某安防監(jiān)管系統(tǒng)方案展示

基于信息融合的安防監(jiān)管系統(tǒng)系統(tǒng)說明當(dāng)前，我國正處于社會轉(zhuǎn)型期，各種矛盾凸顯，突發(fā)事件和公共安全事件不斷。09年發(fā)生的重慶“3.19”襲擊哨兵事件，提醒我們作為特殊場所的部隊營區(qū)，也需要加強(qiáng)安全防范措施。除了保護(hù)國家的財產(chǎn)安全及部隊人員的人生安全，部隊營區(qū)中還涉及到軍事機(jī)密、武器彈藥等安全保衛(wèi)工作，如有不慎，將會危及國家政治、經(jīng)濟(jì)利益，更會引發(fā)社會危機(jī)，影響政府信譽(yù)，損害科學(xué)發(fā)展和諧社會建設(shè)。傳統(tǒng)園區(qū)安全管理和監(jiān)控應(yīng)用主要以視頻監(jiān)控、物理傳感器報警方式為主，但存在以下幾個方面的問題：（1）系統(tǒng)集成低，視頻監(jiān)控系統(tǒng)尚未與RFID技術(shù)、三維地理信息系統(tǒng)有機(jī)集合，缺乏監(jiān)控區(qū)域整體安全態(tài)勢感知、評估和早期預(yù)警能力，安全防范力量的科學(xué)配置和調(diào)度困難。（2）傳統(tǒng)報警系統(tǒng)多是采用前端物理傳感器（或傳感器報警系統(tǒng)）和后端報警控制器，結(jié)合報警控制軟件系統(tǒng)提供對各種類型的越界行為進(jìn)行報告，該方式僅對越界處的觸發(fā)動作做出反應(yīng)，容易因各種干擾因素而產(chǎn)生誤報。（3）現(xiàn)有系統(tǒng)主要依靠人工監(jiān)視和事后處理，不能提供自動進(jìn)行事件檢測、人或物的異常行為識別、運(yùn)動跟蹤與預(yù)/報警等功能，不能滿足全面控制、重點防控、快速反應(yīng)的防控需要。（4）沒有與三維地理信息系統(tǒng)融合，視頻顯示效果不直觀，信息感知和定位功能不足，快速應(yīng)急反應(yīng)和處置能力較低?，F(xiàn)有系統(tǒng)中，監(jiān)視人員無法及時將眾多屏幕上顯示的監(jiān)控圖像進(jìn)行內(nèi)容和位置的關(guān)聯(lián)分析和判斷，如發(fā)生案件時不能對作案嫌疑人的數(shù)量、行進(jìn)路徑、周邊情況做出準(zhǔn)確判斷和預(yù)測，安全事件的實時、準(zhǔn)確定位和應(yīng)急處置十分困難?；谌S地理信息融合的營區(qū)監(jiān)管顯示系統(tǒng)采用新的增強(qiáng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)、RFID技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的周界報警系統(tǒng)來升級現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)營區(qū)環(huán)境安防監(jiān)控，可大大增強(qiáng)營區(qū)自動化管理水平。設(shè)計要求安防監(jiān)管系統(tǒng)是針對營區(qū)安全監(jiān)防的專用系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定為布防狀態(tài)時，一旦有人入侵等緊急情況時，與之相應(yīng)的報警探測器立即向用戶端自動報警主機(jī)發(fā)出報警信號，接到警情事件后，自動報警主機(jī)立即進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)無誤后，進(jìn)行事件的現(xiàn)場聲(蜂鳴器)、光(ELD)報警，同時用戶端自動報警器自動向相關(guān)部門撥打預(yù)先設(shè)置好的報警電話號碼，進(jìn)行語音報警。系統(tǒng)可通過多手段、多技術(shù)結(jié)合方式降低單一技術(shù)手段報警方式中可能存在的漏警，特別是誤警的發(fā)生。