智能安全防范系統(tǒng)可行性方案

年4月19日智能安全防范系統(tǒng)可行性方案文檔僅供參考監(jiān)獄智能安全防范系統(tǒng)可行性方案1概述由于監(jiān)獄本身的特殊性,其安防建設一直備受重視,經(jīng)過多年的發(fā)展,各種各樣的安防手段被應用到監(jiān)獄的安全防范工作中,使各地監(jiān)獄建設了包括視頻監(jiān)控、報警、巡更、門禁、語音對講、公共廣播、AB門、高壓電網(wǎng)等在內(nèi)的眾多技防與物防系統(tǒng),這些系統(tǒng)在保障監(jiān)獄內(nèi)外部安全方面都發(fā)揮了非常重要的作用。當前國內(nèi)監(jiān)獄防衛(wèi)系統(tǒng)由內(nèi)部防衛(wèi)和周界防衛(wèi)組成,采取的防衛(wèi)手段是以人防、物防與簡單的技防相結(jié)合。這些系統(tǒng)都是獨立運行、獨立管理的,隨著監(jiān)獄安防應用的進一步深入,這種獨立運行、獨立管理的形式暴露出越來越多的問題,其中最明顯的體現(xiàn)在幾個方面:隨著對社會安全的要求越來越高,現(xiàn)有監(jiān)獄技防手段暴露出越來越多的問題,其中最明顯的體現(xiàn)在幾個方面:(1)缺乏有效監(jiān)控手段需要安全防衛(wèi)的重要場所仍以人防為主,缺乏技防手段。僅在監(jiān)獄禁區(qū)內(nèi)少數(shù)部位布設了監(jiān)視傳感器材。由于警衛(wèi)人員自身的生理因素限制,因此在監(jiān)控能力、監(jiān)控范圍、監(jiān)控時間等方面存在很大的局限性。無法滿足新時期監(jiān)獄對安全警戒的高級需求。(2)監(jiān)控模式單一當前已經(jīng)在局部實施的視頻監(jiān)控以視頻記錄和人工監(jiān)控為主,自成系統(tǒng),功能單一。人工監(jiān)控受人類自身生理弱點的限制,存在安全威脅、漏報、監(jiān)視數(shù)據(jù)分析困難、人工報警、報警響應時間長等缺點。因此不能及時發(fā)現(xiàn)、處理安全威脅。(3)存在監(jiān)控盲區(qū)監(jiān)獄系統(tǒng)中所采用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、報警系統(tǒng)以及門禁系統(tǒng)等都是基于有線通信,這就使得一些不便于布線的區(qū)域成為了安防監(jiān)測的盲區(qū),另外,一成不變的監(jiān)測區(qū)域也給犯罪分子以可乘之機。(4)原有系統(tǒng)主要針對固定場所而設置的防衛(wèi),監(jiān)控場所發(fā)生變化時不能隨應用場所變化而改變。因此,監(jiān)獄安防亟需一套能夠?qū)⑸鲜龈鱾€安防系統(tǒng)進行有機整合并實現(xiàn)統(tǒng)一管理的綜合安防管理解決方案?？墒?由于傳統(tǒng)安防在技術(shù)上不具備整合管理的基礎和條件,因此,監(jiān)獄安防已經(jīng)發(fā)展了這么多年,一直都沒能實現(xiàn)真正的綜合管理。而現(xiàn)在,兩個條件促使監(jiān)獄安防將率先實現(xiàn)真正的整合與綜合管理:一是技術(shù)層面。網(wǎng)絡化技術(shù)向安防領域的滲透正在改變傳統(tǒng)安防的系統(tǒng)架構(gòu)以及業(yè)務管理模式,包括視頻監(jiān)控、報警、巡更、門禁等都在因網(wǎng)絡化的到來而發(fā)生著巨大的變化,其中視頻監(jiān)控表現(xiàn)得最典型,也最徹底。借助于網(wǎng)絡化帶來的開放性、擴展性以及可管理性,監(jiān)獄安防已經(jīng)具備了視頻監(jiān)控、報警、巡更、門禁、對講、公共廣播、AB門、高壓電網(wǎng)等各類安防業(yè)務整合管理的基礎技術(shù)條件;二是政策層面。司法部一直非常重視監(jiān)獄的科技強警和信息化建設工作,這對監(jiān)獄安防走向整合管理無疑將提供資金和政策面的保障?；谏鲜隼碛?運用新的技術(shù)、采用新的手段構(gòu)建一套具有全面監(jiān)控、智能預警、機動靈活、全聯(lián)全防新的監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)是完全可行的。1.2監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)建設的主要內(nèi)容1.2.1監(jiān)控中心監(jiān)控中心是監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)的中樞,負責全系統(tǒng)信息的匯集、處理、指令發(fā)布。硬件包括一套計算機單元、中心顯示單元、中心控制臺。軟件包括系統(tǒng)管理軟件、智能視頻處理軟件、無線傳感器網(wǎng)絡管理軟件、應急處理數(shù)據(jù)庫、監(jiān)獄安防數(shù)據(jù)庫。1.2.2門禁系統(tǒng)門禁系統(tǒng)是監(jiān)獄智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。主要由RFID射頻識別單元、人像識別單元和智能視頻監(jiān)控單元組成,用于監(jiān)獄所有設控門位的管理。RFID射頻系統(tǒng):由個人身份卡和門禁識別系統(tǒng)組成,個人身份識別卡包含有個人的基本信息和進入權(quán)限。門禁識別系統(tǒng)不斷產(chǎn)生低頻編碼電磁波信號,激活該區(qū)域內(nèi)的標識卡。被激活的標識卡輸出加密高頻載波信號,門禁識別系統(tǒng)信息采集處理板接收到高頻載波信號進行數(shù)據(jù)解密校驗確認。人像識別:個人人像事前錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,個人人像經(jīng)攝像數(shù)字化后由嵌入式軟件處理后與后臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲資料對比,相符發(fā)送確認信號。