Охоронне освітлення для СТН: основні вимоги та умови роботи
Призначення системи охоронного освітлення (СОО) - створення для персоналу охорони необхідних умов при виконанні оперативних завдань, а також забезпечення штатної роботи системи телевізійного спостереження (СТН) в темний час доби. Розглянемо основні вимоги до СОО і виділимо умови для її ефективної роботи
Д.Л. Філіппов
Старший викладач кафедри "Системи безпеки", МФТІ, фахівець навчального центру ЗАТ
"КОМПАНІЯ БЕЗПЕКА"
Види освітлення на об'єкті
Перш ніж обговорювати вимоги до охоронного освітлення, потрібно відокремити інші його види, які застосовуються на об'єкті. За термінологією СНиП 23-05-95 штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, аварійне та охоронне. При роботах на об'єкті потрібно робоче освітлення і його окремий випадок - місцеве освітлення робочих місць. Параметри робочого освітлення нормуються по розряду виробленої зорової роботи.
У неробочий час у виробничих приміщеннях, що вимагають періодичного огляду пожежної або воєнізованою охороною, влаштовується чергове освітлення, для якого не нормуються область застосування, величина освітленості, рівномірність і вимоги до якості. Аварійне освітлення поділяється на:
- освітлення безпеки для завершення робочих процесів в розмірі 5% освітленості, але не менше 2 лк усередині будівель і не менше 1 лк для територій;
- евакуаційне освітлення 0,5 лк на сходах, 0,2 лк на відкритому просторі, допустима нерівномірність 1:40.
При необхідності частина світильників робочого або аварійного освітлення може використовуватися для чергового освітлення. Охоронне освітлення підрозділяється на:
- основне охоронне освітлення:
- входи в приміщення, сховища, КПП, причому рівень освітлення вибирається точно так же, як для робочого освітлення, по розряду виконуваної роботи (наприклад, розтин приміщень, огляд автотранспорту); - візуальний контроль всієї території, що охороняється і периметра (не менше 0,5 лк), причому повинні висвітлюватися об'єкти спостереження, розташування ж годинного або маршрут його руху повинен бути затемнене;
- резервне охоронне освітлення, рівень 50% від рівня основного охоронного влаштовується в КПП, серверної, кімнаті охорони;
- додаткове охоронне освітлення при поганій видимості або при порушенні периметра (не нормується).
По суті, додаткове охоронне освітлення є тривожним, яке призначене для наступних операцій:
- додаткового освітлення ділянки території охорони, на якому відбулося тривожне подія, з метою підвищення ймовірності верифікації тривоги як за допомогою СТН, так і візуально силами охорони;
- світломаскування маршруту пересування сил охорони, висунутих на затримання порушника;
- створення додаткової психологічної навантаження на порушника і його осліплення за рахунок підвищення прямої блескости і формування тіньових зон, при цьому напрямок КСС прожекторів повинен співпадати з напрямом висунення сил охорони.
Правильно спроектована система охоронного освітлення - потужний психологічний фактор стримування, здатний запобігти несанкціоноване проникнення на об'єкт, що охороняється, при цьому підвищується ризик виявлення і неминучого затримання можливого порушника.
Так які ж умови освітлення потрібні для штатної роботи сігналообразующего обладнання системи телевізійного спостереження?
Умови освітлення для системи ТВ-спостереження
У внутрішніх приміщеннях об'єкту, що охороняється, на КПП, а також на автомобільних і залізничних пропускних пунктах майже завжди є надлишок світла, наприклад робочого, чергового або основного охоронного освітлення. Найбільш складним є формування вимог освітлення протяжних ділянок поза приміщеннями, таких як смуга периметру-вих загороджень.
Міжнародний стандарт EN 50132-2-1 називає два останніх значення як full signal (повний) і usable signal (придатний), хоча придатним його назвати важко.
Ось і все граничні можливості чутливості кремнієвого сенсора, хоча в наш час його чутливість вже впритул підійшла до фізичної межі.
Треба врахувати, що для сенсорів меншого формату цей поріг освітленості в усіх номінаціях виявиться ще вище, при реальних коефіцієнтах відображення фону ще як мінімум в два рази вище, не кажучи вже про кольорових камерах, де треба порогове значення освітленості на порядок збільшити.
Існує 4 способи підвищення чутливості - малокадрового телебачення (накопичення сигналу), об'єднання пікселів при зчитуванні, докоммутаціонного посилення за допомогою ЕОП і додаткове електронне множення в сенсорі, але заглиблюватися в розгляд даних прикладів ми не будемо.
Цікаво зауважити, що природна нічна освітленість (ЕНО) в середній смузі в безмісячну ніч при ясному небі на відкритому просторі за нормами радянського часу приймалася рівною 0,003-0,005 лк. При цьому значна частина спектрального складу ЕНО лежить за межами чутливості сенсора камери в ближній інфрачервоній області (1-1,7 мкм).
Контраст об'єкта з фоном
Відповідно до технічних вимог СТН повинна забезпечувати вирішення завдання верифікації тривог в будь-яких умовах застосування. Однак дуже часто об'єкт спостереження з низькою контрастністю, а його зображення дрібне, на межі дозволу. Для завдання впізнання ростовий постаті людини на дальньому плані сцени масштаб не перевищує 3-4 TVL на ефективний розмір об'єкта (для ростовой фігури людини приймається 0,2 м).
