虞國(guó)躍 王玉春

摘 要:本文闡述了南京工業(yè)大學(xué)一套視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)施方案,分析了該系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中存在的不足,并結(jié)合該校技術(shù)防范系統(tǒng)模式對(duì)高校校園視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞 智能 綜合 視頻 監(jiān)控

隨著我國(guó)高等教育事業(yè)的快速發(fā)展,高校的規(guī)模越來(lái)越大,學(xué)生人數(shù)不斷增多,校園開放程度和后勤服務(wù)社會(huì)化程度亦越來(lái)越高,特別是在社會(huì)治安形勢(shì)日趨復(fù)雜的形勢(shì)下,學(xué)校的安全保安工作面臨著新的挑戰(zhàn),為了有效預(yù)防和打擊犯罪活動(dòng),一些高校投入大量資金建立了視頻監(jiān)控系統(tǒng),起到了一定的威懾作用,也給案件的掌控和偵破提供了技術(shù)支持。但在實(shí)際使用中,調(diào)閱錄像資料的工作量很大,目標(biāo)性較差,犯罪嫌疑人即使被視頻資料俘獲,尤其是陌生人,要確定其身份是非常困難的。為了更加有效預(yù)防和打擊犯罪活動(dòng),對(duì)校園提供更加有力的安全保障,在現(xiàn)有視頻監(jiān)控模式的基礎(chǔ)上,研究如何有效綜合運(yùn)用現(xiàn)代科技手段建立一套智能技術(shù)防范系統(tǒng),真正建立起人防、物防、技防相結(jié)合的有機(jī)防控體系,對(duì)于平安校園建設(shè)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、南京工業(yè)大學(xué)江浦校區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施方案

1.校園概況

南京工業(yè)大學(xué)江浦校區(qū)地處山林,總占地面積3000余畝,呈狹長(zhǎng)形,南北長(zhǎng)約2公里,東西寬約1公里,校區(qū)地理環(huán)境及周邊情況較為復(fù)雜,校區(qū)內(nèi)有各類建筑100多幢,其中大型建筑10余座、學(xué)生宿舍區(qū)8片、學(xué)生食堂4個(gè),建筑較為分散,校園內(nèi)綠化覆蓋率達(dá)60%以上,道路彎路多、陡坡多,校區(qū)內(nèi)人員多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

全套視頻監(jiān)控系統(tǒng)由公共區(qū)域視頻采集系統(tǒng)、學(xué)生宿舍視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、學(xué)生食堂視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、前端防盜報(bào)警系統(tǒng)、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控報(bào)警中心等組成(見(jiàn)圖1)。

(1)公共區(qū)域視頻采集系統(tǒng)

①室外公共區(qū)域視頻信號(hào)采集學(xué)校的大門口、廣場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、干道、十字路口、制高點(diǎn)等區(qū)域設(shè)置智能球型攝像機(jī)44臺(tái),另外設(shè)置其他多種彩色紅外彩色攝像機(jī)60臺(tái),公共區(qū)域采集的視頻信號(hào)全部通過(guò)光纖傳輸至報(bào)警中心,保證視頻信號(hào)無(wú)滯后現(xiàn)象。

攝像機(jī)具有廣角鏡頭以及主動(dòng)紅外光源,可以滿足夜間或光線不足情況下的監(jiān)控要求,實(shí)現(xiàn)全天候監(jiān)控。攝像機(jī)具有較寬的動(dòng)態(tài)范圍,即使處在強(qiáng)背景光下的陰暗物體仍能清晰成像。

②圖書館內(nèi)部區(qū)域視頻信號(hào)采集圖書館內(nèi)部共布置定點(diǎn)彩色攝像機(jī)32臺(tái),因報(bào)警中心就設(shè)在圖書館內(nèi),視頻信號(hào)直接用電纜傳輸?shù)綀?bào)警中心。

