劉 偉

(上海中鐵通信信號(hào)測(cè)試有限公司，上海 200436)

1 概述

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，國(guó)家社會(huì)財(cái)富不斷累積增加，如何有效保障生命財(cái)產(chǎn)安全成為一個(gè)非常重要的問(wèn)題。人們對(duì)于安全的重視，也讓各種各樣的人防物防系統(tǒng)在社會(huì)生產(chǎn)生活當(dāng)中得到了廣泛應(yīng)用。在一些需要重要保護(hù)的區(qū)域，如軍事區(qū)域、飛機(jī)場(chǎng)、監(jiān)獄、金庫(kù)、博物館、發(fā)電廠、油庫(kù)、通信基站、配電站等，為了預(yù)防各種非法入侵和盜竊破壞活動(dòng)，有效保障人員財(cái)物的安全，傳統(tǒng)的安全措施是在這些區(qū)域的外圍邊界處設(shè)置一些物理屏障或阻擋物（如柵欄、圍墻、鋼絲網(wǎng)、電網(wǎng)等），安排保衛(wèi)人員加強(qiáng)巡邏，同時(shí)裝備一些安防設(shè)備(如視頻監(jiān)控或電子圍欄等系統(tǒng))來(lái)加強(qiáng)防護(hù)區(qū)域的安全保障。在目前犯罪分子學(xué)會(huì)利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，犯罪手法更加復(fù)雜化、智能化、多樣化的情況下，傳統(tǒng)的安全措施己難以適應(yīng)重點(diǎn)區(qū)域安全保衛(wèi)工作的需要。而人力安全巡邏防范措施往往受天氣、時(shí)間、地域、人員素質(zhì)和精力等因素的影響，亦難免出現(xiàn)漏洞和失誤。普通的安防設(shè)備容易受天氣、光線、動(dòng)物等多種因素影響出現(xiàn)誤報(bào)警、漏報(bào)警和不報(bào)警的情況，而在鐵路、石油、電力等行業(yè)存在防護(hù)區(qū)域多、量大的特點(diǎn)，通過(guò)人工視頻監(jiān)控巡檢也存在工作量大、效率低，很難快速有效的發(fā)現(xiàn)和解決安全問(wèn)題。

因此，研究開(kāi)發(fā)自動(dòng)化的、先進(jìn)的智能區(qū)域入侵防護(hù)系統(tǒng)就成為一種非常必要的安全措施，通過(guò)探測(cè)防護(hù)方法的多樣化、智能化來(lái)快速有效的檢測(cè)出入侵危害行為，系統(tǒng)一旦在防護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)入侵者，可立即向監(jiān)控人員發(fā)出告警，類似一道人眼看不見(jiàn)的電子圍墻，有力保障重點(diǎn)防護(hù)區(qū)域人員財(cái)產(chǎn)的安全，避免傳統(tǒng)安全措施的各種缺點(diǎn)，并可以在多個(gè)行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定的生活環(huán)境。

2 智能區(qū)域入侵防護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 設(shè)計(jì)原則

1）實(shí)用性

系統(tǒng)能夠避免人工巡查和傳統(tǒng)安全設(shè)備的使用缺陷，實(shí)際滿足用戶對(duì)安全實(shí)時(shí)檢測(cè)的要求，設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)科學(xué)，切合實(shí)際，使用方便，能有效的提高工作效率，保障用戶的安全防護(hù)要求。

2）創(chuàng)新性

系統(tǒng)可以通過(guò)前端多種入侵檢測(cè)方式和后端綜合分析軟件進(jìn)行配合，來(lái)做到入侵信息的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性以及自動(dòng)化統(tǒng)計(jì)分析，直接提高系統(tǒng)維護(hù)和信息統(tǒng)計(jì)的效率，節(jié)省大量的人力和物力資源。

3）可靠性

系統(tǒng)應(yīng)可通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵行為的檢測(cè)和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，大幅降低告警信息的誤報(bào)率，提高工作效率，且攝像機(jī)自帶紅外功能，可實(shí)現(xiàn)24 h 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控告警，可靠性高，提高重點(diǎn)區(qū)域的安全防范水平。

4）可擴(kuò)展性

系統(tǒng)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)規(guī)模和功能易于擴(kuò)充，系統(tǒng)軟件具有升級(jí)能力。需要擴(kuò)展時(shí)根據(jù)用戶提供的需求直接增加或減少設(shè)備，更新配置即可使用，不再需要做軟硬件方面的重新改動(dòng)。

2.2 系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)

智能區(qū)域入侵防護(hù)系統(tǒng)是采用數(shù)字監(jiān)測(cè)技術(shù)、以太網(wǎng)通訊技術(shù)、語(yǔ)音技術(shù)和遠(yuǎn)程管理技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的綜合性業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型上可分成監(jiān)測(cè)資源、IP 傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心和監(jiān)控終端4 個(gè)組成部分，監(jiān)測(cè)資源是系統(tǒng)前端各站點(diǎn)采集得到的現(xiàn)場(chǎng)信息，傳輸網(wǎng)絡(luò)是連接系統(tǒng)各部分之間的媒介，監(jiān)控中心是系統(tǒng)的信息采集處理和分析平臺(tái)，監(jiān)控終端是系統(tǒng)的信息服務(wù)對(duì)象。

