|
Podstawowe zgadnienia
|
W 2005 r. kierownictwo produkcji licznych zakładów będzie zapewne wdrażać nowe systemy wizyjne, by mieć swoje urządzenia produkcyjne „na oku”.
Mimo lawiny cyfrowych urządzeń telewizji przemysłowej (CCTV) w 2004 r., w wielu przedsiębiorstwach nadal jeszcze dominują analogowe komponenty systemów wizyjnych.
Analogowe kamery i receptory wizyjne nie nadają się do bezpośredniego łączenia z Internetem (brak zgodności z protokołem transmisji cyfrowych danych – IP-connectivity). Przełączające produkty wideo wciąż mogą być używane tylko do lokalnych zastosowań komercyjnych i poprawnie współpracować jedynie z podobnymi lokalnymi urządzeniami w oparciu o specyficzne sposoby transmisji danych. Choć cyfrowe rejestratory obrazu dokonują przetwarzania analogowo-cyfrowego, w dalszym ciągu spełniają rolę urządzeń lokalnych z bardzo ograniczonym zdalnym dostępem. Dostępne rozwiązania programowe oferują skromne możliwości funkcjonalne i małe zdolności integracyjne z istniejącymi platformami programowymi.
Fot. 1. Z pomieszczenia centrali straż przemysłowa może dozorować to, co dzieje się wewnątrz i na zewnątrz zakładu, sterując poszczególnymi kamerami
Systemy wizyjne nie są spójne i zdolne do współpracy oraz zarządzania współczesnymi rozwiązaniami. Przykładowo, analogowy system wideo nie zapewnia danych do działania „inteligentnego wideo”, niezbędnego do zapewnienia wyższego bezpieczeństwa. Kierownictwo produkcji może zechcieć skierować i zogniskować kamerę tak, by pokazywała konkretną maszynę, i zaprogramować system tak, by jeśli dzieje się coś nietypowego, automatycznie generował sygnał alarmowy.
Połączenie w sieć i skonfigurowanie obecnych systemów wizyjnych bywa trudne i kosztowne. Systemy te tworzą problemy „na styku” z działami informatycznymi, które coraz silniej bywają angażowane w wybór systemów bezpieczeństwa. W dzisiejszym zglobalizowanym świecie i użytkownikami rozproszonymi terytorialnie, obecne systemy wizyjne pozostają lokalne i silnie związane z fizyczną lokalizacją.
CCTV — lista życzeń
Inżynierowie i kierownicy utrzymania ruchu chcą przejść od komponentów analogowych do w pełni cyfrowych sieci, tworzących realne systemy bezpieczeństwa, spełniające wymogi skutecznego zabezpieczenia zmieniającej się infrastruktury. Dlatego potrzebują rozwiązań, które można by w bezkonfliktowy sposób połączyć z innymi sieciami i systemami, a które wyraźnie zwiększyłyby wydajność pracy. Innymi słowy, takich systemów wizyjnych, które najlepiej realizowałyby funkcje plug and play, czyli „instaluj i pracuj”.
Choć od kierownictwa produkcji oczekuje się zapewnienia wzrostu bezpieczeństwa, budżety pozostają niemal niezmienne. Miło byłoby wyrzucić pewnego dnia stary system i zastąpić go w całości nowym, w pełni cyfrowym i inteligentnym, niestety, poza nielicznymi szczęśliwcami, dla znakomitej większości jest to nieosiągalne.
Z nadejściem rozwiązań programowych, tworzących szkielety systemów sieciowych, niezbędne stają się otwarte systemy wizyjne, współpracujące z uniwersalnymi standardami. Lokalna specyfika (nieprzenośność) protokołu transmisji nie jest już akceptowalna i nie może wciąż stanowić problemu dla działów informatycznych firm. We współczesnym świecie to sprzęt trzeba dostosowywać do przyjętych standardów oprogramowania (ang. hardware co-dependency on software), a nie oprogramowanie ma spajać niedopasowane komponenty sprzętowe.
W najbliższej przyszłości, w miarę jak działy informatyczne będą w coraz większym stopniu podejmować decyzje w sprawach bezpieczeństwa, obecne i przyszłe komponenty systemów bezpieczeństwa będą do działania wymagać środowisk sieciowych. W praktyce oznacza to, że menedżerowie będą musieli stworzyć platformy sieciowe obsługujące inteligentne wideo i inne podobne urządzenia, wpływające na wydajność produkcji. Skoro systemy telewizji przemysłowej są stosowane do obserwacji zagrożeń i oszustw, dostęp do nich powinna mieć i produkcja, i dział kadr, i kontrola jakości, i inne wydziały, mające realne odniesienie do tej samej infrastruktury i borykające się z tymi samymi problemami.
