1.1方案背景

隨著人類社會的發(fā)展，世界經(jīng)濟和軍事形勢的不斷變化，邊境問題也越來越復雜，越界采集、狩獵、捕魚、貿易走私、販毒、非法越境等問題管理難度加大，邊境管理也逐漸由以前耗費大量人力巡邏管理向信息化管理過渡，以此來提高軍隊對邊境的監(jiān)管力度。這就要求建立包括遠程視頻監(jiān)控、配電線路自動化系統(tǒng)、采集中心自動化監(jiān)控等多個系統(tǒng)的監(jiān)控平臺。

我國現(xiàn)有的邊境線監(jiān)控管理主要由邊防戰(zhàn)士巡邏或借助于熱像儀及短距離紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)，人力巡防和目前的熱像儀監(jiān)控系統(tǒng)雖然也能滿足24小時的全天候監(jiān)控的功能，但是各有缺點。人力巡防在白天精確度最高，但是在夜間和雨雪天氣準確度卻大幅降低，而夜間卻是越境事件的高發(fā)時段，而且人力不能保證24小時不間斷監(jiān)視；熱像儀搭配普通監(jiān)控能夠實現(xiàn)24小時不間斷監(jiān)控，但是熱像儀通過熱感應成像，所顯示圖像不能真實呈現(xiàn)人物的根本面貌，更不會對不散發(fā)熱源的冷武器有所感應，不能提供真實準確人物信息，難以對越境人物身份及人數(shù)進行判斷，給實施抓捕部署工作帶來相當?shù)睦_。

1.2需求分析

針對我國目前邊防監(jiān)控形勢，深圳安星公司推出“監(jiān)控雷達預警與追蹤系統(tǒng)”全面解決方案。該系統(tǒng)是一套應用雷達偵測技術、光電技術、電子技術、高精度機械設計技術、圖像處理技術、計算機視覺技術、模式識別技術等開發(fā)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對整個邊境線、越境多發(fā)及易于越境地段進行全天候實時監(jiān)控，該套系統(tǒng)能配合先進的檢測和報警系統(tǒng)對邊境線的越境人員及越境情況做出報警，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，能夠實現(xiàn)自動識別與追蹤，并轉到現(xiàn)場畫面，使邊防防衛(wèi)部隊能全面掌握和了解邊境的氣象環(huán)境和設備運行的狀態(tài)及邊防線狀況，提高邊防線管理的科學管理水平。

基于雷達定位的視頻聯(lián)動系統(tǒng)通過計算機系統(tǒng)軟件，將雷達獲取到的目標空間/地理位置數(shù)據(jù)與遠距離光電轉臺的轉動角度、鏡頭焦距進行聯(lián)動，實現(xiàn)對該空間、地理位置的場景圖像進行實時復核。系統(tǒng)由定位雷達、遠距離光電轉臺、服務器、安裝在服務器上的系統(tǒng)軟件、傳輸系統(tǒng)等組成。

雷達采用成熟的產品，具備二次開發(fā)的SDK包，利用軟件二次開發(fā)和集成能夠實現(xiàn)對雷達探測目標的視頻聯(lián)動監(jiān)視。相對于常規(guī)的遠距離監(jiān)控系統(tǒng)，雷達與視頻聯(lián)動系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：一是目標探測速度快；二是可同時探測多目標；三是受氣象條件影響小，探測精度高；四是系統(tǒng)完全實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化，智能化、信息化程度高。?