門禁系統(tǒng)將采集到的RFID射頻識別和人像識別信息顯示在顯示屏上,驅(qū)動主板語音部件進行聲音提示并開啟電子門。對于沒有識別身份的個人,門禁系統(tǒng)不予放行。個人識別卡上的權(quán)限設定,規(guī)定不同身份的個人,具有進入不同警戒門位的權(quán)利。智能視頻監(jiān)控:利用視頻攝像和記錄,對進入管理區(qū)域的人和車輛實時進行記錄以備查驗。1.2.3周界安防系統(tǒng)周界安防系統(tǒng)由智能視頻監(jiān)控、無線傳感器網(wǎng)絡、目標感知、智能識別以及傳統(tǒng)聲光報警設備組成,多種技術(shù)手段共同組成監(jiān)獄內(nèi)部全天候、全時域、全空域的安防網(wǎng)絡。智能視頻監(jiān)控:在50米以內(nèi)(如果三倍變焦能夠在500米),實現(xiàn)晝夜、全天候的目標識別、判斷、告警;能夠分辨物體、人、動物;可對人的動作進行危害設定,提供告警依據(jù)。無線傳感器網(wǎng)絡:在特定的管理區(qū)域,設定一定數(shù)量的錨點,能夠監(jiān)控、定位特定人員的活動狀態(tài)。被監(jiān)控人員離開特定區(qū)域,系統(tǒng)將發(fā)出警告。目標感知、智能識別:系統(tǒng)設有踩踏、觸碰、搖晃、擠壓等入侵行為發(fā)生時,探測器將采集的壓力、震動、搖晃等信息,對入侵的對象進行識別區(qū)分,若是系統(tǒng)設定的監(jiān)控對象時,即可報警并將在監(jiān)控室顯示器上顯在現(xiàn)場視頻,并確定報警準確位置,定位精確度小于20米。1.2.4移動安防系統(tǒng)移動安防系統(tǒng)由無線傳感器網(wǎng)絡、無線視頻傳輸系統(tǒng)組成,主要在監(jiān)獄外的狀態(tài)下使用,如追捕逃犯、監(jiān)區(qū)外勞動等場景。無線電傳感器網(wǎng)絡:在監(jiān)區(qū)外,利用快速部署的無線電傳感器網(wǎng)絡,形成一個電子圍墻,可有效監(jiān)督被監(jiān)視人員的活動狀態(tài)。當被監(jiān)視的人員離開設定區(qū)域時,系統(tǒng)將發(fā)出警告。同時,網(wǎng)絡情況也能夠發(fā)回監(jiān)獄指揮中心,實現(xiàn)遠距離監(jiān)視信息共享。無線視頻傳輸系統(tǒng):在10到20公里距離內(nèi),實現(xiàn)實時視頻圖像的傳遞,為指揮中心提供追捕、遠距離勞動等監(jiān)獄外的圖像信息。1.2.5傳統(tǒng)安防系統(tǒng)的接入經(jīng)過一定的接入方式,將監(jiān)獄現(xiàn)有的安防手段,如聲、光報警,廣播報警等技術(shù)設備接入到監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)中,實現(xiàn)已有安防技術(shù)與新建安防系統(tǒng)的融合。(1)全面監(jiān)控綜合考慮監(jiān)獄的組成特性(組要由監(jiān)獄內(nèi)各通道、樓宇、放風場所、周邊地區(qū)、監(jiān)倉及其它重要控制區(qū)域組成)采用多種監(jiān)控手段和模式,合理的布置監(jiān)控點及監(jiān)控面,以最優(yōu)的配置做到監(jiān)控無盲區(qū),安全防衛(wèi)無漏洞。對整個警戒區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全面覆蓋和無縫監(jiān)控;對監(jiān)獄重要、特殊區(qū)域,實現(xiàn)24小時全天候不間斷監(jiān)控;在重要出入口、通道等,對人員或車輛身份進行復合識別,阻止非法進入;(2)智能預警采用智能視頻分析功能,主動檢測監(jiān)控畫面中的異常目標,自動識別目標類型,對目標的威脅程度進行評估,預先感知潛在威脅,以最快、最佳的方式發(fā)出警報和提供有用信息,使警衛(wèi)人員能夠提早應對安全危機。在監(jiān)獄周界,可實現(xiàn)聲音、震動、紅外、視頻等綜合報警;能定制監(jiān)獄的電子地圖,直觀呈現(xiàn)監(jiān)獄的警戒局勢和現(xiàn)場報警信息;具有監(jiān)獄警戒信息智能分析能力;(3)機動布控當監(jiān)控場所發(fā)生變化時能在較短時間內(nèi)建立監(jiān)控系統(tǒng)并能快速轉(zhuǎn)移;也能夠根據(jù)監(jiān)獄類型和目標的防衛(wèi)等級選擇不同的警戒手段和模塊。(4)快速處理為有效處理威脅事件,經(jīng)過智能預警引起對威脅目標的及時關注。一面對威脅目標進行實時監(jiān)控預警,另一面上報重要報警信息到指控中心,以便調(diào)動人員對威脅目標進行阻止、打擊,有效防止犯人對監(jiān)獄進行破壞或越獄。監(jiān)控范圍:監(jiān)獄全域及監(jiān)獄20公里外的區(qū)域監(jiān)控。監(jiān)控點數(shù):能支持的監(jiān)控點50個以上。監(jiān)視信息類型:話音、視頻、數(shù)據(jù)。信息處理能力:同時響應50路以上視頻?？煽啃院涂删S性:可靠性(MTBF)≥1000小時,現(xiàn)場級維護性(MTTR)≤0.5小時。監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)、信息傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)控中心。系統(tǒng)組成如圖3-1所示。圖3.1系統(tǒng)組成監(jiān)控中心的核心是智能集成監(jiān)控平臺。