobích (např. za slunného dne při zasněženém pozadí sledovaného prostoru sníh odráží převážnou část světla a mnohonásobně zvyšuje intenzitu světla snímané scény). Intenzita přirozeného denního světla se pohybuje řádově v hodnotách 10.000 až 70.000 luxů (lx). V interiéru se hodnoty intenzity osvětlení pohybují běžně v rozmezí 100 až 1000 lx. Síla osvětlení se zmenšuje a je nepřímo úměrná kvadrátu vzdálenosti od zdroje světla. Žárovka se
24
PD - Powered Device (napájené zařízení)
25
PSE -Power Sourcing Equipment (napájecí zařízení)
30
100watovým příkonem osvítí prostor ve 20 metrové vzdálenosti s intenzitou světla cca 3 lx, v 50 metrech už jen 0,5 lx, ve vzdálenosti 100 metrů činí hodnota intenzity osvětlení pouhých 0,1 lx. 500 W žárovka má intenzitu osvětlení 3,4 lx v 50 metrové vzdálenosti, po 100 metrech je hodnota osvětlení na úrovni 0,8 lx. Velmi jasná měsíční noc při úplňku představuje osvětlenost max. 0,5 lx. Lidský zrak je natolik adaptabilní, že dokáže vnímat určité světelné podněty ještě při hladině 0.000000001 lx, samozřejmě bez možnosti rozlišovat jakékoliv objekty. Naopak, člověk je schopen číst výrazný text při osvětlení zhruba 10.000.000 lx, ale za cenu výrazného nepohodlí. Současné kamery disponují zcela běžně minimální citlivostí v úrovních desetin až setin luxů. Na expoziční automatiku kamer má ve dne rovněž vliv orientace kamer vzhledem ke světovým stranám a ekliptice země vůči slunci. V noci se venkovní kamery musí vyrovnat s umělým osvětlením snímaného prostoru. V závislosti na modelu může být kamera vybavena několika IR26 LED přísvitem. Maximální dosvit IR LED diod je uváděn v technické specifikaci kamery. Platí, že ne vždy větší hodnota dosvitu IR LED znamená lepší viditelnost v noci. I když se infračervené světlo šíří prostorem jinak, než světlo ve viditelném spektru, naddimenzovaný světelný zdroj může naopak ve výsledném obraze zbytečně přesvětlovat blíže stojící objekty či subjekty. Např. má-li zákazník zahradu s délkou 50 metrů od plotu k nemovitosti, a jeho zájmem je střežit především prostor v bezprostředním okolí nemovitosti, je zcela zbytečné osvětlovat celou délku zahrady, protože případný zloděj stejně musí dojít ke střeženému objektu, a tam ho bude sledovat kamera s 10 nebo 20 metrovým přisvětlením. U přídavných samostatně instalovaných světlených zdrojů je nutné ohlídat vyzařovací úhel, který by neměl být podstatně užší než zorný úhel kamery. V interiéru jsou zdrojem nežádoucího protisvětla především okna, prosklené vstupní dveře, skleněné výplně či světlíky. Proto by měly být kamery orientovány pokud možno ve směru zdroje světla, nikdy přímo proti světlu. Interiérové prostory bývají zpravidla osvětleny z části umělým osvětlením, s podílem přirozeného slunečního světla (tzv. sdružené osvětlení). Umělé osvětlení žárovky nebo zářivky má jinou barevnou teplotu chromatičnosti než osvětlení přirozené, v tomto případě by mohlo kvůli „nerozhodnosti“ kamery docházet k nežádoucímu posunu barevného podání obrazu a nepřesné reprodukci výsledných barev. 26
IR – Infrared (elektromagnetické záření s vlnovou délkou větší než viditelné světlo, ale menší než mikrovlnné
záření)
31
Současné moderní barevné bezpečnostní kamery jsou dostatečně citlivé na minimální osvětlení, disponují automatickým přepínáním do IR režimu (True Day/Night) s infračerveným přisvětlením IR LED a nabízejí celou řadu integrovaných funkcí k potlačení výše uváděných nežádoucích projevů. CCTV kamery potlačují velké jasové rozdíly v obraze a díky inteligentnímu dynamickému zpracování expozice WDR (Wide Dynamic Range) poskytují vyvážený obraz bez značných jasových rozdílů a omezení světelných špiček (Eclipse). Moderní bezpečnostní kamery věrně reprodukují barvy díky pokročilým funkcím, které jsou popsány dále. 3.2.9.1 Kompenzace protisvětla BLC27 Pokud je v zorném poli silný zdroj světla a sledovaný objekt je zobrazen tmavě, bez možnosti rozlišení detailů, užití této funkce umožňuje zvýšit kontrast (a tím i rozlišení) sledovaného objektu v poli, pro které je funkce BLC zapnutá, na úkor přesvětlení nedůležitého pozadí. a) Bodová kompenzace protisvětla (Eclipse function, Spotlight BLCbapod.) Jde o speciální variantu BLC, která se uplatňuje u scén s velmi silným bodovým protisvětlem. Funkce "Eclipse" zajistí překrytí částí obrazu s vysokým jasem černou barvou a tím umožní rozlišit jinak "neviditelné" části obrazu v okolí bodového jasu (např. je možné rozpoznat SPZ u vozidla s rozsvícenými reflektory apod.). b) Široký dynamický rozsah (WDR - Wide Dynamic Range) Vyjadřuje schopnost kamery snímat světelně náročné, kontrastní scény, tj. scény s velkým rozdílem mezi nejsvětlejším a nejtmavším místem obrazu (např. tmavá budova na pozadí světlé letní oblohy apod.). Šířka dynamického rozsahu se udává v decibelech (dB). Kamery s širokým dynamickým rozsahem tak umí dobře prokreslit jak tmavé, tak světlé části obrazu. Tím se tato funkce odlišuje od funkce BLC, která upřednostňuje tmavé zájmové části obrazu na úkor světlých částí.
27
BLC - Black Light Compensation (kompenzace protisvětla)
32
c) Pomalá závěrka (Slow Shutter, Sense-up apod.) Nejdelší závěrka je u kamer s normou PAL28 standardně 1/50s (1 půlsnímek trvá 1/50s). Pro sledování za tmy jsou však některé kamery vybaveny funkcí tzv. pomalé závěrky (expoziční integrace), kdy je expoziční čas prodloužen nad tuto hranici tak, aby bylo dosaženo jasného obrazu i za špatných světelných podmínek. Hodnota pomalé závěrky se obvykle udává jako násobek 1/50s (to znamená, že například kamera s parametrem "sense-up 128x", dosahuje expozičního času 128x1/50=2,56s). 3.2.9.2 Funkce day/night CCD29 senzor je na rozdíl od lidského oka citlivý na IR světlo. Mezi objektiv a senzor barevné kamery je zařazen tzv. "IR-cut" filtr, aby nedocházelo ke zkreslení barevného podání obrazu vlivem IR světla. Standardní barevná kamera tedy využívá pouze viditelnou část spektra. To však má za následek omezenou citlivost v noci, kdy je nedostatek "viditelného" světla a IR část světla nelze kvůli IR filtru využít. Tento problém je u kamer řešen 2 způsoby: a) Kamery s elektronickou funkcí "day/night" Používá se obvykle u lacinějších "day/night" kamer, u kterých IR-cut filtr úplně chybí. Při poklesu osvětlení se kamera automaticky přepíná do nočního černobílého režimu, ve kterém dosahuje vyšší citlivosti. Kameře je možné přisvětlit přídavným IR reflektorem. Důsledkem chybějícího IR-cut filtru je však poněkud horší reprodukce barev během dne. b) Kamery s mechanickým přepínáním IR filtru Tyto kamery jsou vybaveny IR-cut filtrem stejně jako standardní barevné kamery. Tím je zajištěna věrná reprodukce barev při snímání během dne. Při setmění dojde k automatickému mechanickému odsunutí (přepnutí) IR-cut filtru mimo obrazový senzor a současně se kamera přepne do černobílého režimu. Tím se dosáhne maximální citlivosti kamery v noci. Kameře je možné přisvítit IR reflektorem. True day/night kamery tedy poskytují perfektní barevný obraz během dne a vysokou citlivost v noci.
28
29
PAL – Phase Alternating Line (standard pro kódování signálu analogové televize) CCD – Charge-Coupled Device (elektronický snímač používaný pro snímání obrazové informace)
33
3.2.9.3 Digitální redukce šumu (DNR -Digital Noise Reduction) Slouží k potlačení šumu, který se vyskytuje v obraze při špatném osvětlení nebo za tmy. Jsou využívány různé technologie (2D DNR, 3D DNR) pro optimální eliminaci šumu u statického i pohyblivého obrazu. Současně je dosaženo úspory záznamové kapacity, kdy se zbytečně nezaznamenává parazitní šum.
3.3
Přenos signálu
Datové rozvody jsou nedílnou součástí datových sítí. V rámci datových rozvodů se používají dva typy vedení: drátové a optické. Při volbě jednoho z nich záleží především na délce požadovaného vedení. Další možností je i bezdrátové propojení. V rámci KS se používají speciální WiFi30 propoje.
3.3.1
Hierarchie
Hierarchií se rozumí uspořádání zařízení v síti. U datových strukturovaných kabeláží se nejčastěji aplikují hierarchie strom (TREE), nebo hvězda (STAR). Někdy se uplatňují i jejich kombinace. Každá má své výhody i nevýhody, ale vždy záleží na konkrétní instalaci a možnostech. 3.3.1.1 Hvězda (STAR) STAR označuje propojení počítačů nebo síťových zařízení do útvaru tvarem připomínající hvězdu. Jde o nejpoužívanější způsob propojování síťových zařízení do ethernetové sítě. Každé zařízení je připojeno k centrálnímu prvku, tzn., že mezi dvěma zařízeními existuje vždy jedna cesta.
30
WiFi - Označení standardu IEEE 802.11 popisujících bezdrátovou komunikaci v počítačových sítích.
34
Obrázek 20 Hvězdicová topologie Zdroj: vlastní
Výhody •
Selže-li li jedno zařízení, nebo kabelové kabelové vedení vedení, přeruší se spojení pouze s tímto konkrétním zařízením/kamerou.
•
Na jednom kabelu je připojeno připojen pouze jedeno zařízení a nedochází tak ke kolizím mezi pakety.
•
Snadno se rozšiřuje rozšiřuje..
Nevýhody •
U větších sítí je zapotřebí velké množství množství kabelů kabelů.
•
V případě selhání centrálního síťového prvku přestane fungovat ccelá síť.
3.3.1.2 Strom (TREE) (T Jedná se o propojení propojení počítač počítačů ů do útvaru, útvaru který tvarem připomíná strom. Vychází z hvězdicové hierarchie a vzniká spojením aktivních síťových prvků, které jsou v centrech jednotlivých hvězd. Takovéto propojení se používá především v rozsáhlých počítačových sítích ve velkých firmách. Jednotlivé hvězdice často představují jednotlivá oddělení firmy, patra budovy nebo celé bbudovy. udovy. Tyto hvězdy jsou pak znovu spojeny hvězdicovitým způsobem.
35
Obrázek 21 Stromová to topologie pologie Zdroj: vlastní
Výhody •
Pokud selže jeden aktivní síťový prvek, ostatní části sítě mohou dále pracovat. pracovat
•
Snižuje se potřebné množství kabelů.
•
Zvyšuje vyšuje se obtížnost odposlouchávání síťové komunikace.
3.3.2
Metalické vedení
Nejběžnější způsob jakým jsou realizovány strukturované kabeláže. Instalace těchto rozvodů má však několik omezení. Kvalitu datového přenosu může ovlivňo ovlivňovat vat rušení, které se eliminuje použitím vhodného typu stíněného kabelu. Maximální délka metalického vedení může mít mezi aktivními prvky 90 m. Pro instalaci lze použít jeden z následujících typů kabelu: a) UTP - Unshield Twisted Pair (nestíněný kabel) Nejpoužívanějším používanějším médiem diem pro přenos dat je v současné době kabel, který obsahuje čtyři samostatně kroucené páry vodičů. Tímt Tímto o typem kabeláže se provádějí vnitřní horizontální rozvody v objektu, kde není požadovaná odolnost proti silnému okolnímu rušení rušení. b) STP - Shield Twisted Pair (stíněný kabel) Kabel sestává opět ze čtyř samostatně kroucených pá párů, rů, které jsou navíc umístěny v kovovém ovovém stínění. V případě použití kabelových rozvodů ve verzi STP je nutné zajistit uzemnění a vzájemné spojení spoj všech komponent, ze kterých se systém skládá. Tento typ kabeláže se používá všude, kde je předpoklad vysokého okolního rušení, jako jsou třeba tovární haly, výrobní haly, letiště, ren rentgenové tgenové laboratoře a nemocnice. c) FTP (Foiled Twisted Pair) 36
Tento kabel má jedno stínění kolem všech čtyřech samostatně kroucených párů.