中國的海岸線、邊境線綿長，港口眾多，多山多丘陵，目前所建設的系統(tǒng)大多尚未集成，隨著社會、國家對公共安全的重視，雷達與視頻聯(lián)動系統(tǒng)具有良好的市場應用需求和前景，同時該系統(tǒng)也是提高廣域視頻監(jiān)控系統(tǒng)價值、執(zhí)勤人員工作效率、風險防范水平的重要工具，運用本系統(tǒng)能充分達到保障安全的防范目的。

1.3系統(tǒng)項目概況

項目建設內容：本項目主體工程為建設監(jiān)控雷達預警與追蹤系統(tǒng)。

項目實施目的：系統(tǒng)在現(xiàn)有成熟的遠距離視頻監(jiān)控、雷達目標自動跟蹤技術基礎上通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)與雷達目標信息自動同步聯(lián)動，實現(xiàn)雷達遠側探測與光學設備的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡化，為邊防視頻監(jiān)控應用領域注入新的血液，提高邊境邊防管理智能化，科學化，現(xiàn)代化水平。

1.4系統(tǒng)方案定義

監(jiān)控雷達預警與追蹤系統(tǒng)，指在距離地面8～25米位置布設遠距離警戒雷達和高倍數(shù)攝像機及配套設施，在方圓數(shù)百米到10km乃至更遠范圍內，雷達和視頻聯(lián)動，實現(xiàn)對活動目標的監(jiān)控。如下圖所示：

圖 雷達視頻系統(tǒng)距離高度圖

1.5方案拓撲

監(jiān)控雷達預警與追蹤系統(tǒng)分為雷達分系統(tǒng)、光電分系統(tǒng)和智能分析平臺與NVR視頻存儲以及網(wǎng)絡系統(tǒng)組成。地面警戒雷達將探測到的活動目標地址與前端攝像機進行通訊聯(lián)動，捕捉現(xiàn)場畫面，通過網(wǎng)絡接入視頻專網(wǎng)，錄像保存于網(wǎng)絡硬盤錄像機。由平臺服務器處理分析視頻，再次驗證探測到的活動目標是否為報警目標。平臺客戶端安裝有雷達視頻聯(lián)合預警系統(tǒng)軟件，負責對整個系統(tǒng)軟件運行界面的各項操作。

系統(tǒng)架構如下圖所示： 

圖 系統(tǒng)拓撲結構圖

1.6雷達分系統(tǒng)

雷達是系統(tǒng)中的重要設備，其性能及對目標的檢測處理能力對整個系統(tǒng)起著舉足輕重的作用。本項目使用的雷達檢測信號與目標跟蹤技術能夠形成一套完整的對重點目標跟蹤監(jiān)測解決方案，其從信號提取能力、目標處理的容量、目標處理精度幾方面均具有獨特優(yōu)勢。目前我公司可以提供2公里以下中近程場景雷達程、2－7公里中長距離預警雷達以及7－10公里長距離雷達。通過對現(xiàn)場環(huán)境的綜合分析，可以布置一個或者多個不同性能、不同探測距離的雷達，以擴展為大型雷達預警系統(tǒng)適應不同的場景，達到最佳的安防效果。雷達系統(tǒng)信號處理圖如下所示：

圖 雷達系統(tǒng)信號方框圖

圖 雷達

1.7光電分系統(tǒng)

光電分系統(tǒng)的主要功能是在綜合終端顯控系統(tǒng)上，實現(xiàn)雷達發(fā)現(xiàn)的目標與監(jiān)控點光電設備實現(xiàn)自動或者手動聯(lián)動。這一功能可以讓操作員實現(xiàn)攝像機的遠程精確操控，進行目標識別、跟蹤，實現(xiàn)全天候、全方位對地目標進行搜索、自動跟蹤。同時，將光電記錄的視頻信息實時存儲，以便后期調閱分析。

光電分系統(tǒng)采用全方位、遠距離三波段全天候監(jiān)控攝像機。該前端視頻采集系統(tǒng)主要由寬光譜長焦鏡頭、網(wǎng)絡高清攝像機、紅外熱成像儀、激光夜視輔助照明系統(tǒng)、高精度數(shù)字云臺等組成。國外進口先進的半導體激光技術搭配擁有自主專利的激光專用鏡頭，激光紅外增透、圖像處理、夜間快速捕捉目標，激光器保護，激光器壽命延長，定向、定時掃描等技術，對整個邊境線、越境多發(fā)及易于越境地段進行全天候實時監(jiān)控。原理及組成如下圖所示：