智能集成監(jiān)控平臺是將電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)、圖像技術(shù)、GIS技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)等先進科學技術(shù)應用到視頻監(jiān)控與報警處理中,以專業(yè)化的、綜合性的、可視化的地理信息為基礎,綜合處理、分析各種報警與視頻數(shù)據(jù),提供實時的情況分析,提供可視化輔助決策信息。平臺采用開放式架構(gòu)和先進的集成技術(shù),實現(xiàn)各類站點的集成,完成各站點之間的信息交換及聯(lián)動控制。為保證系統(tǒng)的使用安全,監(jiān)控平臺提供一整套完整、嚴格的安全認證和權(quán)限控制體系。根據(jù)操作權(quán)限的不同,能夠?qū)⒈O(jiān)控中心分為監(jiān)控分中心和集中監(jiān)控中心。監(jiān)獄監(jiān)控中心的結(jié)構(gòu)如圖3.1.1所示。圖3.1.1監(jiān)控中心結(jié)構(gòu)示意圖監(jiān)控分中心實現(xiàn)對特定區(qū)域前端監(jiān)控站點的集中統(tǒng)一管理、控制,詳細地查看所有監(jiān)管站點的詳細信息,做到實時監(jiān)控,同時上報威脅報警信息到監(jiān)控中心和接收/轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控中心的控制指令。能夠根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模和管理的需要設置多個監(jiān)控分中心。整個監(jiān)獄設置一個總的集中監(jiān)控中心,實現(xiàn)對整個監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮、調(diào)度。集中監(jiān)控中心接收監(jiān)控分中心或監(jiān)控站點的各種報警信息,融合、處理、顯示報警相關的信息,并下達處理控制命令(小型監(jiān)獄能夠沒有監(jiān)控分中心)。監(jiān)控中心也能夠任意切換調(diào)度前端監(jiān)控站點,以獲取感興趣的監(jiān)控現(xiàn)場詳細信息。集中監(jiān)控中心向高一級的指揮中心上報重要報警信息并接收指揮中心下達的指令。有線網(wǎng)絡:監(jiān)獄現(xiàn)有的安防網(wǎng)絡基本上采取有線網(wǎng)絡。因此,將監(jiān)獄現(xiàn)有的安防網(wǎng)絡接入到監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)中,實現(xiàn)已有安防技術(shù)與新建安防系統(tǒng)的融合,并形成一套分布處理、聯(lián)動響應、資源共享的完整監(jiān)控體系。系統(tǒng)主要采用基于IP網(wǎng)絡的信息傳輸方式,實現(xiàn)信息交互和信息共享。無線網(wǎng)絡:采用無線網(wǎng)絡輔助有線網(wǎng)絡的不足,無線網(wǎng)絡技術(shù)檢測盲點區(qū)和跟蹤重刑犯,實現(xiàn)對有線IP網(wǎng)絡的補充。3.1.3門禁系統(tǒng)智能門禁安防系統(tǒng)設置在監(jiān)獄的重要出入口、道口及通道處,經(jīng)過在通道現(xiàn)場布設目標身份識別和控制目標出入的相關設備,由統(tǒng)一的系統(tǒng)控制這些設備間的互聯(lián)互動,實現(xiàn)對出入通道的人員,從而有效保證通道的安全。3.1.4周界防護系統(tǒng)智能周界安防系統(tǒng)對監(jiān)獄重要設施的周邊進行安全防衛(wèi),對接近、翻越和破壞周界圍欄的非法入侵行為及時發(fā)出報警、警告、和打擊,達到周界阻擋、威懾反擊、智能報警的目的。3.1.5移動監(jiān)控系統(tǒng)移動監(jiān)控系統(tǒng)是以無線傳感器網(wǎng)絡、無線視頻傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的一套可移動、快速布置的無線監(jiān)控系統(tǒng),目的是利用無線傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)人員定位,并將定位信息傳遞給指揮中心。另外,經(jīng)過無線多媒體傳輸設備把監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的實時視頻圖像傳遞給指揮中心,為指揮中心提供追捕、遠距離勞動等監(jiān)獄外的圖像信息。3.1.6傳統(tǒng)設備接入傳統(tǒng)設備主要由視頻監(jiān)控,聲、光報警等設備,這些設備都不具有自動報警功能,因此,能夠經(jīng)過一定的接入方式,將監(jiān)獄現(xiàn)有的安防手段,如聲、光報警等技術(shù)設備接入到監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)中,實現(xiàn)已有安防技術(shù)與新建安防系統(tǒng)的融合。安裝在前端的各類監(jiān)控點對監(jiān)控現(xiàn)場進行不間斷監(jiān)控,并對現(xiàn)場的活動對象進行檢測識別,當分析出威脅目標時,進行預警、報警,同時將報警相關音、視頻及數(shù)據(jù)信息上傳給監(jiān)控中心,監(jiān)控中心對報警信息進行處理,上報重要報警信息給指揮控制系統(tǒng)以及接收指揮控制系統(tǒng)的指令。對于配置有智能視頻分析模塊的視頻監(jiān)控站點,能夠在監(jiān)控前端實現(xiàn)威脅目標的自動檢測、識別、跟蹤和報警。監(jiān)控信息上傳時,首先由各監(jiān)控點將各組成設備或模塊采集的信息進行數(shù)字化處理,轉(zhuǎn)換成IP網(wǎng)絡信號,然后再傳輸至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心經(jīng)過智能集成監(jiān)控平臺軟件對前端信息進行管理,以視頻信息為基礎,將各類信息進行融合處理,結(jié)合電子地圖在顯示器上顯示,或經(jīng)過視頻解碼器將IP網(wǎng)絡信號還原成模擬信號在電視墻上顯示。