Obrázek 22 Detail UTP, STP a FTP kabelů Zdroj: http://www.solarix.cz/product.jsp?artno=27655150
Kategorie UTP kabelů Kabely UTP se dle svých možností přenášet datové toky dále rozdělují do dalších kategorií (viz Tabulka 3 UTP Kategorie a jejich specifikace). V současnosti je nejpoužívanější kategorií Cat5e. Často je však nahrazována kategorií Cat6a pro vyšší podporované rychlosti datových přenosů. Tabulka 3 UTP Kategorie a jejich specifikace
Kategorie
Cat5e
Cat6
Cat6a
Šířka pásma Možnosti použití
Popis
100 MHz
100BASE-TX, 1000BASE-T Ethernet
Kategorie Cat5e je rozšířená. V 1 Gbps Ethernet využívá všechny čtyři páry. V současnosti je tento typ kabelů UTP nejpoužívanější pro strukturované kabeláže.
250 MHz
10GBASE-T, 1000BASE-TX Ethernet
V současnosti nejvhodnější pro gigabitové sítě s možností přechodu na 10 Gbps sítě v budoucnu. 10 Gbps Ethernet je omezen do vzdálenosti cca 55 metrů. Cat6 je zpětně kompatibilní s 100BASE-TX a 1000BASE-T.
500 MHz
10GBASE-T, 1000BASE-TX Ethernet
U Cat6a může dojít k problémům při rychlostech 10 Gb/s, kdy je kabel velmi citlivý na rušení přicházející z okolí. Cat6a nemá stíněné kabely, ani konektory. Max. délka kabelu 100m. Zdroj: vlastní
37
3.3.3
Optické vedení
Optická vlákna se používají pro stavbu telekomunikačních sítí, protože jsou ohebná a mohou být svázána do svazků jako kabely. Jsou výhodná zejména na dlouhé vzdálenosti, protože světlo prochází přes vlákno s malým útlumem ve ssrovnání ovnání s elektrickými kabely s kovovými vodiči. Kromě toho přenášejí data rychlostí až 111 GB/s, GB/s, i když v aplikovaných systémech jsou typické rychlosti 10 nebo 40 GB GB/s. /s. Jednotlivé vlákno může přenášet mnoho nezávislých signálů, každý signál s použitím jiné vlnové délky světla. Vytváření sítí na krátké vzdálenosti pomocí optických kabelů (např. v budovách) šetří prostor (množství množství použitých kabelů kabelů) v kabelovém vedení, protože jediné vlákno může přenést přenést mnohem více dat než jeden elektrický kabel. Vlákno je také imunní vůči elektrickému rušení. Optické kabely nejsou elektricky vodivé, což je dobré řešení pro ochranu komunikačních zařízení zařízení, umístěných na přenosové soustavě vysokého napětí a kovových konstrukcích náchylných na úder blesku. Optické kabely jsou ideální také v prostředí, konstrukcích prostředí, kde jsou přítomny výbušné výpary, aniž by hrozilo nebezpečí vznícení či výbuchu výbuchu. Přestože se vlákna vyrábí z průhledného p plastu, lastu, skla, či kombinace obojího obojího,, na velké vzdálenosti vzdálenost u telekomunikačních aplikací se vždy používají vlákna skleněná, skleněná z důvodu nižších optických útlumů. Při komunikaci se používají jak j k mnohavido mnohavidová MM (Multi ( – Mode Mode),, tak i jednovidová SM (Single ( – Mode) vlákna, přičemž mnohavidové vlákno je vhodné převážně převáž na kratší vzdálenosti do 550 m a jednovidové vlákno pro delší vzdálenosti.
Obrázek 23 Šíření paprsku v mnohovidovém vidovém (MM) a jednovidovém (SM) vlákně Zdroj: http://dc339.4shared.com/doc/_QsOoeN8/preview.html
38
3.3.4
Bezdrátové řešení
Jednou z dalších možností přenosu videosignálu je přenos pomocí bezdrátových zařízení v pásmu decimetrových a centimetrových vln. Vzhledem k omezené kapacitě elektromagnetického spektra byly pro bezdrátový přenos videosignálů uvolněné kmitočty v mikrovlnném pásmu. Pro kvalitní a časově stabilní přenos je nutná přímá viditelnost mezi anténami přenosových zařízení. Výhodou je, že na UHF31 kmitočtech není nutná přímá viditelnost. Pro přenosy jsou nejpoužívanější frekvence v decimetrovém UHF pásmu 2400 až 2438,5 Hz. Toto pásmo ISM (Industrial Scientific Medical, také Wi-Fi) je primárně určeno pro přenos datových signálů metodou rozprostřeného spektra podle generální licence vydané Českým telekomunikačním úřadem. Metoda rozprostřeného spektra (Spread Spectrum) je náročná na složitost obvodového řešení, avšak umožňuje provoz mnoha rádiových zařízení bez vzájemného rušení a rušení ze sousedních kmitočtových pásem. Vysílače dosahují výkonu maximálně 25 mW a mají dosah v otevřeném terénu až 700 m. Pomocí směrových antén přijímače lze dosáhnout komunikace na vzdálenost až 3500 m. Některé typy přenosových souprav umožňují současně s video signálem přenášet audiosignál a alarmové signály. Pro přenos obrazu podle této licence jsou též uvolněna pásma 5725 až 5875 MHz s maximálním výkonem 25 mW a 24,000 až 24,250 GHz s výkonem 100mW. Další mikrovlnné pásmo používané pro mikrovlnné přenosy je centimetrové pásmo 10,3 až 10,6 GHz. Toto pásmo je také nezpoplatňované podle generální licence. Na trhu jsou též dostupné systémy pro milimetrové EHF32 pásmo 58 GHz. Rádiové stanice na těchto kmitočtech mají menší rozměry antén při dostatečném zisku. Dosahy spojů jsou běžně do 12 km a výstupní výkony vysílačů do 100mW. Bezdrátové řešení může ulehčit instalaci kamerového bodu. Vždy je ale důležité zvážit, zda není jiná možná varianta, jako je metalické, či optické vedení. Při nevhodném nastavení bezdrátového pojítka hrozí, že se vytvoří slabé místo systému.
Fresnelova zóna
31
UHF – Ultra High Frequency (ultra krátké vlny).
32
EHF – Extremely High Frequency (extrémně krátké vlny).
39
Je to oblast, která vymezuje minimální prostor pro volné šíření elektromagnetických vln mezi dvěma vysílacími anténami. Fresnelova zóna má tvar elipsoidu, její narušení má vliv na stabilitu a kvalitu bezdrátového spojení.
Výpočet průměru Fresnelovy zóny d = vzdálenost mezi anténami f = frekvence přenosové soustavy 72,6 ∗
4
Obrázek 24 Fresnelova zóna s vyznačenými parametry Zdroj: Prezentace výrobků Camibox
3.4
Monitorovací pracoviště
Monitorovací pracoviště je nutné specifikovat s ohledem na provoz bezpečnostního kamerového systému. Provoz kamerového systému může být tzv. bezobslužný, tzn. pouze s požadavkem na záznam, bez ohledu na vyhodnocování aktuální situace. Některá pracoviště bývají jen s částečnou obsluhou (např. pouze v pracovní době), anebo s nepřetržitou obsluhou, která vyhodnocuje aktuální vzniklou situaci a přijímá odpovídající opatření. V úvahu může přicházet i kombinace částečné obsluhy s dálkovým dohledem (např. prostřednictvím internetu, WAP/GSM apod.). Umístění monitorovacího pracoviště je třeba věnovat dostatečnou pozornost. Vybavení by mělo odpovídat provozu kamerového systému, zvláště pokud je požadován režim s nepřetržitou obsluhou a jedná se o velký počet kamer. Návrh a vybavení monitorovacího pracoviště by rovněž 40
měl korespondovat s ergonomickými požadavky. Je-li k dispozici výkres místnosti s jejím předpokládaným zařízením, je to velkou výhodou při zpracování nabídky řešení monitorovacího pracoviště. Rozmístění, počet a velikost videomonitorů a ovládacích prvků kamerového systému by měl odpovídat počtu připojených kamer. Je vhodné stanovit počet pracovníků, kteří budou systém obsluhovat, popř. požadavek paralelního pracoviště (např. pouze pro monitorování či pro práci s archivem snímků).
3.4.1
Monitory
Monitory se používají k zobrazení událostí a situací sledovaných kamerou. Nejčastějším typem monitorů jsou LCD33 a plazmové monitory. CCTV monitory jsou navrženy pro nepřetržitý provoz, protože se předpokládá až 24hodinová ostraha objektu. Obrazovky CCTV monitorů mají poměr stran 4:3, který odpovídá poměru stran obrazového CCD senzoru u CCTV kamer. Tím pádem není obraz deformován. Monitory mohou zobrazovat jeden obraz nebo díky multiplexním zařízením až 16 obrazů z různých kamer (tzv. multiscreen).
3.4.2
Ovládací zařízení
Ovládací zařízení tvoří ovládací klávesnice. Klávesnice mají ovládací moduly, které jsou umístěny tak, aby vyhovovaly požadavkům uživatele. Jedna klávesnice může ovládat veškeré kamery v systému. Součástí klávesnic bývá vestavěný USB Hub pro připojení USB disků. Dalším praktickým nástrojem jsou klávesy pro výběr kamery, předvolby a vzorů a posuvné multifunkční kolečko pro přehrávání záznamů a navigaci v menu, klávesy. Ovládací klávesnice bývají vybaveny vektorovým joystickem a vestavěným reproduktorem.
33
LCD – Liquid-Crystal Display (displej z tekutých krystalů).
41
4 Software pro uchování záznamu 4.1 Centralizovaný typ - základní Vše je založeno na jednom PC. Živý náhled, analýzy videosignálu, distribuce obrazu, protokol záznamů i správa uživatelů je realizována v jedné konkrétní stanici. V této stanici se řeší i kamerové licence. Z kamerového bodu je využit jeden stream videa, který se ukládá do záznamového SW a následně je posílán k ostatním klientům v síti. Datový tok serverovému PC je poměrně veliký a nadměrně vytěžuje síť. Tento způsob provozu je jednoduchý na instalaci a nastavení. Při návrhu je ovšem vhodné zvážit datové toky a dostatečně dimenzovat výkon serverového PC. Nevýhoda nastane, při pří výpadku serveru přestane fungovat celý systém. Nelze sledovat ani záznam ani živý náhled.
Obrázek 25 Centralizovaný typ- základní Zdroj: vlastní
42
4.2 Centralizovaný typ - server/klient Centrální server komunikuje s kamerami, provádí záznam, detekce, analýzy a archivaci záznamu. Rozdíl oproti první variantě je, že obraz je poskytován uživatelům.
Obrázek 26 Centralizovaný typ klient/server Zdroj: vlastní
43
4.3
Decentralizovaný typ
Řešení, které odděluje záznam, analýzu a detekci a živé zobrazování na jednotlivá zařízení. Analýza obrazu je prováděna přímo v kamerách. Kamera rozhoduje o kvalitě a rychlosti záznamu a živého zobrazování. Záznam řeší specializované uložiště dat na bázi Linuxu nebo Windows serveru, které komunikuje přímo s kamerami a zobrazování řeší samostatný PC, který komunikuje přímo s kamerami. Zobrazovacích i záznamových zařízení může být neomezený počet. Software na monitorovacím stanovišti je tedy propojen přímo s kamerovými body, pro které je nastaven jeden ze dvou streamů. V případě nutnosti je umožněn přístup k záznamu na záznamové zařízení. Výhody konfigurace tohoto systému vyplývají z rozdělení na dva datové toky. Není tedy kladen důraz na vysoký výkon zařízení. V případě výpadku záznamového zařízení je živý náhled stále k dispozici. Naopak při výpadku monitorovacího zařízení je stále prováděn záznam.
