舰船光电跟踪取证视频监控仿真系统设计综述

杨玉峰?冯明奎

摘 要 为提高学员及舰员对舰船光电跟踪取证视频监控系统的操作能力，在舰船综合仿真系统中设计该监控系统的仿真单元。运用模块化设计思想，设计了标题、视频、控制、状态和雷达区域模块，将在舰船综合仿真系统中采集的各传感器参数传输至各个仿真模块，模拟海上维权执法等训练场景，对可疑目标进行跟踪监视取证。通过模拟训练，能够有效提升海警在执行任务时的维权执法效能。

关键词 视频监控;维权执法;模块化;仿真设计

The Design of Video Surveillance Simulation System for Ship Photoelectric Tracking and Forensics

Yang Yufeng，Feng Mingkui

Marine Police Academy， Ningbo， China， 315801

Abstract In order to improve the operation ability of students and crews on the photoelectric tracking and forensic video monitoring system of the ship， the simulation unit of the monitoring system is designed in the ships comprehensive simulation system. Using modular design ideas， the title， video， control， status and radar area modules are designed， and the sensor parameters collected in the ships integrated simulation system are transmitted to each simulation module to simulate training scenarios such as maritime rights enforcement and law enforcement. Conduct follow-up monitoring and evidence collection. Through simulation training， it can effectively improve the effectiveness of the Coast Guards rights enforcement during the execution of its tasks.

Keywords Video surveillance; Rights enforcement; Modularization; Simulation design

引言

光電跟踪取证系统是海警舰船进行海上维权执法取证的重要设备。具有全天候、速度快、覆盖面广、视距范围大、图像清晰稳定的特点，有利于提供维权执法调查所需的最直接和直观的证据，即照片和录像资料，它包括了时间、地理位置、范围和事件过程等内容。调查人员通过已经掌握的证据材料，有针对性地调查相关的船舶、人员和部门，进一步取得有价值的证据，从而确认嫌疑船舶的违法行为成立，以达到惩罚犯罪分子，进行公正执法的目的。

1国内外研究现状

视频监控在国外得到广泛应用，例如意大利的ARGOS系统[1]，该系统自2007年起在意大利威尼斯市24小时连续运行，能够实时建立可靠的航道背景模型，并对航道航行船舶进行跟踪，具有较好的准确性，而在港口安全等方面，ARGOS系统也有了广泛的应用。美国的BAMS（广域海上监视）系统，对海洋实施情报搜集、侦查、监视任务，通过数据链与其他监视平台连接，实现对海洋长时间、不间断的侦查监视。

国内光电取证系统一般应用到公务船，利用导航雷达自动跟踪或AIS动态数据引导进行智能视频监控[2]。采用船用雷达数据或AIS数据包控制视频监控云台，采用云台姿态参考系统（AHRS）的方位及仰角数据回传、越界报警等[3-5]。

2必要性分析

维权执法固定证据的需要。海警舰艇上大多装有光电取证视频监控系统，主要是红外热成像原理采集监控信息[6]，在海警舰艇遂行海上维权执法任务时发挥了重要作用，能够对重要目标搜索跟踪，及时获取图像音频等信息以固定证据。使得海警部队执勤执法变得更为便捷，可以更好地进行调查取证、服务航行安全。

辅助舰船安全航行的需要。海警在海上维权、执法、救援过程中，存在着天气、水文环境多变的情况，不确定因素较多，对海警舰船安全航行带来较大的隐患。在极端天气海况下，雷达杂波干扰大，舰船摇摆幅度大，人员到首尾瞭望的安全隐患较大。使用舰船视频监控能够辅助驾驶人员对周边环境进行查看，可通过调节其变焦、饱和度和对比度，在监控显示屏上清晰地显示出周围的环境情况，便于操纵人员操纵舰船，保障舰船海上安全，完成各项任务。

辅助舰船靠离码头的需要。在舰船靠离码头时，由于视线受到驾驶台周边台柱的阻挡，舰长对靠泊横距，惯性等如果不能很好地把握，及可能使舰船与码头发生摩擦，甚至导致舰船船体的损坏，码头的破损等。恶劣天气时指挥员不便在驾驶室外进行指挥等因素的影响，利用舰船视频监控系统进行靠离码头是十分有效的，可呈现舰船周围全方位、多角度的情况，指挥员可在驾驶室内通过观察舰船视频监控系统显示的实施影像进行指挥。