監(jiān)控中心是整個警戒與識別系統(tǒng)的控制管理中心,實現(xiàn)對整個系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行實時查看、控制等處理。在監(jiān)控中心能夠隨意切換到任意前端監(jiān)控設備,察看監(jiān)控現(xiàn)場。過程系統(tǒng)采用無線射頻識別技術(shù)(即RFID技術(shù))對人員的身份進行識別和認證,當出現(xiàn)非法目標時,經(jīng)過報警主機發(fā)出報警信息給后端工作站,工作站發(fā)出控制指令給現(xiàn)場聲光報警器等防衛(wèi)設施,對非法目標進行阻擋并告警。通知前端的警衛(wèi)對情況進行排查。系統(tǒng)架構(gòu)如所示下:圖3.2.2周界現(xiàn)場的感應探測裝置對周界區(qū)域的非法接近、翻越、破壞的行為進行監(jiān)測、告警。經(jīng)過無線聲/振動傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)對目標的感應探測、報警。報警主機集成管理報警信息,聯(lián)動報警現(xiàn)場相關設備對威脅目標進行現(xiàn)場告警、控制。后端監(jiān)控工作站接收報警相關的現(xiàn)場信息,進行融合處理、集中顯示,監(jiān)控人員經(jīng)過工作站察看、分析、處理報警信息,并發(fā)出相關控制指令到前端監(jiān)控設備或人員對報警事件進行處理。必要時將報警信息上報監(jiān)控中心。3.2.4移動監(jiān)控工作過程經(jīng)過一組無線電網(wǎng)絡傳感器布置一個電子監(jiān)控區(qū)域,將傳感器節(jié)點佩戴在犯人身上,利用定位機制實時掌握犯人的活動情況。傳感器節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)能夠在本地進行簡單處理,然后,進行聚集并傳送到基站(PC機或PDA),監(jiān)獄的遠程服務器和監(jiān)測系統(tǒng)對每位被監(jiān)測犯人的指標進行實時分析,經(jīng)過監(jiān)控系統(tǒng)判斷犯人的實時狀況。如果發(fā)現(xiàn)犯人出現(xiàn)異?；蛭ｋU則進行報警并快速做出措施。無線多媒體傳輸設備把監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的實時視頻圖像傳遞給指揮中心,為指揮中心提供追捕、遠距離勞動等監(jiān)獄外的圖像信息。3.2.5傳統(tǒng)設備工作過程傳統(tǒng)設備主要由有視頻監(jiān)控,聲、光報警等設備,這些設備都不具有自動報警功能,因此經(jīng)過一定的接入方式,將監(jiān)獄現(xiàn)有的安防手段,如聲、光報警等技術(shù)設備接入到監(jiān)獄智能安防系統(tǒng)中,當監(jiān)控中心接收到報警信息,監(jiān)控中心便自動的發(fā)出指令,發(fā)出報警聲音、打開廣播或打開燈光。3.3.1智能集成監(jiān)控平臺3.3.1.1組成及工作原理智能集成監(jiān)控平臺系統(tǒng)以通信傳輸網(wǎng)絡位依托,包括智能化接收設備、無線網(wǎng)絡、無線多媒體傳輸設備、傳感器存儲服務器、中心服務器、監(jiān)控客戶端、大屏幕、操控臺、電源及外圍設備等硬件設備,以及對各監(jiān)控信息進行綜合處理、控制、顯示和協(xié)調(diào)處理的數(shù)字監(jiān)控平臺軟件系統(tǒng)。工作原理:智能集成監(jiān)控平臺系統(tǒng)是監(jiān)獄安全警戒與識別系統(tǒng)的中心,它聯(lián)結(jié)分布在現(xiàn)場的各類監(jiān)控站點或系統(tǒng)為一個互相協(xié)調(diào)、統(tǒng)一工作的整體。監(jiān)控中心系統(tǒng)接收現(xiàn)場各種監(jiān)控設備的信息,進行融合、處理、顯示,可經(jīng)過監(jiān)視器、電視墻、顯示器、無線傳感器、無線多媒體傳輸設備等終端進行展現(xiàn)。監(jiān)控中心同時下達控制指令給前端的各類監(jiān)控設備,進行統(tǒng)一的管理控制。另外,監(jiān)控中心將達到一定威脅級別的威脅目標信息上傳給指揮控制中心,并接收指揮控制中心的指揮控制指令,并轉(zhuǎn)發(fā)相關指令到前端的監(jiān)控設備。智能集成監(jiān)控平臺系統(tǒng)能夠安裝在任意一臺電腦,經(jīng)過加入監(jiān)控網(wǎng)絡成為監(jiān)控客戶端,并經(jīng)過權(quán)限控制方式實現(xiàn)對相關監(jiān)控站點的管理控制。3.3.1.2功能智能集成監(jiān)控平臺系統(tǒng)是依托監(jiān)獄網(wǎng)絡平臺,匯集各種監(jiān)控站點的信息資源,對各類監(jiān)控信息進行綜合處理、集中存儲,并對各種監(jiān)控站點進行集中控制、管理。系統(tǒng)實現(xiàn)功能包括:前端監(jiān)控信息接入顯示對監(jiān)控現(xiàn)場的各監(jiān)測點監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行接入、融合處理、直觀顯示。以視頻為核心,采用各種編/解碼手段,結(jié)合電子地圖模擬重現(xiàn)實際的監(jiān)測場景。監(jiān)控人員可任意切換各路監(jiān)測信息,全面掌握現(xiàn)場信息。當出現(xiàn)報警時,可自動切換監(jiān)視場景?，F(xiàn)場報警處理綜合處理各類報警信息,對現(xiàn)場報警信息的報警類型、報警區(qū)段、地理位置給出各種提示,當多點同時報警時,報警提示可輪換播報。