Obrázek 27 Schéma počítačů s verzí SW Server/Klient Zdroj: vlastní
44
4.4 Zálohování záznamových zařízení Možné výpadky záznamových zařízení se řeší třemi základními variantami. Principiálně se liší způsobem chování aktivních a pasivních záznamových zařízení. Několik záložních záznamových zařízení může monitorovat jedno hlavní a naopak. Zálohování záznamových zařízení je užitečné např. při pravidelném servisu hlavního záznamové zařízení – po dobu servisu nahrává záložní stroj. Je možné definovat různé vazby zálohování (viz Obrázek 28), červeně je označeno hlavní záznamové zařízení a zeleně náhradní (čekající). Záložní NVR34 může nahrávat stejné kamery jako hlavní NVR, ale jiné obrazové streamy. Volba pokrytí rizika / cena systému •
200% pokrytí = 2 záložní NVR monitorují 1 hlavní NVR
•
100% pokrytí = 1 záložní NVR monitoruje 1 hlavní NVR
•
10% pokrytí = 1 záložní NVR monitoruje 10 hlavních NVR
Obrázek 28 Možné řešení zálohy záznamu Zdroj: vlastní
34
NVR – Network Video Recorder (síťové záznamové zařízení).
45
5 Judikatura 5.1
Zákon o ochraně osobních údajů •
Povinnosti pro základní rozsah principů k zajištění ochrany osobních údajů (OOÚ) v oblasti KS jsou dány zákonem a současně příslušným stanoviskem Úřadu pro ochranu osobních údajů (UOOÚ). Je to zejména:
•
povinnost stanovit účel zpracovávání osobních údajů pomocí kamerových systémů (důvod provozování systému a pořizování záznamu),
•
povinnost registrace zpracovávání osobních údajů u ÚOOÚ, ale i u dalších systémů technické ochrany, které zaznamenávají, archivují či jinak zpracovávající osobní údaje. To se však nevztahuje na systémy, jejichž zřízení a provozování je umožněno na základě zvláštního zákona např. zákon o Policii ČR, zákon o obecní policii, zákon o ochraně utajovaných informací, zákon o prevenci závažných havárií atd. Další výjimku mají systémy, které nejsou vybaveny zařízením pro archivaci dat, nebo zařízeními pro jiné typy zpracování.
•
Doba archivace dat u kamerového systému (uchovávání osobních údajů) musí být přiměřena stanovenému účelu zpracování. Pro potřeby registrace zpracování osobních údajů u Úřadu musí být tato doba řádně odůvodněná. Při nesplnění této podmínky nemusí ÚOOÚ registraci povolit.
•
Způsob OOÚ u KS musí být řádně zdokumentován tak, aby bylo možné při kontrole ověřit, zda jsou naplněny požadavky § 13 zákona na ochranu osobních údajů (ZOOÚ). Formou zdokumentování OOÚ je například „Bezpečnostní směrnice OOÚ u KS“. Tato směrnice bývá vydávána zpravidla formou interní normy organizace. Směrnice popisuje způsob zajištění OOÚ včetně rizik, vyplývajících z jejich neoprávněné manipulace, a podmínek přístupu k nim, vydávání záznamu apod. Nedostatečné zdokumentování OOÚ ve směrnici, nebo opomenutí některé ze souvisejících povinností může znamenat problém při kontrole ÚOOÚ.
46
•
Osoby, které mají přístup ke zpracovávaným osobním údajům, musí být prokazatelně seznámeny s požadavky na OOÚ u KS a s následky porušení této povinnosti. Jedním ze způsobů seznámení může být například proškolení ze zákona a Bezpečnostní směrnice OOÚ.
•
Osoby pohybující se v prostoru monitorovaném KS, musí být upozorněny na skutečnost, že je tento prostor monitorován. V praxi se toto řeší zpravidla výstražnou tabulkou, či piktogramem se souvisejícím textem.
•
V případě, že ke zpracování ochrany osobních údajů u kamerových systémů nebo u jiných systémů technické ochrany má přístup subjekt poskytující na základě smlouvy bezpečnostní služby (např. poskytovatel fyzické ostrahy) nebo servisních činností k zajištění provozu bezpečnostní technologie, musí být touto smlouvou řádně ošetřena povinnost zajistit podmínky OOÚ. Pokud by některá z výše uvedených povinností nebyla splněna, je nutné se problematikou
OOÚ vážně a intenzivně zabývat. V případě kontroly z ÚOOÚ pak totiž budou shledány nedostatky. Ty mohou být spojeny nejen s uložením nápravných opatření, ale také s udělením sankcí. Tou může být pokuta ve výši až 10 000 000 Kč a případná trestně právní odpovědnost statutárního zástupce a dalších osob, které porušily povinnosti při OOÚ.
5.2
Registrace na ÚOOÚ35
Před samotným zahájením provozu kamerového systému se záznamem je provozovatel povinen oznámit tuto skutečnost Úřadu pro ochranu osobních údajů. Registrační povinnost je upravena v § 16 ZOOÚ36., podle něhož oznamovací povinnosti podléhá každé zpracování osobních údajů prováděné správcem, na které není možné aplikovat některou z výjimek z této povinnosti upravených v § 18 zákona ZOOÚ Do registračního formuláře se uvádí počet kamer a jejich typ (stacionární, otočné, mobilní…), jejich umístnění (např. u vstupních dveří, na chodbách) a doba, po kterou jsou pořízené záznamy
35
ÚOOÚ – Úřad pro ochranu osobních údajů.
36
ZOOÚ – Zákon o ochraně osobních údajů.
47
uchovávány. Popisuje se i způsob ochrany přenosových cest a datových nosičů, na nichž jsou záznamy uloženy před neoprávněným přístupem nebo nahodilým přístupem, změnou nebo jiným neoprávněným zpracováním. Uvádí se, jakým způsobem jsou subjekty informovány o používání KS, časový režim záznamu (např. mimo pracovní dobu, pouze o víkendu či nepřetržitý záznam). Ve formuláři je také dotaz, zda byla provedena analýza, na jejímž základě je možné konstatovat, že ochrana jiného chráněného práva v daném případě převáží nad ochranou soukromí sledovaných osob, dále zda je užití KS prokazatelně vhodným způsobem k naplnění stanoveného účelu, anebo jestli je KS prokazatelně nutným prostředkem k řešení daného problému. Není tedy možné použít jiný srovnatelný prostředek z hlediska efektivity, nákladů, atd., který by zasahoval do soukromí sledovaných osob.
5.3
Kamerové systémy na pracovišti
Kamerový systém a zvláště kamerový systém se záznamem je bezpochyby prostředkem sloužícím k otevřenému sledování a jako takový narušuje významným způsobem soukromí zaměstnance. Ochrana soukromí zaměstnance při výkonu práce pro zaměstnavatele je jednou z hlavních oblastí problematiky kamerových systémů na pracovišti. Informační a komunikační technologie, které mohou právo na ochranu osobních údajů narušit, prošly poslední dobou obrovským vývojem a jsou dnes naprosto běžnou součástí každé firmy, či podniku. Tento vývoj představuje určitá rizika pro ochranu práv zaměstnanců. Právo na soukromí v rámci pracovněprávních vztahů se nachází v zákoníku práce ve čtyřech odstavcích § 316 v rámci rubriky ochrana majetkových zájmů zaměstnavatele a ochrana osobních práv zaměstnance. Při instalaci kamerových systému musí zaměstnavatel splnit všechny povinnosti, které stanoví Zákon na ochranu osobních údajů. Zaměstnavatel musí zaměstnance informovat o tom, v jakém rozsahu a za jakým účelem budou zpracovány osobní údaje, kdo a jakým způsobem bude osobní údaje zpracovávat a komu mohou být zpřístupněny. Dále musí zajistit ochranu snímacích zařízení, přenosových cest a datových nosičů, na nichž jsou uloženy záznamy, před neoprávněným přístupem. Zaměstnavatel je povinen přijmout taková opatření, aby tedy k neoprávněnému přístupu, či zničení dat nemohlo dojít. Zaměstnavatel nemůže monitorovat zaměstnance bez omezení. Zaměstnanec tedy musí mít určitou míru soukromí zaručenou. Přísná kontrola zpravidla
48
nevede k efektivnějšímu pracovnímu výkonu, protože pracuje-li člověk pod tlakem a s vědomím, že je zcela pod kontrolou, určitě ho to nebude příznivě ovlivňovat. Pokud zaměstnavatel instaluje na svém pracovišti kamerový systém, zpravidla bude využit ke dvěma účelům. Za prvé bude sledovat, zda zaměstnanci plní své pracovní povinnosti a dodržují pracovní dobu, případně zákazy jako např. zákaz kouření či požívání alkoholu. Druhým účelem bývá ochrana majetku a sledování návštěv na pracovišti. Zaměstnavatel v tomto případě musí respektovat občanský zákoník a zákoník práce. Zde je výběr některých ustanovení zákoníku práce, která souvisí se zaváděním monitoringu zaměstnanců na pracovišti: •
§ 302 písm. a) stanoví vedoucím zaměstnancům povinnost kontrolovat práci zaměstnanců, hodnotit jejich pracovní výkonnost a pracovní výsledky.
•
§ 101 odst. 1 ukládá zaměstnavateli povinnost zajistit bezpečnost a ochranu zdraví při práci s ohledem na rizika možného ohrožení jejich života a zdraví, která se týkají výkonu práce.
•
§ 248 odst. 1 zakotvuje povinnost zaměstnavateli zajišťovat svým zaměstnancům takové pracovní podmínky, aby mohli řádně plnit své pracovní úkoly bez ohrožení zdraví a majetku; zjistí-li závady, je povinen učinit opatření k jejich odstranění.
•
§ 248 odst. 2 obsahuje oprávnění zaměstnavatele provádět kontrolu věcí, které zaměstnanci vnášejí nebo odnášejí od zaměstnavatele.
Z výše uvedeného plyne, že na soukromí má fyzická osoba právo i na pracovišti. Jaké však možnosti má zaměstnance, jemuž se nezamlouvá, že je na svém pracovišti sledován kamerovým systémem? Na první pohled by se mohlo zdát, že zaměstnanec se v případě problému může obrátit na státní instituce (např. ÚOOÚ, veřejný ochránce práv atd.). Tyto záležitosti však ve skutečnosti řeší Inspekce práce, která provádí kontrolu podle § 5 zákona č. 251/2005 Sb. V praxi však nastává problém, že Inspekce práce nemůže v případech porušení práva zaměstnanců na ochranu soukromí podle § 316 ZP uložit žádnou správněprávní sankci. Bude-li zaměstnanec považovat provoz KS za skutečnost narušující jeho vlastní práva, může problém řešit přímo se zaměstnavatelem nebo lze podat stížnost na ÚOOÚ. V závažných případech má zaměstnanec právo na náhradu nemajetkové újmy v penězích, o které rozhoduje soud. Podat stížnost lze jak běžnou, tak elektronickou poštou, popř. osobně po předem domluvené schůzce. Pokud se 49
prokáže, že je stížnost, týkající se ochrany soukromí zaměstnance a jeho osobních údajů, oprávněná, může zaměstnance podle § 21 ZOOÚ požádat správce či zpracovatele osobních údajů o vysvětlení, nebo i požadovat, aby byl takto vzniklý stav odstraněn (např. blokování, doplnění nebo likvidace osobních údajů apod.). Pokud vznikla v důsledku zpracování osobních údajů jiná, než majetková újma, postupuje se podle zvláštního zákona OZ § 13. V případě, že správce nebo zpracovatel vadný stav neopraví, má zaměstnanec možnost obrátit se na ÚOOÚ, který tak má podklady pro uplatnění svých dozorových povinností. Ustanovení § 21 odst. 4 dává možnost obrátit se na ÚOOÚ přímo, aniž by před tím zaměstnanec svoji situaci řešil se svým zaměstnavatelem, či zpracovatelem. V případě, že by na podání konkrétní stížnosti nebylo ze strany ÚOOÚ reagováno, přicházela by v úvahu žaloba proti nečinnosti ÚOOÚ.
50
6 Návrh kamerového systému Cílem mého projektu je realizace nového kamerového systému v areálu firmy Centropen a.s. v Dačicích. Firma je předním ryze českým výrobcem školních a kancelářských potřeb. Historie Centropenu sahá až do roku 1940. Výrobky jsou známé po celém světě, v roce 2007 vyrobila firma přes 250 miliónů kusů psacích potřeb. V současné době je objekt chráněn analogovým kamerovým systémem, který je jen částečně funkční. Pro časté výpadky již není spolehlivý a nesplňuje tak aktuální potřeby uživatelů objektu. Z těchto důvodů majitelé zvažují modernizaci celého zabezpečovacího systému spojenou s přechodem na IP řešení.
