边境预警与视频监控设计方案(雷达+红外+视频边防监控解决方案)

边防监控概述

边防是国防不可分割的重要组成部分,是国家有效行使主权和维护国家安全而采取的必要形式,是国防政策、军事战略、外交政策和军队建设的重要体现。在边防领域,边防监控在军事安全中是非常重要的一个课题。传统的边防监控多以人工监控的方式进行

边防是国防不可分割的重要组成部分,是国家有效行使主权和维护国家安全而采取的必要形式,是国防政策、军事战略、外交政策和军队建设的重要体现。在边防领域,边防监控在军事安全中是非常重要的一个课题。传统的边防监控多以人工监控的方式进行,例如军人站岗,潜伏、监视、巡逻等,但是随着军事领域正在向数字化、多媒体化的方向发展。显然过去一些落后的监控方式已不能满足部队监控和军事斗争的需要。

目前边境监控技术分析

从 70 年代至今,各个国家都在不断的完善边境监控的建立和发展,其监控方式除了采用定期巡逻,重要区域建立篱笆墙以外,大部分地区开始建设雷达、可见光、热成像等监控措施。由于各个国家科技实力的不同所采用的边境监控技术也不相同,国外主要采用飞机巡逻或卫星监控为主,国内目前主要采用人工瞭望或卫星遥感为主。

国外通见边境监控技术

1)美国国防部高级研究规划局在互联网无人值守地面传感器规划中设立自动 边境监视子系统,美国政府为了阻止来自墨西哥的人员偷渡及毒品走私,在美-墨边境建立了一条 100Km 的屏障,主要使用震动传感器、声响传感器、红外传感器、雷达及光学探测设备。在不到 3 年的时间里利用这项技术抓获 3 万多名入侵者。

2)以色列 Trans Secrity 公司研制了围栏边界监视系统和可以埋地的设备。

3)印度为了防止巴基斯坦极端分子越过边界进入印度境内进行破坏行动,从美国购买地面传感器系统,监视印巴边境。

国外的技术有的虽然可靠,但需要借助高空卫星,且施工太复杂;有的技术方案基础实施投资太大,多达几十万美元,投入成本过高,这些难以满足我国边境监测的实际需要。

国内通常边境监控技术

1)地面巡护

主要是通过边防战士定期在边境巡逻、战士站岗、潜伏等方式执行边防安全。地面巡护的缺点:

(1)巡护面积小、视野狭窄、人力资源消耗大,常因地形地势崎岖、森林茂密、野兽、雨雪天气等恶劣的环境而出现监控死角,非战斗减员等情况;

(2)在交通不便、人烟稀少的偏远山区,无法进行地面巡护,需用各种交通工具费用及人员工资费用,只能用视频监测方法来弥补。

2)瞭望台监测

主要是通过瞭望台来观测边界附近的各种情况,确定入侵时间发生的地点,报告入侵情况,然后根据瞭望员对于当地地形的了解进行交叉定位,推算出入侵的大致经纬度信息。

瞭望台边防监控技术的优点:

(1)覆盖面较大、效果较好。瞭望台边防监控技术的缺点:

(2)雷雨、大雾等天气情况下无法上塔观察,无法及时观测到雷电天气出现的入侵情况;

(3)瞭望是一种依靠了望员的经验来观测的方法,准确率低,误差大;

(4)野外环境使得瞭望员人身安全受雷电、野生动物、恶劣天气情况等威胁;

(5)它的观察效果受地形地势的限制,覆盖面小,有死角和空白,观察不到。

3)卫星遥感

主要是利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测边防情况。发现入侵人员之后,实时监测入侵人员的情况,及时提供入侵人员相关信息,用遥感手段制作边防监测。

卫星遥感边防监控技术的优点:

(1)探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料,反映入侵人员的动态变化,而且收集资料不受地形条件的影响,影像真切。

卫星遥感边防监控技术的缺点:

(2)对小目标监测效果不理想,不能及时发现离散目标。

(3)从卫星过境到核查通知边防队伍时间过长,延误战士拦截时机。

边境监控雷达设计方案

边境入侵具有突发性、随机性等特点,利用普通的瞭望塔人工监控技术无法解决大范围的边境安防监视。因此,一种全新的边防安全监控技术的开发与实现势在必行。

该系统主要分为硬件子系统、软件子系统:

