摘" 要： 針對(duì)傳統(tǒng)軍事要地安防系統(tǒng)智能化程度較低，各自獨(dú)立互不關(guān)聯(lián)，缺少頂層數(shù)據(jù)綜合治理等問(wèn)題，選取外圍周界、重要卡口、無(wú)人巡更和區(qū)域高點(diǎn)四種典型安防業(yè)務(wù)場(chǎng)景開(kāi)展建模，通過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化接入、智能研判分析、安防態(tài)勢(shì)顯示三個(gè)處理環(huán)節(jié)，構(gòu)建基于AI的多模態(tài)融合感知綜合決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)前端感知多維化、中臺(tái)研判智能化、后端處置多樣化，有效支撐了重要軍事目標(biāo)安全防衛(wèi)，系統(tǒng)后續(xù)也具有良好的可擴(kuò)展性與可維護(hù)性。

關(guān)鍵詞： 要地防衛(wèi)； 多模態(tài)數(shù)據(jù)融合； 場(chǎng)景建模； 規(guī)則定制； 感知處置決策； 智能化安防系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN919?34； TP302.1" " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A" " " " " " " "文章編號(hào)： 1004?373X（2025）01?0173?06

Design and implementation of multimodal fusion perceived synthetic decision making system based on AI

FENG Xiaohui1， AI Run2， LIU Linqing1， XU Zhen1

（1. Xi’an Longview Electronic Engineering Co.， Ltd.， Xi’an 710100， China;

2. Unit 32605 of PLA， Chongqing 400060， China）

Abstract： The traditional military security systems have low level of intelligence， and they are independent and unrelated， and lack comprehensive management of top?level data， so four typical security business scenarios， namely peripheral perimeter， important checkpoints， unmanned patrols， and regional high points， are selected for modeling. By the three processing steps of standardized access of data， intelligent judgment analysis and security situation display， an AI?based multimodal fusion perceived synthetic decision making system is constructed to realize the multi?dimensional front?end perception， intelligent judgment in the middle platform and diversified back?end disposal. The constructed system can support the security defense of important military targets effectively. In addition， the system has good scalability and maintainability in the future.

Keywords： important area defense; multimodal data fusion; scene modeling; rule customization; perceived disposal decision; intelligentized security system

0" 引" 言

近年來(lái)國(guó)際環(huán)境不斷變化，重要軍事目標(biāo)面臨的威脅日益加劇，另一方面人工智能、大數(shù)據(jù)、云邊計(jì)算等技術(shù)飛速發(fā)展[1]，但傳統(tǒng)安防產(chǎn)品從設(shè)備層面看，各單體大多獨(dú)立工作、互不關(guān)聯(lián)，從數(shù)據(jù)層面看，業(yè)務(wù)信息僅在本系統(tǒng)內(nèi)部流轉(zhuǎn)，缺乏面向復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的頂層設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)綜合治理[2]。因此，設(shè)計(jì)新型要地防衛(wèi)系統(tǒng)，通過(guò)有效集成與整合各類(lèi)感知預(yù)警信息，形成針對(duì)性處置決策，實(shí)現(xiàn)入侵及時(shí)發(fā)現(xiàn)、隱患及時(shí)處置、風(fēng)險(xiǎn)及時(shí)防范變得十分迫切。

本文所述系統(tǒng)聚焦安防業(yè)務(wù)場(chǎng)景建模，在平臺(tái)層面通過(guò)異構(gòu)（圖像、視頻、結(jié)構(gòu)化信息等）異源（可見(jiàn)光數(shù)據(jù)、微波數(shù)據(jù)、定位數(shù)據(jù)等）多模態(tài)數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)融合與信息互補(bǔ)[3?4]實(shí)現(xiàn)“感知?研判?處置”三個(gè)環(huán)節(jié)的智能聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建了威脅可預(yù)警、行為可檢測(cè)、攻擊可防御、事件可處置的整體安全防御體系。

1" 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1.1" 系統(tǒng)組成

1.1.1" 硬件組成

系統(tǒng)硬件分為監(jiān)控中心內(nèi)場(chǎng)硬件與外場(chǎng)硬件兩部分，如圖1所示。前者包括席位計(jì)算機(jī)、后臺(tái)服務(wù)器等；后者包括周界防衛(wèi)設(shè)備、攝像頭、雷達(dá)、無(wú)人機(jī)偵察干擾設(shè)備、手機(jī)頻譜偵測(cè)設(shè)備、便攜北斗定位卡、聲光驅(qū)離設(shè)備、微波車(chē)輛迫停設(shè)備、升降柱、無(wú)人車(chē)和無(wú)人機(jī)。