計算機輔助報警事件分析綜合分析已經(jīng)發(fā)生的報警事件,對相關數(shù)據(jù)進行挖掘,形成報警處理知識,為后面發(fā)生報警事件的處理提供輔助參考,提高報警處理的速度。監(jiān)控設備管理經(jīng)過網(wǎng)絡管理分布在整個監(jiān)控網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控設備、門禁控制設備、周界防護監(jiān)測設備,無線多媒體傳輸設備,包括設備搜索定位、參數(shù)配置、參數(shù)修改、設備內(nèi)核程序升級、設備狀態(tài)巡檢、設備的布防撤防等。集中存儲監(jiān)控信息對所有遠程傳輸?shù)囊粢曨l報警信息集中存儲,同時對集中存儲的信息進行冗災備份處理。所有監(jiān)控客戶端可共享這些信息,實現(xiàn)對歷史資料的特征檢索或回放。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)作為數(shù)據(jù)交換中心,執(zhí)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務。將接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給來訪問的客戶端,將客戶端發(fā)送過來的控制指令及相關數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給前端的處理設備。將相關的報警信息上報指揮控制系統(tǒng),轉(zhuǎn)發(fā)指揮控制系統(tǒng)下達的指揮控制命令。系統(tǒng)日志生成登錄日志、警報日志和安全日志,用于記錄系統(tǒng)發(fā)生的不同類型的事件,記錄系統(tǒng)的操作以及運行情況,一旦系統(tǒng)發(fā)生故障,可作為查找故障原因的依據(jù)之一。系統(tǒng)管理監(jiān)控系統(tǒng)功能豐富,監(jiān)控點數(shù)量龐大,為嚴格控制對監(jiān)控系統(tǒng)的使用和管理,需要建立一套完善的安全管理體系,保證系統(tǒng)的安全。系統(tǒng)管理提供建立用戶、對用戶授權(quán)、建立系統(tǒng)管理員、設置系統(tǒng)審計員角色等功能,實現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的合理安全使用。擴展功能擴展功能主要是指提供一些輔助手段對集中監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能進行擴展使用。監(jiān)控中心收集的數(shù)字信號經(jīng)過解碼設備處理后在電視墻上顯示,經(jīng)過鍵盤完成各種控制功能,如視頻切換、錄像調(diào)看等功能。結(jié)合防區(qū)的電子地圖直觀模擬再現(xiàn)監(jiān)控現(xiàn)場,使用語音對講和其它安全管理手段對接收到的報警信息進行處理。3.3.2智能視頻分析系統(tǒng)3.3.2.1組成及工作原理智能視頻分析系統(tǒng)采用DSP/FPGA方式,內(nèi)嵌高性能的智能監(jiān)控算法,實現(xiàn)功能強大的智能視頻分析功能,該模塊把”大腦”加入到了前端視頻監(jiān)控設備的”眼睛”中,能夠自動地對安防區(qū)域?qū)崿F(xiàn)智能監(jiān)控,對威脅目標進行自動檢測、識別、跟蹤、報警等。圖3.3.2.1-1系統(tǒng)框架圖智能視頻分析系統(tǒng)的框架如圖2-9所示,模塊的核心是主頻為1GHz的數(shù)字信號處理器TMS320C6416以及自主設計的底板組成,將智能視頻分析的各種算法嵌入芯片,并經(jīng)由TCP/IP聯(lián)入監(jiān)獄安防網(wǎng)絡。智能視頻分析模塊支持多種編碼的復合模擬視頻信號的輸入,同時也兼容IP攝像機的信號輸入。智能視頻分析模塊在接入視頻信號后即可啟動智能視頻的各項功能,無需后臺的任何操作。同時也能夠經(jīng)過后端的智能視頻配置軟件對前端智能視頻分析系統(tǒng)進行功能的更改或配置,啟動其它智能監(jiān)控的一個或多個功能。應用模式如圖2-10所示:圖3.3.2.1-2智能視頻分析模塊應用模式本系統(tǒng)具有以下幾個特點:模塊化設計:易于安裝與使用,具有極強的通用型。系統(tǒng)經(jīng)過前端安裝智能視頻分析模塊,經(jīng)后端的智能監(jiān)控配置軟件的初始化后既能實現(xiàn)各種智能監(jiān)控功能。通用視頻輸入接口:可支持各種攝像頭(白光、低照度和紅外攝像頭)的視頻輸入。輸入的視頻圖像能夠是模擬的視頻信號,也能夠是經(jīng)過編碼的數(shù)字視頻信號。因此,智能視頻分析模塊可用于新的數(shù)字化智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建立,也可用于傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化改造?；诓呗缘捻憫獧C制:內(nèi)置策略模塊,能夠根據(jù)監(jiān)控區(qū)域的特定需求量身定制報警策略。多系統(tǒng)聯(lián)動功能:經(jīng)過多個視頻監(jiān)控設備和對應的智能分析模塊實現(xiàn)更為智能化的監(jiān)控聯(lián)動。實現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域無縫化,可疑目標跟蹤接力等功能。3.3.2.2功能智能視頻分析系統(tǒng)具有的功能有:目標物體種類識別:自動對檢測出的運動目標進行類型識別,例如:人、人群、汽車等。自動入侵檢測:在監(jiān)獄禁區(qū)、要點部位的周界、系統(tǒng)設置的虛擬區(qū)域、虛擬警戒線處,當發(fā)現(xiàn)人和車輛有入侵運動時,進行預警。