Управляющие спецификации для локальных систем видеонаблюдения Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Евтихов В.Г.1, Евтихова Н.В.2 ©

1 2

К.т.н, доцент кафедры прикладной информатики; ассистент кафедры прикладной информатики, Московский государственный университет машиностроения

УПРАВЛЯЮЩИЕ СПЕЦИФИКАЦИИ ДЛЯ ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ

ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ

Аннотация

В статье рассмотрена возможность автоматизации документирования и настройки сетевых систем видеонаблюдения и предложен метод ее решения с помощью управляющих спецификаций.

Ключевые слова: видеонаблюдение, вычислительные сети, информационные технологии. Keywords: video surveillance, computer networks, information technology.

Практика эксплуатации систем видеонаблюдения показывает, что необходим научнообоснованный подход к решению проблем администрирования систем видеонаблюдения и поддержания их работоспособности. Так, в каждом конкретном случае системы

видеонаблюдения должны быть адаптированы к определенному объекту, исходя из условий его функционирования, расположения, характера деятельности, географического положения, особенностей окружающей среды, обстановки и т.п. Даже небольшие организации, эксплуатирующие локальные системы видеонаблюдения, состоящие из десятка видеокамер испытывают определенные трудности контроля за функционированием такой системы.

В настоящее время системы видеонаблюдения состоят из стандартного информационно-технического оборудования и базовых компонент сетевого видеонаблюдения [1, 120]. Базовыми компонентами системы сетевого видеонаблюдения является сетевая камера, видеокодер (применяется для подключения аналоговых камер), сеть, сервер и система хранения, а также программное обеспечение (ПО) для управления элементами этой системы.

Наиболее распространенными в системах безопасности в настоящее время остаются традиционные системы видеонаблюдения [2, 27]. Традиционная система видеонаблюдения состоит из сети видеокамер, связанных каналами передачи информации, диспетчерского пункта с дежурными операторами и центрального видео хранилища. Цифровая система сетевого видеонаблюдения обладает преимуществами и функциональностью, недоступными аналоговым системам наблюдения. К таким преимуществам относятся: возможность

удаленного доступа, высокое качество изображения, управление событиями, интеллектуальные видео технологии, простота в интеграции и расширяемость, гибкость и экономическая эффективность.

Как и компьютеры, сетевые системы видеонаблюдения обладают собственными IP адресами, могут подключаться к глобальной и локальной вычислительной сети и быть расположены в любом месте, где есть возможность сетевого соединения. Сетевые системы видеонаблюдения, как правило, оснащаются серверными функциями для использования наиболее популярных протоколов передачи данных HTTP, FTP, SMTP, RTCP и другими межсетевыми протоколами и протоколами защиты.

Общая тенденция в развитии систем видеонаблюдения состоит в переходе от традиционных систем к автономному видео мониторингу. Этот переход не означает вытеснения одних типов систем другими. Он состоит в усложнении систем видеонаблюдения за счет введения в них элементов, характерных для аналитического видео мониторинга, функционирующего на основе развитой компьютерной информационной системы [3, 93].

© Евтихов В.Г., Евтихова Н.В., 2015 г.

При наличии в системе видеонаблюдения десятков камер для эффективного управления и администрирования такой системы необходима выработка специальных методов и подходов, описанных ниже, применимых к оборудованию ведущих фирм выпускающих системы для видеонаблюдения (AXIS, Planet и др.).

Каждое сетевое устройство обладает уникальным MAC-адресом, который представляет собой набор цифр и букв, задаваемый производителем. Обычно MAC-адрес можно найти на товарной этикетке сетевого устройства.

Однако чтобы сетевая камера или видеокодер работали в IP-сети, им необходимо еще назначить IP-адрес. В настоящее время предлагается обычно два способа - автоматический и ручной [1, 120]:

первый - с помощью DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла);

второй - ввести в интерфейс сетевого видео статический IP-адрес, маску подсети и IP-адрес маршрутизатора по умолчанию, либо использовать программное средство управления, такое как Camera Management фирмы AXIS, IP-wizard фирмы Planet и др.