6.1
Analýza stávajícího stavu
Potřeba kamerového systému byla podmíněna úsporou finančních prostředků na fyzické hlídání areálu. Bezpečnostní služba obcházela areál několikrát denně v určitých intervalech. I přes tato opatření se stalo, že se z areálu, kde probíhala výstavba nových budov, ztrácel stavební materiál. Na parkovištích docházelo k poškození automobilů. V objektu je nyní instalován analogový systém, který je z roku 1992. Vzhledem k jeho stáří již dosluhuje a dochází k jeho buď částečným, nebo dlouhodobějším výpadkům. Nyní je v objektu 24 kamerových bodů, jejichž rozmístění je dostačující. Chrání vnitřní i venkovní parkoviště, perimetr celého areálu, a jeho vstupní a vjezdové brány. Kamerové kryty a kamery jsou napájeny hvězdicovou topologií a jako vedení pro přenos obrazu je použit koaxiální kabel. Veškeré koaxiální kabely a napájení je svedeno do jednoho centra, kde jsou dvě analogová záznamová zařízení DVR. Centrum tvoří menší místnost bez oken s jedněmi dveřmi. Místnost je v bezprostřední blízkosti provozu, momentálně není chráněna protipožárním systémem. Instalace protipožární ochrany tohoto místa bude posouzena. Kabelové trasy jsou vedeny po konstrukcích rozvodu páry a plynu. Takto vedené trasy nejsou příliš vhodné kvůli snadnému mechanickému poškození, a proto zvažuji i kolektor pro vedení tras, který by vedl podél celého areálu s odbočkami k jednotlivým budovám v objektu.
51
Monitorovací pracoviště se nachází v recepci. S jedním DVR je propojeno pomocí SW v počítači, který je momentálně umístěn na zemi pod psacím stolem. Toto umístění je velmi nevyhovující, neboť se počítač rychle znečistí a zanese prachem a tím je jeho životnost a funkčnost značně snížena. Druhé DVR je propojeno pomocí koaxiálního kabelu. Náhledy kamerových bodů jsou zobrazovány na 17“ monitorech s tím, že na jeden monitor připadá 16 kamer a na druhý 8. Sledování pohybu v jednotlivých zónách je tak velice nepřehledné.
6.2
Definice požadavků na nový systém
Při návrhu řešení byly požadavky na systém konzultovány nejen s investorem, ale také s obsluhou monitorovacího pracoviště. Obsluha objekt dobře zná, což bylo při vzájemné domluvě velmi přínosné. Především bylo upozorněno na slabá místa stávajícího systému. Některá monitorovací místa je potřeba prověřit, či změnit na vhodnější.
Požadavky a parametry záznamového zařízení: •
Systém založen na distribuované architektuře.
•
Systém rozšířitelný alespoň na až 100 kamer s použitím stejného HW a SW.
•
Architektura podporuje průmyslové standardy, jako jsou UPnP37, RAID38, USB.
•
Architektura umožňuje automatickou konfiguraci a adresaci síťových zařízení přes DHCP39.
•
Systém umožňuje nahrávat audio na všech kanálech.
•
Hardware a software je od jednoho výrobce.
•
Další zařízení mohou být zprovozněny přes hlavní operační systém.
•
Systém by měl být navržen tak, aby ho IT manažeři byli schopni začlenit do stávající IT infrastruktury.
•
Integrace inteligentní analýzy obrazu.
•
Úložiště v RAID provedení.
37
UPnP – Universal Plug and Play (sada síťových protokolů).
38
RAID – Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks.
39
DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol.
52
•
Monitorovací diagnostika celého systému.
•
Otevřená kompatibilita pro výrobce třetích stran.
•
Funkce zájmových zón.
Požadavky na kamerová zařízení: Pevné kamery •
Rozlišení min. 1,2 MPx (1280x960).
•
Až 30 ips při rozlišení 1280x720.
•
Vysoká světelná citlivost až 0,0013 lx.
•
Široký dynamický rozsah, technologie proti přesvětlení (Anti-Bloom).
•
Denní/noční modely s mechanickým IR Cut filtrem.
•
Kompaktní kamera s třípalcovou kopulí.
•
Varifokální megapixelový objektiv 2,8-10 mm s autofokusem.
•
Komprese H.264 a MJPEG.
•
Napájení přes Ethernet (PoE), IEEE 802.3af Třída 2.
•
Až 2 samostatné toky videa.
Otočné kamery •
Rozlišení až FULL HD (1920x1080).
•
Až 30 ips při rozlišení 1920x1080.
•
Vysoká světelná citlivost až 0,0013 lx.
•
2Mpix, min. 20x optický zoom, 12x digitální zoom a WDR.
•
Integrovaná pokročilá analýza obrazu.
•
Robusní, venkovní, antivandal provedení.
•
16 možných tras, 256 presetů a až 32 maskovacích oken.
•
Komprese H.264 a MJPEG.
•
Až 2 simultánní toky videa.
Na základě požadovaných parametrů bylo konstatováno, že stávající analogový kamerový systém již není schopen vyhovět novým nárokům, které jsou kladeny na obrazovou kvalitu. Situace se tedy bude řešit kompletní rekonstrukcí a implementací digitálního IP kamerového systému. Nový 53
systém nabídne vysokou technickou úroveň a bude splňovat nejnáročnější požadavky na ochranu majetku, které byly prioritní při zadání zakázky. Nynější rozmístění kamerových bodů je poměrně dostačující, avšak bude třeba dodat jednu novou dome kameru do prostoru expediční brány. Tato kamera by měla být díky svým inteligentním funkcím (jako např. sledování tváří/počítání vozidel/rozpoznání SPZ) schopna sledovat prostor, kde je největší pohyb osob a vozidel, a zabránit neoprávněnému vniknutí do areálu.
7 Plánování projektu. Jelikož se bude zcela měnit princip fungování KS, bude potřeba zabývat se projektem komplexně. Tím se myslí výběr vhodného materiálu kabelových rozvodů, umístění a počet podružných rozvaděčů, výběr záznamového zařízení a volba kamerových bodů dle specifikace. Dokumentace bude nezbytnou součástí projektu.
7.1
Návrh rozmístění datových rozvaděčů
Objekt firmy Centropen a.s. je značně rozsáhlý a bude nezbytné vytvořit vedle hlavního datového rozvaděče (DR) další podružné. Struktura vedení bude provedena pravděpodobně podle hierarchie hvězda. Toto řešení však nemusí být definitivní a musí být ještě prověřeno. První studie počítala se třemi DR. Ukázalo se však, že tento počet je nedostačující, protože délka metalického vedení od DR ke kamerovému bodu překročila maximální možnou délku vedení, jež činí 100 m. Byla tedy vytvořena druhá studie, ve které je projektováno pět DR (viz Příloha 7 Rozmístění kamerových bodů a datových rozvaděčů). Dalším důvodem pro navýšení počtu rozvaděčů, kromě vzdálenosti mezi jednotlivými rozvaděči, byl rovnoměrný počet připojených kamerových bodů na jednotlivý rozvaděč. Tím bude zajištěn stejnoměrný datový tok. 7.1.1.1 Blokové schéma Schéma vychází ze zvolené hierarchie. V úvahu přichází dvě možné varianty. V první variantě se nabízela možnost propojit aktivní prvky, které jsou konfigurovány s více optickými porty, optickým vedením za sebou. Při hlubší analýze tohoto zapojení však bylo zjištěno, že by zřejmě docházelo k zahlcování některých prvků a tím by byla ovlivněna 54
prostupnost přenosu. Další slabinou této varianty se ukázalo, že při náhodném výpadku některého aktivního prvku by onen prvek, a tím pádem všechny za ním, byly nedostupné. Tato varianta je z výše uvedených důvodů nevhodná.
Obrázek 29 Blokové schéma 1. varianta Zdroj: vlastní – program E-plan
55
Druhá varianta respektuje hvězdicovou topologii, kdy je každý z podružných datových rozvaděčů spojen přímo s centrálním (X3). Tím se eliminují závislosti z první varianty.
Obrázek 30 Blokové schéma 2. varianta Zdroj: vlastní – program E-plan
56
7.2
Přenosové cesty
Pro přenosové trasy je třeba počítat s rozlehlostí objektu a volit vhodné přenosové médium pro konkrétní trasy. Trasy jednotlivých DR jsou od sebe vzdáleny více než 100 m. Proto bude hlavní DR propojen s podružnými optickým vedením, které umožňuje propojení řádově až kilometry dlouhé. Nejdelší kabelová trasa bude měřit cca 270 m. Trasa bude pravděpodobně vedena po stávajících železných konstrukcích, kterými jsou budovy mezi sebou propojeny a také podzemními kolektory. Ty však budou jen mezi některými budovami. Dle projektu však budou realizovány kolektory i mezi ostatními budovami.
7.2.1
Hlavní optické rozvody
Hlavní optické rozvody budou vedeny dle hierarchie strom pomocí kabelu DROP FTTx 12 vl. SM 9/125, G.657A. Pro veškeré konektory a aktivní prvky bude použito vše pro SM (Single mód) (viz kapitola 3.3.3 Optické vedení, nebo Obrázek 23 Šíření paprsku v mnohovidovém (MM) a jednovidovém (SM) vlákně). Tento kabel obsahuje 12 optických vláken a má průměr 3 mm. Je chráněn PUR izolací, který ho předurčuje pro venkovní použití. Přesto bude navíc uschován v FXPS trubkách, které zabrání jeho mechanickému poškození a poté uložen do připravovaných kolektorů. Optické vlákno bude v DR vyvedeno do optické vany, ve které je možno smotat kabelovou rezervu a také tvoří ochranu optických vláken a spojů. Optická vlákna budou zakončena SFP SM/LC konektorem (viz Obrázek 31 SFP konektor), který bude napojen přímo do aktivního prvku – switche. Konektor musí být napojen na optické vlákno druhým konektorem použitím speciální svářecí soupravy na optické vlákno. Tato souprava obsahuje svářecí jednotku pro samotné svaření optického vlákna a zalamovací nástroj.
57
Obrázek 31 SFP konektor Zdroj: http://www.dealer.penta.cz
Svařování se provádí na svářečce Inno Fiber Master IFS-10 Core-Alignment Fusion Splicer (viz. Příloha 1 Svařovací soustava). Tato svářečka disponuje pryžovými ochrannými prvky, které zajišťují maximální ochranu i v nepříznivém počasí nebo ve znečištěném prostředí. Dále je vybavena grafickým rozhraním, které je zobrazeno na 5" displeji z tvrzeného skla. Displej je možno otočit až o 180° a tím je zajištěna přehlednost, kterou navíc zvyšuje česká lokalizace. Vysokokapacitní baterie umožňuje provést na jedno nabití až 350 svárů Svaření vlákna předchází pečlivá příprava, kdy se dva konce uřčené ke svaření zalomí. Tento proces se vykonává zalamovacím nástrojem (viz Příloha 3 Zalamovací nástroj). Po zalomení se vlákno zbaví nečistot a mastnoty čisticím prostředkem. Takto připravený konec vlákna se založí do svářecího stroje (viz Příloha 2 Detail svařovacího ústrojí). Každý optický spoj musí být opatřen tzv. ochranou sváru, která svařené místo chrání od nečistot, způsobujících nežádoucí útlum. Při svařování optického vlákna je nutné postupovat velice opatrně, aby nedošlo k poranění skleněnými úlomky. Velké nebezpečí hrozí, dostane-li se skleněný úlomek do krevního oběhu.
Optické trasy Mezi jednotlivými objekty je plánován kolektor pro založení rozvodů. Kolektor bude veden v místech stávajících nadzemních konstrukcí pro rozvod plynu. Ten v podstatě kopíruje hranici pozemku směrem k řece (viz příloha Příloha 7 Rozmístění kamerových bodů a datových rozvaděčů).
58
Tabulka 4 Délky jednotlivých optických tras
Číslo
Označení
Délka trasy od
trasy
DR
centr. DR
1
X1
286
2
X2
205
3
X3
0
4
X4
155
5
X5
246
Zdroj: Vlastní úprava
7.2.2
Podružné metalické rozvody
U IP kamerových bodů bude využito napájení ze společného zdroje, který bude umístěn u každého DR. Byla zvažována také varianta s PoE napájením, ale s ohledem na použití externího napájení kamerového krytu bude toto napájení využito i pro napájení samotné kamery. Tato varianta bude i ekonomicky výhodnější, poněvadž nebude potřeba speciálních switchů s podporou PoE. Jak už bylo řečeno v předchozích kapitolách, v rámci objektu by tedy mělo vzniknout několik distribučních míst, která jsou závislá na rozmístění kamerových bodů. Tyto body budou propojeny s datovými rozvaděči metalickým kabelem UTP. Na rozdíl od výše popsaného optického vedení, zde bude upřednostněna hierarchie hvězda. Na straně kamerového bodu bude kabel osazen konektorem RJ45. V datovém rozvaděči bude zakončen v PATCH panelu. V následujících tabulkách je uvedena vzdálenost mezi jednotlivými DR a kamerovým bodem. Trasy budou instalovány do chrániček, které jsou odolné povětrnostním podmínkám a UV záření. Rozvody budou provedeny nestíněným UTP cat.6 4x2x0,6 pro datové rozvody a YSLY JZ 3x1 pro napájení kamer a kamerových bodů (vyhřívání).
