具有两级指挥中心的周界安防系统设计与实现

辛洪波

摘要：本文针对有严格要求的周界安防工作需求，设计并实现了一套由视频监控子系统、对讲子系统、安保报警子系统、电源子系统以及防雷和接地子系统组成的具有两级指挥功能的复合安防指挥工作网络，能够实现严酷环境下周界安防工作需要，并能满足及时预警、多方联动响应，灵活指挥应对的可靠安防系统，对监狱、保密单位以及对周界安防工作有特殊需求的单位建立安防系统具有实际指导意义。

引言

周界是指以围墙为基线内外一定范围，以及其它有必要纳入警戒、监控的区域。对于周界的安全有特殊需求的场合，如监狱、特殊保密单位等，周界安防系统更是对周界安全保卫措施中最重要也是最后的一道防线，同时也是上级单位对负责安防工作人员执勤情况进行管理和远程检查的重要设施。本文中的周界安防系统，应用多种技术手段对被纳入保卫范围内出现的各种情况进行实时监控和管理，在出现警情时，可以向安全保卫部门发出预警信号，并提供实时的信息以及指挥通信网络支持，协助对意外情况的排查，确保周界安全。

本设计中有一个上级指挥中心和一个本地指挥中心，在功能上，上级指挥中心不仅负责安保人员管理，还全面负责安保工作督促、核查等工作。本地指挥中心，将在上级指挥中心的指导下工作，不仅需要监控系统提供的各种安防信号，协助上级指挥中心的工作，还要负责本地除开周界安防以外的设施、场地、生产车间及其他视频、音频等工作信号，确保本单位正常的生产生活安全。从此需求出发设计整个安防系统网络拓扑如上图所示。

从拓扑图中可以看到，安保对讲系统、室外紧急求助系统、安保人员的监督及训练管理等信号接入上级指挥中心，其工作由上级指挥中心完成。周界安防视频信号以及入侵报警信号分别接入了上级和本地指挥中心，发生危及周界安全的事件时，确保两级指挥中心都能收到报警信号。本地其他与周界安保无关的如正常生产、生活安全的监控信号仅仅接入本地指挥中心。两级指挥中心之间通过光缆网络连接，为两级指挥控制中心提供各种通信支持，完成两级指挥中心的联动功能。此设计既实现了两级指挥中心之间网络的物理连接断开，又确保了两级指挥中心之间的有机联系，使得周界安防系统工作可靠。

各分系统功能设计

周界安防系统由数字化视频监控系统、安保对讲系统、入侵报警系统以及紧急求助系统组成。采用了数字视音频编解码技术、计算机网络技术、IP存储网络技术（IPSAN）、激光探测技术、自动控制技术、物联网技术等对各个子系统进行综合集成，形成一套完整的、具有纵深防范控制特点的周界综合安全技术防范体系。

1、指挥中心。

本设计中周界安防管理由上级安保部门为主，结合本地管理共同完成。因此上级指挥中心全面掌握周界的情况是其履行安全职责的基本保证。当周界发生各类警情时，需要及时的发现，并及时有效的调度和指挥是其真正完成对周界的安全职责重要前提。同时要确保周界的安全，结合本地指挥中心的管理，才能做到万无一失。因此，本地指挥中心既要接入周界视频信号以及入侵报警信号，又要与上级指挥中心的网络进行物理隔离，以防未经授权信号接入安防系统。此外，上级指挥中心和本地指挥中心还要有可靠的通信网络，以便实时安防联动。

2、周界安防视频监控系统

负责周界安全的视频监控系统主体是安装于围墙顶部、岗哨、周界以内活动空场、主要道路路口的各类摄像机、编码器、网络传输设备、解码器、存储设备、视频管理平台等组成。系统通过对监控区域视频信号采集、编码、传输和解码、存储实现对区域的监视，所有功能同时提供给本地指挥中心，和上级指挥中心，同时还可以通过网络共享给网络平台，并提供远程控制功能。