監(jiān)測(cè)資源：具體體現(xiàn)為遠(yuǎn)端站點(diǎn)的信息探測(cè)采集前端，包括單站防護(hù)區(qū)域內(nèi)的設(shè)備資源。

IP 傳輸網(wǎng)絡(luò)：傳輸網(wǎng)絡(luò)依托光纖專網(wǎng)，是建立在專用通信設(shè)備之上的IP 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。

監(jiān)控中心：監(jiān)控中心是指由系統(tǒng)管理人員管理和使用的，具有實(shí)時(shí)監(jiān)視、前端錄像存儲(chǔ)、告警處理、電視墻控制顯示，系統(tǒng)權(quán)限管理，前端設(shè)備控制等功能。

監(jiān)控終端：監(jiān)控終端包括各監(jiān)控中心工作人員和其他相關(guān)職能部門用戶所使用的終端設(shè)備，用戶通過(guò)監(jiān)控終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)資源的訪問(wèn)和控制，終端用戶的行為必須受到系統(tǒng)管理人員的管理和授權(quán)。

2.3 系統(tǒng)組成

智能區(qū)域入侵防護(hù)系統(tǒng)主要由單站防護(hù)設(shè)備、IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸通道、監(jiān)控中心3 個(gè)部分組成。系統(tǒng)組成如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)組成圖Fig.1 System composition diagram

監(jiān)控中心設(shè)備主要包括監(jiān)控終端、管理服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、大屏顯示系統(tǒng)設(shè)備等組成，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，主要的信息采集與分析工作在監(jiān)控中心進(jìn)行，所有前端站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)都需要匯總至監(jiān)控中心。當(dāng)前端的安全設(shè)備采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心后，管理服務(wù)器對(duì)采集到的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，而系統(tǒng)管理人員可以按照時(shí)間、告警方式等多種不同的組合來(lái)應(yīng)對(duì)不同的區(qū)域防護(hù)特點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生入侵行為時(shí)，站點(diǎn)防護(hù)設(shè)備將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至監(jiān)控中心，系統(tǒng)軟件發(fā)出告警提示，管理人員根據(jù)告警提示查看告警信息和現(xiàn)場(chǎng)情況，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)定來(lái)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的事件處理。系統(tǒng)采用智能化的分析技術(shù)，告警信息的采集、傳輸和分析處理全部自動(dòng)進(jìn)行，監(jiān)控人員不需要用人工去進(jìn)行視頻監(jiān)控的逐項(xiàng)排查，直接針對(duì)出現(xiàn)的告警信息按照規(guī)定進(jìn)行處理即可，大力降低工作內(nèi)容，提高工作效率。

IP 數(shù)據(jù)傳輸通道實(shí)現(xiàn)視頻、音頻、報(bào)警、數(shù)據(jù)等信息在網(wǎng)絡(luò)上的有效傳遞和交換。視頻／音頻信號(hào)采用H.264／MPEG4／MPEG Layer2 編碼，符合TCP/IP 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)以太網(wǎng)接口發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上傳輸，整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架在局域網(wǎng)平臺(tái)上，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)傳輸及控制。

單站防護(hù)區(qū)域設(shè)備主要作用是對(duì)防護(hù)區(qū)域內(nèi)的入侵危害行為進(jìn)行實(shí)時(shí)性的24 h 不間斷探測(cè)，一旦檢測(cè)到相關(guān)動(dòng)作，則將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)立即通過(guò)IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。主要包括以下設(shè)備。

高清攝像機(jī)：負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域音視頻數(shù)據(jù)并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控中心，帶紅外攝像功能，在夜間也可提供清晰的現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像。

照明設(shè)備：負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)區(qū)域內(nèi)的燈光照明功能，當(dāng)有入侵行為發(fā)生時(shí)，可以接收系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制信息自動(dòng)開(kāi)啟照明功能。

振動(dòng)光纖探測(cè)設(shè)備：安裝于防護(hù)區(qū)域地下的光纖探測(cè)設(shè)備，當(dāng)有物體經(jīng)過(guò)產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備：監(jiān)控中心人員可以通過(guò)此設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行雙向音頻交流，在確定發(fā)生危害行為時(shí)可以遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行喊話驅(qū)離，及時(shí)制止危害行為。

電子圍欄設(shè)備：安裝于防護(hù)區(qū)域周邊圍墻上，當(dāng)有物體翻越圍墻時(shí)發(fā)出告警信息。

光波對(duì)射設(shè)備：使用紅外或微波進(jìn)行入侵行為探測(cè)，當(dāng)有人穿過(guò)防護(hù)區(qū)域時(shí)，自動(dòng)發(fā)出告警信息。

門禁管理設(shè)備：對(duì)防護(hù)區(qū)域的人員進(jìn)入進(jìn)行有效控制，未經(jīng)授權(quán)的人無(wú)權(quán)進(jìn)入相關(guān)區(qū)域，相關(guān)出入記錄均記錄在案。