1.1.2" 軟件組成

系統(tǒng)軟件根據(jù)功能分為數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化接入軟件、智能研判分析軟件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回放軟件、視頻分析處理軟件和安防態(tài)勢(shì)顯示軟件，分別運(yùn)行于數(shù)據(jù)接入服務(wù)器、研判分析服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、視頻處理服務(wù)器和安防態(tài)勢(shì)顯示席計(jì)算機(jī)。

1.2" 場(chǎng)景化建模

根據(jù)防區(qū)威脅對(duì)象、防衛(wèi)需求、防護(hù)等級(jí)、地理環(huán)境等要素進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯分析與建模，形成有針對(duì)性的告警處置策略，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、無(wú)人化、智能化綜合防衛(wèi)。按照分層部署、立體防護(hù)的設(shè)計(jì)思路，系統(tǒng)場(chǎng)景化建模包含外圍周界、重要卡口、無(wú)人巡更和區(qū)域高點(diǎn)四種典型應(yīng)用場(chǎng)景。

1.2.1" 模型運(yùn)行規(guī)則

模型運(yùn)行規(guī)則的作用是對(duì)各安防場(chǎng)景模型計(jì)算輸出的數(shù)據(jù)執(zhí)行一系列預(yù)置的邏輯判斷后得出相應(yīng)結(jié)果。針對(duì)不同場(chǎng)景模型或同一場(chǎng)景模型的多個(gè)實(shí)例化應(yīng)用，模型運(yùn)行規(guī)則可差異化定制，系統(tǒng)部署時(shí)根據(jù)各場(chǎng)景實(shí)地情況編輯錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。

模型運(yùn)行規(guī)則包括自動(dòng)告警規(guī)則、自動(dòng)處置規(guī)則兩類(lèi)，前者規(guī)定各類(lèi)告警的觸發(fā)條件或判定依據(jù)，后者規(guī)定針對(duì)不同警情采取的處置方式、處置強(qiáng)度等，其內(nèi)容包含規(guī)則編碼、規(guī)則名稱、規(guī)則應(yīng)用場(chǎng)景、規(guī)則說(shuō)明、規(guī)則內(nèi)容等，規(guī)則內(nèi)容為JavaScript腳本格式[5]。

例如，一層條件判斷規(guī)則模板格式為：

lt;如果gt;（（條件1）且（條件2）或（條件3））

lt;則gt;（輸出結(jié)果1）

lt;否則gt;（輸出結(jié)果2）

其中：“條件1”“條件2”“條件3”為包含模型輸出變量的表達(dá)式，各表達(dá)式疊加“與”“或”“非”邏輯運(yùn)算形成判斷條件；“輸出結(jié)果1”“輸出結(jié)果2”為編寫(xiě)的表達(dá)式、數(shù)值或文本，場(chǎng)景模型以該輸出結(jié)果為依據(jù)，給出最終告警處置信息。模型運(yùn)行規(guī)則詳見(jiàn)各場(chǎng)景模型處理流程。

1.2.2" 外圍周界場(chǎng)景模型

周界作為系統(tǒng)的最外圍防線，周邊或人車(chē)密集或自然環(huán)境復(fù)雜。針對(duì)人員攀爬、翻越、長(zhǎng)時(shí)間逗留等威脅，通過(guò)設(shè)計(jì)“多種周界+視頻+北斗定位+聲光驅(qū)離”的多模態(tài)感知處置決策模型，能夠有效提升告警準(zhǔn)確性與處置及時(shí)性，并避免植被、天氣、小動(dòng)物等擾動(dòng)導(dǎo)致的虛警。

外圍周界場(chǎng)景模型如圖2所示。

外圍周界場(chǎng)景建模處理流程如下。

1） 實(shí)時(shí)識(shí)別周界沿線監(jiān)控視頻中的人車(chē)目標(biāo)[6?7]。

2） 接收并緩存各周界設(shè)備告警信息，包括告警時(shí)間、告警設(shè)備、告警位置、告警類(lèi)型等。

3） 根據(jù)“周界告警時(shí)間匹配規(guī)則”查找告警信息列表中該時(shí)段內(nèi)是否存在其他周界設(shè)備告警記錄，若時(shí)間匹配成功則執(zhí)行下一步。

4） 將當(dāng)前周界告警信息與時(shí)間匹配成功的告警信息進(jìn)行位置融合計(jì)算，根據(jù)“周界告警位置融合規(guī)則”進(jìn)行融合判定，若位置融合成功則執(zhí)行下一步。

