造船基地智能监控方案.docx
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造船基地智能监控方案
智能周界报警
系统解决方案
上海卓扬科技有限公司
一、概述
1.1视频监控与周界防范系统需求
随着社会的发展，人们安防意识的提高，现代化的安防技术得到了广泛的应用。
在一些重要的区域，如学校、军事基地、武器弹药库、银行金库、油库、等处，为了防止非法的入侵和各种破坏、盗窃活动，传统的防范措施是在这些区域的外围周界处设置一些（如铁栅栏、围墙、钢丝篱笆网等）屏障或阻挡物，安排人员加强巡逻。
在目前犯罪分子利用先进的科学技术，犯罪手段更加复杂化、智能化的情况下，传统的防范手段己难以适应要害部门、重点单位安全保卫工作的需要。
人力防范往往受时间、地域、人员素质和精力等因素的影响，亦难免出现漏洞和失误。
因此，安装应用先进的周界探测技术就成为一种必要措施。
周界探测，一旦发现入侵者可立即发出报警、跟踪入侵人员、好像在重要区域的周界处墙加了一道人眼看不见的“电子眼”忠诚地守卫着要害目标。
1.2周界防范系统的类别
目前国际上应用的周界探测报警器材及系统主要有以下几种：
●主动红外报警系统
●微波墙式报警系统
●泄露电缆式周界探测报警系统
●驻极体振动电缆报警系统
●智能视觉监控系统
在周界防护手段中采用最多的是主动红外对射报警探测器加总线制报警主机的方式，这种方式具有技术成熟、可靠性高、易扩展、操作简便等优点。
1.3通常使用主动红外报警系统的存在以下的问题
主动红外报警系统主要是由主动红外探测器和报警主机这两个基本部分组成，根据需要还会配置计算机管理软件、报警联动板、联动显示板、报警打印机等等。
主动红外是指这种报警探测器本身发射红外线束，由发射端和接收端两部分组成，根据工作距离的不同一般分为双光束和四光束两种，一百米之内的通常为双光束，一百米以上通常为三光束。
工作时，发射端发出红外光束，与它相对的接收端收到红外光束以后即处于警戒状态，当光束全部被遮挡时，探测器接收端即发出报警信号给报警主机。
主机接收到信号后发出声光报警信号，同时输出报警联动信号驱动相关的设备动作，如计算机软件、联动显示板等。
为相关人员处理报警事件提供明确的方向。
存在问题是，当夜间100以上较长对射式红外报警时，保安值班人员无法及时判断准确的位置，如果使用摄像机联动进行抓拍很难做到准确，往往出事之后靠录像资料分析可疑人员。
使用上述报警方式对该项目不太适用，原因该项目环境的树木太多，树叶遮挡光速时会频繁造成误报。
误报率比较高。
（如图1）
如果采用距离的红外对射装置（40米以内）同加摄像机联动是可以的，但工程造价和线缆较多，施工难度较大。
图1
1.4使用智能视觉监控系统可以避免上述缺点
卓扬公司的产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统，它具有入侵检测、遗弃物检测、物品搬移检测等功能模块，可以很好地解决校园遇到的各种各样的难题（参见表1）。
而且，卓扬产品具有自学习自适应能力，即使是在各种极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的性能——在保持99.9%超高检测率的同时，只有极低的误报率（少于1个/天）
表1：
传统视频监控和卓扬智能视觉监控的特性对比表
卓扬智能视觉监控
传统视频监控
不需要一直紧盯屏幕，保安人员只需要在系统告警时进行确认即可。
避免了保安人员因长时间观看屏幕造成疲劳而降低注意力，提高了保安人员实际监控的效果，真正做到7×24全天候监控。
需要连续长时间盯着屏幕，容易导致保安人员眼睛疲劳、注意力下降。
根据研究表明，人眼紧盯屏幕22分钟之后，注意力就会大幅下降，远低于正常水平（此时人眼只能察觉画面里不到5%的信息），因此实际使用时，无法达到真正意义上的7×24监控效果。
监控持续性
所有监视屏幕均由摄像机自动进行智能监控，保安人员只需要对产生告警的摄像机进行确认和处理即可。
这样，保安人员的实际有效监控范围可以提高数十倍，大大提高了监控效率。
