邊防監(jiān)控方案(通用)

基于紅外熱成像的邊防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)

計

方

案#TOC\o"1-5"\h\z1系統(tǒng)概述31.1設(shè)計背景31.2設(shè)計原則、依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)32設(shè)計需求分析43系統(tǒng)設(shè)計53.1概述53.2系統(tǒng)組成53.3系統(tǒng)設(shè)計64方案技術(shù)優(yōu)勢84.1紅外監(jiān)控攝像機(jī)選型84.2可見光監(jiān)控攝像機(jī)選型104.3太陽能設(shè)備選擇104.4設(shè)備安全性及避雷105系統(tǒng)主要功能11系統(tǒng)概述1.1設(shè)計背景我國國土幅員遼闊，擁有著漫長的邊境線，這些邊防線的安全與否，它直接關(guān)系到我國的國土與國家安全。近年來，隨著我國國家綜合實力的迅速增強(qiáng)以及改革開放力度的進(jìn)一步加大，我國邊防線的安全形勢更為嚴(yán)竣，國外的反華勢力以及不法份子妄圖通過突破我國的國土邊防線，滲透進(jìn)入國內(nèi)危害我國的國家安全的事件時有發(fā)生；另外，邊境地區(qū)的偷渡、走私、販槍、販毒以及搶劫等犯罪活動長期影響邊境治安，也不同程度影響內(nèi)地治安環(huán)境。而新疆與蒙古國，俄羅斯，哈薩克斯坦，吉爾吉斯斯坦，塔吉克斯坦，阿富汗，巴基斯坦，印度等8個國家接受，邊境線長達(dá)約5600公里，是中國交界鄰國最多，邊境線最長也是邊防環(huán)境最復(fù)雜的省區(qū)。邊防監(jiān)控是一項系統(tǒng)工程，涉及范圍廣，標(biāo)準(zhǔn)要求高，針對邊境線的特點，實際地理環(huán)境復(fù)雜多樣的特性。基于新疆邊防的實際情況，我公司設(shè)計了此套基于紅外熱成像的監(jiān)控平臺方案，可完全解決晝夜以及惡劣天氣造成的影響，真正實現(xiàn)全天24小時全天候無間斷監(jiān)控。1.2設(shè)計原則、依據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計原則：技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、經(jīng)濟(jì)實用、方便管理。設(shè)計依據(jù)：《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50198-94《安全防范工程程序與要求》GA/T75-94《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-92《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50314-2000《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-94《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》GBJ232-92《通用性應(yīng)用電視設(shè)備可靠性試驗方法》GB12322-90《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件無氣侯防護(hù)場所使用》GB4798.4-90《保護(hù)接地和防雷接地標(biāo)準(zhǔn)》IEC64-4-41本設(shè)計以國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計依據(jù)，結(jié)合邊境地理天氣等情況，充分考慮邊防監(jiān)控總體協(xié)調(diào)的統(tǒng)一和兼容性，先進(jìn)性、安全性、可靠性及穩(wěn)定性是方案設(shè)計所依據(jù)的重要原則。設(shè)計需求分析監(jiān)控范圍：根據(jù)實際情況，系統(tǒng)需要實現(xiàn)全邊境線無縫監(jiān)控，多個監(jiān)控點的監(jiān)視范圍需實現(xiàn)無縫對接，目前確定為300個點；單個監(jiān)控攝像機(jī)監(jiān)視距離需在3-5公里左右，并能夠清晰識別人形；監(jiān)控點：監(jiān)控點需能在惡劣天氣環(huán)境下正常工作，并能夠?qū)崿F(xiàn)全天24小時日夜清晰監(jiān)控；多級組網(wǎng)及存儲：系統(tǒng)需進(jìn)行分級建設(shè)，并具有靈活的多級組網(wǎng)能力，不僅分控中心能監(jiān)看調(diào)用視頻圖像及紅外熱像，上級的監(jiān)控中心也能監(jiān)看調(diào)用圖像，同時網(wǎng)內(nèi)的相關(guān)管理人員在授權(quán)情況下也能夠隨時調(diào)看圖像。