(2)學(xué)生宿舍、學(xué)生食堂視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

在每個(gè)宿舍片區(qū)、每個(gè)食堂設(shè)置一臺(tái)嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī)為控制主機(jī),8片宿舍區(qū)、4個(gè)食堂共安裝嵌入式網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)12臺(tái)。每幢宿舍主要出入口、每個(gè)食堂的主要出入口安裝彩色紅外攝像機(jī),視頻信號(hào)接入本地硬盤錄像機(jī)采用先進(jìn)的純硬件H.264壓縮算法壓縮視頻信號(hào),錄像資料至少保存15天,當(dāng)需要查詢圖像資料時(shí),運(yùn)行硬盤錄像機(jī)管理控制軟件,能回放存儲(chǔ)的錄像資料、并能下載錄像文件。各種參數(shù)和功能設(shè)置好后自動(dòng)運(yùn)行,無(wú)須再運(yùn)行管理控制軟件。視頻監(jiān)控報(bào)警中心可通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)可對(duì)硬盤錄像機(jī)進(jìn)行訪問(wèn)、控制、查閱,回放錄像資料。

(3)防盜報(bào)警系統(tǒng)

監(jiān)控報(bào)警中心安裝一套中央報(bào)警接收機(jī),在校園周界、女生宿舍周界、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)樓的重點(diǎn)部位設(shè)置多個(gè)報(bào)警子系統(tǒng),并安裝相應(yīng)的防盜報(bào)警主機(jī),圖書館采用VISTA-120報(bào)警主機(jī)、其他7個(gè)部位采用2316TL報(bào)警控制通訊主機(jī),報(bào)警主機(jī)通過(guò)電話線與中央報(bào)警接收機(jī)聯(lián)網(wǎng),報(bào)警探測(cè)器采用紅外微波雙鑒技術(shù)探測(cè)器。

在報(bào)警子系統(tǒng)處于布防狀態(tài)下,如果探測(cè)器探測(cè)到目標(biāo),即發(fā)生報(bào)警。當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí),前端報(bào)警探測(cè)器觸發(fā)信號(hào)傳送到防盜報(bào)警主機(jī),在控制主機(jī)屏幕上顯示報(bào)警地點(diǎn)相關(guān)的防區(qū)號(hào)碼,由防盜報(bào)警主機(jī)通過(guò)校園電話線傳輸?shù)街醒雸?bào)警接收機(jī),接警計(jì)算機(jī)立刻在電子地圖上顯示報(bào)警地點(diǎn),發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào),值班人員可以迅速發(fā)現(xiàn)情況并及時(shí)處理。

(4)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

信息傳輸是視頻報(bào)警系統(tǒng)的至關(guān)重要的中間環(huán)節(jié),采用光纖、同軸電纜、校園網(wǎng)3種方式。

①光纖傳輸方式具有傳輸頻帶寬、通信容量大、損耗小、傳輸距離遠(yuǎn)、不受電磁波干擾、不受氣候和溫度影響的特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用24芯單模光纜為主干傳輸線,由控制中心傳輸至中繼箱,再利用4芯光纜向四周輻射。這樣可以有效利用多芯光纜,增大光纜的利用率。在選擇光纜的節(jié)點(diǎn)位置時(shí)候考慮以后新增建筑的使用需要,充分留有冗余。在距監(jiān)控中心較遠(yuǎn)的且攝像機(jī)較集中的區(qū)域,安裝光纜中繼箱。

②同軸電纜傳輸方式適用于近距離傳輸,它的特點(diǎn)是傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)單,在有限的傳輸距離范圍內(nèi)失真小,附加噪音低,不需要增加調(diào)制解調(diào)器設(shè)備。圖書館內(nèi)攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)采用同軸電纜傳送到監(jiān)控中心。

③校園網(wǎng)絡(luò)傳輸方式。本系統(tǒng)為了節(jié)約建設(shè)費(fèi)用,充分利用校內(nèi)資源。學(xué)生宿舍、學(xué)生食堂二級(jí)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)視頻信號(hào)就地存儲(chǔ)在硬盤錄像機(jī)內(nèi),監(jiān)控報(bào)警中心與硬盤錄像機(jī)之間通過(guò)校園網(wǎng)訪問(wèn)和傳輸。