圖 光電子系統(tǒng)原理圖

1.8智能平臺與存儲

圖 智能平臺與存儲流程圖

● 可以關聯(lián)多臺雷達及攝像機所搜集的數(shù)據(jù)

● 特定區(qū)域內跟蹤參數(shù)可以單獨設定

● 同時處理多部雷達及攝像機信息

系統(tǒng)最終可以提供給終端顯示控制平臺的參數(shù)，包括：目標ID或名稱、位置、時間點、角度和速度、運動軌跡、目標狀態(tài)、目標名稱。

圖 平臺客戶端界面

1.9系統(tǒng)技術特點及優(yōu)勢

1.9.1系統(tǒng)技術特點

1、減少監(jiān)控盲點

整個系統(tǒng)以雷達為點，連接各點建立網(wǎng)絡。雷達主機建設在各片區(qū)現(xiàn)場制高點的合理位置（建設瞭望塔實現(xiàn)），減少因建筑物、高大設備等遮擋而造成的盲點，保證對監(jiān)控區(qū)域的有效覆蓋。

2、實現(xiàn)與攝像機的聯(lián)動功能

遠程警戒雷達發(fā)現(xiàn)活動目標以后，與攝像機進行聯(lián)動，自動識別各種活動目標：人、車、動物（中大型）等。

3、實現(xiàn)遠距離視頻監(jiān)控

通過高倍攝像機鏡頭以及網(wǎng)絡通信，實現(xiàn)遠距離視頻監(jiān)控。

4、實現(xiàn)早期預警能力

通過遠程全方位預警雷達，實現(xiàn)對進入警戒區(qū)域內活動目標的多級預警，提前發(fā)現(xiàn)目標，早作準備和處理。

5、對入侵目標具有定位和連續(xù)跟蹤能力

對發(fā)現(xiàn)的多個目標進行電子地圖定位，并對目標進行連續(xù)跟蹤，判斷目標的走向趨勢，分析決策下一步應該采取的相應措施。

6、自動警示以及一定的阻止和驅離處置能力

對進入警戒區(qū)域的各種活動目標，系統(tǒng)能夠根據(jù)設定條件，自動判斷危險等級，可以遠程采取聲音、光照等警示方式，在第一時間驅離、阻止進入警戒區(qū)的活動目標，同時自動生成事件報告記錄，實現(xiàn)事故發(fā)生后的事件追溯，協(xié)助事故調查。

7、提高指揮效率

通過雷達通信塔的合理選址建設，能實時掌握前線的一手動態(tài)資料，增強對整體安全的把控能力，為統(tǒng)籌指揮建立良好的信息基礎。

8、增強突發(fā)事件的應急能

雷達通信塔的建設，對突發(fā)事件能夠提早發(fā)現(xiàn)，提早應對；在事件發(fā)生以后，通過對現(xiàn)場的直觀判斷和持續(xù)監(jiān)控，對救援、維恐、搶險等工作做出統(tǒng)一的部署，提高對突發(fā)事件的應對能力。

9、優(yōu)化安保力量配置

雷達通信塔的建設，合理優(yōu)化對防區(qū)安保力量的科學配置，把有限的安保力量資源投入到更有需要的地方服務。

10、轉變安保工作巡邏方式

雷達通信塔的建設，改變過去定時定次例行巡邏檢查管理方式，依靠技術力量主動發(fā)現(xiàn)目標，進行有針對性的處理、解決問題。

11、優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)結構

通過系統(tǒng)建設，全面提升邊防突發(fā)事件的監(jiān)控和處置能力，另外，雷達監(jiān)控系統(tǒng)的引入可簡化安防監(jiān)控系統(tǒng)結構，減少監(jiān)控點數(shù)量和監(jiān)控設備的投入，降低系統(tǒng)故障率和系統(tǒng)維護費用，減少作業(yè)區(qū)安保人員數(shù)量，增強管理手段，提高管理人員工作效率。