59
Trasy UTP pro DR X1 Tabulka 5 UTP trasy pro DR X1
Číslo kamery
Označení kamery
Typ kamery
Vzdálenost od DR (m)
1.1
Brána 1.1
Stacionární
15
1.2
Zásobování jídelny
Stacionární
29
1.3
Parkoviště 1
Stacionární
31
1.4
Parkoviště 2
Stacionární
63
1.5
Plot 1
Stacionární
52
Zdroj: Vlastní
Trasy UTP pro DR X2 Tabulka 6 UTP trasy pro DR X2
Číslo kamery
Označení kamery
Typ kamery
2.1
Vrátnice
Stacionární
65
2.2
Parkoviště
Stacionární
55
2.3
Plot 4
Stacionární
29
2.4
Plot 3
Stacionární
40
2.5
Plot 2
Stacionární
41
2.6
Brána 1.2
Stacionární
28
Zdroj: Vlastní
60
Vzdálenost od DR (m)
Trasy UTP pro centrální DR X3 Tabulka 7 UTP trasy pro centrální DR X3
Číslo kamery
Označení kamery
Typ kamery
Vzdálenost od DR (m)
3.1
Prostor1
Stacionární
47
3.2
Plot 6
Stacionární
31
3.3
Plot 5
Stacionární
67
3.4
Skládka1.1
Stacionární
82
Zdroj: Vlastní
Trasy UTP pro DR X4 Tabulka 8 UTP trasy pro DR X4
Číslo kamery
Označení kamery
Typ kamery
4.1
Prostor 2.1
Stacionární
56
4.2
Prostor 2.1
Stacionární
88
4.3
Prostor expedice1.1
Stacionární
92
4.4
Prostor expedice1.2
Stacionární
86
4.5
Plot 7
Stacionární
20
4.6
Brána expedice 1
Otočná
39
4.7
Brána expedice 2
Stacionární
40
Zdroj: Vlastní
61
Vzdálenost od DR (m)
Trasy UTP pro DR X5 Tabulka 9 UTP trasy pro DR X5
Číslo kamery
Označení kamery
Typ kamery
Vzdálenost od DR (m)
5.1
Zadní část 1
Stacionární
59
5.2
Zadní část 2
Stacionární
29
5.3
Plot 8
Stacionární
31
5.4
Plot 9
Stacionární
63
Zdroj: Vlastní
7.2.3
Aktivní síťové prvky
Dle požadavků klienta na dlouhodobě funkční a částečně bezúdržbový systém přichází v úvahu, na základě vlastních zkušeností a výsledků testů jednotlivých výrobců a jejich síťových prvků, renomovaný výrobce CISCO. Ze zvolené hierarchie a s použitím vybraných konektorů je patrné, že tyto síťové prvky musí mít alespoň jeden konektor SFX. Byl také vybírán takový model od výrobce CISCO, který má na své výrobky doživotní záruku. Switche budou umožňovat vmontovaní do DR pomocí nosných lišt (rackové upevnění). Tato varianta je vhodná především kvůli praktického ukotvení. Tím se eliminuje nepraktická a necitlivá manipulace v DR. Z důvodu případného rozšiřování systému bude aktivní prvek – switch dimenzován na více kamerových bodů.
62
Vybrané modely switchů 1. Switch pro DR Cisco WS-C2960X-24PSQ-L, 24xGigE PoE 92W, 2x SFP 5 42 450 212 250 •
2x SFP port (optika).
•
24x RJ45.
•
Rychlost LAN 1 000 Mbps.
•
Rackové provedení.
•
Možnost použít PoE.
Obrázek 32 Switch CISCO pro DR Zdroj: http://www.cisco.com/c/en/us/products/index.html
2. Switch pro propojení s DR Cisco SG300-10 10x Gigabit Managed SFP Switch •
10x SFP port (optika).
•
2x RJ45.
•
Rychlost LAN 1 000 Mbps.
•
Rackové provedení.
Obrázek 33 Switch pro optické propoje Zdroj: http://www.cisco.com/c/en/us/products/index.html
63
7.3
Konfigurace datových rozvaděčů
Základem bude datový rozvaděč TRITON RUA-09-AS4–CAX–A1. Jedná se o jednodílný svařovaný rozvaděč robustní konstrukce s odnímatelnými bočnicemi se stupněm krytí IP30 a nosností 30 kg. Systém pantů dovoluje otevřít celoskleněné dveře pod úhlem až 180°. Lze je také jednoduše demontovat. U této řady DR je výhodou rychlý a snadný přístup, a to díky odnímatelným bočnicím, které jsou opatřeny zámky proti neoprávněnému přístupu. DR umožňuje i posun vertikálních lišt, ty jsou plynule nastavitelné v libovolné hloubce rozvaděče. Pro kabelové vstupy je v horní, spodní a zadní části rozvaděče připravena vylamovací záslepka. Pro případ nutnosti chlazení bude k dispozici šest vylamovacích záslepek pro ventilátory. Rozvaděč bude zavěšen na stěně. Rozteč děr pro zavěšení je na schématu označena kótami „R“ (Obrázek 34 Datový rozvaděč TRITON). Instalované zařízení musí být v rozvaděči rovnoměrně rozloženo z hlediska zatížení. Na základě doporučení by měly být dveře a odnímatelné bočnice osazeny magnetickými kontakty. Tyto kontakty by v případě zapojení do obvodu EZS informovaly bezpečnostní obsluhu o manipulaci se zařízením. (EZS není součástí tohoto projektu).
Obrázek 34 Datový rozvaděč TRITON Zdroj: http://www.triton.cz/cs/datove-rozvadece/nastenne-rozvadece/nastenny-rozvadec-rba-nedeleny
64
7.4
Záložní zdroje energie
UPS budou nasazena v DR X3 (viz. Příloha 7 Rozmístění kamerových bodů a datových rozvaděčů) a na monitorovacím pracovišti, kde budou hlavní prvky, které je potřeba bezpečně vypnout. K zálohování budou využity online-line záložní zdroje UPS. Vedle funkce záložních zdrojů budou mít tato zařízení také funkci ochrannou, aby se eliminovaly níže uvedené problémy, ke kterým může v průmyslových objektech docházet. •
Výpadek elektrického napájení. Úplná ztráta napětí, příčinou může být např. práce na rozvodech či odstávka dodávky elektrické energie.
•
Přechodový pokles napětí. Projevuje se náhlým snížením napětí od 10 ms do několika sekund, způsobeným změnou zátěže nebo zkraty v rozvodech. Důsledkem je nesprávná činnost HW, či výpadky SW.
•
Napěťové špičky. Dochází při nich k velmi krátkému náhlému zvýšení napětí, které je způsobené např. bouřkou. Může zapříčinit trvalé poškození zařízení.
•
Podpětí. Představuje dlouhodobé snížení napětí, může trvat několik sekund. Často bývá způsobeno zapínáním velkých spotřebičů.
•
Přepětí. Dlouhodobé vyšší napětí v trvání nad několik sekund zapříčiňuje spínání jistících prvku nebo rozběh motorů. Důsledkem je přehřívání a předčasné stárnutí prvků a zařízení.
7.5
Specifikace záznamového zařízení
Při volbě záznamového zařízení přicházely v úvahu dva systémy: •
Endura Xpress
•
Digital Sentry
65
Obě záznamová zařízení jsou od firmy PELCO, která patří mezi špičku výrobců kamerových zabezpečovacích zařízení. Jejich technické řešení je např. použito i v O2 aréně v pražské Libni. Při výběru zařízení rozhodovaly následující parametry: maximální počet kamerových bodů, velikost pevných disků, typ operačního systému a cena. Konečné rozhodnutí proběhlo na základě klíčových vlastností, které byly dány v zadání. Z těchto parametrů bylo zřejmé, které zařízení bude nejvhodnější. V tabulce jsou zaneseny hlavní porovnávané parametry. Porovnávaný parametr
Digital Sentry
Endura Expres
Počet kamer (ks)
128
250
Velikost HDD (TB)
18
24
Systém (OS)
Windows Ultimate
Linux
Cena (Kč bez DPH)
352 274
580 597
Zdroj: Vlastní
Vyhodnocení: Výsledky ukázaly, že pro konkrétní podmínky firmy Centropen a.s. Dačice je vhodnější systém Digital Sentry (DS). A to jak po stránce technických parametrů, tak i po stránce finanční. Celkový počet kamerových bodů bude 26 a i v případě možného rozšíření jich nikdy nebude více než 128, na které je DS dimenzován Operačního systém Windows, je odladěn pro bezchybný a trvalý provoz záznamového zařízení. Z hlediska tohoto konkrétního provozu by byl robustní systém Endura Xpress neúčelný.
7.5.1
Záznamové zařízení Digital Sentry
Jako záznamové zařízení byl vybrán síťový videorekrodér Digital Sentry ( DS NVR). Datový tok 280 Mbps podporuje až 128 kombinovaných IP a analogových video kanálů. DS NVR funguje jako samostatný systém nebo jako součást síťových serverů. Systém je optimalizován pro předinstalovaný DS NVs software a je monitorován pomocí rozhraní DS ControlPoint. Půjde tedy o decentralizovaný typ (4.3 Decentralizovaný typ).
66
Zařízení pro záznam má procesor Intel Core i7 a 8 GB RAM, díky němuž poskytuje optimální kombinaci výpočetního výkonu a spolehlivosti, aby splňoval požadavky pro nahrávání a přehrávání HD videa. Pro snadné plánování architektury sítě jsou k dispozici dva GB síťové porty. Jeden port je určen pro IP kamery a druhý je pro připojení uživatele. Pohodlné připojení k monitorům s vysokým rozlišením umožňují dva DVI-D porty. Systém nahrává H.264, MJPEG a MPEG-4 IP streamy. DS NVR je k dispozici s až 18 TB záznamovým úložištěm. Pokud je nakonfigurován na RAID 5 úložiště s volitelným RAID5 řadičem, jsou disky vyměnitelné za provozu. Pro RAID 5 konfiguraci jsou nutné minimálně tři disky. Na předním panelu jsou LED indikátory poskytující informace o stavu hardwaru a softwaru. Externí úložný prostor je podporován přes USB datová uložiště nebo volitelné DSSRVSCSI rozhraní připojené v DX8100HDDI uložišti až do 24 TB. Informace o provozu systému zobrazuje LED na předním panelu. LED diody jsou propojeny s novým programem DSSI40, který poskytuje statistiky v reálném čase pro využití systémových zdrojů, teploty, stavu a propustnosti sítě. Systém může být nasazen jako síťový videorekordér (NVR) nebo digitální videorekordér (DVR) nebo jako hybridní NVR.
40
DSSI – Digital Sentry System Information.
67
Obrázek 35 Zapojení celého systému Zdroj: Vlastní úprava
7.6
Specifikace kamerových bodů
Při výběru kamerových bodů bude dbáno na kompatibilitu se záznamovým zařízením. K vyhovění požadavků je třeba zvolit kamerové body od stejného výrobce jako je záznamové zařízení. Aby byl objekt dostatečně zabezpečen, bude potřeba použít kombinaci boxových kamer a jedné otočné kamery. Důležitým kritériem bude HD rozlišení.
68
7.6.1
Světelné podmínky
Podstatným parametrem pro návrh kamerového systému jsou světelné podmínky. Zvláště právě u venkovních aplikací, kde se světelné podmínky výrazně mění v průběhu dne a noci. Při návrhu kamerových bodů byla provedena terénní obhlídka všech stanovišť. Takto bylo zjištěno, že všechny sledované plochy jsou osvětlené pouličními lampami. Při měření luxmetrem (přístroj na měření intenzity osvětlení) byla zjištěna nejnižší úroveň osvětlení 0,7 lx. Tato hodnota byla využita pro výběr optimální IP kamery. Vybrané kamerové body mají citlivost až 0,03 lx.
7.6.2
Stacionární kamera
Při výběru typu kamery byla dodržena kompatibilita s vybraným typem NVR. V rámci sortimentu boxových IP kamer byl výběr vymezen na typ IXE Series. V této produktové řadě je možno vybírat kamery s rozlišením od 0,5 až do 3 MPx. Kamery jsou vybaveny funkcí den/noc. Kamerové kryty budou vyměněny za nové a to z důvodu eliminace problémů při špatně těsnícím, nebo jinak poškozeném původním krytu. Tento kryt je plastový a při samotné montáži může dojít k odlomení pantu.