5） 調(diào)取周界告警點(diǎn)附近該時(shí)刻的視頻圖像識(shí)別結(jié)果進(jìn)行視頻復(fù)核，若存在人車(chē)活動(dòng)則執(zhí)行下一步。

6） 執(zhí)行“周界目標(biāo)融合匹配規(guī)則”分析目標(biāo)屬性，若周界告警位置與同時(shí)刻在線北斗定位卡的位置匹配失敗，則可排除內(nèi)部人員活動(dòng)引發(fā)的告警，復(fù)核感知確認(rèn)該點(diǎn)位存在異常人車(chē)，發(fā)送綜合研判告警。

7） 根據(jù)“周界自動(dòng)處置規(guī)則”選擇距告警點(diǎn)最近的處置設(shè)備，確定工作參數(shù)，生成處置方案并下發(fā)。

1.2.3" 重要卡口場(chǎng)景模型

卡口作為區(qū)域進(jìn)出通道，面臨人車(chē)通行管理壓力，通過(guò)設(shè)計(jì)“雷達(dá)+視頻+北斗定位+聲光驅(qū)離+微波迫停+物理拒止”的多模態(tài)感知處置決策模型能夠確認(rèn)合作目標(biāo)身份，對(duì)非法人員靠近、車(chē)輛超速闖關(guān)等行為探測(cè)預(yù)警，并采取聲光驅(qū)離、非接觸式迫停、物理拒止手段實(shí)現(xiàn)人車(chē)有效管控。其關(guān)鍵邏輯是根據(jù)目標(biāo)類(lèi)型（人、車(chē)）及距離設(shè)定廣播警示區(qū)（五級(jí)告警）、聲光驅(qū)離區(qū)（四級(jí)告警）、微波拒止區(qū)（三級(jí)告警）和人工處置區(qū)（二級(jí)告警），實(shí)現(xiàn)分類(lèi)分級(jí)告警處置。

重要卡口場(chǎng)景模型如圖3所示。

重要卡口場(chǎng)景處理流程如下。

1） 接收雷達(dá)探測(cè)信息，包括目標(biāo)編號(hào)、距離、方位、俯仰、速度、類(lèi)型等，若目標(biāo)位于“雷達(dá)警戒區(qū)規(guī)則”內(nèi)則執(zhí)行下一步。

2） 根據(jù)目標(biāo)信息調(diào)轉(zhuǎn)球機(jī)攝像頭對(duì)高威脅等級(jí)目標(biāo)進(jìn)行視頻跟蹤與確認(rèn)。

3） 根據(jù)“雷達(dá)目標(biāo)融合匹配規(guī)則”進(jìn)行目標(biāo)融合計(jì)算[8]，若雷達(dá)目標(biāo)位置與同時(shí)刻在線北斗定位卡位置匹配成功，則判定其為合作目標(biāo)，否則為非合作目標(biāo)。

4） 根據(jù)目標(biāo)融合結(jié)果，對(duì)人員、車(chē)輛分別執(zhí)行相應(yīng)告警及處置規(guī)則，發(fā)送綜合研判告警信息，生成處置方案下發(fā)：

① 對(duì)合作車(chē)輛執(zhí)行“車(chē)輛超速判定/處置規(guī)則”；

② 對(duì)非合作人員執(zhí)行“人員五級(jí)告警/處置規(guī)則”“人員四級(jí)告警/處置規(guī)則”；

③ 對(duì)非合作車(chē)輛執(zhí)行“車(chē)輛五級(jí)告警/處置規(guī)則”“車(chē)輛四級(jí)告警/處置規(guī)則”“車(chē)輛三級(jí)告警/處置規(guī)則”“車(chē)輛超速判定/處置規(guī)則”。

5） 實(shí)時(shí)識(shí)別卡口門(mén)前視頻監(jiān)控中的人車(chē)，結(jié)合目標(biāo)融合結(jié)果，根據(jù)“人員非法聚集（人數(shù)、時(shí)長(zhǎng)）判定規(guī)則”“車(chē)輛超時(shí)停留（時(shí)長(zhǎng)）判定規(guī)則”檢測(cè)異常行為并執(zhí)行相應(yīng)處置。

1.2.4" 無(wú)人巡更場(chǎng)景模型

面向核心區(qū)域內(nèi)高價(jià)值目標(biāo)設(shè)計(jì)“無(wú)人機(jī)+無(wú)人車(chē)+北斗定位+聲光驅(qū)離”的多模態(tài)感知處置決策模型實(shí)現(xiàn)全天候、自主化巡更，并可對(duì)突發(fā)情況快速抵近偵察，察（偵察識(shí)別）?打（聲光驅(qū)離）一體處理方式能夠有效提升巡檢效率，縮減反應(yīng)時(shí)間。