12、激光夜視

設備的激光夜視光源采用最新高科技激光夜視成像技術，使用進口高效激光器件及自主研發(fā)驅動電源，與LED紅外燈相比有如下優(yōu)勢：

A.夜視效果好。由于激光器單管功率及發(fā)光效率高，因此在亮度和照射距離方面是普通紅外燈無法比擬的，再加上激光發(fā)散角度可調，自動與攝像機視角匹配，在有效距離內夜視效果始終良好。

B.壽命長。由于使用我們公司自主研發(fā)生產的精密激光驅動電源模塊，針對激光器件進行恒流、過流、溫控、慢啟動精密保護，激光器預期壽命超過20000個小時以上，并且衰減曲線緩慢下降，這更是紅外燈無法比擬的。

C.采用專利激光光斑光學勻化處理工藝，激光光源分布均勻，成像清晰明亮。

D.激光照明光束可以遠程自動調節(jié)，激光光束大小自動匹配攝像機視場角變化，跟隨攝像機焦距的變化實時調節(jié)激光束的大小，實現(xiàn)真正意義的激光照明同步變焦，使用操作更加輕松。同時，本設備的激光光斑大小用戶可自行調節(jié)并存儲，完全滿足不同用戶的需求。

E.本設備激光燈根據(jù)光線變化智能控制，用戶亦可根據(jù)需要采取手動開啟激光照明燈的控制方式，從而選擇在合適的時間使用激光照明燈。

可見光夜視效果圖

13、熱成像儀

A.夜間及惡劣氣候條件下目標的監(jiān)控。在夜間或惡劣條件下，很多可見的儀器都不能正常工作，而紅外熱成像儀是被動接收目標自身的紅外熱輻射，無論白天、夜晚都可以工作。

B.偽裝、隱蔽目標的識別。由于野外環(huán)境的惡劣以及人的視覺可能的錯覺，容易產生判斷錯誤。而紅外熱成像儀是被動接收目標自身的紅外熱輻射，遠大于草木溫度或輻射，目標不易偽裝、隱蔽。

熱成像效果圖

1.9.2系統(tǒng)技術優(yōu)勢

● 高配置硬件系統(tǒng)：內置基于紅外熱像儀的高性能解碼交換機芯片、基于ARM11的主要處理單元組成前端穩(wěn)定且毫秒級的硬處理架構，具備業(yè)界最強的紅外監(jiān)測數(shù)據(jù)采集能力。

● 可擴展性：可承接客戶定制化需求開發(fā)，可配置接口和協(xié)議完美接入業(yè)主現(xiàn)網(wǎng)系統(tǒng)，也可配置輸出“開關量信號”聯(lián)動其相對應的各級安全、消防應急機制。

● 兼容性強：國際通行標準Onvif協(xié)議，可對接各種上層平臺(如?？?、大華)。

● 環(huán)境適應性：IP66防護等級，探測器具有透霧、透煙，24小時全天候零照度下在線監(jiān)控功能，有效識別出車輛\人員\動物等。

● 輕便，便于安裝。

● 可搭配式網(wǎng)絡傳輸方式：微波、4G、光纖等均可互補自由組網(wǎng)，達到最優(yōu)傳輸方式，保證監(jiān)測流、報警信息準備及時無漏項。

● 傳輸路徑可靠：采用航空接口+三通纜現(xiàn)場總線輸出模式，支持數(shù)字網(wǎng)絡輸出、RS485串口。一次性安裝調試，后期維護量少。

1.9.3系統(tǒng)主要技術及價值

● 主要技術:

智能探測系統(tǒng)的前端分析處理架構

智能探測告警系統(tǒng)

智能夜視與闖入分析軟件

● 客戶價值:

識別微小目標的能力：遠距離識別如人員、車輛、動物等能滿足客戶對區(qū)域管理的需求；

主動告警的能力：不依賴于肉眼，系統(tǒng)自動識別事件后第一時間以聲音、微信消息等多種方式主動向多個有關人員及部門進行告警；

成本的降低：通過系統(tǒng)對站點防雷、防盜、告警能力、遠程管理能力、數(shù)據(jù)分析能力等方面的獨特設計，很大程度降低方案整個生命周期的安裝、維護運營成本。