УДК 004.021 + 004.051 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАССТАНОВКИ ВИДЕОКАМЕР СИСТЕМЫ ОХРАННОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ

УДК 004.021 + 004.051
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАССТАНОВКИ ВИДЕОКАМЕР
СИСТЕМЫ ОХРАННОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО НАБЛЮДЕНИЯ
НА ОБЪЕКТАХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
И. В. КАЛИБЕРДА
Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал)
ФГАОУ ВПО «Северо-Кавказский федеральный университет»
в г. Пятигорске,
г. Пятигорск
Аннотация. В статье описана методика оценки эффективности расстановки
видеокамер системы охранного телевизионного наблюдения на объектах
информатизации, разработанная автором. В отличие от классических
оценочных подходов данная методика основывается на особенностях
значений весовых коэффициентов, отражающих важность поставленных задач
системы охранного телевизионного наблюдения. Приведены формулы для
расчета эффективности расстановки видеокамер на различных типах объектов
(зонах наблюдения), включая расчет степени покрытия зоны обнаружения и
количества видеокамер в зависимости от важности зон. Представлены
коэффициенты, понижающие эффективность системы видеонаблюдения, с
учетом различных задач (распознания человека, номера автомобиля и т. п.) и
технических требований к средствам видеонаблюдения. Положения методики
рассмотрены по отношению к требованиям нормативных документов и
использованию метода имитационного моделирования.
Ключевые
слова:
информатизации,
эффективность
методика
расстановки
оценки,
видеокамер,
показатели
объект
эффективности,
коэффициенты важности зон, вероятность обнаружения.
Определение
эффективности
системы
охранного
телевизионного
наблюдения (далее – СОТН) на объектах информатизации (далее – объекты)
включает в себя оценку таких критериев, как: надежность системы,
информативность системы, достоверность и своевременность обнаружения
нарушителя, технико-экономическая эффективность системы, человеческий
фактор как элемент системы. Данная статья посвящена решению некоторых
из перечисленных вопросов и имеет своей целью оценить эффективность
расстановки видеокамер СОТН.
При решении поставленной задачи учтен опыт разработки метода
проектирования ЗАО «Амулет» [1], материалы методического пособия [2],
положения по оценке эффективности средств физической защиты [3, 4],
геометрические параметры зон обзора [5].
Эффективность расстановки видеокамер СОТН представляет собой
свойство системы – выполнение требований по решению поставленных задач.
Такими задачами являются:
 обнаружение нарушителя;
 распознание известного человека;
 распознание неизвестного человека;
 чтение номера автомобиля;
 другие [6].
Достижение
необходимого
уровня
эффективности
расстановки
видеокамер говорит о том, что СОТН выполняет возложенные на нее функции
защиты объектов.
За целевой показатель эффективности расстановки видеокамер СОТН
будем
принимать
интегральный
показатель
эффективности Р,
определяющийся из выражения
P
j

j
 Pj
,
(1)
j 1
где j – число задач, решаемых СОТН; βj – весовой коэффициент, отражающий
важность (категорию) j-й задачи; Рj – дифференциальный показатель
эффективности расстановки видеокамер, вероятность решения СОТН j-й
задачи.
Весовой коэффициент βj определяется по формуле
j  j
j
R
j
,
(2)
j 1
где Rj – ранг, коэффициент важности j-й задачи. Ранг Rj (от 1 до 10)
присваивается для каждой задачи в зависимости от последствий акции
нарушителя. Ранг со значением 10 присваивается самой важной задаче, ранг
со значением 1, соответственно – самой низкой по уровню задаче. В таблице 1
представлены коэффициенты важности зон территории, здания объекта и
отдельных помещений. Ранги, полученные методом экспертных оценок,
согласовываются с заказчиком, при необходимости корректируются.
Таблица 1 – Значения важности зон территории и здания объекта
№
п/п
Rj
Зоны обнаружения
1
10 входы/выходы через калитки по периметру
2
10 обнаружение человека вдоль периметра
3
10 распознавание известного оператору человека при проходе на КПП
4
10 чтение автомобильного номера при въезде на территорию
5
8 чтение автомобильного номера при выезде с территории
6
5
7
4 обнаружение человека на территории
8
4 периметр здания на территории
9
2 помещения в здании
10
7
11
4 помещение с ценностями в здании
12
5 отдельные зоны на территории
13
3 автостоянки на территории
14
8 автостоянки за территорией
распознавание известного оператору человека при входе в здание
на территории
помещения с секретными документами в сейфе, деньгами,
ценными вещами
Дифференциальный
показатель
эффективности
расстановки
видеокамер Рj определяется по формуле
Pj  1 
k
 (1  P
jk )
,
(3)
k 1
где k – количество видеокамер, участвующих в решении j-й задачи; Рjk –
эффективность применения k-й видеокамеры СОТН на j-й задаче.
Эффективность применения k-й видеокамеры (или группы видеокамер)
СОТН на j-й задаче Рjk определяется для каждой задачи j:
1. Для обнаружения нарушителя производится расчет сравнения объемов
для каждой j-й задачи. Показатель того, насколько полно объем зоны
обнаружения
покрыт
зоной
обнаружения
видеокамеры
(видеокамер),
Рj определяется
как
отношение
суммарного
объема
видеокамер,
ограниченного зоной обнаружения Vвj, к объему зоны обнаружения Vоj:
Рj = Vвj /Vоj . (4)
Определение объемов целесообразно проводить программным способом
на основе имитационного метода. Трехмерное моделирование в данном
случае дает наиболее реальные результаты.