遺棄物檢測:在監(jiān)獄內(nèi)環(huán)境下自動探測無人看管包裹或物體,發(fā)現(xiàn)后引發(fā)報警,為處理可能的包裹炸彈或丟棄的違禁品提供信息。該功能也可用于發(fā)現(xiàn)機監(jiān)獄放風區(qū)的異物。物品搬移檢測:監(jiān)視監(jiān)獄關鍵貴重的設備設施,檢測監(jiān)視對象的位置是否移動,發(fā)現(xiàn)移動后進行報警,該功能具有保護監(jiān)視對象不被偷盜或破壞的功能。煙火檢測:經(jīng)過視頻圖像自動識別火焰和煙霧,并標明煙、火位置。視頻異常檢測:當前端圖像信號異?；騺G失時,系統(tǒng)可自動檢測并發(fā)出報警信息,以提醒工作人員。值班在崗檢測:目標物如警衛(wèi)只能在設定區(qū)域內(nèi)活動或站崗,當離開區(qū)域超過預設時間時報警。自動跟蹤目標:自動控制攝像機對符合警戒條件的單一運動目標進行持續(xù)的自動跟蹤,使之位于圖像畫面的中心。多攝像頭跟蹤接力:經(jīng)過多個攝像頭的跟蹤接力實現(xiàn)可疑目標跟蹤霧盲區(qū),當跟蹤的目標即將脫離監(jiān)視范圍的時候,自動聯(lián)動相關區(qū)域的智能監(jiān)控站點,并繼續(xù)對可疑目標進行檢測和跟蹤。多目標跟蹤:當監(jiān)控畫面出現(xiàn)多個符合條件目標時,系統(tǒng)自動保持包含全部目標的跟蹤畫面,并顯示每個運動目標軌跡。自動特寫拍攝:在保持持續(xù)追蹤的前提下,自動進行鏡頭的方向和焦距控制完成放大特寫跟蹤拍攝。自動告警與錄像:不間斷自動分析攝像機畫面,自動發(fā)現(xiàn)入侵目標后立刻向監(jiān)控人員發(fā)出聲光告警,提醒其進行現(xiàn)場處理。同時啟動錄像。報警規(guī)則設置:系統(tǒng)支持自由設置虛擬區(qū)域、虛擬警戒線,定義區(qū)域和警戒線上的允許/不允許運動規(guī)則,定義人員的特殊行為等,作為智能報警的依據(jù)。3.3.2.3技術(shù)方案智能視頻分析系統(tǒng)的核心是DSP/FPGA視頻分析模塊,為盡量減少網(wǎng)絡傳輸延時造成圖像滯后或圖像壓縮/解壓造成的圖像失真,本系統(tǒng)設計將DSP視頻分析單元置于視頻采集前端。視頻信息、控制信息以及聯(lián)動預警信息均經(jīng)過TCP/IP網(wǎng)絡進行傳輸。智能視頻分析系統(tǒng)主要包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、智能分析模塊、決策模塊、圖像壓縮模塊等。經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊采集前端攝像頭的視頻信息并傳入智能分析模塊。智能分析模塊嵌入了包括可疑目標檢測、運動目標跟蹤、非正常行為預警和人體行為理解等等所有需要實現(xiàn)的智能視頻分析功能。經(jīng)過后端監(jiān)控服務器的智能視頻配置軟件能夠?qū)χ悄芊治瞿K的功能進行初始化。監(jiān)控人員能夠根據(jù)監(jiān)控環(huán)境的需要,經(jīng)過配置軟件進行快速的設置和啟動。而且能夠同時啟動一個或多個智能視頻的功能。在完成智能分析模塊的配置后,系統(tǒng)能夠脫離后端監(jiān)控服務器獨立運行。智能分析模塊工作流程如圖3.3.2.3:圖3.3.2.3工作流程圖在完成智能圖像分析后,進入決策模塊。經(jīng)過決策模塊對視頻圖像處理的結(jié)果進行分析并迅速給出決策。包括忽略預警信息、傳輸預警信息到后端監(jiān)控站點、啟動視頻錄像功能以及自動聯(lián)動其它監(jiān)獄安防系統(tǒng)等。3.3.3智能門禁安防系統(tǒng)3.3.3.1組成及工作原理智能門禁安防系統(tǒng)設置在監(jiān)獄的重要出入口、道口及通道處,經(jīng)過在通道現(xiàn)場布設目標身份識別和控制目標出入的相關設備,由統(tǒng)一的系統(tǒng)控制這些設備間的互聯(lián)互動,實現(xiàn)對出入通道的人員,從而有效保證通道的安全。系統(tǒng)的基本組成如圖3.3.3.1所示。圖3.3.3.1智能門禁安防系統(tǒng)組成示意圖系統(tǒng):基本設備包括門禁控制設備、RFID射頻卡識讀設備、攝像頭、報警裝置等,實現(xiàn)RFID卡信息的采集和識別以及異常報警等。后端:包括主控計算機和系統(tǒng)管理控制軟件。管理控制軟件是后端系統(tǒng)的核心,軟件實現(xiàn)對前端控制站點的出入方案設置、身份信息存儲、日常狀態(tài)管理、參數(shù)設置、操作權(quán)限控制等管理功能,同時實現(xiàn)前端信息的顯示、報警信息處理、及遠程控制門禁開關等控制功能。軟件的運行環(huán)境包括WINDOWS操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),建立身份卡信息庫、系統(tǒng)運行日志數(shù)據(jù)庫等,作為實現(xiàn)人員身份識別和進出統(tǒng)計分析報告的基礎。通信傳輸系統(tǒng):采用TCP/IP網(wǎng)絡。3.3.3.2功能系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能為以下幾個方面:人員身份復合識別:系統(tǒng)主要采用無線射頻識別技術(shù)(即RFID技術(shù))對人員身份進行復合識別。出入口手動通行控制功能:系統(tǒng)設有手動通行控制按鍵開關的接口。當按下按鍵開關時,系統(tǒng)的管理控制設備將輸出放行控制信號。進出人員管理功能:經(jīng)過建立一個完整、靈活和實時的人員管理系統(tǒng),實現(xiàn)對進出人員的信息化、智能化、安全化管理。通道通行控制:經(jīng)過RFID射頻卡,對經(jīng)過通道的人員的身份進行識別,根據(jù)識別結(jié)果啟動自動化路障。