人眼观察范围有限（理论上人眼水平最大视角为100°~120°，但实际上有效视角只有20°~30°，其中视觉敏锐视角仅10°，剩余部分即所谓的“眼角余光”区域视力非常低），无法同时紧盯多个屏幕；而人脑也无法同时处理多个监控屏幕的画面。
因此，保安人员面临大型屏幕墙时无法有效监控。
监控有效性
智能视觉摄像机可以识别出人眼无法分辨的细微变化，例如在遥远距离、光线不足、低对比度、环境伪装等等情况下的入侵行为和威胁。
人眼视觉灵敏度有限，在监控距离遥远、光线不足等监控环境下，人眼无法察觉监控屏幕上的细微变化。
监控能力
可以侦测并记录出现在监控屏幕内的徘徊行为。
在发现入侵者之后可以自动预警，这样，保安人员就可以随时掌握着入侵者的行踪，并在事发之前进行预防和控制，把损失降到最低。
由于种种原因，传统监控的实际效果并不理想，在大多时候传统监控系统只能用于事后取证，无法起到预防、预警的作用。
监控实际效果
可设置“告警触发式”传输模式——借助计算机或嵌入式设备的强大数据处理功能，对视频图像中海量的数据进行高速分析，过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提供有用的关键信息。
只在监控到威胁的时候才占用带宽，在同等带宽条件下可以容纳更多路监控。
无论是否有事情发生，都必须将画面传到监控室的屏幕上，无畏地消耗传输线路的带宽，尤其不利于大型监控系统。
监控传输通道
有效利用率
可设置“告警触发式”录像模式——只对用户指定的入侵行为或威胁事件前后过程进行录像，在同等条件下可以存储更长时间的录像，同时回放翻查录像效率很高。
无论是否有事情发生，都必须对监控画面进行录像，极大地浪费存储空间。
同时，由于录像存在大量无用信息，导致回放翻看录像时浪费时间。
监控录像
管理效率
二、系统设计:
2.1监控场景：
造船基地周界
场景信息：
对该别墅区周界（约一个矩形区域）进行全部监控
监控需求：
对该别墅区的周界3米高的地方进行无缝覆盖监控，当周界地区有人从外翻越围墙进行违法活动或者有内部人员从内翻越或向别墅区外抛掷物品时能监控到，并且能在翻越围墙时触发录像并报警，通知相关人员前去处理该事件！
需求分析与系统设计：
1、为满足系统自动报警的需求，需要选用卓扬的智能视觉监控产品，加上普通的模拟摄像机形成智能视觉监控系统；
2、卓扬产品的最佳监控范围为80米到100米，对于该别墅区（约xx平方公里）周界大约选择xx-xx台摄像机监控其周界，因此要覆盖本别墅区周界只需要在别墅区周界的长边和宽边分别安装多个摄像机及智能分析服务器即可；
3、监控的目的为，能对围墙3米高度的区域以及厂区周界一圈进行无缝覆盖，当别墅区围墙外有非法分子翻越围墙进入别墅或者内部人员从内翻越或向别墅区外抛掷物品时能将其行为记录下来并触发报警，通知相关人员前去处理，避免一些因偷盗别墅区内物品而造成的经济损失；
4、为保证摄像机本身的安全性以及监控的距离，应该将摄像机安装在5-6米；
5、为确保监视的可靠性，摄像机任何时刻都应该能监视到监控区域内目标的完整影像，因此摄像机监视最远距离处的高度不应低于3米（假设有超过2米高的人，该假设的3米高度即可提高监控的准确性）；
6、为确保自动监控的可靠性，最远目标在屏幕上的高度不应小于屏幕的1/10；
7、.设备安装示意图如下：
8、综上所述，固定摄像机安装在围墙内侧,距地面5米高的位置，安装角度应该向下倾斜；
2.2产品关键性技术要求
1）将卓杨设备以及各摄像机安装好后，进入IE设置，设定为入侵检测模式（人入侵报警），采用固定摄像机在别墅区的周界上进行无缝覆盖，形成一道虚拟的监控围墙，如上图4所示：
图4：
别墅区周界摄像机安装点示意图
经计算，当摄像机采用24mm镜头，每台摄像机的有效检测范围（有效检测范围是指在监控画面中能完整显示不高于3米物体的最远距离，这样为了有超过3米高的人进入防区能被检测到）为100米时，卓扬智能视觉服务器能够实现最高的检测率和最低的误报率（检测率：
99.9%；误报率：
少于1个/天），
2）将周界监控范围内所有禁止入侵的区域设置为防区；
这样当有入侵者侵入防范区域时就会被卓扬智能视觉监控系统自动锁定并标识出行动轨迹，同时会发出报警。