DHCP управляет пулом IP-адресов, которые он может динамически назначить сетевой камере или видео кодеру. Функция DHCP обычно выполняется широкополосным маршрутизатором, который при включении получает свой IP-адрес у интернет провайдера. Использование динамических адресов означает, что IP-адрес для сетевого устройства может меняться. Пользователям с динамическими IP-адресами рекомендуется зарегистрировать доменное имя (например, www.mycamera.com) для устройства сетевого видео на динамическом DNS-сервере (Domain Name System — служба доменных имен), который всегда может привязать доменное имя устройства к IP-адресу, назначенному устройству в настоящий момент.

Использование DHCP для установки IP адреса работает следующим образом. Когда сетевая камера или видео кодер включаются, они посылают запрос требования конфигурации от DHCP-сервера. DHCP-сервер в ответе указывает IP-адрес и маску подсети. Затем изделие сетевого видео может обновить текущий IP-адрес на динамическом DNS-сервере, чтобы пользователи с помощью доменного имени могли получить доступ к устройству.

Перечисленные выше способы имеют свои достоинства и недостатки. Так, автоматическое назначение IP адресов затрудняет настройку регистраторов видеоконтента и видеосерверов системы видеонаблюдения. Появляются сложности с настройкой трансляции портов для получения видеоконтента из другой сети или интернета. При ручном способе требуется достаточно точное и своевременное документирование изменений в сети, а сама процедура конфигурирования занимает значительное время для каждого устройства.

При наличии в системе нескольких десятков камер для эффективного управления ими необходимо отдельное программное обеспечение. Примером такого ПО являются приложения Camera Management фирмы AXIS и Management Software - IPView фирмы Planet.

ПО администрирования и управления системой видеонаблюдения упрощает установку и конфигурирование отдельных элементов системы. Указанное выше ПО показывает МАС-адрес каждой видеокамеры, ее тип и состояние, назначенные IP-адреса.

Однако для документирования и управления системой видеонаблюдения в целом, перечисленного выше не достаточно.

Целью настоящей работы является исследование возможностей автоматического документирования существующих и конфигурирование вводящихся в эксплуатации систем видеонаблюдения, на основе спецификаций хранящихся в отдельных администрируемых хранилищах данных.

Дополнительное программное обеспечение может автоматически найти и установить IP-адрес и показать статус подключения. Программное обеспечение также может использоваться для назначения статических IP-адресов изделиям сетевого видео, сигнализировать о нарушениях в работе системы видеонаблюдения и самостоятельно

восстанавливать конфигурацию при выявлении сбоев.

Спецификация системы видеонаблюдения предусматривает набор требований и параметров, которые мы храним в отдельном файле. Файл спецификации систем видеонаблюдения может быть реализован в виде базы данных, электронной таблицы, последовательного файла данных с любой структурой. Данную спецификацию можно реализовать в виде печатного документа для согласования и оформления проектируемой и действующей системы видеонаблюдения. Подробная структура спецификации приведена в приложении 1.

Основой спецификации является МАС-адрес сетевого устройства. При сканировании сетевой системы видеонаблюдения выявляются все подключенные в настоящее время и отсутствующие элементы системы. На этом же этапе выявляются вновь обнаруженные видеокамеры, видеокодеры, маршрутизаторы, переключатели, сетевые видеорегистраторы и видеосерверы. При сканировании определяется действующий IP-адрес каждого устройства, а информация заносится в поле IPNOW. По результатам сканирования сети в спецификации отражается статус устройства (подключено, отключено или вновь обнаружено), а информация о текущем статусе каждого устройства заносится в виде текста в поле LOG. Результат сравнения текущего IP адреса с IP адресом, определенным в спецификации отражается в поле LOG и статус изменяется на состояние (подключено с другим IP). Автоматически определяются и при необходимости корректируются вручную поля описания каждого сетевого устройства (тип, параметры, место размещения, базовое изображение). Спецификация позволяет группировать сведения обо всех обнаруженных и отсутствующих элементах системы видеонаблюдения.

