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学校周界智能监控方案
发布时间:2010.07.22 新闻来源: 浏览次数:
 

学校周界智能监控方案

   近段时间以来,全国发生的接二连三的校园血案使得校园内外的严防死守,已从地方级别上升到全国级别。本文就以某学校周界智能监控方案为例,供读者参考。

概述

   从3月23日发生在福建南平的血案,到5月12日发生在陕西南郑的校园血案,短短两个月时间内,我国已经连续发生了6起校园血案。校园血案的频频上演令全国震惊,校园安全引起各方的关注,接二连三的校园血案使得校园内外的严防死守,已从地方级别上升到全国级别。弱势群体的民生需要和基本权利得不到保障、贫富悬殊差距大、官员腐败问题严重、司法缺少公正、社会浮躁、没有理想等,被民间舆论指为激发校园惨案的社会因素。

   而目前校园与社会的分解日渐模糊,周边的环境也越来越复杂。而管理规范不健全,安全防范意识差,学生自我保护意识、能力差,外来人员流动性增大,安全管理人员少,巡检范围大,意外事件预警机制不健全,响应时间长,处理不及时责任无法界定等这些潜在的因素使得学校安全存在重大隐患,也使得不少学校都已经安装了众多的安全防范设备,如警铃、钢叉、辣椒水、武警值班、视频监控设备等都在投入运用,但依然不能阻止校园血案的发生。

   校园暴力事件的突发使人们更加清楚的认识到,目前安防系统仅仅局限于被动地提供视频画面的监控系统,视频监控的目的是预防为主,如何才能更好的体现这一目的性?本文主要针对校园周界防范系统来进行分析,以提供智能化的周界方案系统。

   校园周界防范系统的类别

目前业内应用的校园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;

泄漏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+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。

   但存在问题是,当夜间100米以上较长距离采用对射式红外报警时,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,主要原因在于该项目中环境的树木太多,树木遮挡光速时会频繁造成误报,使得误报率比较高。

   某公司推出的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、非法停车检测、遗弃物检测、物品搬移检测和自动PTZ跟踪等功能模块,可以很好地解决校园遇到的各种各样的的难题。并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。

在经过长期的对比选择后,该学校采用智能视觉监控系列产品为核心来组建前端布防。

系统设计

项目需要

   此次监控场景主要是对学校周界约一个矩形区域进行全部监控,即对学校周界3米高的地方进行无缝覆盖监控,当周界地区有人从学校外翻越围墙进行违法活动,或者有学生翻越围墙出去玩耍时能监控到,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。

系统设计

   为满足系统自动报警的需求,需要选用智能视觉监控产品,加上普通的模拟摄像机形成智能视觉监控系统。而智能视觉监控产品的最佳监控范围为80米到110米,对于学校周界大约选择18-20台摄像机监控其周界,因此要覆盖学校周界只需要在学校周界长边和宽边分别安装多个摄像机及视觉服务器即可。

   监控的目的是能对围墙3米高度的区域以及学校周界一圈进行无缝覆盖,当学校围墙外有非法分子翻越围墙进入学校。或者学生想翻越围墙出去玩耍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,避免一些危险事故的发生。为保证摄像机本身的安全性以及监控的距离,应该将室外摄像机安装高度保持在5-6米,这里选择5米;为确保监视的可靠性,摄像机任何时刻都应该能见识到监控区域内目标的完整影像,因此摄像机监视距离出的高度不应低于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)。

   同样,为确保自动监控的可靠性和图像信息采集的有效性,在景深范围内,以最远目标的任务在屏幕上的成像高度不应小于屏幕的1/10。如果将摄像机安装在5米高度,最远监视目标高度不低于3米,最远目标成像不小于屏幕的1/10,监视最远距离看约为20米,此时应选用6mm,1/3英寸CCD镜头;监控的有效距离为两个人之间的有效距离18米。