同時系統(tǒng)能對整個營區(qū)進(jìn)行全空間、全方位的視頻展示，從而提供更為直觀的顯示效果。方案設(shè)計安防系統(tǒng)根據(jù)其監(jiān)防的區(qū)域特點可以分為周界、出入口和營區(qū)內(nèi)部。周界指營區(qū)的常規(guī)禁入范圍，例如營區(qū)院墻等無人值守區(qū)域；出入口主要包括營區(qū)以及營區(qū)內(nèi)關(guān)鍵樓宇、房間等區(qū)域出入口；營區(qū)內(nèi)部為出入口與周界圍墻之間的其他區(qū)域。針對以上安防監(jiān)管區(qū)域的不同，安防監(jiān)管系統(tǒng)包括周界報警防范子系統(tǒng)、出入口人員/裝備監(jiān)控管理子系統(tǒng)、營區(qū)全空間視頻監(jiān)控子系統(tǒng)三個部分。營區(qū)全空間視頻監(jiān)控子系統(tǒng)營區(qū)全空間視頻監(jiān)控子系統(tǒng)主要對營房設(shè)施等視頻信息進(jìn)行實時采集與處理，實現(xiàn)視頻圖像與三維地理信息融合與圖像檢索等功能；傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)采用九宮格顯示方式，分屏顯示，關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，本系統(tǒng)可將多個視頻信息與三維GIS模型無縫融合到一個大屏幕上，且支持局部視頻的點擊放大和鏡頭的拉伸。前端監(jiān)控點采用模擬攝影頭+視頻編碼服務(wù)器的方式，通過模擬攝影頭采集模擬監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)，通過視頻編碼服務(wù)器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街笓]中心；使用若干臺高性能服務(wù)器組成融合服務(wù)集群對多路(>100路)營區(qū)視頻信息與三維GIS模型進(jìn)行融合，實現(xiàn)集中顯示在監(jiān)控中心的大屏幕顯示器上；放置若干臺高性能全空間營區(qū)視頻監(jiān)視與控制工作站，進(jìn)行融合后的營區(qū)視頻信息的錄像、存儲和集中處理。與區(qū)域內(nèi)的各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，只需具有相應(yīng)的權(quán)限，網(wǎng)絡(luò)上的任何電腦均可隨時可對營區(qū)視頻信息進(jìn)行瀏覽。系統(tǒng)提供對營區(qū)內(nèi)所有要點視頻信息的實時錄像，并支持融合后的營區(qū)內(nèi)“天眼視圖”信息的歷史回放功能，有助于對發(fā)生問題的事后討論和研究，也可作為歷史資料供以后參考；基于智能圖象檢索技術(shù)，可以對任意營區(qū)要點、任意時間段的視頻信息進(jìn)行快速檢索，避免了人工檢索的繁瑣和效率低下的問題，如可以截取可疑目標(biāo)的圖像，在已有監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)庫中檢索該目標(biāo)，能獲取該目標(biāo)在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的歷史活動情況。周界報警防范子系統(tǒng)周界防范是對監(jiān)控區(qū)域外圍或特定區(qū)域的防入侵手段，系統(tǒng)場景如下：對于營區(qū)周界監(jiān)控可以如上圖所示方式進(jìn)行。A代表物體，B代表邊界，C，D分別代表視頻監(jiān)控與前端物理傳感器。依靠單個攝像頭區(qū)域內(nèi)視頻畫面的內(nèi)容變化可以判斷有無物體的越界，但目前的圖像識別大多采用面積、形狀方式對目標(biāo)進(jìn)行識別，目標(biāo)識別算法的簡化可能造成誤警。