Przejście od sygnałów analogowych do cyfrowej transmisji internetowej
Użytkownicy potrzebują takich strategii, które tworzyłyby sieci transportujące sygnały wideo zgodnie z cyfrowym, internetowym protokołem transmisji (IP), wykorzystując jednakże nadal analogowe komponenty systemów wizyjnych.
Lukę między analogowymi a cyfrowymi systemami trzeba zapełnić przez połączenie w sieć kamer zgodnych z protokołem IP (ang. IP platform camera), cyfrowych rejestratorów wideo, komputerów PC i serwerów. Nowe kodery (przetworniki) i dekodery wideo umożliwiają dostęp do cyfrowych sieci używanym obecnie analogowym kamerom i monitorom. Innowacja ta zapewnia wysoką skalowalność, pozwalając rozwiązywać skomplikowane problemy związane z systemami bezpieczeństwa w małych i dużych przedsiębiorstwach.
Fot. 2. Kamery o dużym zakresie dynamiki rozjaśniają obraz miejsc zacienionych i ściemniają obrazy szczególnie jasne. Ta kompensacja optyczna pozwala widzieć kluczowe detale wyraziście
Mózgiem i kluczowym elementem takiego systemu są właśnie te kodery i dekodery, które umożliwiają dostęp do cyfrowych sieci używanym obecnie analogowym kamerom i monitorom. W miarę jak stary analogowy sprzęt zużywa się, zastępuje się go nowszym, kompatybilnym z Internetem (IP-platform), a wszystkie dodawane komponenty są już oczywiście zgodne z platformą IP. Wraz z rosnącą liczbą takich komponentów, system staje się coraz potężniejszy, a jednocześnie łatwy w użytkowaniu i instalacji.
Na przykład kamera wideo zgodna z protokołem IP pozwala użytkownikom na przesyłanie sygnałów wizyjnych poprzez istniejącą, standardową sieć Ethernet. Jeśli użytkownicy mają dostęp do sieci z protokołem IP, oznacza to dostęp do kamer i rejestratorów obrazu z możliwością przeglądania wysokiej jakości obrazów cyfrowych o rozdzielczości do klasy D1 włącznie. Użytkownicy mogą teraz komfortowo przejść do zintegrowanej lub hybrydowej platformy IP, łącząc się ze wszystkimi aplikacjami tworzącymi system(y) bezpieczeństwa.
Fot. 3. Wszystkie komponenty niezbędne do utworzenia systemu transmisji światłowodowej, włącznie z nadajnikiem, odbiornikiem i dwoma zasilaczami, można teraz zabudować wewnątrz pojedynczego komponentu
Poza wyjściami ethernetowymi, nowe kamery mają także klasyczne wyjścia dla kabla koncentrycznego do bezpośredniego połączenia z siecią obsługującą istniejący wizyjny sprzęt analogowy. Wbudowany koder MPEG-4 dokonuje kompresji wyjściowych danych wizyjnych, by utrzymać dużą przepustowość sieci cyfrowej oraz wysoką jakość obrazów. Użytkownicy mogą dołączyć uprzednio zarejestrowany lub dołączany na żywo sygnał dźwiękowy (audio).
Nowe rejestratory wizyjne wprowadzają zapis hybrydowy, który pozwala poprawnie współpracować i z konwencjonalnymi, analogowymi i z nowymi, cyfrowymi kamerami, zgodnymi z protokołem IP. Rejestratory te pozwalają na rejestrację pełnowymiarowego obrazu z prędkością rzeczywistą w każdym z kanałów. Użycie kompresji MPEG-4 w rejestratorach strumieniowych (streamerach wizyjnych – video streaming recorders) umożliwia zapis 60, 30, 20, 10 i 5 klatek na sekundę i zachowanie pełnej potrójnej funkcjonalności (Triplex) przy jednoczesnym przeglądaniu, plejbeku (playback) i zapisie.
Rejestrator wizyjny pozwala rejestrować do 4 pojedynczych kanałów z jakością standardową dla cyfrowego przekazu telewizyjnego D1 (broadcast-quality digital video format) przy zachowaniu formatu CIF (Common Intermediate Format, a pixel standard). Wymienny dysk twardy stanowi przenośny nośnik pamięci. Rejestrator może też być podłączony do sieci (standardowej cyfrowej) i przeglądany zdalnie przez Ethernet.