同時經(jīng)過攝像機對人員行為進行監(jiān)控。實時網(wǎng)絡監(jiān)控功能:系統(tǒng)經(jīng)過網(wǎng)絡與安裝系統(tǒng)管理控制軟件的主計算機連接,在主計算機端,可經(jīng)過系統(tǒng)管理控制軟件的前景視窗實時監(jiān)控讀識現(xiàn)場場景,并人工向管理控制設備發(fā)送控制指令等。統(tǒng)計報告功能:系統(tǒng)管理控制軟件提供統(tǒng)計報告功能,對系統(tǒng)產(chǎn)生的事件信息進行綜合統(tǒng)計分析。與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動:當出現(xiàn)非法經(jīng)過報警事件時,系統(tǒng)經(jīng)過與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的接口,聯(lián)動附近的監(jiān)控攝像機,對事件的整個過程進行記錄。3.3.3.3技術(shù)方案系統(tǒng)工作原理:系統(tǒng)采用無線射頻識別技術(shù)(即RFID技術(shù))對人員的身份進行識別和認證,當出現(xiàn)非法目標時,經(jīng)過報警主機發(fā)出報警信息給后端工作站,工作站發(fā)出控制指令給現(xiàn)場聲光報警器等防衛(wèi)設施,對非法目標進行阻擋并告警。通知前端的警衛(wèi)對情況進行排查。智能門禁安防系統(tǒng)主要由RFID射頻識讀系統(tǒng)、報警裝置以及后端主控計算機和通道管理控制軟件組成。前端與后端之間經(jīng)過TCP/IP網(wǎng)絡相連。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖3.3.3.3所示。圖3.3.3.3智能門禁安防系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)違禁物檢測儀:檢測人體身上的各種違禁物品RFID射頻卡識讀設備:RFID射頻卡及其讀寫設備和管理系統(tǒng)組成,快速進行人物的身份識別。。報警裝置:由高分貝揚聲器和可旋轉(zhuǎn)探照燈組成,對可疑目標進行現(xiàn)場告警,經(jīng)過報警主機進行控制。網(wǎng)絡交換機:實現(xiàn)前端防護控制設備和后端監(jiān)控節(jié)點數(shù)據(jù)高速網(wǎng)絡互聯(lián)。工作站:用于顯示監(jiān)控視頻和處理各種報警信號,經(jīng)過監(jiān)控人員控制。3.3.4智能周界安防系統(tǒng)3.3.4.1組成及工作原理智能周界安防系統(tǒng)對監(jiān)獄重要設施的周邊進行安全防衛(wèi),對接近、翻越和破壞周界圍欄的非法入侵行為及時發(fā)出報警、警告、和打擊,達到周界阻擋、威懾反擊、智能報警的目的。入侵防護系統(tǒng)由智能視頻監(jiān)控、光纖震動傳感系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡等組成。系統(tǒng)組成如圖3.3.4.1所示。圖3.3.4.1智能周界安防系統(tǒng)組成系統(tǒng)工作原理:周界現(xiàn)場的感應探測裝置對周界區(qū)域的非法接近、翻越、破壞的行為進行監(jiān)測、告警。經(jīng)過無線聲/振動傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)對目標的感應探測、報警。報警主機集成管理報警信息,聯(lián)動報警現(xiàn)場相關設備對威脅目標進行現(xiàn)場告警、控制。后端監(jiān)控工作站接收報警相關的現(xiàn)場信息,進行融合處理、集中顯示,監(jiān)控人員經(jīng)過工作站察看、分析、處理報警信息,并發(fā)出相關控制指令到前端監(jiān)控設備或人員對報警事件進行處理。必要時將報警信息上報監(jiān)控中心。3.3.4.2功能主要功能包括:實現(xiàn)多種類型的周界報警:采用無線聲/振動傳感網(wǎng)絡實現(xiàn)活動目標的感應報警,攝像機使報警現(xiàn)場直觀可見,實現(xiàn)可視化報警。實現(xiàn)高可靠的周界報警:經(jīng)過感應報警聯(lián)動攝像機對報警信息進行復核,同時經(jīng)過智能視頻分析模塊對報警現(xiàn)場視頻進行智能分析,實現(xiàn)目標的智能識別。報警信息直觀顯示:結(jié)合周界地形圖,對各種報警信息進行融合顯示。晝夜監(jiān)控功能:采用多種模式對目標進行檢測、識別,基本不受環(huán)境和氣候的影響,能夠24小時全天候工作。報警聯(lián)動功能:采用聯(lián)動監(jiān)控圖像報警、聯(lián)動夜間監(jiān)控輔助光源、聯(lián)動勸阻廣播、設立警示牌等手段,對非法進入隔離帶、攀爬、翻越圍墻等行為提供及時的報警或阻擋。實現(xiàn)周界無間隙監(jiān)控:系統(tǒng)前端采用專用線纜,布署不受地形約束,能夠方便地將各種復雜地形的周界防區(qū)布署為一個整體,實現(xiàn)周界的無間隙監(jiān)控。系統(tǒng)適應性極強。與視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)動:當監(jiān)控中心接收到周界報警時,聯(lián)動報警現(xiàn)場附近的視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像機,對威脅目標進行實時跟蹤。3.3.5無線網(wǎng)絡安防系統(tǒng)3.3.5.1組成及工作原理無線傳感器網(wǎng)絡是一組傳感器以AdHoc方式組成的有線或者無線網(wǎng)絡,其目的是協(xié)作地感知、采集和處理傳感器網(wǎng)絡所覆蓋的地理區(qū)域中感知對象的信息,并傳遞給觀察者。