Vybraný model •
IXE31 Sarix - rozlišení 3 MPx (1080p) with SureVision, low-light, WDR, day-night, síťová kamera s podporou PoE a built-in Pelco analytics.
Kamera IXE31 má rozlišení 3.1 MPx a zaručuje tak vynikající kvalitu obrazu s vysokým výkonem zpracování. Tato kamera je konstruována pro rychlou instalaci a vybavena pokročilými funkcemi i pro náročné bezpečnostní aplikace.
Vlastnosti vybrané kamery •
Otevřené IP standardy.
•
Rozlišení 3.1 MPx až (2048 x 1536).
•
Až 30 snímků za vteřinu (ips) při 1280 x 720.
•
Automatické ostření.
•
Schopnost komprese H.264, MJPEG. 69
•
Režim Den/Noc.
•
Servisní konektor pro nastavení obrazu PAL.
•
Citlivost 0,03 lux.
•
Napájení přes ethernet (IEEE 802.3af) nebo 24 VAC – bude využito.
•
Až 2 simultánní toky videa.
•
Možnost sledovat přes web až 16 kamer současně.
•
Místní paměť (Mini SD) pro záznam alarmů.
Doporučené objektivy •
13M2.2-6 MPx lens, varifocal, 2.2 ~ 6.0 mm, f/1.3 ~ 2.0.
•
13M2.8-8 MPx lens, varifocal, 2.8 ~ 8.0 mm, f/1.2 ~ 1.9.
•
13M2.8-12 MPx lens, varifocal, 2.8 ~ 12.0 mm, f/1.4 ~ 2.7.
•
13M15-50 MPx lens, varifocal, 15.0 ~ 50.0 mm, f/1.5 ~ 2.1.
Příslušenství •
IPCT01 Pelco IP camera tester.
•
ALM-1 External alarm accessory.
•
POE1AT-US 1-port PoE midspan with power cord.
•
POE1AT-EU 1-port PoE midspan with European power cord.
7.6.3
Kamerový kryt
Kamerové body budou instalovány ve venkovním prostředí. S tím souvisí i použití venkovních krytů, které kameru dostatečně chrání především před povětrnostními vlivy. Stávající kamerové kryty jsou pro nové IP kamery nepoužitelné. V rámci zachování obrazové kompatibility není zaručena kvalita průhledů, které nejsou určeny pro HD rozlišení. Může tedy docházek k degradaci obrazu. Také vzhledem ke stáří těchto plastových krytů může dojít při instalaci nové kamery k poškození krytu. S výměnou kamery proběhne pravděpodobně i výměna kamerového krytu.
70
Obrázek 36 Stávající kamerový kryt a kamera Zdroj: vlastní zdroj
Pro kameru je navržen malý a úhledný kryt vyrobený z vysoce spolehlivé odlévané hliníkové konstrukce Je napájen 24V a osazen topením proti rosení krytu a ventilátorem. Splňuje normy IP66 a NEMA Typ 4X.Disponuje snadným přístupem pro údržbu a instalaci kamery.
Typ krytu •
EH1512 Indoor/environmental, IP66.
Doporučený držák •
7.6.4
C10-UM Universal camera mount.
Otočná kamera
V prostoru hlavní brány do areálu je nově navržena otočná DOME kamera. Tato kamera umožní obsluze zaměřit se na konkrétní zájmovou zónu. Je to například SPZ automobilu, kterou obsluha zapisuje do deníku. Kamera by měla mít dostatečný zoom, aby byla zajištěna možnost získat velmi úzký záběr s detaily. Další podmínkou také bylo vysoké rozlišení, aby byl obraz dostatečně čistý a čitelný.
Typ kamery •
Spectra D5230P HD DOME Camera.
Kamera nabízí 2 MPx rozlišení (1920x1080 při 30 fps), podporuje kompresi high-profile H.264. Nabízí integrovanou inteligentní analýzu obrazu a mnoho dalších funkcí. Kamera bude vybavena 71
krytem (kopulí), který bude optimalizován pro HD video. Pro kompenzaci vibrací bude upevněna závěsným držákem. Pro zoomování detailů bude vybavena 20x optický zoom s 12x digitálním zoomem a přesným PTZ ovládáním a možností otáčení o 360°.
Vlastnosti •
Rozlišení až 1280 x 960.
•
Poměr stran 4:3 nebo 16:9; 960bodů při 20 snímcích za vteřinu (ips), 720 při 30 ips.
•
1,3 megapixelová kamera s 20X optickým zoomem a širokým dynamickým rozsahem (WDR).
•
Schopnost řídit a sledovat video přes IP sítě.
•
Zabudovaná inteligentní analýza obrazu automatické sledování a adaptivní detekce pohybu.
•
2 simultánní toky videa: Dual H.264 a Scalable MJPEG.
•
Nepřetržité otáčení o 360° při rychlosti 400°/s.
•
Podporované protokoly: TCP/IP, UDP/IP (Unicast, Multicast IGMP), UPnP, DNS, DHCP, RTP, NTP, a další).
•
Napájení přes ethernet (PoE) IEEE 802.3af.
•
Rozšiřující sloty USB pro alarmy a audio příslušenství.
•
16 přednastavených tras, 255 předvoleb, 8 privátních zón.
7.6.5
Napájení
Napájení bude realizováno pomocí napájecího zdroje MCS16-20SB (viz Obrázek 37 Napájecí zdroj pro kamerové kryty). Zdroj je dodáván se čtyřmi, osmi, nebo šestnácti výstupy, které jsou samostatně jištěny tavnou pojistkou. Pro tento projekt se hodí vzhledem k možnému rozšiřování systému zdroj s 16 výstupy. Zdroj je instalován v samostatném boxu, který bude umístněný v každém z pěti RACKů.41
Vlastnosti napájecího zdroje: • 41
výstupy pro 16 kamer, každý jištěný tavnou pojistkou,
Datový rozvaděč.
72
•
120 VAC nebo 230 VAC Volitelný vstup,
•
24 VAC Výstupní nebo 28 VAC Výstup pro delší vedení,
•
samostatný kryt.
Obrázek 37 Napájecí zdroj pro kamerové kryty Zdroj: http://www.pelco.com
7.7
Monitorovací pracoviště
Po stanovení počtu a typu konkrétních kamer je nutné specifikovat monitorovací pracoviště s ohledem na provoz bezpečnostního kamerového systému. Provoz KS bude obslužný pouze v pracovní době. V úvahu může přicházet i kombinace částečné obsluhy s dálkovým dohledem prostřednictvím internetu. Vybavení tohoto monitorovacího pracoviště musí odpovídat provozu kamerového systému i s přihlédnutím na množství kamerových bodů a ergonomické požadavky. Monitorovací místnost bude vybavena strojem RU DS Client EU Powercord, (viz. Obrázek 35 Zapojení celého systému). Jak již bylo uvedeno v kapitole 7.47.4 nahořeZáložní zdroje energie, pro bezpečné vypnutí tohoto stroje zde bude osazen zálohovaný zdroj UPS APC Smart 1500VA Rack/Tower LCD 230V. Aby byla zaručena dlouhá životnost tohoto přístroje, bude umístěn v DR, který umožní dostatečné větrání a zabrání vniknutí prachových častí do větracího systému. V kapitole 7.11 Údržba a dokumentace, je pak popsán postup, jak tato zařízení budou udržována. 73
Dále bude možnost instalovat pro další uživatele SW DS Controlpoint, který může zobrazovat živý náhled (viz. Příloha 8 Možnosti náhledu v programu DS Controlpoint). SW obsahuje podporu inteligentní analýzy obrazu pro IP kamery, bez nutnosti platby dalších poplatků, je volně ke stažení a není omezen počtem licencí.
7.7.1
Monitory
Při návrhu monitorovací místnosti bude dbán především ohled na přehlednost všech kamerových bodů. Práce v systému při řízení videa se dvěma monitory bude umožňovat uživatelům jednoduše prohlížet a spravovat záznam. Podkladem bude orientační mapa s umístěním jednotlivých ikon kamer. Instalovány budou dva monitory. První monitor o velikosti 42“ bude umístěn na stěně místnosti (viz Příloha 5 Stávající monitorovací pracoviště) tak, aby bylo možné ho pozorovat jak od obsluhovacího okénka, tak i od pracovního stolu. Pro nastavení ideálního sklonu bude monitor nainstalován na VESA nástěnnou konzoly. Na pracovním stole bude druhý monitor, určen pro detailní analýzu konkrétně vybrané kamery.
7.7.2
Ovládací klávesnice s PTZ
Pro snadné ovládání bude na místě obsluhy ovládací klávesnice KBD300A+USBKIT. Klávesnice je složena z jednoho modulu, jehož součástí je vektorový joystick. Ten má proměnnou rychlost ovládání. Joystick poskytuje možnost přesného otáčení a náklonu kamer s fixní nebo proměnnou rychlostí pro různé polohovací systémy. Kroucením joysticku je možné kontrolovat zvětšení a zmenšení objektivu. Joystick a ovládací tlačítka se používají pro navigaci v konfiguračních nabídkách na obrazovce s konzolí VCD5202. Klávesy vybírají kamery a monitory a počet prohlížených kamer. Pomocí této klávesnice je velice snadné exportovat záznamy na USB port. Obsahově sensitivní nápověda je další unikátní vlastností této klávesnice.
74
Obrázek 38 Ovládací klávesnice s PTZ Zdroj: http://www.pelco.cz
7.7.3
Práva uživatelů
Uživatelé systému budou rozděleni do tří skupin podle priorit, ze kterých budou vycházet i možnosti práce se záznamem, zejména se jedná o možnosti sledování záznamu. Záznam bude uchováván na NVR po dobu 14 dní. Tato doba je nutná s ohledem na uchování záznamu a případné dohledání události o víkendu či obměně hlídací služby. Rozdělení skupin: a) Administrátoři: budou mít přístup do KS a možnost upravovat nastavení a spravovat uživatele. K pořízeným záznamům však budou mít přístup zablokovaný. b)
Majitelé firmy: budou mít k dispozici náhledy kamer, přístup k záznamům a nadřazenou prioritu pro ovládání PTZ DOME kamery.
c) Obsluha – vrátný: bude mít k dispozici náhledy kamer, přístup k posledním 20 sekundám, které mu umožní zjistit příčinu konkrétní události. Jiná manipulace se záznamem nebude umožněna. V rámci ovládání PTZ kamery bude jeho priorita nižší.
75
7.8
Inteligentní funkce Tabulka 10 Použití inteligentních funkcí
Číslo Kamery
Název kamery
Maskování
Virtuální
Manipulace
Stojící
privátních zón
hranice
s kamerou
vozidlo
1.1
Brána 1.1
ano
ano
ano
ano
1.2
Zásobování jídelny
ano
ne
ano
ne
1.3
Parkoviště 1
ano
ano
ano
ne
1.4
Parkoviště 2
ano
ano
ano
ne
1.5
Plot 1
ano
ano
ano
ne
2.1
Vrátnice
ano
ne
ano
ne
2.2
Parkoviště
ano
ano
ano
ne
2.3
Plot 4
ano
ano
ano
ne
2.4
Plot 3
ano
ano
ano
ne
2.5
Plot 2
ano
ano
ano
ne
2.6
Brána 1.2
ano
ano
ano
ne
3.1
Prostor1
ano
ano
ano
ano
3.2
Plot 6
ano
ano
ano
ne
3.3
Plot 5
ano
ano
ano
ne
3.4
Skládka1.1
ano
ne
ano
ne
4.1
Prostor 2.1
ano
ne
ano
ne
4.2
Prostor 2.1
ano
ne
ano
ne
4.3
Prostor expedice1.1
ano
ne
ano
ano
4.4
Prostor expedice1.2
ano
ne
ano
ano
4.5
Plot 7
ano
ano
ano
ne
4.6
Brána expedice 1
ano
ne
ano
ano
4.7
Brána expedice 2
ano
ne
ano
ano
5.1
Zadní část 1
ano
ano
ano
ne
5.2
Zadní část 2
ano
ano
ano
ne
5.3
Plot 8
ano
ano
ano
ne
5.4
Plot 9
ano
ano
ano
ne
Zdroj: Vlastní
76
7.8.1
Maskování privátních zón
Protože kamery povětšinu sledují perimetr objektu, zabírají i prostory mimo areál. Jak vyplývá z judikatury, místa, která jsou veřejně přístupná, je potřeba zamaskovat. Tato funkce bude tedy využita u většiny kamerových bodů v areálu firmy (viz Tabulka 10 Použití inteligentních funkcí).