各個分控點及監(jiān)控中心需對相應(yīng)的圖像進(jìn)行存儲，以防圖像資料的丟失，并能夠保留三個月安全性：考慮到監(jiān)控的安全性，監(jiān)控設(shè)備需有報警功能，對異常情況進(jìn)行報警并能夠上傳至分控點及監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)安全性應(yīng)充分考慮，如系統(tǒng)權(quán)限的設(shè)置和認(rèn)證，穩(wěn)定性：由于視頻的實時組網(wǎng)傳輸，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需選用成熟穩(wěn)定完善的技術(shù)設(shè)備，并具有掉電重啟等功能考慮到設(shè)備安裝在戶外，需有防雷防雨防曬防塵等設(shè)施可擴(kuò)展性：可支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和功能升級易維護(hù)性整個系統(tǒng)要求安裝方便，維護(hù)簡易，前端哨所點可考慮使用網(wǎng)絡(luò)化傳輸模式，監(jiān)控攝像機(jī)使用IP型攝像機(jī)，可大大降低施工成本。系統(tǒng)設(shè)計3.1概述根據(jù)甲方的需求及實際情況，我們考慮系統(tǒng)設(shè)計為三級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：在甲方的邊防總隊設(shè)置監(jiān)控中心，以監(jiān)控中心做為整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中樞；在與邊境接壤的邊境縣邊防支隊設(shè)立分控中心，為二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)點；在前端邊防哨所設(shè)立為三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)點。通過專用網(wǎng)絡(luò)，邊防的監(jiān)控設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，建立一個整體的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系，實現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控管理。由于邊境線長，環(huán)境復(fù)雜惡劣，監(jiān)控設(shè)備選用網(wǎng)絡(luò)型紅外熱像儀+可見光雙視場，以實現(xiàn)長距離全天候無晝夜監(jiān)控3.2系統(tǒng)組成基于紅外熱成像的邊防監(jiān)控系統(tǒng)一般由中心監(jiān)控管理系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、紅外熱及可見光前端成像系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)等組成。中心監(jiān)控管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)視頻信號的圖像顯示、錄像控制，遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)壓縮處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)控制管理。向指揮調(diào)度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄制、可回放的現(xiàn)場實時圖像，并提供向上級部門連網(wǎng)功能。傳輸系統(tǒng)提供系統(tǒng)互聯(lián)及信息交互的聯(lián)網(wǎng)能力，監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸方式主要有電纜傳輸、光纜傳輸、無線微波傳輸?shù)?。一般來說，當(dāng)攝像頭的安裝位置離監(jiān)控中心較近時，多采用電纜傳輸方式，當(dāng)攝像頭的位置距離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)時，往往采用無線微波或光纜傳輸方式?？紤]到各野外監(jiān)控點的具體情況，可采用光纜或無線3G等傳輸方式。紅外熱成像系統(tǒng)主要監(jiān)控點建議使用網(wǎng)絡(luò)型紅外熱成像儀，可以在完全無光的夜晚，或是在雨、雪等煙云密布的惡劣環(huán)境，能夠清晰地觀察到所需監(jiān)控的目標(biāo)。