例如：當(dāng)A為一個人時，發(fā)生越界行為應(yīng)當(dāng)報警，而當(dāng)A為一個空中飛行的小鳥時，由于距離視頻攝像頭距離較近，視頻圖像中的面積較大，可能被誤認(rèn)為人或車輛發(fā)生報警信息。針對上述問題，系統(tǒng)采用軟件實現(xiàn)和硬件結(jié)合方式。軟件方式是利用攝像頭區(qū)域內(nèi)視頻畫面的內(nèi)容變化來判斷是否有目標(biāo)入侵，該技術(shù)被稱為移動偵測；硬件方式則是采用前端物理傳感器（或傳感器報警系統(tǒng)）和后端報警控制器，結(jié)合報警控制軟件系統(tǒng)提供對各種類型的越界行為進(jìn)行報告。多種不同手段的結(jié)合可大大降級誤警概率。視頻目標(biāo)監(jiān)測報警視頻目標(biāo)監(jiān)測報警基于智能圖象處理技術(shù)，通過實時分析監(jiān)控區(qū)域內(nèi)多個監(jiān)控點的實時視頻數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對設(shè)定區(qū)域的越界行為進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)越界目標(biāo)和行為時及時報警并顯示在監(jiān)控區(qū)域“天眼視圖”上；此外，可以結(jié)合傳感器報警系統(tǒng)信息，實時顯示大屏幕上。（2）多傳感器報警根據(jù)實際應(yīng)用需求以及工程實施維護(hù)成本要求，系統(tǒng)采用紅外對射傳感器。利用營區(qū)原有工程鐵絲網(wǎng)圍欄或圍墻，在營區(qū)的圍欄或圍墻上安裝多對紅外對射傳感器，用人眼不可看見紅外光束在營區(qū)圍欄或圍墻上形成嚴(yán)密的保護(hù)網(wǎng)，一旦有不法人員想通過圍欄翻入營區(qū)，就會立即觸發(fā)報警，并在報警主機(jī)上顯示出相應(yīng)的區(qū)域。整個周界可分成多個防護(hù)分區(qū)，根據(jù)現(xiàn)場情況，分區(qū)劃分可自由靈活，每個區(qū)域都可以通過報警主機(jī)獨(dú)立布撤防。出入口人員/裝備監(jiān)管子系統(tǒng)營區(qū)出入口營區(qū)出入口人員/裝備監(jiān)控管理子系統(tǒng)對出入營區(qū)的人或物資自動登記。系統(tǒng)場景圖如下：本系統(tǒng)分監(jiān)測、信息處理、報警器三大模塊，監(jiān)測模塊的輸出信號經(jīng)信息處理模塊處理后控制報警器的開啟。檢測模塊由安防探測器和RFID身份識別器組成，安防探測器和RFID身份識別器的監(jiān)管范圍相同。安防探測器可以是紅外線防盜裝置，也可以是視頻、感應(yīng)等其他周界或區(qū)域移動物體探測裝置式探測器，當(dāng)有人進(jìn)入監(jiān)管范圍時安防探測器被觸發(fā)向信息處理器發(fā)出一個異動信號。RFID身份識別器基于射頻識別的原理，可以在一定距離內(nèi)接受安裝在工作人員、車輛身上的射頻身份卡發(fā)出的射頻識別碼，射頻身份卡由數(shù)據(jù)存儲芯片和發(fā)射電路組成，每張卡的射頻識別碼與佩戴卡的工作人員、車輛形成一一對應(yīng)關(guān)系，因此系統(tǒng)通過RFID身份識別器接收射頻身份卡發(fā)出的射頻識別碼就可以判斷出佩戴該卡的工作人員車輛的身份。當(dāng)卸裝佩戴射頻身份卡的工作人員車輛進(jìn)入監(jiān)管區(qū)域時，RFID身份識別器接收到射頻身份卡發(fā)出的射頻識別碼，并將接收到的信號傳送給信息處理器，而如果是身份不明的非法入侵者闖入，因為不佩戴射頻身份卡，RFID身份識別器就不會被觸發(fā)，也不會向信息處理器傳送信號。信息處理器可以是計算機(jī)系統(tǒng)，也可以是基于單片機(jī)的記錄、分析、控制設(shè)備，如果不需記錄功能，簡單的邏輯控制電路亦可滿足要求。信息處理器通過接收上述兩路探測模塊發(fā)出的信號來記錄事件并確定是否有非法侵入者。