这里的报警分前端和后端两种报警，前端报警可通过声光报警器来实现，入侵者触发报警时，监控系统会发出警报声警告入侵者（不法分子的翻越），并可打开强光灯使入侵者无处藏身；后端报警可通过PC软件来实现，通知管理人员马上对入侵行为进行处理。
这样就真正做到了“事前防范”，避免了安全隐患。
3）可将卓扬智能视觉监控系统的录像功能设置为“报警触发录像”，即在发生报警时才触发录像功能，这样可以过滤掉大量无用的录像内容，既节省了录像硬盘空间延长了可录像时间，又避免了翻看录像时的大量繁琐工作，只需对报警时的录像进行确认即可。
这样在有社会闲杂人翻越围墙时可以触发录像，给事后取证提供的方便！
4）卓扬智能视觉监控系统可检测不同方向的入侵，可根据需要设置进入防区的方向为非法方向，而出防区的方向为合法方向。
这样就只对进入防区的人进行检测并报警，而对走出防区的人视而不见。
5）卓扬智能视觉监控系统支持日程设置，即可对监控区域划分时段进行不同的检测方式。
例如，白天别墅区人上班时可以将这段时间设置为外来人员翻越围墙时检测（单方向性，由于住户不在家，只检测从外面翻越围墙入侵厂区的人）；这样保证了监控的合理性。
晚上可能会受到光线的影响，可以考虑使用远红外摄象机！
6）作为智能分析视觉服务器的先锋，上海卓扬智能视觉服务器提供了智能、灵活、有效的入侵检测功能。
该智能视觉服务器能够自动检测侵入监控防区的入侵者（人和交通工具），能够自动区分入侵者的种类、大小、速度、移动方向等特征，并能有效的识别伪装。
7）卓扬智能处理模块具有室外环境应用能力，能够对环境背景进行自学习、自适应和自调节，当天气环境变化时不需要手工更改系统参数。
8）前端设备在对输入视频流进行智能处理之后，同时支持模拟视频和网络流媒体视频双模输出，所以便于与传统监控结合起来，达到综合全面的监控效果。
9）智能视觉监控与传统红外监控的对比：
在传统的红外监控中，人和车辆进入防区都会报警，而且在恶劣环境下误报率极大，无法起到真正意义上的防范作用。
卓扬公司智能分析系统能够区分人，交通工具和其它物体，检测率高，误报低。
可以设定只检测人，或是只检测交通工具，或是检测人和交通工具。
2.3智能视觉监控系统具体组网图
考虑到天气变化和夜晚光线不足等情况，前端摄像机需选择夜视红外摄像机，以保证光线不足时的检测不受影响，具体组网方式如图6所示：
图6：
组网图
2.3设备分布：
系统性能设计指标
1）图像质量：
2）主观评价≥4级
3）清晰度≥480电视线
4）图像画面的灰度不应低于8级
5）连续随机信噪比：
6）摄像部分40dB
7）传输部分50dB
8）显示部分45dB
9）图像记录:
10）每路图像25帧/秒,
11）24小时硬盘存储≥15天
12）系统绝缘电阻≥20MΩ
13）系统泄漏电流≤5mA
2.4光端机分布
摄像机距离监控中心超过400米以上着采用光端机、光端机的分布在几个摄像机分布较集中处设置光端机、光端机设在室外光端机箱内、箱内设置摄像机电源、防雷期、接地等装置。
光端机路数可根据摄像机路数决定。
使用光端机可以保证摄像机信号质量、保证图像的清晰度、抗干扰、抗雷击等优点。
本方案中光端机大约：
4台。
光端机选择4、6、8路视频、1、2、4路数据按需配置。
2.3电源
电源采用集中式供电方式、在机房内设置220伏不间断电源、断电时保持供电时间为30分钟。
机房到摄像机、光端机辐射电源专线。
电源专线采用室外型电缆、电缆必须在金属管内。
2.4系统主机
设计采用16路数字硬盘录像机具备4路D1格式和12路CIF格式数字硬盘录像机，每台16路数字硬盘录像机1、5、9、13四路固定为D1格式录像，其他路数为CIF格式录像，这样及保证了重点区域的高清晰录像又能保证整体系统的经济性。
CIF格式总容量（GB）=150MB/小时×24小时×路数×保存时间周期/1024。
=150MB/小时×24小时×12×15/1024
=640（GB）
D1格式总容量（GB）=500MB/小时×24小时×路数×保存时间周期/1024。
=500MB/小时×24小时×4×15/1024
=720（GB）