Obrázek 39 Možnost makování na kameře 3.2 Zdroj: vlastní
7.8.2
Virtuální hranice
Překročí-li pohybující se objekt virtuální linii, kamerový systém spustí poplach. Nastavením této funkce bude možno signalizovat neoprávněný pohyb. Funkce bude nastavena u kamerových bodů, které budou instalovány na perimetru objektu (viz Tabulka 10 Použití inteligentních funkcí).
77
Obrázek 40 Naznačení virtuální hranice na kameře 3.2 Zdroj: vlastní
7.8.3
Manipulace s kamerou
Detekce, která identifikuje nedovolené manipulace s kamerou. Detekují se významné změny kontrastu v zorném poli kamery. To může představovat např. přestříkání objektivu barvou nebo zakrytí látkou nebo kryt kamery. Tato funkce bude zapnuta na všech kamerách, které jsou v objektu instalovány (viz Tabulka 10 Použití inteligentních funkcí).
7.8.4
Stojící vozidlo
Funkce detekuje zastavení vozidla v blízkosti brány. Tato oblast bude nastavena jako citlivá. Pakliže se v ní po delší, než uživatelem stanovenou dobu zastaví vozidlo, bude vyvolán poplach. Nejvíce se uplatní u kamery, která je u vjezdu do areálu (viz Tabulka 10 Použití inteligentních funkcí).
78
Obrázek 41 Hlavní brána do areálu Zdroj: vlastní
7.9 Cenová kalkulace Cenová kalkulace shrnuje přehled veškerého materiálu a komponent, které jsou potřeba pro instalaci a funkčnost systému. Je zde počítáno s cenou předběžné instalace a nastavení jednotlivých komponent. Ceny jsou z aktuálního ceníku firmy Schneider Electric pro rok 2014 a jsou uvedeny v Kč bez DPH. Pro přehlednost jsou všechny položky nabídky seřazeny dle charakteru do jednotlivých skupin.
79
NVR a příslušenství Název RU DS NVR SRV RU DS Client EU Powercord DS Cam Licence fee Workstqation with WS5200 SW 32" Industrial LED Monitor 42" industrial LED Monitor Pushbutton control keypad w/ three-axis variable speed joystick. Provides programming and control of all switcher and pan/tilt functions. Auto senses operation UPS APC Smart 1500VA Rack/Tower LCD 230V
ks/hod 1 3 20 1 1 1
cena/ks celková cena 306 661 306 661 103 243 309 730 2 493 49 868 119 683 119 683 38 004 38 004 71 733 71 733
1
27 948
27 948
1
40 475
40 475
Celkem bez DPH
964 102 Kč
Pobočkový Rack Název Rack 19" RUA-09-AS4–CAX–A1 Cisco Catalyst 2960s PoE 370W, 4xSFP Lan Base Cisco SG300-10 10x Gigabit Managed SFP Switc GE SFP, LC konektor SX transiever 19" napájecí panel pro UPS, 7xČSN, 1xEC13, 1U Zdroj DC24V pro kamerové kryty, 16 výstupů UPS APC Smart 1500VA Rack/Tower LCD 230V Napájecí box pro napájení kamerových krytů Jistič B16/1 Zásuvka na DIN lištu s bezpečnostními clonkami Kryt jističe 3-4 moduly LC konektor SX transiver Spojovací sada
Celkem bez DPH
ks/hod 5 5 1 5 5 5 5 5 5 5 5 1 5
cena/ks celková cena 13 050 2 610 88 022 440 110 8 100 8 100 8 737 43 683 5 628 1 126 13 794 68 972 40 431 202 155 13 794 68 972 114 570 228 1 140 60 300 8 743 8 743 191 954
589 149 Kč
80
Kamerové body Název Kamerový bod - stacionární Kamera IP Sarix IXE Series Box Objektiv, 1/3 3Mega Pixel 2.8-12MM F/1.4-2.7 Kryt pro stat. Kameru IP66 pwr. 24VAC
Kamerový bod - pohyblivý Kamera otočná Spectra HD 1080, 30x zoom Konzole pro otočnou kameru na zeď
ks/hod
cena/ks celková cena
25 25 25
37 308 4 254 8 382
932 696 106 346 209 542
1 1
110 190 7 751
110 190 7 751
Celkem bez DPH
1 366 526Kč
Přenosové cesty Název Materiál rozvodů
ks/hod
Ethernetový kabel UTP cat6 (venkovní) Ethernetový kabel UTP cat6 Kabel napájení kamerových bodů YSLY JZ 3*1 Trubka pevná PVC 40 Trubka FXPS 23 černá Příchytka černá Abox 040 Abox SL 2,5/4
2 500 200 2 700 1 000 100 1 1 1
Celkem bez DPH
cena/ks celková cena
8 8 11 26 26 6 156 216
21 000 1 680 30 942 26 400 2 640 6 156 216 83 040 Kč
7.10 Dokumentace k IP adresám Při návrhu síťového nastavení bude brán ohled na možnost rozšíření kamerového systému. Pro každý DR bude vymezeno deset síťových adres s tím, že zatím bude obsazeno max. sedm adres (a to u DR X4). Pro připojení KS do stávající sítě firmy bude použit druhý ethernetový port NVR. Datové toky na síti kamerového systému neovlivní chod firemní sítě. Adresy IP budou přiřazeny dle následující tabulky.
81
Nastavení sítě: •
Rozmezí adres: 192.168.100.1 – 192.168.100.253
•
Maska sítě: 255.255.255.0
•
Brána sítě: 192.168.100.254 Tabulka 11 IP dresy pro zařízení
Označení zařízení
IP Adresa
NVR záznamové zařízení
192.168.100.1 Zdroj: vlastní
Tabulka 12 IP adresy pro kamery DR 1
Číslo kamery
Označení kamery
IP Adresa
1.1
Brána 1.1
192.168.100.10
1.2
Zásobování jídelny
192.168.100.11
1.3
Parkoviště 1
192.168.100.12
1.4
Parkoviště 2
192.168.100.13
1.5
Plot 1
192.168.100.14 Zdroj: vlastní
82
Trasy UTP pro DR X2 Tabulka 13 IP adresy pro kamery DR 2
Číslo kamery
Označení kamery
IP Adresa
2.1
Vrátnice
192.168.100.20
2.2
Parkoviště
192.168.100.21
2.3
Plot 4
192.168.100.22
2.4
Plot 3
192.168.100.23
2.5
Plot 2
192.168.100.24
2.6
Brána 1.2
192.168.100.25 Zdroj: vlastní
Trasy UTP pro centrální DR X3 Tabulka 14 IP adresy pro kamery DR 3
Číslo kamery
Označení kamery
IP Adresa
3.1
Prostor1
192.168.100.30
3.2
Plot 6
192.168.100.31
3.3
Plot 5
192.168.100.32
3.4
Skládka1.1
192.168.100.33
Zdroj: vlastní
83
Trasy UTP pro DR X4 Tabulka 15 IP adresy pro kamery DR 4
Číslo kamery
Označení kamery
IP Adresa
4.1
Prostor 2.1
192.168.100.40
4.2
Prostor 2.1
192.168.100.41
4.3
Prostor expedice1.1
192.168.100.42
4.4
Prostor expedice1.2
192.168.100.43
4.5
Plot 7
192.168.100.44
4.6
Brána expedice 1
192.168.100.45
4.7
Brána expedice 2
192.168.100.46
Zdroj: vlastní
Trasy UTP pro DR X5 Tabulka 16 IP adresy pro kamery DR 5
Číslo kamery
Označení kamery
IP Adresa
5.1
Zadní část 1
192.168.100.50
5.2
Zadní část 2
192.168.100.51
5.3
Plot 8
192.168.100.52
5.4
Plot 9
192.168.100.53 Zdroj: vlastní
84
7.11 Údržba a dokumentace Při předání kompletního KS bude provedeno zaškolení konkrétních osob obsluhy, které bude stvrzeno protokolem o proškolení. Na kamerové systémy bude poskytována standardní dvouletá záruka. Běžná údržba systému bude prováděna kvalifikovanou osobou a bude zahrnovat opravu případných poruch, kontrolu a výměnu vadných komponent, dále servis související s konfigurací zařízení (upravení nastavení, rozšíření systému). V případě oprav bude k dispozici seznam příslušných náhradních dílů. Pakliže dojde k úpravě či změně konfigurace, bude tato skutečnost přenesena do dokumentace k systému. Dokumentace by tak měla být stále aktuální. Součástí údržby kamerového zabezpečení bude pravidelná revize jedenkrát ročně. Po provedené revizi bude vystaven revizní protokol. Během revize budou prováděny následující činnosti: •
prohlídka stavu kabelového vedení,
•
těsnost kamerových krytů,
•
odstranění případného znečištění kamerového krytu či objektivu,
•
revize elektrických zařízení.
Při instalaci kamerového systému je možné uzavřít servisní smlouvu, která uživateli garantuje přednostní pohotovostní servis v případě závady či poruchy.
85
8 Závěr a vyhodnocení Kamerové zabezpečení objektů je v dnešní době již naprostou samozřejmostí. V oblasti kamerových systémů je v nabídce celá řada typů zařízení, která splňují nejnáročnější požadavky zákazníků, ať už se jedná o soukromé stavby či rozlehlé firemní objekty. Tato práce se specializuje na IP kamerové systémy, jež využívají internetového připojení, bez kterého se dnes nikdo z nás prakticky neobejde. IP kamerové systémy přináší mnoho výhod nejen pro samotného uživatele, který má dohled nad systémem ať je kdekoliv, kde se dá k internetu připojit. Pro firmu, která systém spravuje, je výhodou provádění případných změn na dálku odkudkoliv. Hlavní předností těchto systémů je inteligentní analýza obrazu (např. počítání osob, rozpoznání SPZ, cizí objekt v obraze atd.), díky níž je možné zvýšit bezpečnost střeženého objektu. Tyto inteligentní funkce velmi pomáhají obsluze při sledování monitorů a přispívají tak k odhalení důležitých a potenciálně nebezpečných událostí. Součástí této práce je návrh na kamerové zabezpečení objektu firmy Centropen a.s., kde je nyní instalovaný nedostačující systém, který je potřeba modernizovat. Z tohoto důvodu byl vytvořen projekt, který využívá právě IP kamerových systému s využitím jejich inteligentních funkcí. Je nepochybné, že projekt mohl využít širokého spektra možností, které mohou tyto systémy nabídnout. V tomto případě je zabezpečení navrženo tak, aby splňovalo svůj úkol co nejefektivněji a nejspolehlivěji. Při návrhu byly brány v úvahu zkušenosti získané z dlouholeté praxe. Rozhodující pro výběr zařízení byla dlouhodobá spolupráce s firmou Pelco. Vytipovány byly dvě varianty technického řešení. Zhodnocením rozhodujících parametrů bylo vybráno zařízení Digital Sentry, které je pro implementaci v objektu firmy Centropen a.s. nejvhodnější. Systém je dimenzován pro decentralizovanou topologii, pro kterou je typické rozložení datových toků mezi záznamové zařízení a monitorovací stanoviště. Kamery pro tento typ topologie vysílají dva videokanály, přičemž každý z nich je nastaven pro konkrétní zařízení. Analýza obrazu probíhá již v kamerových bodech. Při projektování přenosových tras bylo zapotřebí zhodnotit rozlehlost objektu. Řešením bylo vytvoření sítě podružných rozvaděčů, jejichž propojení bude realizováno optickým kabelem. Pro vedení těchto kabelů byl vytvořen návrh na výstavbu kolektorů, jejichž vybudování musí 86
předcházet instalaci celého kamerového systému. Umístění datových rozvaděčů předcházelo měření délky tras k jednotlivým kamerovým bodům. Délka jedné trasy nesměla překročit 100 m. Projekt má velmi reálnou šanci na realizaci. Ve firmě již nyní probíhají přípravné práce na vybudování kolektorů, jejichž výstavba vychází z tohoto projektu a realizována bude v červenci a srpnu 2014 Poté bude zahájena celková rekonstrukce stávajícího kamerového systému dle tohoto projektu. V současné době mnoho technických univerzit a společností investuje značné prostředky do vývoje a zdokonalování softwarů inteligentní analýzy obrazu v různých oblastech lidské činnosti. V budoucnu skutečně hrozí nasazování těchto systémů do reálného života. Na jedné straně je inteligentní analýza zcela jistě významným prostředkem pro zvýšení bezpečnosti obyvatel. Na druhé straně však některé její aplikace mohou vést ke snížení osobní svobody člověka. Je tedy nezbytně nutné najít kompromis, který vyhoví jak požadavkům úřadu pro lidská práva, tak provozovatelům kamerových systémů. Rovněž je nutné zajistit, aby se k údajům inteligentní analýzy nedostal nikdo nepovolaný a tyto údaje nebyly nijak zneužity.