Zgodne z platformą IP kodery i dekodery wizyjne pozwolą na podłączenie do sieci IP wszelkich istniejących analogowych kamer, czujników, klawiatur, monitorów. Taki koder przetwarza sygnał wizyjny z kamery analogowej na skompresowany sygnał cyfrowy MPEG-4 i przesyła go jako strumień danych z prędkością 2 Mb/s. Dekodery przetwarzają kod MPEG-4 z powrotem na mieszany analogowy sygnał telewizyjny zgodny ze standardem NTSC, by umożliwić jego odtworzenie i przeglądanie na tradycyjnym monitorze analogowym. Dwa wbudowane porty szeregowe w każdym module umożliwiają komunikację poprzez sieć cyfrową z kamerami, które mogą zmieniać pozycję i ogniskową (PTZ – Pan/Tilt/Zoom) za pomocą protokołu transmisji szeregowej, przez porty RS-232 lub RS-485 komputera PC albo z klawiatury podłączonej do kodera wizyjnego.
Co istotne, oprogramowanie sieci zgodnej z protokołem IP pozwala użytkownikom PC przeglądać całą sieć. Skoro wejścia do sieci nie są multipleksowane, ich stany można przeglądać w czasie rzeczywistym. Można wybrać do czterech kamer jednocześnie lub przeglądać obraz wideo w pojedynczym, pełnym oknie. Można także szybko odszukać obrazy historyczne, przeszukując pamięć według kryteriów data, czas, kamera, alarm, zdarzenie lub opis transakcji. Oprogramowanie umożliwia użytkownikom zmianę położenia / ogniskowej kamer (PTZ).
Bezkonfliktowe połączenie
Zarządzanie systemami bezpieczeństwa i różnorodnymi udogodnieniami musi zostać zintegrowane w jeden system. Wszystkie stosowne aplikacje, dziś rozłączne, muszą być dostępne do przeglądania poprzez jeden, prosty interfejs. Cały sprzęt, także systemy wizyjne, urządzenia alarmowe i drukujące, wszystko musi bezkonfliktowo współpracować we wspólnym, zintegrowanym środowisku.
Jednokrotne wprowadzenie danych do systemów bezpieczeństwa i pozostałego wyposażenia oraz posiadanie zintegrowanego środowiska, które automatycznie synchronizuje się ze starymi systemami, może być zrealizowane przez wiodące, innowacyjne firmy. Platforma stosująca standardowe polecenia i sterowanie pozwoli tym firmom połączyć wiele aspektów bezpieczeństwa i zarządzania na pojedynczym, wspólnym ekranie.
Taki pojedynczy interfejs to jedna konsola z dostępem do wszystkich funkcji kontrolnych, obrazów wideo, funkcji obsługi alarmów, a także integracja z firmowym systemem ERP, kadrowym HR i innym oprogramowaniem narzędziowym na poziomie firmy. Użytkownicy mogą z niej śledzić podgląd z kamer, manipulować kamerami (PTZ) lub wyszukiwać klipy wideo, zapamiętane przez cyfrowe rejestratory wizyjne (DVR), wyszukując je według daty, czasu zdarzenia, typu zdarzenia, kamery lub rejestratora DVR. Gdy wystąpi zdarzenie bądź alarm (alarm triggered), system może przesłać do rejestratora DVR polecenie rozpoczęcia rejestracji, wyświetlić obraz z podłączonej kamery w danym miejscu, odwzorować lokalizację alarmu i przesłać komunikat e-mailem do kierownika zakładu. Nawet jeśli obecnie stosowany system wizyjny wykorzystuje urządzenia analogowe, to odpowiednia kamera zostanie przełączona na konkretny monitor(y), gdy nastąpi alarm lub określone zdarzenie.
Istota współczesnej rewolucji
Te nowe cyfrowe platformy nie tylko umożliwiają zarządzanie, konfigurację i sterowanie w oparciu o cyfrowy protokół IP, lecz także pozwalają na szybkie i bezkonfliktowe udostępnienie inteligentnej obsługi obrazu wideo, stanowiąc jednocześnie platformę dla rozwiązań poprawiających efektywność działalności. W ten sposób przechodzimy od analogowego do cyfrowego przełączania i odwzorowywania. Do świata cyfrowych macierzy, wirtualnego zapisu i niematerialnej archiwizacji.
Nowa platforma CCTV stworzy kompletne sprzętowe i programowe rozwiązania dla przedsiębiorstw w zakresie bezpieczeństwa, wydajności, w zależności od potrzeb poszczególnych zakładów.
Artykuł pod redakcją Adama Majczaka
Autor: Darren Nicholson, wiceprezes ds. marketingu, GE Infrastructure-Security, Commerc