無(wú)人巡更場(chǎng)景模型如圖4所示。

無(wú)人巡更場(chǎng)景處理流程如下。

1） 接收無(wú)人機(jī)、無(wú)人車(chē)回傳的視頻、人車(chē)識(shí)別結(jié)果及定位信息。

2） 若無(wú)人車(chē)人臉識(shí)別[9?10]結(jié)果與“人員白名單規(guī)則”中人臉比對(duì)成功，則判斷該人員為合作目標(biāo)。

3） 根據(jù)“無(wú)人車(chē)/無(wú)人機(jī)定位目標(biāo)融合匹配規(guī)則”進(jìn)行目標(biāo)融合計(jì)算，若目標(biāo)定位位置與同時(shí)刻在線北斗定位卡位置匹配成功，則判定為合作目標(biāo)；否則為非合作目標(biāo)。

4） 根據(jù)人臉比對(duì)、目標(biāo)融合結(jié)果，對(duì)人員、車(chē)輛分別執(zhí)行相應(yīng)告警及處置規(guī)則，發(fā)送綜合研判告警信息，生成處置方案驅(qū)動(dòng)機(jī)載/車(chē)載設(shè)備實(shí)施告警驅(qū)離。

5） 針對(duì)關(guān)注目標(biāo)，人員可操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行跟蹤。

1.2.5" 區(qū)域高點(diǎn)場(chǎng)景模型

隨著民用無(wú)人機(jī)的普及，要地面臨的低空飛行器入侵問(wèn)題凸顯，利用區(qū)域內(nèi)制高點(diǎn)地形優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)“無(wú)人機(jī)偵察+無(wú)人機(jī)電子干擾+手機(jī)頻譜偵測(cè)”的多模態(tài)感知處置決策模型，通過(guò)偵測(cè)異常頻譜信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)非法無(wú)人機(jī)與人員闖入的預(yù)警處置。

區(qū)域高點(diǎn)場(chǎng)景模型如圖5所示。

區(qū)域高點(diǎn)場(chǎng)景處理流程如下。

1） 接收低空無(wú)人機(jī)頻譜偵測(cè)結(jié)果，包括數(shù)據(jù)鏈工作頻段、定位位置等；接收手機(jī)頻譜偵測(cè)結(jié)果，包括手機(jī)IMSI碼、定位位置。

2） 若無(wú)人機(jī)或手機(jī)信號(hào)分別位于“無(wú)人機(jī)禁飛區(qū)規(guī)則”“手機(jī)信號(hào)警戒區(qū)規(guī)則”內(nèi)，則執(zhí)行下一步。

3） 將偵測(cè)的無(wú)人機(jī)與“無(wú)人機(jī)白名單”進(jìn)行位置匹配，若匹配失敗，則發(fā)送告警信息，并根據(jù)“無(wú)人機(jī)干擾規(guī)則”控制設(shè)備在相應(yīng)頻段釋放電子干擾，使其返航或迫降。

4） 將偵測(cè)的手機(jī)IMSI碼與“人員白名單規(guī)則”中的登記信息進(jìn)行匹配，若匹配失敗，則發(fā)送異常手機(jī)信號(hào)告警。

1.3" 軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1.3.1" 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化接入軟件

對(duì)系統(tǒng)內(nèi)外部數(shù)據(jù)建模，分析其接口類(lèi)型、通信方式、數(shù)據(jù)流向、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)頻率、占用帶寬，基于業(yè)務(wù)需求定義對(duì)各類(lèi)信息的數(shù)據(jù)元素要求，制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交互格式，確保本系統(tǒng)對(duì)內(nèi)外部系統(tǒng)（設(shè)備）的兼容性與擴(kuò)展性。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化接入原理如圖6所示。

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化接入工作流程如下。

1） 軟件啟動(dòng)后執(zhí)行數(shù)據(jù)監(jiān)聽(tīng)等初始化處理。

2） 接收設(shè)備或其他系統(tǒng)上報(bào)的源信息，將其按照標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交互格式（如周界告警信息、圖像識(shí)別結(jié)果、設(shè)備位置、設(shè)備狀態(tài)等）適配后，通過(guò)消息中間件[11]傳輸至系統(tǒng)內(nèi)部。

3） 從消息中間件接收系統(tǒng)內(nèi)部軟件發(fā)送的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)（如控制指令、告警處置信息等），按照目的方專(zhuān)有數(shù)據(jù)格式適配后發(fā)送。