87
9 Seznam literatury Knižní zdroje [1]
JANEČKOVÁ, Eva a Václav BARTÍK. Kamerové systémy v praxi: právní režim z pohledu ochrany osobních údajů a ochrany osobnosti. Praha: Linde, 2011, 240 s. ISBN 978-807-2018-505
[2]
KONÍČEK T., KŘEČEK S., KOCÁBEK P., Městské kamerové dohlížecí systémy, Praha 2002, ISBN 80–7312–009–7
[3]
NORTHCOTT, Michael. Bezpečnost sítí: velká kniha. Vyd. 1. Brno: CP Books, 2005. ISBN 80-251-0697-7.
[4]
ZAHRÁDKA, J: Začínáme s CCTV. Variant plus s r.o. 2013
[5]
Autorovy poznámky ze seminářů fy Alarm absolon konané v 24.dubna 2014
Internetové zdroje [6]
ESCADTRADE. Analogové CCTV kamery. Escadtrade.cz [online]. [cit. 2014-04-20]. Dostupné z: http://www.escadtrade.cz/cctv-kamery.html duben 2014
[7]
ESCADTRADE. NVR Rekordéry pro IP kamery. Escadtrade.cz [online]. [cit. 2014-03-11]. Dostupné z: http://www.escadtrade.cz/sitove-videorekordery-nvr.html
[8]
ESCADTRADE. O nás. Escadtrade.cz [online]. [cit. 2014-01-16]. Dostupné z:
http://www.escadtrade.cz/kamerove-bezpecnostni-systemy-priklady-cctvaplikaci.html?e_list_type=list [9]
ESCADTRADE. Příklady CCTV aplikací. Escadtrade.cz [online]. [cit. 2014-04-20]. Dostupné z:
http://www.escadtrade.cz/kamerove-bezpecnostni-systemy-priklady-cctv-aplikaci.html [10] FCCPS. Kamery pro strojní vidění. Strojove-videni.cz [online]. [cit. 2013-12-05]. Dostupné z: http://www.strojove-videni.cz/default.asp?inc=inc/tp_kamera.htm&id=21 [11] IDNES. Inteligentní kamerové systémy. Idnes.cz [online]. [cit. 2014-03-03]. Dostupné z: http://sdeleni.idnes.cz/inteligentni-kamerove-systemy-dmr-/ekosdeleni.aspx?c=A130918_113540_eko-sdeleni_ahr 88
[12] KOUKAAM. Objektivy pro IP kamery. Koukam.se [online]. [cit. 2014-03-11]. Dostupné z: http://www.koukaam.se/koukaam/readarticle.php?article_id=1263 objektivy [13] NETCAM. Standardy komprese videa. Netcam.cz [online]. [cit. 2014-02-18]. Dostupné z: http://www.netcam.cz/encyklopedie-ip-zabezpeceni/standardy-komprese-videa.php [14] STASANET. Standardizace protokolu a videanalýza. Stasanet.cz [online]. [cit. 2011-04-26]. Dostupné z: http://www.stasanet.cz/Standardizace-protokolu-a-videoanalyza
[15] VEGANET. Metalické sítě. Veganet.cz [online]. [cit. 2011-04-26]. Dostupné z: http://www.veganet.cz/metalicke-site.aspx [16] WESTCOM. IP kamerové systémy. Nej-ceny.cz [online]. [cit. 2014-01-5]. Dostupné z: http://www.nej-ceny.cz/clanky/nevite-si-rady-s-vyberem/nevite-si-rady-s-vyberemkameroveho-systemu--popis-a-zaklady-ip-kamer-a-jejich-pripojeni/ [17] WIKIPEDIE. Optické vlákno. Wikipedie.cz [online]. [cit. 2014-04-20]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Optick%C3%A9_vl%C3%A1kno [18] WIKIPEDIE. Stromová topologie. Wikipedie.cz [online]. [cit. 2014-04-20]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Stromov%C3%A1_topologie
89
10 Seznam použitých zkratek BLC
Black Light Compensation (kompenzace protisvětla)
CBR
Constant Bit Rate (konstantní bitová rychlost)
CCD
Elektronický snímač používaný pro snímání obrazové informace
CCTV
Closed Circuit Television, (uzavřený televizní okruh)
CMOS
Complementary Metal – Oxide – Semiconductor
DHCP
Dynamic Host Configuration Protocol
DR
Datový rozvaděč
DVR
Digital Video Recorder (digitální záznamové zařízení)
EHF
Extremely High Frequency (extrémně krátké vlny)
EPS
Elektronický Požární Systém
EZS
Elektronický Zabezpečovací Systém
FTP
Foiled Twisted Pair
GPRS
General Packet Radio Service (mobilní datová služba v mobilní síti)
HD
High Definition (vysoké rozlišení)
HDD
Hard Drive Disk (pevný disk)
IČT
Infračervená termografická kamera
IEEE
Standard společnosti Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
IP
Internet Protokol (internetový protokol)
IR
InfraRed (elektromagnetické záření s vlnovou délkou větší než viditelné světlo)
KS
Kamerový systém
LAN
Local Areaa Network
LCD
Liquid-Crystal Display (displej z tekutých krystalů)
90
MPEG
Moving Picture Experts Group
NVR
Network Video Recorder (síťové záznamové zařízení)
OCR
Optical Character Recognition (optické rozpoznávání znaků)
PAL
Phase Alternating Line (standard kódování barevného signálu pro analogové
vysílání) PD
Powered Device (napájené zařízení)
PoE
Power over Ethernet (napájení po ethernetovém kabelu)
PSE
Power Sourcing Equipment (napájecí zařízení)
PTZ
Pan-Tilt-Zoom (motorické ovládání)
RAID
Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks
ROUTER
Směrovač, aktivní prvek v počítačových sítích
SELV
Safety Extra Low Voltage (bezpečné malé napětí)
SFTP
Shielded Foiled Twisted Pair
STP
Shielded Twisted Pair
SWITCH
Přepínač, aktivní síťový prvek, propojující jednotlivé segmenty sítě
UHF
Ultra High Frequency (ultra krátké vlny)
UPnP
Universal Plug and Play (sada síťových protokolů)
UTP
Unshielded Twisted Pair, STP – Shielded Twisted Pair, FTP – Foiled Twisted Pair
ÚOOÚ
Úřad pro ochranu osobních údaljů
WAN
World Area Network
WDR
Wide Dynamic Range
WiFi
Označení standardu IEEE 802.11 pro bezdrátovou komunikaci v počítačových
sítích. ZOOÚ
Zákon o ochraně osobních údajů
ZP
Zákoník práce 91
92
11 Seznam obrázků Obrázek 1 Hlídání objektu - ztráta .................................................................................................. 8 Obrázek 2 Cizí objekt v obraze ....................................................................................................... 9 Obrázek 3 počítání vozidel a tváří ................................................................................................. 10 Obrázek 4 Směr pohybu objektu ................................................................................................... 11 Obrázek 5 Virtuální hranice .......................................................................................................... 12 Obrázek 6 Maskování privátních zón ............................................................................................ 12 Obrázek 7: Rozlišení kamerových čipů ......................................................................................... 18 Obrázek 8: Rozdíly mezi objektivy C – nahoře, CS – dole........................................................... 19 Obrázek 9: Velikosti obrazového snímače .................................................................................... 20 Obrázek 10: Rozdíl mezi běžnou a asférickou čočkou.................................................................. 21 Obrázek 11 Boxová kamera .......................................................................................................... 23 Obrázek 12 Kamerový kryt ........................................................................................................... 23 Obrázek 13 Bullet kamera s IR přísvitem ..................................................................................... 24 Obrázek 14 Stacionární DOME kamera ........................................................................................ 24 Obrázek 15 PTZ kamera s pohyblivou hlavicí a stěračem ............................................................ 26 Obrázek 16 DOME kamera ........................................................................................................... 26 Obrázek 17 ICR Kamera (Termokamera) ..................................................................................... 27 Obrázek 18 Srovnání pohledu z klasické a IRC kamery ............................................................... 27 Obrázek 19 Schéma zapojení PoE ................................................................................................. 29 Obrázek 20 Hvězdicová topologie ................................................................................................ 35 Obrázek 21 Stromová topologie .................................................................................................... 36 Obrázek 22 Detail UTP, STP a FTP kabelů .................................................................................. 37 Obrázek 23 Šíření paprsku v mnohovidovém (MM) a jednovidovém (SM) vlákně ..................... 38 93
Obrázek 24 Fresnelova zóna s vyznačenými parametry ............................................................... 40 Obrázek 25 Centralizovaný typ- základní ..................................................................................... 42 Obrázek 26 Centralizovaný typ klient/server ................................................................................ 43 Obrázek 27 Schéma počítačů s verzí SW Server/Klient ............................................................... 44 Obrázek 28 Možné řešení zálohy záznamu ................................................................................... 45 Obrázek 29 Blokové schéma 1. varianta ....................................................................................... 55 Obrázek 30 Blokové schéma 2. varianta ....................................................................................... 56 Obrázek 31 SFP konektor .............................................................................................................. 58 Obrázek 32 Switch CISCO pro DR ............................................................................................... 63 Obrázek 33 Switch pro optické propoje ........................................................................................ 63 Obrázek 34 Datový rozvaděč TRITON ......................................................................................... 64 Obrázek 35 Zapojení celého systému ............................................................................................ 68 Obrázek 36 Stávající kamerový kryt a kamera.............................................................................. 71 Obrázek 37 Napájecí zdroj pro kamerové kryty............................................................................ 73 Obrázek 38 Ovládací klávesnice s PTZ ......................................................................................... 75 Obrázek 39 Možnost makování na kameře 3.2 ............................................................................. 77 Obrázek 40 Naznačení virtuální hranice na kameře 3.2 ................................................................ 78 Obrázek 41 Hlavní brána do areálu ............................................................................................... 79
94
12 Seznam tabulek Tabulka 1 Rozdíly mezi normami IEEE 802.3af a at .................................................................... 29 Tabulka 2 Třídy IEEE 802.3af ...................................................................................................... 30 Tabulka 3 UTP Kategorie a jejich specifikace .............................................................................. 37 Tabulka 4 Délky jednotlivých optických tras ................................................................................ 59 Tabulka 5 UTP trasy pro DR X1 ................................................................................................... 60 Tabulka 6 UTP trasy pro DR X2 ................................................................................................... 60 Tabulka 7 UTP trasy pro centrální DR X3 .................................................................................... 61 Tabulka 8 UTP trasy pro DR X4 ................................................................................................... 61 Tabulka 9 UTP trasy pro DR X5 ................................................................................................... 62 Tabulka 10 Použití inteligentních funkcí....................................................................................... 76 Tabulka 11 IP dresy pro zařízení ................................................................................................... 82 Tabulka 12 IP adresy pro kamery DR 1 ........................................................................................ 82 Tabulka 13 IP adresy pro kamery DR 2 ........................................................................................ 83 Tabulka 14 IP adresy pro kamery DR 3 ........................................................................................ 83 Tabulka 15 IP adresy pro kamery DR 4 ........................................................................................ 84 Tabulka 16 IP adresy pro kamery DR 5 ....................................................................................... 84
95
13 Seznam příloh Příloha 1 Svařovací soustava Příloha 2 Detail svařovacího ústrojí Příloha 3 Zalamovací nástroj Příloha 4 Stávající vedení kabelových rozvodů Příloha 5 Stávající monitorovací pracoviště Příloha 6 Stávající kamerový bod Brána Expedice Příloha 7 Rozmístění kamerových bodů a datových rozvaděčů Příloha 8 Možnosti náhledu v programu DS Controlpoint
96
14 Příloh Přílohy Příloha 1 Svařovací soustava
Zdroj: vlastní
Příloha 2 Detail svařovacího ústrojí
Zdroj: vlastní
Příloha 3 Zalamovací nástroj
Zdroj: vlastní
Příloha 4 Stávající vedení kabelových rozvodů
Zdroj: Vlastní
Příloha 5 Stávající monitorovací pracoviště
Zdroj: vlastní
Příloha 6 Stávající kamerový bod Brána Expedice
Zdroj: vlastní
Příloha 7 Rozmístění kamerových bodů a datových rozvaděčů
Zdroj: vlastní
Příloha 8 Možnosti náhledu v programu DS Controlpoint
Zdroj: vlastní