每台数字硬盘录像机设计总容量（GB）=12路CIF格式总容量（GB）+4路D1格式总容量（GB）=640（GB）+720（GB）=1360（GB）
每台数字硬盘录像机固有盘位是8个盘位以上总量除以8（1360（GB）/8）得到每块硬盘容量不小于170（GB），考虑到图像的码流的不同设计采用400（GB）硬盘，每台加装4块。
若每台16路数字硬盘录像机都配1台液晶显示器合计需要3台，这样势必要加长操作台才能布置的下，设计采用录像机集中管理及方便录像查询也可以实现录像画面的大屏幕显示，每台16路数字硬盘录像机都具备16画面混合输出功能，混合输出端与矩阵输入端连接可通过监视器进行多画面显示。
每路多画面输出也可以通过客户端进行管理实现1、4、9、12、16等不同组合画面输出，而多画面可通过电视墙监视器进行显示。
由于通过数字硬盘录像机的混合输出，矩阵输入端已具备了多画面输入，矩阵可同时在所有电视墙监视器上切换和显示所有图像，矩阵输出端口数量只要满足监视器输出要求即可，初步设计电视墙为6台21英寸监视器和１套等离子大屏组成。
合计矩阵输出端不小于8路，所以设计选用32路视频输出矩阵。
三、系统组成
为了保证系统稳定可靠的运行，在设计上我们采用了国内外知名品牌的产品，并且是已经经过大量工程实践检验。
3.1前端摄像机：
前端摄像一律采用高清红外摄像机，彩色清晰度540线，黑白清晰度600线，红外距离达100米，性能先进，抗干扰性强等优点。
前端摄像机选择：
1）高速球机，（焦距、光圈、快门三可变）
2）室外红外摄像机
3.2智能视觉服务器系统
⏹入侵检测模块
卓扬自动入侵检测模块，可以自动检测出视频画面中的运动行为特征，入侵检测支持三种检测规则：
警戒区入侵检测、单警戒线穿越识别和双警戒线穿越识别。
三者的区别主要在于，警戒线入侵检测基于防区进行检测，单警戒线穿越识别基于单条绊线进行检测，双警戒线穿越识别基于二条绊线进行检测（警戒线方向均可自由设置）。
⏹弃置识别模块
卓扬弃置识别模块，可以对遗弃物进行自动检测——当物品（包裹、碎块、行李等）在某个防区内被放置或遗弃的时候自动报警。
此外，对于有人看管的物品，遗弃物检测模块可以将其忽略。
无论是由人携带而来并在防区中遗弃的物品（摄像机看到完整遗弃过程的情况），或者是被人从防区外扔入防区内的物品（摄像机看到部分遗弃过程的情况），还是在防区中突然出现的物品（摄像机完全看不到遗弃过程的情况），卓扬弃置识别模块都可以从场景中正确检测出遗弃物。
此外，弃置识别模块还可以检测出一些人眼注意不到或者无法识别的伪装目标。
针对现实场景中的落叶、小型移动物体（如小动物等）、涨潮落潮等不必要报警的事件，还可通过各种事件过滤器功能将其过滤，避免不必要的报警造成的误报。
⏹物品搬移检测模块
卓扬物品搬移检测模块，可以自动检测物品搬移事件——当防区内某特定位置的物品被拿走或搬走时发出报警。
该模块可以设定为两种模式：
1）当物品被搬移时立即报警；2）当物品被拿走超过一定时间，且没有放回原处的时候发出报警。
本检测模块适用于需要对物品搬移进行录像或报警的场合，例如对超市内的高价商品、家庭里的电脑和家具、工厂内的金属建材、博物馆内的文物、车库内的汽车和贵重设备、特定场所的重要设施等的偷窃行为进行监视和跟踪。
⏹场景变化识别模块
卓扬场景变化模块可对场景视频图像发生巨大变化时报警，如视频的丢失、摄像机被异物遮挡或者大幅度抖动。
本模块使用于对视频图像容易被犯罪分子破坏的场景，如此厂区，若犯罪分子想要逃避摄像头的拍摄，务必会破坏摄像头，这样，使用场景变化模块时，当犯罪分子破坏摄像头时，便会触发场景变化识别模块，进行报警。
3.3信道传输
摄像机主要采用同轴电缆SYV-75-5-2接合光端机传输方式传输，技术成熟可靠，安装方便，抗干扰强、能够保证清晰度。
为了使摄像机的工作电压、信号传输稳定可靠，电源线采用RVV2*1.0防水型电源线。
光纤采用室外凯装两芯单模光纤。
3.4中心控制部分
采用智能分析服务器+矩阵+硬盘录像机+电视墙方式：
电视监控系统分为四大部分：
前端摄像部分、传输部分、控制部分，显示与记录部分和系统联网部分。
电视监控系统设计采用数字模拟相结合方式，其最大特点是具有数字系统的灵活性和具有模拟系统的稳定性。