1.3.2" 智能研判分析軟件

智能研判分析軟件采用框架?組件[12?13]式結(jié)構(gòu)，框架部分負(fù)責(zé)組件管理、對(duì)外數(shù)據(jù)交互，組件部分是若干獨(dú)立的計(jì)算模型，并支持?jǐn)U展，計(jì)算模型是將外圍周界、重要卡口、無(wú)人巡更、區(qū)域高點(diǎn)等多模態(tài)感知處置決策模型編碼實(shí)現(xiàn)的軟件單元。

智能研判分析軟件架構(gòu)如圖7所示，具體工作流程如下。

1） 從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取各場(chǎng)景基本信息（包括部署設(shè)備、適用規(guī)則等），創(chuàng)建場(chǎng)景計(jì)算模型實(shí)例。

2） 將各場(chǎng)景部署設(shè)備信息、告警處置規(guī)則導(dǎo)入相應(yīng)計(jì)算模型實(shí)例。

3） 接收標(biāo)準(zhǔn)化格式的設(shè)備工作數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型編碼解析、提取、傳輸相關(guān)字段至關(guān)聯(lián)的計(jì)算模型。

4） 輸入驅(qū)動(dòng)模型對(duì)設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、圖像分析處理結(jié)果等進(jìn)行校準(zhǔn)、匹配、關(guān)聯(lián)、計(jì)算分析。

5） 對(duì)計(jì)算結(jié)果執(zhí)行自動(dòng)告警規(guī)則、自動(dòng)處置規(guī)則，給出綜合研判告警信息與處置方案。

6） 根據(jù)處置方案下發(fā)設(shè)備控制命令，實(shí)施自動(dòng)處置。

1.3.3" 安防態(tài)勢(shì)顯示軟件

安防態(tài)勢(shì)顯示軟件以數(shù)字地圖為背景，標(biāo)繪區(qū)域內(nèi)重要設(shè)施、設(shè)備、目標(biāo)位置及狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示告警、處置決策結(jié)果和視頻圖像，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化為人員提供直觀、形象的多維信息展示，如圖8所示。同時(shí)支持電子圍欄、區(qū)域撤/設(shè)防、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、人員指揮調(diào)度、規(guī)則可視化管理、數(shù)據(jù)分析與效能評(píng)估、事件復(fù)盤(pán)回溯等功能。

2" 系統(tǒng)應(yīng)用

針對(duì)外部安防形勢(shì)嚴(yán)峻，內(nèi)部物防技防能力不足，以及既有安防系統(tǒng)（設(shè)備）信息“孤島”問(wèn)題，本系統(tǒng)通過(guò)多模態(tài)融合感知處置決策，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)威脅的及時(shí)告警與精準(zhǔn)處置，并有效接入融合已有安防系統(tǒng)，發(fā)掘數(shù)據(jù)價(jià)值，相互形成合力，較好地滿足了某部后勤戰(zhàn)備保障的緊迫需求。對(duì)于使用過(guò)程中出現(xiàn)的設(shè)備更新、業(yè)務(wù)需求變化等情況，系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化接入、規(guī)則定制化管理、模型組件化部署技術(shù)確保其具有良好的兼容性、維護(hù)性與擴(kuò)展性，完全能夠處理上述情況。

系統(tǒng)工作效能具體如表1所示。

3" 結(jié)" 語(yǔ)

針對(duì)目前安防系統(tǒng)存在的問(wèn)題，本文提出一種基于AI的多模態(tài)融合感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有良好的兼容性、維護(hù)性等優(yōu)勢(shì)。隨著系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的不斷積累，后續(xù)可通過(guò)數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等方法對(duì)場(chǎng)景模型及規(guī)則、圖像識(shí)別算法等不斷進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，確保決策過(guò)程與結(jié)果更加科學(xué)準(zhǔn)確，進(jìn)一步提升系統(tǒng)整體防衛(wèi)能力。

注：本文通訊作者為馮曉輝。

參考文獻(xiàn)

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基金項(xiàng)目：中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司自主科技創(chuàng)新項(xiàng)目（JA02223103）

作者簡(jiǎn)介：馮曉輝（1984—），男，陜西西安人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橄到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。

艾" 潤(rùn)（1987—），男，重慶人，碩士研究生，研究方向?yàn)檐娛聜}(cāng)儲(chǔ)物流。

劉林青（1991—），男，陜西商洛人，助理工程師，研究方向?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)。

眭" 臻（1982—），女，陜西咸陽(yáng)人，碩士研究生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橄到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。