這種傳感器網(wǎng)絡集中了傳感器技術(shù)、嵌入式計算機技術(shù)和無線通信技術(shù),能協(xié)作地感知、監(jiān)測和采集各種環(huán)境下所感知對象的信息,經(jīng)過對這些信息的協(xié)作式信息處理,獲得感知對象的準確信息,然后,經(jīng)過AdHoc方式傳送到需要這些信息的用戶。這種以自組織形式構(gòu)成的網(wǎng)絡,經(jīng)過多跳中繼方式將數(shù)據(jù)傳回節(jié)點(中轉(zhuǎn)節(jié)點),最后,借助節(jié)點鏈路將整個區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到遠程控制中心進行集中處理。本應用場景是,在特定區(qū)域內(nèi)設定一個無線傳感器網(wǎng)絡,當進入該區(qū)域的某個發(fā)射裝置發(fā)生位移時,網(wǎng)絡的后臺算法模塊就能夠感知到位移的變化,實現(xiàn)發(fā)射裝置的定位。3.3.5.2技術(shù)方案靜態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設計方案將無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點布置在獄室、生產(chǎn)區(qū)、制高點、禁閉室、教學區(qū)、醫(yī)務室等,實現(xiàn)對于監(jiān)獄的全面覆蓋。將無線傳感器網(wǎng)絡技術(shù)引入監(jiān)獄安防系統(tǒng),主要是因為在監(jiān)獄中傳感器節(jié)點非常多,布線工程非常大,而且,許多區(qū)域不適合采用有線連接,如果采用無線接入方式,則使傳感器的部署變得非常方便,能夠方便地增加傳感器節(jié)點或改變節(jié)點的位置。經(jīng)過周期性或不定期地改變監(jiān)測傳感器節(jié)點的位置,能夠消除現(xiàn)有有線監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測上的盲區(qū),經(jīng)過傳感器陣列對目標進行定位。而且,由于監(jiān)測節(jié)點的位置經(jīng)常變化,犯人無法找到監(jiān)測漏洞,從而更加完善安防系統(tǒng)。動態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)設計方案經(jīng)過將節(jié)點佩戴在犯人身上,利用定位機制實時掌握犯人的活動情況。但由于犯人數(shù)目較多,故只需傳輸兩類數(shù)據(jù):一是犯人的活動范圍超過規(guī)定范圍時;二是節(jié)點由于受到外力作用或是能量耗盡而失效時,遠程中心必須檢測到缺失的節(jié)點。傳感器節(jié)點獲取的數(shù)據(jù)能夠在本地進行簡單處理,然后,進行聚集并傳送到基站(PC機或PDA),監(jiān)獄的遠程服務器和監(jiān)測系統(tǒng)對每位被監(jiān)測犯人的指標進行實時分析,經(jīng)過專家系統(tǒng)判斷犯人的實時狀況。如果發(fā)現(xiàn)犯人出現(xiàn)異?；蛭ｋU則進行報警并快速做出措施。同時,本系統(tǒng)還能夠提供其它輔助功能,如犯人的定位跟蹤。經(jīng)過傳感器網(wǎng)絡在對犯人必要的振動、位置指標進行實時監(jiān)測的同時還允許犯人在一定范圍內(nèi)自由活動,這有助于讓患者保持良好的情緒,對于犯人的改造很有幫助。由于每個獄室都部署相應的傳感器,因此,獄警還能夠全面掌握犯人的休息情況。當犯人在獄室或在獄室外活動(要求病房外也要部署傳感器網(wǎng)絡)時,獄警依然能夠?qū)ζ溥M行定位、跟蹤,并及時獲取其振動、位置指標參數(shù)。將節(jié)點佩戴在獄警身上,利用節(jié)點上配置的振動傳感器和定位系統(tǒng),能夠?qū)崟r監(jiān)控獄警的工作區(qū)域和保障其人身安全。一方面當發(fā)生突發(fā)情況時,如犯人襲警或犯人之間斗毆,監(jiān)測系統(tǒng)和遠程服務中心迅速做出反應,通知警力迅速到達事發(fā)現(xiàn)場進行支援;另一方面,經(jīng)過對獄警的定位跟蹤,能夠掌握獄警的工作情況,有利于提高工作效率。項目工程周期為6個月。建設整體進度可分為四個階段:(1)方案設計階段(1個月):完成具體監(jiān)獄的系統(tǒng)建設方案,并經(jīng)過專家評審。(3)工程實施階段(4.5個月):完成建設全部內(nèi)容。(4)工程驗收階段(0.5個月):完成工程試運行,完成工程驗收資料的編制,召開驗收評審會。5技術(shù)可行性分析5.1關鍵技術(shù)5.1.1高保真度數(shù)字圖像增強技術(shù)監(jiān)控現(xiàn)場獲取的視頻圖像種類主要包括白光、紅外、低照度等,如何從各種視頻源中得到清晰的視頻圖像,準確提取出目標信息直接影響到系統(tǒng)對目標的監(jiān)控能力,因此研究數(shù)字圖像增強技術(shù),降低圖像的各種噪聲、增強目標信息、確保圖像顏色的恒定性等,是系統(tǒng)需要研究的關鍵技術(shù)。高保真度數(shù)字圖像增強算法設計是從圖像噪聲分析入手,結(jié)合全局運動估計和人眼視覺特性,利用多種圖像處理方法實現(xiàn)圖像增強,算法主要包括圖像噪聲濾波、圖像運動模糊復原,圖像融合、圖像色度調(diào)整等。利用高保真度圖像增強技術(shù)實現(xiàn)圖像增強,為智能視頻分析提供清晰的視頻源圖像,同時有效提高各種環(huán)境條件下的目標監(jiān)視能力。5.1.2目標檢測與跟蹤運動目標檢測的目的是將視頻場景中的運動目標區(qū)域從背景中分割出來。由于光照的變化、背景混亂運動的干擾、運動目標的影子、攝像機的抖動以及運動目標的自遮擋和互遮擋現(xiàn)象的存在,給運動目標的正確檢測帶來了極大的挑戰(zhàn)。有效的提取完整的運動目標,并排除虛假區(qū)域,主要算法包括光流法、幀差法、背景消減法