紅外熱成像系統(tǒng)能從雜亂的背景和樹叢之中識別目標(biāo)，特別適用于邊境線上復(fù)雜的環(huán)境下對人的監(jiān)控識別?？梢姽獬上裣到y(tǒng)提供直觀準(zhǔn)確地現(xiàn)場情況，可見光成像系統(tǒng)為邊防監(jiān)控增加了遠(yuǎn)程視察的能力，在有情況發(fā)生時，可見光成像系統(tǒng)能為通過變焦放大對遠(yuǎn)距離物體景象監(jiān)控，為監(jiān)控中心提供直觀的現(xiàn)場信息，以便及早做出有效的應(yīng)對方案。供電系統(tǒng)提供系統(tǒng)運行的基本電力保障及突發(fā)情況下的后備電力供應(yīng)，在沒有通達(dá)市電的監(jiān)控點需采用太陽能供電設(shè)備，供電系統(tǒng)根據(jù)各野外監(jiān)控點的具體情況，采用市電及太陽能供電方式滿足常規(guī)使用及極端情況下的電力儲備和供應(yīng)。避雷系統(tǒng)為系統(tǒng)提供安全保障。由于設(shè)備安裝在野外甚至高山上，設(shè)備的避雷與接地對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行是非常重要的，系統(tǒng)的所有設(shè)備都安裝在避雷針的保護(hù)范圍之內(nèi)，接地電阻不大于10歐姆。3.3系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計由三部分構(gòu)成：監(jiān)控前端（哨所），分控中心（邊防支隊）和總監(jiān)控中心（省邊防總隊）。附圖是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。

hiw肚卿朋端num根據(jù)邊防特點，我們考慮在邊境線哨所設(shè)立監(jiān)控點，在邊防總隊設(shè)總控中心，哨所與上級邊防隊之間采用光纜或無線3G等方式連接，監(jiān)控中心能對指定區(qū)域進(jìn)行實時監(jiān)視、調(diào)看各個監(jiān)控點的紅外、可見光圖像和錄像資料。監(jiān)控中心可自動或手動切換出各監(jiān)控點該的圖象。系統(tǒng)在各監(jiān)控點架設(shè)紅外熱成像儀和低照度長焦距可見光攝像機(jī)各兩臺，監(jiān)視距離為3-5km,采用市電及太陽能給前端設(shè)備供電，配備室外全天候攝像機(jī)專用防護(hù)罩，監(jiān)控前端的任務(wù)就是負(fù)責(zé)各個哨所所轄區(qū)域視頻信號采集和控制實現(xiàn)，包含的其它設(shè)備還有：網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)設(shè)備，太陽能供電設(shè)備；避雷設(shè)備等。分控中心主要由各類服務(wù)器、工作站、存儲設(shè)備、電視墻及軟件平臺組成。主要負(fù)責(zé)管理所轄前端各個哨所，相應(yīng)權(quán)限由監(jiān)控中心的管理服務(wù)器統(tǒng)一分配。總控中心由監(jiān)控工作站、矩陣控制主機(jī)、電視墻、存儲設(shè)備等設(shè)備組成，監(jiān)控工作站的圖像數(shù)據(jù)接入分局網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)內(nèi)經(jīng)授權(quán)的任何一臺計算機(jī)均能監(jiān)控各監(jiān)控點的信息，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可擴(kuò)充性，可隨時增加撤減監(jiān)控點。總控中心具有用戶管理、數(shù)據(jù)配置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、設(shè)備運行狀態(tài)、告警、事件、日志紀(jì)錄、實時熱像、圖像監(jiān)控、報警、控制功能、錄像管理。通過權(quán)限控制的方式可實現(xiàn)無級監(jiān)控。方案技術(shù)優(yōu)勢4.1紅外監(jiān)控攝像機(jī)選型天氣及晝夜影響：由于邊防監(jiān)控的特殊性，攝像機(jī)處于野外，而且邊境線上天氣情況通常比較惡劣，故要求攝像機(jī)在雨雪霧等極端天氣下仍能正常工作，也不影響圖像質(zhì)量；同時監(jiān)控必須為全天24小時不間斷工作，即在夜晚微光甚至無光的情況下，也能清晰有效的識別物體。根據(jù)此需求，紅外熱成像儀為最佳選擇。紅外輻射是自然界中存在最為廣泛的輻射,而大氣、煙云等可吸收可見光和近紅外線，但是對3?5口m和8?14口m的紅外線卻是透明的，這兩個波段被稱為紅外線的“大氣窗口”因此，利用這兩個窗口，可以在完全無光的夜晚，或是在雨、雪等煙云密布的惡劣環(huán)境，能夠清晰地觀察到所需監(jiān)控的目標(biāo)。