为熟练掌握舰船光电跟踪取证视频监控系统的使用及操作方法，有必要对实装操作进行训练。然而使用实装进行教学训练，条件有限、成本较大，故有必要设计一款可供教学、基层训练的舰船光电跟踪取证视频监控仿真系统。不仅可以达到节约成本、实时训练的效果，还更可以在舰船执行任务时，能够从容而又娴熟地使用舰船视频监控系统。

3舰船光电跟踪取证视频监控仿真系统设计

舰船光电跟踪取证视频监控仿真系统的硬件部分主要有电脑、储存视频信息的硬盘（建议使用较大内存的硬盘）、监控显示屏及若干摄像头（具备红外功能）组成，电脑与硬盘可安装于模拟驾驶台旁，由航海部门负责使用及维护。监控显示屏可分别在模拟驾驶室、指挥中心。

舰船光电跟踪取证视频监控仿真系统监视界面由五部分组成，分别为标题区、视频区、控制区、状态区和雷达区。如图1所示，其中状态区的航向、航速、經度、纬度等信息来自于舰船综合仿真系统的GPS，雷达区的目标参数等来自于驾驶台的雷达模拟信息。视频区的视频信息来自于模拟舰船的左右舷，首尾及内部监控信息等。

视频区显示4个监视屏，每个预览窗口占1/4预览区，每个预览区的上方会显示当前时间，时间的右侧有一个“全屏显示”按钮，单击便可全屏显示某一区域，从而对重点区域进行观测，该区域的作用主要是通过视频影像的方式对所监控的区域进行呈现。

设备控制包含手控杆控制、跟踪控制、电视、激光、红外控制几个部分，该区域可根据观察者的实际需要，对所监控目标的影像进行调整，仿真界面设计如图2所示。

设计手控杆控制时可以简化为如图2所示的箭头模式，用于控制转台向上、下、左、右、上左、下左、上右、下右8个方向运动。设计红外控制界面如图3所示，主要包括红外极性、调节模式及聚焦大小调节等。

录像控制可以对电视、红外、跟踪3个视频实现录像、检索、回放功能，可便于调查取证工作的实施。录像、检索、回放功能都是针对某一视频，即当前选中的是哪路视频，上述功能就是对当前视频的操作。图像控制主要是对于图像亮度、对比度、饱和度、色调等的控制，从而使某一特定区域更加清晰地显示。雷达目标实时显示雷达跟踪目标的信息（距离、范围、速度、航向），如图4所示。

转台控制用于显示静态界面，如图5所示。

4结束语

海警在维权执法过程中需要熟练操作光电跟踪监视系统，以便及时跟踪嫌疑目标，固定图像及音频数据作为关键证据。在动用舰艇训练时所需费用大，台套数较少也限制了培训的效率。基于舰艇综合仿真训练系统开展维权执法模拟训练，在训练中进行光电跟踪监视系统仿真训练，对各个模块的界面熟练操作，能够较大程度的提高维权执法效率，使得培训学员快速提高战斗力。

参考文献

[1] Domenico Bloisi，Luca Iocchi. Argos a video surveillance system for boat traffic monitoring in Venice[J].International Journal of Pattern Recognition and Artificial Intelligence，2009，（7）：1477–1502.

[2] 周剑敏，王捷.基于AIS数据的智能船舶动态视频监控系统设计[J].上海海事大学学报，2009，30（4）：26-29.

[3] 杨建乐.航道视频监控与船舶AIS动态数据在航道行政执法中的应用[J].福建交通科技，2017，（5）：98-101.

[4] 冯爱国，薛丛华，吴炜.导航雷达或AIS引导的视频监控系统设计[J].电视技术，2016，40（2）：132-136.

[5] 郑世宝.智能视频监控技术与应用[J].电视技术，2009，32（1）：94-96.

[6] 王圣江，童冬生，王海平，等.视频监控取证系统在海警舰艇上的应用[J].中国公共安全（学术版），2014，（1）：105-108.

作者简介

杨玉峰（1977），男，山东成武人;学历：硕士研究生，副教授，现就职单位：武警海警学院，研究方向：舰船指挥仿真。