聲光電報(bào)警設(shè)備：在發(fā)生入侵危害行為時(shí)，接收監(jiān)控中心發(fā)來(lái)的控制信息發(fā)出大分貝聲音和光線對(duì)非法入侵人員或生物進(jìn)行警告和驅(qū)離動(dòng)作。

單一的探測(cè)設(shè)備容易受天氣、環(huán)境、人為阻斷等多種因素的干擾發(fā)生故障，會(huì)產(chǎn)生誤報(bào)警、漏報(bào)警、無(wú)效報(bào)警等問(wèn)題，所以采用多樣化的探測(cè)方式，管理人員可以根據(jù)不同區(qū)域的特點(diǎn)按照不同的時(shí)間段進(jìn)行多種監(jiān)測(cè)方式的組合來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的安全防護(hù)，做到?jīng)]有漏報(bào)警、最大程度降低誤報(bào)警的要求。

3 系統(tǒng)軟件組成

系統(tǒng)軟件采用B/S 架構(gòu)，服務(wù)器端位于監(jiān)控中心機(jī)房，客戶端位于相關(guān)職能部門和監(jiān)控中心，客戶端采用用戶名加密碼的方式進(jìn)行登錄驗(yàn)證。系統(tǒng)主要包括前端數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸，后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析，用戶端告警提示等部分。當(dāng)發(fā)生疑似入侵行為時(shí)，觸發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)多種設(shè)備告警，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)入侵視頻圖像進(jìn)行智能分析，同時(shí)進(jìn)行錄像存儲(chǔ)，結(jié)合其他設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)，如確認(rèn)入侵行為發(fā)生，上傳告警提示至管理終端，同時(shí)在服務(wù)器端存儲(chǔ)，管理人員視現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行喊話驅(qū)離或通知安保人員進(jìn)行對(duì)應(yīng)處理。系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 軟件架構(gòu)圖Fig.2 Software architecture diagram

4 系統(tǒng)主要功能

智能告警功能：系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行入侵行為檢測(cè)并分析告警的功能，檢測(cè)方式可以按照實(shí)際需求采用時(shí)間和多種方式結(jié)合的方式，降低告警信息的誤報(bào)率，提高工作效率。

設(shè)備監(jiān)控功能：系統(tǒng)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)離線、故障或有告警信息時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

存儲(chǔ)功能：系統(tǒng)可對(duì)有入侵檢測(cè)的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和查看功能，并可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)視頻進(jìn)行24 h的錄像存儲(chǔ)和調(diào)看。

實(shí)時(shí)監(jiān)控功能：系統(tǒng)可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的視頻監(jiān)控查看。

告警喊話功能：當(dāng)發(fā)生入侵告警時(shí)，系統(tǒng)可遠(yuǎn)程對(duì)入侵現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行喊話，達(dá)到告警和驅(qū)離入侵的目的。

管理功能：系統(tǒng)具備分級(jí)化管理，在用戶等級(jí)權(quán)限分級(jí)管理的同時(shí)，還能按照實(shí)際的管理方式進(jìn)行分區(qū)管理，可針對(duì)不同權(quán)限對(duì)相關(guān)區(qū)域設(shè)備信息進(jìn)行增加、刪除、修改等操作。

圖像智能分析功能：系統(tǒng)可以對(duì)視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行多種異常行為的自動(dòng)化智能分析，如入侵、停留、移動(dòng)遮擋等，在防護(hù)區(qū)域數(shù)量大的情況下，極大的降低監(jiān)控人員的工作量，提高工作效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

智能區(qū)域入侵防護(hù)系統(tǒng)基于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的智能視覺(jué)分析技術(shù)，綜合利用多種入侵檢測(cè)報(bào)警設(shè)備和安全防護(hù)設(shè)備，智能化的后臺(tái)分析處理技術(shù)可以最大程度的避免傳統(tǒng)安全設(shè)置的檢測(cè)告警缺陷，降低人工工作強(qiáng)度，提高工作效率。系統(tǒng)不但可以實(shí)現(xiàn)多種類型終端入侵檢測(cè)報(bào)警，并且可以實(shí)時(shí)查看告警監(jiān)控畫面、對(duì)入侵目標(biāo)進(jìn)行及時(shí)定位跟蹤、對(duì)越界行為進(jìn)行聲光示警及喊話驅(qū)離等智能化創(chuàng)新功能，對(duì)入侵事件能夠及時(shí)遏制，從而最大限度的將損失降低到最小。

智能區(qū)域入侵防護(hù)系統(tǒng)所具備警戒范圍廣、誤報(bào)率低、威懾阻嚇力強(qiáng)等特點(diǎn)，使得它可以廣泛應(yīng)用于石油、電力、鐵路、水利等多個(gè)行業(yè)的重點(diǎn)區(qū)域防護(hù)工作，系統(tǒng)在發(fā)生入侵行為時(shí)能第一時(shí)間發(fā)出警示，并能及時(shí)告知安保人員趕往案發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行處理，從而使入侵者未真正實(shí)施不法行為前就終止犯罪，將損失降低到最小，有效保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。