正是由于這個特點，紅外熱成像技術(shù)能真正做到24h全天候監(jiān)控霧天應(yīng)用情況.〔可見光寫紅夕卜熱像儀對也圉）心夜晩〔可見光與紅外熱像儀對比團(tuán)）識別率高由于邊防的特殊性，偷渡或犯罪分子通常隱蔽在草叢及樹林中，野外環(huán)境的惡劣及人的視覺錯覺，如單一使用可見光監(jiān)控，在這些復(fù)雜的環(huán)境條件下，非常容易產(chǎn)生漏判、誤判的現(xiàn)像。紅外熱成像儀是被動接受目標(biāo)自身的熱輻射，人體和車輛的溫度及紅外輻射一般都遠(yuǎn)大于草木的溫度及紅外輻射，不易偽裝，也不容易產(chǎn)生錯誤判斷。紅外熱成像系統(tǒng)能從雜亂的背景和樹叢之中識別目標(biāo)，并且還能透過灰塵、云層、煙、煙霧、薄霧、小雨看清目標(biāo)，提供詳細(xì)的環(huán)境信息。其監(jiān)視的效率高于原來人工的巡查監(jiān)視方式，可大大減少了以往人工巡查監(jiān)視方式造成的漏查、誤查和失查的現(xiàn)象隱藏在樹叢中的人監(jiān)控距離遠(yuǎn)根據(jù)實際需求，單個攝像機(jī)監(jiān)控距離需達(dá)到3—5公里，普通可見光攝像機(jī)無法達(dá)到如此遠(yuǎn)的距離，而紅外熱成像儀通過配備適合的鏡頭，可以滿足此要求。系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求，可考慮采用150mm以上定焦鏡頭。功耗低考慮到野外配電的不穩(wěn)定性，太陽能供電又受天氣影響較大，監(jiān)控設(shè)備需盡量選用功耗低的紅外熱成像儀，以降低斷電故障發(fā)生率易于安裝維護(hù)考慮到安裝和施工成本，前端監(jiān)視使用網(wǎng)絡(luò)型IP化紅外熱成像儀，會大大降低施工成本，同時減少中間設(shè)備也有利于降低出錯風(fēng)險，易于維護(hù)和調(diào)試。4.2可見光監(jiān)控攝像機(jī)選型由于監(jiān)控環(huán)境為邊境線，日夜光線變化很大，要求攝像機(jī)具有彩色/黑白自動轉(zhuǎn)換功能，在白天攝取的圖像為彩色的，當(dāng)光線很弱的時候自動轉(zhuǎn)換成黑白模式。要使攝像頭能夠監(jiān)測的范圍夠大，除了需要選擇合適的安裝地點（無遮擋）和天氣良好（無霧）外，另外就是要選擇大變焦的鏡頭。4.3太陽能設(shè)備選擇在沒有通達(dá)市電的監(jiān)控點需采用太陽能供電設(shè)備，包括：太陽能光電池、控制器、蓄電池和逆變器。光電池需要考慮的是光電板的面積（根據(jù)各個設(shè)備需要的總功率、光電池的特性及各個設(shè)備的效率進(jìn)行計算）。蓄電池的容量一般可以根據(jù)在陰天情況下保證系統(tǒng)正常3天的容量即可。由于蓄電池的工作時斷時續(xù)、而且很多時候是邊充邊放的狀態(tài)，對蓄電池的性能提出了很高的要求，應(yīng)該選用性能較好的產(chǎn)品，才能保證系統(tǒng)能長時間可靠工作。4.4設(shè)備安全性及避雷由于系統(tǒng)安裝在野外，設(shè)備無人值守。在設(shè)備安裝時除了需考慮設(shè)備安裝在較高的安裝上（需要通過專用梯才能進(jìn)行維護(hù)）外，還需要盡量考慮各個監(jiān)控點之間互相可見（進(jìn)行互相監(jiān)控）。另外，各個前端設(shè)備安裝在野外，而且安裝在較高處（保證可視范圍需要），發(fā)生雷擊的可能性很大，需要考慮全面的防雷措施，第一是在安裝桿的高處需要安裝避雷針，以防直擊雷的破壞，各個關(guān)鍵設(shè)備需要安裝避雷器以浪涌對設(shè)備的損壞，接地良好是保證設(shè)備安全的關(guān)鍵。5系統(tǒng)主要功能監(jiān)視功能實時顯示紅外熱成像設(shè)備的圖像和可見光圖像。大屏幕電視墻模擬監(jiān)視前端圖像。自動或手動實現(xiàn)任意紅外熱成像儀、攝像頭，攝像頭預(yù)置位畫面的快速切換和調(diào)用。實時或時序輪換的進(jìn)行多畫面監(jiān)視。控制報警功能能對所接入的、紅外熱成像儀、攝像頭方位進(jìn)行控制。能提供給監(jiān)控中心各監(jiān)控點畫面丟失，惡意遮擋鏡頭，移動偵測等報警信息。遠(yuǎn)程報警信息接收處理及系統(tǒng)日志查看。錄放像功能多路實時錄像及回放，能記錄如偷渡等案情發(fā)生的整個過程，為提供真實有效的直觀資料。僅需在電腦上輸入相應(yīng)的搜索線索（時間、地點、事件、通道號）即可迅速檢索出所需圖像畫面。網(wǎng)絡(luò)功能遠(yuǎn)程實時顯示紅外熱成像設(shè)備的圖像和可見光圖像。遠(yuǎn)程實時紅外熱成像儀、攝像頭方位。遠(yuǎn)程實時接收各監(jiān)控點畫面丟失，惡意遮擋鏡頭，移動偵測等報警信息遠(yuǎn)程查詢