(5)視頻監(jiān)控報(bào)警中心

監(jiān)控報(bào)警中心相當(dāng)于整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的心臟,承擔(dān)著對(duì)前端設(shè)備采集到信息進(jìn)行數(shù)字化處理、存儲(chǔ)、顯示,控制的任務(wù)。

CM-9770大型矩陣主機(jī)是視頻系統(tǒng)的核心,完成信號(hào)的全矩陣萬(wàn)能切換,可以同時(shí)輸入160路視頻信號(hào)、輸出24路視頻信號(hào)。安定寶685報(bào)警接收機(jī)是報(bào)警中心中央報(bào)警接收機(jī),負(fù)責(zé)全校范圍內(nèi)的報(bào)警信息接收和處理,所有的報(bào)警信號(hào)可以在報(bào)警電腦顯示屏幕上進(jìn)行聲光提示,并在電子地圖上顯示報(bào)警探測(cè)器的位置,同時(shí)自動(dòng)將周邊的攝像機(jī)拍攝的視頻信號(hào)進(jìn)行全屏顯示。

公共區(qū)域攝像機(jī)采集的任何一個(gè)視頻圖形可以即時(shí)在屏幕墻上顯示,屏幕墻由2臺(tái)50英寸大屏幕電視機(jī)和24臺(tái)25英寸監(jiān)視器組成。監(jiān)控中心設(shè)置1臺(tái)多媒體電腦作為主控計(jì)算機(jī),另外1臺(tái)多媒體電腦作為管理計(jì)算機(jī),設(shè)置10臺(tái)硬盤錄像機(jī)存儲(chǔ)視頻信號(hào)。監(jiān)控報(bào)警中心的計(jì)算機(jī)與校園網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),安裝監(jiān)控軟件,擁有訪問(wèn)權(quán)限用戶可以通過(guò)校園網(wǎng)觀看所管轄防區(qū)的即時(shí)監(jiān)控畫面。

二、系統(tǒng)應(yīng)用分析與研究

視頻監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)采用成熟的技術(shù)、先進(jìn)設(shè)備,投入資金約500萬(wàn)元,2008年初投入運(yùn)行,基本滿足了校園安全監(jiān)控的需求,有一定的威懾作用,也給案件的掌控和偵破提供了技術(shù)支持。從發(fā)生在校園內(nèi)失竊案件情況看(見(jiàn)下表),失竊案總數(shù)2008年比2007年下降了39.2%,安裝了視頻監(jiān)控的宿舍區(qū)偷竊案件下降了51.6%,筆記本電腦是學(xué)生貴重物品,失竊案件數(shù)下降了52.2%。從統(tǒng)計(jì)表中還可以看出,沒(méi)有安裝視頻監(jiān)控的公共教學(xué)區(qū)域失竊案件數(shù)量幾乎沒(méi)有變化,說(shuō)明視頻監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋面還不夠。

2008年底,一個(gè)學(xué)生模樣的盜賊潛入學(xué)生宿舍作案3次,偷竊筆記本電腦3臺(tái),手機(jī)4部,通過(guò)視頻圖像將犯罪嫌疑人鎖定,在第4次作案時(shí)被保衛(wèi)人員抓獲,移交公安部門處理。有一段時(shí)間,某校外偷竊團(tuán)伙多次在學(xué)生食堂作案,專偷高檔手機(jī),通過(guò)視頻資料的技術(shù)支持,將其抓獲移交公安機(jī)關(guān)處理。

在實(shí)際使用中,當(dāng)案件發(fā)生后,現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)閱視頻錄像工作量往往很大,而且破案的目標(biāo)性較差,犯罪嫌疑人即使被視頻資料俘獲,尤其是陌生人,要確定其身份是非常困難的,往往要等其再次作案,通過(guò)調(diào)閱視頻資料,經(jīng)常是事后知道其再次出現(xiàn),安全保衛(wèi)工作相當(dāng)被動(dòng)。為了減少和避免校園內(nèi)違法犯罪案件的發(fā)生,嫌疑人一出現(xiàn),如果智能防范系統(tǒng)就可以發(fā)出報(bào)警,一旦發(fā)生案件,又能快速找到偵察的線索和方向,筆者認(rèn)為視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須向網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、智能化方向發(fā)展。