  采用6mm镜头监控约20米范围时,摄像机最近监视的视野宽度为5米,最远视野宽度为21米,满足以上要求。

   如果将摄像机安装在角落上,摄像机下方会存在一个6米长的盲区,需要由另一个摄像机来补充监控。由于摄像机的有效监控距离为20米,摄像机最近处的有效监控范围为5米,最远处的监控范围为21米,完全可以满足通过另一个摄像机补充前一台摄像机盲区的方法来实现无缝覆盖。

   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,并与水平线呈35度角。

产品关键性技术要求

1、将智能视觉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),采用固定摄像机在学校的周界上进行无缝覆盖,形成一道虚拟的监控围墙。

  每台摄像机的有效监测范围(有效监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20米时,智能视觉服务器能够实现最高检测率和最低的误报率。

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智能监控系统自动锁定并标示出行动轨迹,同时会发出报警。这里的报警分前端和后端两种报警,签单报警可通过声报警起来实现,入侵触发报警时,监控系统会发出报警声警告入侵者(翻越围墙的学生和外面的不法分子),并可打开强光灯是入侵者无处藏身;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、可将智能视频监控系统的录像功能设置为“报警触发录像”,即在发生报警时才出发录像功能,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。这样在有学生或社会闲杂人等翻越围墙时可以触发录像,给事后取证提供了方便。

4、采用智能视觉监控系统可以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、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,白天学生放假时可以将这段时间设置为外来人员翻越围墙时检测(单反方向性,由于学生不在学校,只检测从外面翻越围墙入侵学校的人),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像机。

6、前端设备在对输入视频流进行只能处理之后,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。

7、智能视觉监控与传统红外监控的对比:传统的红外监控,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。而智能视频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只检测交通工具,或者检测人和交通工具几种模式。

设备分布

高速球机:主要广场、大门、十字路口处;

定焦红外摄像机:主要围墙、学生公寓门口、道路;

视觉服务器选用:针对围墙、学生公寓门口设置视觉服务器;

围墙定焦红外摄像机监控设计:防止翻越墙体。

系统集成

前端摄像机

   前端摄像机一律采用高清红外摄像机,彩色清晰度480线,黑白清晰度600线,红外距离达100米,性能先进,抗干扰性强。

智能视觉服务器系统

1、  入侵检测模块

   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。入侵检测既可以在固定摄像机上使用,也可以在PTZ摄像机上使用(支持在PTZ摄像机的各个预置位上进行自动巡航入侵检测)。

  入侵检测支持三种检测模式:运动行为模式、绊网穿越模式和围栏入侵模式。

2、  遗弃物检测模块

   可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,仪器检物测模块可以将其忽略。

3、  非法停车检测模块

   该模块可以对非法停留的交通工具进行检测—当交通工具在防区内非法停留时发生报警。

4、  物品搬移检测模块

   其可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:当物品被搬移时立即报警;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。

5、自主自动PTZ智能跟踪模块

   自主自动PTZ智能跟踪模块,可以使高速球机对自身的云台和变焦镜头进行自动PTZ驱动,并自动控制PTZ摄像机的进行云台全方位旋转和镜头缩放,针对被锁定的运动目标进行视觉导向的自动跟踪,以确保跟踪目标持续以放大画面出现在镜头中央,这样警卫人员可以更清晰的看到信息,同时还可以用于事后取证。自动PTZ跟踪模块弥补了固定摄像机监控视野狭窄的缺点,是完善的安全监控系统所必备的功能。

信道传输

    摄像机主要采用同轴电缆SYV-75-5-2结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。

中心控制部分

 中心控制部分采用智能视觉服务器+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。

  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,配置1台控制键盘,方便多图控制器。

    图像记录设计采用16路嵌入式数字银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。

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)。

结语

    以上已经对学校周界的智能视频监控系统做了一个大概的介绍,此系统与以往学校的监控防范系统有着很明显的区别,就是采用了高端智能视频服务器为主要设备,其不仅提高了周界防范系统的安全等级,还大大节省学校安保人员的人力问题,可以满足当前社会形势下对学校安保的高要求。