У свою чергу, контраст телевізійного зображення залежить від спектральної відбивної здатності об'єкта і відповідно фону, спектральної чутливості сенсора камери, а також від спектрального складу випромінювання обраного джерела освітлення.
Як приклад виберемо характерні поєднання об'єктів і фонів для умов міста і поза містом і визначимо їх контраст при висвітленні двома різними джерелами світла:
- в місті об'єкт - джинсова тканина, фон - сухий бетон;
- поза містом: об'єкт - плащова тканина, фон - трава;
- джерела світла - лампа розжарювання або ксенонова розрядна лампа;
- приймач випромінювання - монохромний ПЗС-сенсор.
Відповідні спектральні криві наведені на рис. 5 і 6.
Зробимо перемноження значень цих спектральних функцій на кожній довжині хвилі за обраними сполученням об'єкта і фону в місті і поза містом (рис. 7 і 8).
Рівень сигналу (X) в кожній точці зображення пропорційний площі під відповідною кривою, а контраст може бути обчислений за формулою:
Якщо об'єкт світліше фону, то контраст позитивний, якщо темніше, то негативний. Для обраних сполучень отримаємо: Кгор.лн = 8,5%; Кгор.ксн = 5,4%; Квне.лн = - 0,75%; Квне.ксн = 19,7%. Як видно, контраст не тільки низький, але і у великій мірі залежить від спектрального складу джерела освітлення.
У розпорядженні проектувальника великий арсенал джерел світла, деякі типові параметри яких наведені в таблиці. Вибір здійснюється виходячи з умов забезпечення високого контрасту зображення, економічності, частоти обслуговування, часу виходу на робочий режим і т.д. У табл. 2 наведені середні значення параметрів поширених джерел світла.
У системах охоронного освітлення найчастіше застосовують газорозрядні лампи, наприклад ДНаТ (що, до речі, пропонується СНиП 23-05-95). Ці лампи довговічні, добре освоїла, досить ефективні і дають мінімально необхідне уявлення про колір. Для прожекторів тривожного освітлення - лампи розжарювання, частіше галогенні.
Світильник виконує дві функції - формує КСС джерела і забезпечує ракурс висвітлення.
У типових вимогах вказується, що "пристрій охоронного освітлення повинно забезпечувати рівномірну освітленість забороненої зони з розрахунком, щоб світлоточки від світильників перекривалися і утворювали суцільну смугу шириною 3-4 м".
Динамічний діапазон сенсора визначається максимальною зарядним місткістю пікселя і кількістю шумових електронів і для сенсора формату 1/3 "становить приблизно 2,5 порядку, але для менших форматів катастрофічно зменшується. На погляд нерівномірність освітленості сцени не повинна бути більше одного порядку.
Види освітлення і умови вибору
Згідно "Типових вимог", п. 4.1, прожектори для охоронного освітлення застосовуються, як правило, тільки у виняткових випадках - при неможливості установки опор для світильників з відносно малим кроком або при застосуванні промислових телевізійних установок для посилення охорони, які малоекономічних при висвітленні вузьких смуг території.
Існують оригінальні інфрачервоні прожектори. По суті, це прожектор-косовет з КСС, асиметричною у вертикальній площині, що формується заломлюючої оптичною системою. Він встановлюється так, що на передній план поля зору камери падає менша частина світлової енергії, а велика частина надсилається поверх переднього плану на задній. На рис. 9 показана КСС у вертикальній площині в полярних координатах.
Коли проводиться спостереження за допомогою поворотної камери розподілених на значній території об'єктів охорони, установка прожектора разом з камерою на одне поворотний пристрій не буде найкращим рішенням. По-перше, як уже говорилося, ракурс такого освітлення вкрай несприятливий, а по-друге, поки ніхто не скасував закон "зворотних квадратів". В такому випадку набагато ефективніше застосувати постійне локальне освітлення об'єкту охорони.
Ще один момент, який слід врахувати при виборі взаємного розташування камери і світильника - залучені світлом нічні комахи, потрапляючи в поле зору камери, створюють яскраві перешкоди. Їх можна уникнути, поставити світильник вище і в стороні від камери, а краще - на різні опори.
- горизонтальна освітленість не менше 3-5 лк;
- нерівномірність освітленості не більше 10: 1;
- не допускається попадання джерела світла в поле зору телевізійної камери;
- рекомендується орієнтувати світильники під кутом до 45 град. в горизонтальній площині у напрямку до візирної осі телевізійної камери;
- не рекомендується розміщувати світильник на тій же опорі, що і телевізійну камеру.
Управління охоронним освітленням в автоматичному режимі має забезпечувати:
- включення / вимикання загального і додаткового освітлення станом фотореле або часовим графіком;
- інтеграцію на апаратному, програмно-апаратному та програмному рівні з системами управління доступом і охоронної сигналізації;
- роботу в автономному режимі;
- збір та обробку інформації від всіх контролерів освітлення;
- відображення інформації про стан лінії зв'язку з контролерами управління освітленням на пульті;
- інформування операторів про намагаючись не-cанкціонірованного доступу до шаф системи електроосвітлення;
- відображення електронного журналу подій СОО;
- зберігання журналу подій СОО в автономному архіві центрального контролера;
- періодичний контроль (автоматичний або по команді оператора) працездатності СОО з відображенням результатів контролю.