2. Для задачи распознания известного человека необходимо соответствие
следующим условиям:
 минимальная величина вертикального размера изображения лица
потенциального нарушителя должна занимать не менее 270 пикселов при
условии, что его фигура должна занимать не менее 60% высоты экрана;
минимальное вертикальное разрешение для видеокамеры – 450 пикселов.
 максимальный угол между оптической осью объектива видеокамеры,
проходящей
через
лицо
потенциального
нарушителя,
и
горизонталью/вертикалью – 30 градусов.
Если хотя бы одно из условий не выполнено, то Рj = 0. При выполнении
условий Рj = 1.
3. Для задачи чтения номера автомобиля – соответствие условиям:
 номер должен быть размером не менее 30 пикселов по высоте
изображения,
занимать
не менее
5%
высоты
экрана;
минимальное
вертикальное разрешение для видеокамеры – 300 пикселов.
 максимальный угол между оптической осью объектива видеокамеры,
проходящей
через
номер
автомобиля,
и
горизонталью/вертикалью –
35 градусов.
Если хотя бы одно из условий не выполнено, то Рj = 0. При выполнении
условий Рj = 1.
В СОТН уместно учесть присутствие помех для видеокамер и другие
критерии, понижающие эффективность применения конкретной видеокамеры
СОТН на j-й задаче. Тогда формула (3) примет вид:
Pj  1 
k
 (1  
n
 Pjk ) ,  n  (0;0,99) ,
(5)
k 1
где n – понижающие коэффициенты; n – количество понижающих
коэффициентов.
Вот перечень некоторых понижающих коэффициентов:
 слияние объекта с фоном (от 0 до 0,9);
 электромагнитная помеха (от 0 до 0,9);
 радиочастотная помеха (от 0 до 0,9);
 затухание сигнала за счет длины кабеля (от 0 до 0,9);
 солнечная засветка (от 0 до 0,5).
Точные значения для понижающих коэффициентов определяются путем
экспертных оценок.
Расчет Р для заданного количества зон j объекта в данной методике
производится с учетом выполнения следующих положений:
 видеокамеры применяются строго по назначению;
 размеры и расположение зон обнаружения соответствуют ТЗ заказчика;
 видеокамеры имеют инфракрасную подсветку или применяются
совместно с ИК-прожекторами;
 формат сжатия при сохранении записи видеокамер на сервер
соответствует категории значимости объекта по Р 78.36.002-99 [7];
 климатическое исполнение видеокамер соответствует климатическому
району объекта, на котором оборудована СОТН [8];
 чувствительность (на фотоэлектрическом преобразователе) не хуже
0,5 лк [7];
 при наличии взрывоопасных и невзрывоопасных зон на опасных
производственных объектах I, II, III, IV классов опасности видеокамеры,
применяемые в заданных зонах, имеют соответствующее исполнение;
 при
наличии
особых
условий
(запыленность,
вибрация
и т. п.)
видеокамеры защищены соответствующим образом.
Для оценки эффективности расстановки видеокамер целесообразно
использовать данные [7] таблицы 2.
Таблица 2 – Показатели оценки эффективности расстановки видеокамер
объекта
Категория
значимости
Диапазон изменения Р
Оценка
А
0,99…1,0
5 − отлично
Б
0,9…0,98
4 − хорошо
В
0,7…0,89
3 − удовлетворительно
объекта
–
–
0,3…0,69
менее 0,3
2−
неудовлетворительно
1 − крайне
неудовлетворительно
Таким образом, описанная методика предлагает математическое решение
поставленной задачи и позволяет дать качественную оценку эффективности
расстановки видеокамер СОТН на объекте информатизации. Для этого
потребуется специализированный программный продукт, способный на
основе метода имитационного моделирования производить вычисления
необходимых параметров моделей в трехмерном пространстве. Модуль
системы автоматизированного проектирования технических систем для
решения поставленных задач [9] нами уже рассматривался. Методика может
быть адаптирована для оценки эффективности применения технических
средств других систем и использоваться при проектировании систем охраны
на объектах любой сложности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пат.
2219576
Рос.
Федерация.
Способ
проектирования
систем
комплексной безопасности объекта ; 05.03.2002 г.
2. Рекомендации: выбор и применение систем охранных телевизионных. –
М. : ФГУ НИЦ «Охрана» МВД России, 2010. – 183 с.
3. Степанов Б. П., Годовых А. В. Основы проектирования систем физической
защиты ядерных объектов : учеб. пособие. – Томск : Изд-во Томского
политехнического университета, 2009. – 118 с.
4. Гарсия М. Проектирование и оценка систем физической защиты / под ред.
Р. Г. Магауенова. − М. : Мир, 2002. – 322 с.
5. Guidelines for Identificatio [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.cctv-information.co.uk/i/Guidelines_for_Identification.
6. Владо Дамьяновски CCTV. Библия видеонаблюдения. Цифровые и
сетевые технологии / пер. с англ. – М. : Ай-Эс-Эс Пресс, 2006. – 480 с.
7. Р 78.36.002-99.
Выбор
видеоконтроля. – М., 1999.
и
применение
телевизионных
систем
8. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические
параметры климатических факторов для технических целей. – М., 1981.
9. Калиберда И. В., Макаров А. М. Автоматизированное проектирование
технических
систем
охраны
имитационного
моделирования
телевизионного
наблюдения //
объектов
на
информатизации
примере
Современные
модуля
методом
Система
фундаментальные
и
прикладные исследования. – 2014. – № 2(13). – 176 с.
10. Басков В. Н.,
Кривошеина Е. Л.
Особенности
работы
системы
видеоконтроля нарушений правил дорожного движения с использованием
RFID-технологий // Вестник развития науки и образования. – 2014. –
№ 2. – С. 79–85.