设计中系统采用IP智能监控架构，IP监控系统解决方案包括编解码器、存储系统、网络传输系统、管理平台四大部分，管理平台实现的主要功能有：实时视频图像浏览、云台操作控制、历史录像存储、录像检索和回放、视频轮切、人机交互界面、用户与权限管理、监控客户端多画面业务、数字矩阵配置、监控设备管理以及系统日志管理等。

3、报警联动和紧急求助子系统

报警联动和紧急求助子系统由许多功能模块组成，主要有对讲系统、入侵探测模块、气象传感模块、广播及灯光控制模块等。

入侵检测功能由智能视频探测模块、振动光纤探测器、激光对射探测器，以及巡逻人员的报告等完成。其中智能视频探测模块对视频监控信号进行智能处理，发现可疑入侵警情时，自动发送信号，由工作人员确认后发出警告。

为增强振动光纤和智能视频等报警设施的有效性，需要根据不同的气象条件对这些主动报警系统的报警阀值进行实时调整。气象传感器专门对监狱所在地的气象环境进行实时检查，并将检测到的数据提供给系统管理平台，供联动控制系统使用。

IP对讲系统在上级指挥中心设置对讲控制中心，在负责周界安全的安保人员执勤处设置固定通信终端，并可扩展到为巡逻安保人员配置移动通信终端。整个对讲系统利用安防网络辅以无线通信网，运用IP语音技术，建立了专用的语音通信系统。实现现场安保人员之间以及安保人员与中心指挥员之间的语音通信、以及查岗、督促工作等功能。

广播、灯光控制功能由指挥中心控制，在发现有误闯敏感区域的人员时，可以发出警告的语音与灯光提示，排除警情干扰。

系统特点

本方案的设计规划立足需要严格周界安防系统的实际应用，突出高度安保的自身特点，以经济实用、适当超前为基本定位，最大限度地发挥系统运行给用户带来的现实价值。从总体上看，本方案的设计有如下特点：

1、采用了智能视频入侵探测器，它是基于智能视觉分析技术的监控跟踪系统，它具有入侵检测等功能，可以很好地解决监狱周界防范的难题。不仅在监控范围上满足要求，而且它所具有的自学习、自适应、预录像功能和自调节能力，以及先进的算法和视觉逻辑提供了强大的探测能力。即使是在各种恶劣环境和照明条件下也可以保持极高的性能。相对于传统的安防系统来说，智能视频入侵探测器，非常适合需要高度安全防范的場所。

2、全IP及数字架构应用

考虑到周界安防监控的实际需要，及满足管理单位对资源共享的发展趋势，本系统采用全IP架构，包括各类监控设备、智能分析设备、报警控制设备等均采用IP信号实现传输和通讯，其中视频监控系统采用全高清百万像素级SDI摄像机及通过SDI分配器分配视频信号资源进行各方共享并且通过编码设备进行编码接入IP网络，支持高清存储、高清解码、高清显示的一整套设备。同时，系统采用全IP架构后，便于设备的安装部署及后期在硬件上的扩容，只要有网络的地方即可添加新的设备，无需再另行布线。

3、一体化集成应用

考虑到周界各类技术防范系统联动化、集成化的需要，本系统采用基于SOA面向服务的体系架构和适用于跨系统、跨平台互连通用的Web services协议及SIP信令开发的软件平台，可非常方便地将原本独立运行、信息屏蔽的诸多安防应用子系统进行横向协同，实现在视频监控、应急报警、巡视、智能分析等各安防监控业务的综合应用，包括智能化联动和应急指挥，充分发挥安防集成系统的整体应用价值。同时，采用的软件平台基于J2EE平台架构设计，随着系统规模的不断扩大，可通过简单的调整服务器的部署便可轻松实现系统平滑扩展。

结语

本设计方案立足于对周界安防有高标准严要求的场景，方案中应用多种周界入侵探测手段，辅以全IP及数字架构应用，并采用了先进的智能视觉分析技术对视频进行自动分析，极大地减轻了监控人员的工作量。在某监狱的周界安防系统中得以实施，应用结果表明，系统运行稳定，对警情反应及时准确，完全符合使用方的预期，可以在类似的设计中起到参考作用。