前端摄像机根据使用范围不同分别选用室内或室外型球型遥控摄像机。
控制设计采用一台矩阵主机，以控制前端的监控设备。
对前端所有视频信号进行切换和控制。
矩阵主机控制32路摄像机，选用32入8出的视频矩阵；
给矩阵主机配置1台控制键盘，方便多图像控制。
图像记录设计采用16路嵌入式数字硬盘录像机进行实时图像储存和记录查询，数字硬盘录像机每台加装4块400G硬盘，满足至少连续录像记录15天要求；一台16口汇聚交换机满足所有硬盘录像机接入。
通过录像机集中管理工作站对所有硬盘录像机进行管理、状态查询、系统配置和控制，并通过打印机和光盘刻录对资料进行长期保存。
3.5防雷接地
接地：
系统PE接地（〈4欧姆）、工作接地（单点接地〈1欧姆）
防雷：
电源防雷、浪涌。
摄像机电源、信号、控制做三合一防雷器。
室外光端箱应该做接地极合防雷器；
3.6产品选择：
上海卓扬有限公司根据产品选型之后提供
3.7系统设计依据
防盗报警系统方案设计遵循的规范标准如下：
1、《民用建筑电气设计规范》JCJ/T16-92
2、《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
3、－GB50394-2007入侵报警系统
4、－GB50395-2007视频监控系统
5、－GB50396-2007出入口控制系统
6、－GB50xxxx-2007防爆安全监察系统
3.8系统拓扑图:
3.9VStar软件平台
产品概述
Vstar网络数字视频监控系统是基于Vstar网络视频编解码器和互联网技术开发的一套软件系统，经过专业人员严格测试和行业用户实地安装使用证明，本系统在人机交互功能、可靠性、安全性、操作智能化和软硬件维护性上，与市场同类产品相比取得了新的突破，并在传统的图像监控基础上实现了实时数字化图像采集、传输、存储过程的数字化，使系统性能在高效、安全、智能化上有了质的飞跃。
主要特性
N层流媒体转发
专为大型复杂网络设计，可通过软件流转发模式跨越多个不同类型的网络。
图示
多层监控中心
专为大型复杂需求设计，如银行、证券、武警等项目。
数字矩阵
支持模拟电视墙及数字电视墙
分布式设计
支持录像服务器集群、流媒体转发服务器集群、登陆管理服务器集群
图形化界面
所有文字、图标、背景均为动态加载，用户可以选择不同的皮肤包及语言包。
全矢量客户端
适合各种分辨率：
1920*1280、1280*1024、1024*768、800*600。
数字矩阵
主屏及辅屏双显示，最多可以支持8个屏幕输出，并有多种组合模式可选。
支持多种外设
支持：
摇杆、数据采集器等。
并行录像集群
系统可以添加多台录像服务器进行并行录像存储
用户进行录像检索只需登陆系统即可检索、调用所有服务器的录像资料
用户无需知道后台并行录像集群的服务器数量及录像方案
每台录像服务器可以录制多达99路视频资源
不同的录像服务器可以设置不同的循环删除、先进先出删除方案
*录像保存时间视存储硬盘空间等因素而定
录像服务器热冗余切换
冗余服务器用来监听其他录像服务器是否正常工作，发现异常后，接管异常的服务器的录像进程，异常消失后，由录像进程有原服务器恢复执行，冗余服务器重新回到监听状态。
支持多台冗余录像服务器，每台冗余录像服务器可以单独配置监听列表。
冗余服务器的录像资源同其他服务器一样，可以被前端用户检索，回放。
软件基本功能
多种显示模式
支持1/4/9/16/25自动多画面调节
支持多种特殊显示模式，如13画面、17画面等
多种录像模式
服务器端：
手工录像、计划录像、周期录像、报警录像
客户端：
前端录像、指定后端录像
多种存储方式
如直接硬盘存储、NAS、磁盘阵列等
多个云台抢夺控制级别
总共支持多达255个云台抢夺等级
多用户支持
系统可以添加多个用户，并且对每个用户可以单独设置权限及显示设备
多种回放特性
支持边录边回放
支持远程流式回放
支持回放快进、慢放
多种云台控制方式
支持设备内置协议控制
支持发送云台控制码控制云台
多种运行方式
支持：
IE嵌入、全屏显示、窗口显示
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