首先，任何人的進(jìn)入都將觸發(fā)安防探測器，而只有佩戴有射頻識別卡的內(nèi)部工作人員車輛才會同時觸發(fā)RFID身份識別器，因此信息處理器可以根據(jù)上述兩路探測模塊的輸出信號來判斷是非法侵入還是內(nèi)部工作人員車輛正常進(jìn)入監(jiān)管區(qū)域，從而根據(jù)事先設(shè)定的規(guī)則決定是否開啟報警器發(fā)出警報。比如當(dāng)兩路探測模塊中只有安防探測器被觸發(fā)，則可以判定有外界非法侵入，信息處理器將立即開啟警報器。信息處理器事先設(shè)定的規(guī)則中可以包括內(nèi)部工作人員車輛的準(zhǔn)入時段信息，比如某工作人員車輛只能在上午八點至下午四點之間進(jìn)入監(jiān)管區(qū)域，那么如果RFID身份識別器在該時段中檢測到該工作人員車輛佩戴的射頻身份卡發(fā)出的識別碼時，信息處理器都將判定為正常，同時記錄事件備查。而如果RFID身份識別器在該時段之外的時間監(jiān)測到該人員佩戴的射頻身份卡發(fā)出的識別碼，信息處理器將立即開啟警報。樓宇房間出入口在樓宇房間出入口采用人臉識別與RFID結(jié)合方式實現(xiàn)出入人員的監(jiān)管，本系統(tǒng)集成基于主動近紅外圖像的人臉識別技術(shù)，能夠在人臉左右旋轉(zhuǎn)90度以上、或人臉被部分遮擋時，快速穩(wěn)定流暢地進(jìn)行人臉跟蹤，能識別距離攝像頭大于五米的人臉，能同時識別場景范圍內(nèi)的多張人臉，準(zhǔn)確率可大于95%。系統(tǒng)場景如下：系統(tǒng)由四部分組成，即監(jiān)控攝像機(jī)和LCD顯示單元、視頻服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（分布式數(shù)據(jù)庫），以及RFID讀取單元。攝像機(jī)和LCD顯示單元中，攝像機(jī)用于采集通過通道的人臉圖像，與視頻服務(wù)器相連接；LCD用于實時顯示攝像機(jī)采集的人臉圖像及狀態(tài)信息。視頻服務(wù)器位于快速通道附件或閘機(jī)內(nèi)，用于人臉身份驗證、輸出控制信號，每個視頻服務(wù)器與對應(yīng)快速通道的攝像機(jī)和LCD連接。視頻服務(wù)器實時接收對應(yīng)通道攝像機(jī)采集的人臉數(shù)據(jù)，并和預(yù)先注冊的人員名單進(jìn)行對比。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實現(xiàn)對人員信息的集中管理、數(shù)據(jù)分發(fā)、VIP或黑名單信息定制、以及報警的功能，用于保存所有注冊人員的人臉數(shù)據(jù)及其他信息，記錄相關(guān)的業(yè)務(wù)消息和管理活動，并可方便生成各種定制報表、VIP或黑名單信息表和定制報警等。RFID讀取單元位于通道閘機(jī)前端，用于讀取射頻卡信息，從數(shù)據(jù)庫調(diào)出該卡片的人臉數(shù)據(jù)和其他信息，從而實現(xiàn)與現(xiàn)場采集的人臉進(jìn)行對比，驗證人員身份。RFID讀取單元支持長距離與短距離兩種型號，包括EM、M1、TI等。智能推理與自動報警系統(tǒng)具有智能推理和報警能力，對人員或物品的移動進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)不合法或不合理的行為，可自動報警。利用獲取的人員移動信息，并基于智能推理，勾勒出人員的行動路線。結(jié)合三維GIS模型，可在地圖上繪制人員和物資的歷史流動軌跡，并提供在不同地點停留時間及狀態(tài)變化等屬性查詢。系統(tǒng)可定制流動規(guī)則，對于與系統(tǒng)預(yù)定義的流動規(guī)則沖突的人員或物資，系統(tǒng)可以智能判斷并提供預(yù)警，從而可以防止非法出入營區(qū)。特點與創(chuàng)新視頻監(jiān)控報警與多傳感器報警方式的結(jié)合視頻監(jiān)控主要是通過智能圖像處理軟件實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，但是受到圖像識別技術(shù)的限制，在目標(biāo)識別上往往缺乏準(zhǔn)確性。