Текущее изображение с выбранного сетевого устройства, если оно позволяет, формируется в виде потокового видео. Базовое изображение представляет собой образец изображения полученного с видеоустройства после его выставления в соответствии с предварительно согласованными требованиями к зоне наблюдения. Текущее изображение с камеры визуально сравнивается с базовыми на предмет их расхождения вследствие преднамеренного или случайного механического воздействия, либо изменения внутренних технических параметров видеоустройства (яркости, цветности, контрастности).

В поле спецификации «конфигурация» дается ссылка на файл конфигурации соответствующего сетевого устройства. После настройки каждого сетевого устройства, необходимо сохранить файл конфигурации устройства в соответствующий директорий доступный программному обеспечению автоматического восстановления конфигураций устройств. Для устройств допускающих управление и настройку параметров из командной строки предусмотрено поле для ее хранения.

При необходимости в файл регистрации каждого сетевого устройства можно предусмотреть запись санкционированного и несанкционированного доступа к системе видеонаблюдения, протоколировать изменения конфигурации системы, сигнализировать о сбоях и отключениях отдельных элементов системы.

После сбоев в работе и устранения повреждений, возможно выполнение процедуры автоматического и полуавтоматического восстановления параметров системы в целом и отдельных ее элементов из файлов конфигурации. При систематических сбоях в системе процедуру восстановления можно производить по расписанию. Возможно полное переконфигурирование системы видеонаблюдения в соответствии с измененными параметрами спецификации системы.

Следует отметить, что предложенная методика применима не только к системам видеонаблюдения, построенных на базе локальных вычислительных сетей, но и применима к системам видеонаблюдения реализуемых в виртуальных локальных сетях. При ревизии сетевой видеосистемы из соображений безопасности и улучшения рабочих характеристик, все средства видеонаблюдения могут быть выведены в виртуальный сегмент существующей локальной сети. При выполнении данной работы была организована локальная система видеонаблюдения, которая находится в виртуальном сегменте, а следовательно и доступ к

сетевым камерам и видео ресурсам системы видеонаблюдения имеют только сервера располагающиеся в этом же виртуальном сегменте. Такое построение представляется лучшим и наиболее экономичным решением, чем построение отдельной сети.

Таким образом, была решена задача автоматизации документирования и настройки сетевых систем видеонаблюдения и предложен метод ее решения с помощью управляющих спецификаций. Метод эффективен при оперативном расширении системы видеонаблюдения, как новым оборудованием, так и при увеличении числа решаемых ею задач.

Предложенную методику возможно использовать для документирования не только сетевых систем видеонаблюдения, но и других устройств локальных и виртуальных сетей.

Литература

1. Technical guide to network video. Axis Communications AB. 2011, 120p.

2. С.В.Трушин, А.В.Разин. Интеллектуальная комплексная система безопасности большого города.// Экономический вестник МВД России. №10. 2007. - С. 27.

3. Евтихов В.Г., Евтихов М.Г. Средства аналитического видео мониторинга. // Вестник Академии права и управления. Москва, №15 С.93-96. 2009.

Приложение 1

Содержание файла спецификации системы видеонаблюдения

№ п\п Наименование Обозначение Тип Примечание

Группа\подгруппа GROUP Символьный Наименование группы или подгруппы системы видеонаблюдения

Состояние Status Логический Индикатор подключения

МАС адрес МАС Символьный Тест соответствия параметров устройства с параметрами конфигурации

Тип NOD Символьный Производитель и тип устройства

Параметры PAR Символьный Параметры устройства

Место размещения PLACE Символьный Текстовое описание места размещения оборудования

Базовое изображение 1JPEG Изображение Образец изображения с видеоустройства при наладке и согласовании

Текущее изображение MJPEG Потовое видео Видеоизображение с видеоустройства

Лог LOG Текстовый Лог статуса, доступа и обращений к видеоустройству.

Текущий IP IPNOW Символьный Выдает предупреждающий сигнал в случае отличия от назначенного IP

Назначенный IP 1IP Символьный Утвержденный в качестве рабочего IP-адрес

Конфигурация CONFIG Символьный Ссылка на файл конфигурации оборудования

Управляющая команда COMMAND Символьный Командная строка для загрузки конфигурации или установки требуемых параметров