1.IP攝像機(jī)技術(shù)應(yīng)用

隨著技術(shù)的發(fā)展,有線IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程音視頻實(shí)時(shí)通信,并且能夠與現(xiàn)有的公用電話網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián),同時(shí)很好地兼容了無(wú)線局域網(wǎng)、有線IP網(wǎng)和公用電話網(wǎng)。公共教學(xué)區(qū)域視頻資料實(shí)時(shí)性要求不是很高,校園網(wǎng)絡(luò)在各教學(xué)大樓已經(jīng)相當(dāng)完善,安裝IP攝像機(jī)采集視頻信號(hào),利用校園網(wǎng)傳輸視頻信號(hào),可以節(jié)省視頻信號(hào)專用傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)費(fèi)用,因此,公共教學(xué)區(qū)域采用IP攝像機(jī)技術(shù)實(shí)施視頻監(jiān)控方案是比較經(jīng)濟(jì)的。

2.建設(shè)智能身份識(shí)別系統(tǒng)

現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以發(fā)現(xiàn)非法事件為中心,對(duì)事件中的人不具備識(shí)別、阻止和控制的功能,而校園卡記錄所有在校活動(dòng)人員的全面信息,如果兩者相結(jié)合再通過(guò)門禁系統(tǒng)的建設(shè),三者有機(jī)結(jié)合將形成一個(gè)新的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)[1]。智能身份識(shí)別系統(tǒng)可以對(duì)人員進(jìn)出特定的時(shí)間和場(chǎng)所權(quán)限快速識(shí)別和記錄,有些人員特定的時(shí)間和場(chǎng)所進(jìn)出受到限制和記錄,使懷有非法目的的意圖的人不敢輕舉妄動(dòng)。智能身份識(shí)別系統(tǒng)具有更強(qiáng)的針對(duì)性和目標(biāo)性,更側(cè)重事前防范,可以為校園案件的查破提供人群范圍、明確偵察的線索和方向,更加提高偵破案件和打擊違法犯罪的能力。

3.開發(fā)視頻識(shí)別報(bào)警技術(shù)

智能視頻技術(shù)是借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,對(duì)視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高速分析,過(guò)濾掉無(wú)關(guān)的信息,僅僅為監(jiān)控者提供有用的關(guān)鍵信息,使計(jì)算能夠通過(guò)數(shù)字圖像處理和分析來(lái)理解視頻畫面中的內(nèi)容[2]。隨著感知科學(xué)、心理學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、圖像處理與分析、模式識(shí)別等多個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)展,人臉識(shí)別技術(shù)將日臻成熟。前端攝像機(jī)采集的信號(hào)傳輸?shù)揭曨l控制中心,進(jìn)入錄像機(jī)的同時(shí)也進(jìn)入視頻分析服務(wù)器,如果出現(xiàn)可疑目標(biāo),視頻分析服務(wù)器通過(guò)分析發(fā)出實(shí)時(shí)報(bào)警,報(bào)警的類型和參數(shù)由操作人員自行設(shè)置。

三、結(jié)束語(yǔ)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)與智能視頻技術(shù)、智能身份識(shí)別系統(tǒng)相結(jié)合,對(duì)校園內(nèi)的人員、物資和財(cái)產(chǎn)進(jìn)行智能化監(jiān)控,可以減少和避免違法犯罪案件的發(fā)生,對(duì)各種不安全事故采用合理的技術(shù)手段和方法進(jìn)行及時(shí)有效的處理,使各種損失減到最低,保證高校校園內(nèi)各項(xiàng)活動(dòng)正常、穩(wěn)定、有序地開展。

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