本系統(tǒng)采用視頻與多傳感器結(jié)合的設(shè)計思想解決了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控與單一傳感探測器一直存在的誤報率高的問題。傳感器探測到的報警信息結(jié)合視頻越界報警相互印證，可大大減少誤報警現(xiàn)象。射頻識別技術(shù)的應(yīng)用近年來，隨著射頻技術(shù)的飛速發(fā)展，射頻識別技術(shù)在人員、車輛以及物質(zhì)管理方面得到了廣泛應(yīng)用。射頻識別技術(shù)與傳統(tǒng)安防技術(shù)的結(jié)合可以進(jìn)一步提高監(jiān)控報警的準(zhǔn)確性，實現(xiàn)“敵我”目標(biāo)分辨。本系統(tǒng)可以有針對性的對非法入侵發(fā)出報警信號，而內(nèi)部工作人員車輛和保安正常出入監(jiān)控區(qū)域時卻不會觸發(fā)警報，這就有效的防止內(nèi)部人員觸發(fā)引起的誤報警現(xiàn)象。全空間視頻融合系統(tǒng)基于視頻融合技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提供了全方位、全空間的安全態(tài)勢感知、安全威脅評估和應(yīng)急反應(yīng)協(xié)調(diào)功能。全空間數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個完整的、全視角、大場景的監(jiān)控區(qū)域“天眼視圖”，融合了監(jiān)控區(qū)域三維模型、實時監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)以及其他監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)，并將所有監(jiān)控信息顯示在一個屏幕上，實現(xiàn)對所有監(jiān)控區(qū)域的全空間監(jiān)控信息感知和安全態(tài)勢評估。系統(tǒng)實施系統(tǒng)部署實施架構(gòu)圖如下圖所示：營區(qū)全空間視頻監(jiān)控子系統(tǒng)系統(tǒng)采用自主研發(fā)的三維地理信息系統(tǒng)平臺，選用三臺HPGS380G服務(wù)器作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和視頻融合服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用華為48口工作組級交換機(jī)，設(shè)備放置于中心控制室。全區(qū)共設(shè)置高清晰攝像頭30只。配套網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器30只。前端監(jiān)控點設(shè)備包括：室內(nèi)室外快球攝像機(jī)和視頻編碼服務(wù)器。攝像機(jī)的型號根據(jù)實際需要選用三星SCC-C6435P室外智能高速球型攝像機(jī)，視頻編碼服務(wù)器采用NV2000S-CF-1DM-220-C1。周界報警防范子系統(tǒng)采用紅外對射結(jié)合智能周界防護(hù)系統(tǒng)，可有效地對營區(qū)周邊區(qū)域進(jìn)行周界防范。根據(jù)營區(qū)面積和圍墻走勢，共設(shè)置150米對射6對，50米對射4對。探測器采用美國PHOENIX四束紅外探測器。采用數(shù)字式信號過濾系統(tǒng)對各種雜音、亂光、散光等有強(qiáng)大抑制力，安定性高，對因雨、霧、雪的影響，可經(jīng)內(nèi)部微電腦處理保持高感應(yīng)度，是對光線衰減的影響減至極限采用數(shù)字式信號過濾系統(tǒng)，其感應(yīng)余度大幅增加（較以前增大約400倍）（自動