边境预警与监控设计方案,雷达+红外+视频
边境预警与监控设计方案,雷达+红外+视频

硬件子系统

雷达目标侦测系统、视频采集子系统、图像识别子系统、网络传输子系统、云台控制子系统、防雷子系统、系统安全保护子系统以及中心分析子系统。

软件子系统

(1)雷达驱动及雷达信息处理系统,包括移动物体监测系统、地理位置标记系统、被侦测物体信息处理系统、入侵信息平台发布子系统;

(2)双光谱图像采集追踪系统,包括可见光图像采集和热成像红外图像采集系统、目标信息接收系统、人脸识别系统、车牌识别系统以及云台控制追踪系统。两大部分系统能够互相有机连接,实现数据通讯。

首先,雷达侦测系统监测边境实时情况,当雷达发现目标时,采集目标相关信息组成目标信息包;其次,通过网络传输子系统将当前目标信息包发送给双光谱追踪系统;然后,双光谱追踪系统对目标信息包进行解析、分析并将角度信息发送给云台,控制云台对目标进行跟踪并根据距离调整镜头焦距,并将解析到的其他信息(如:速度、运动方向、方位角等)同步显示在视频画面,根据图像分析进行人脸识别或车牌号识别,同时发出报警信息,提示观察人员部署边防战士对目标进行驱赶、抓捕等。

与目前国内的边防监控系统相比,我们开发的边境监控雷达预警与追踪系统有如下特点:

硬件子系统的优点:

(1) 采用型边境监控雷达,雷达能够实现对半径 15Km 范围,移动人员、车辆、船只等目标的全天候探测。具有 IP66 的高防护等级,可以用于边境/海岸监视、重要场所安防以及战场侦察等领域的应用。

(2)采用野外重载数字云台,具有实时回显位置信息功能,同时配备电动三可变长焦距镜头和低照度高清晰摄像机,可以通过专用操作键盘或监控软件控制云台和镜头;

(3)监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像,所有视频图像进行全程录像存储,并可以对以往的历史图像进行查询和回放;

(4)查询简便性:采用时间流设计,可由时间、日期、前端采集点完成资料检索;

(5)微波/网路传输模式,方便与其他边防中心及其他边防部署相关部门连接;

(6)电源系统:适合多种供电方式供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电;

(7)防雷接地系统:系统要有安全的防雷接地保障措施,确保系统能够安全运行;

(8)通过合理设置的监测点,实现目标区域边境线的监视范围达到 95%以上。从上面硬件子系统的优点可以看出:该硬件子系统能确保前段设备稳定工作,

同时对前段视频进行实时回传,为软件子系统的图像采集提供了安全保证。软件子系统的优点:

(1)通过雷达扫描和双光谱图像采集技术的结合,可实现边防可疑人人员、车辆等移动物体的识别报警,识别准确率达到 99%以上;

(2)实时追踪功能:利用雷达扫描信息结合当前地理信息,能够准确的发现并跟随目标,实现目标的不间断跟踪功能;

(3)人脸识别功能:人脸识别系统根据图像采集处理系统反馈的信息进行人脸识别,并与数据库信息比对,实现目标分类(己方人员、敌方已知人员、未知人员等)并针对目标进行报警。

(4)车牌识别功能:车牌识别系统根据图像采集处理系统反馈的信息进行车牌号识别提取功能,实现目标分类(己方车辆、敌方已知车辆、未知车辆等),并针对目标进行报警。

(5)实时报警功能:发现可疑目标时,软件会进行自动报警功能,提示观察人员, 并将目标的相关信息与视频画面同步显示,便于边防指挥部进行边防部署。

(6)热成像功能: 如此相像画面与可见光进行互补,在光照不足的情况下(如:夜晚)采集目标区域红外图像,弥补可见光在该情况下的不足。

本系统是一套集雷达侦测、图像采集、人脸识别、车牌号识别、自动控制、目标追踪以及短信自动发布入侵信息为一体的较为完备的边境监控雷达预警与追踪系统。

边境监控雷达预警与追踪系统采用当前先进、成熟的技术,在充分参考我国各地边境监控监测预警以及应急指挥的各种手段下,同时结合当地边防工作的实际情况,以较少的投资,实现边防安全的自动监控、入侵预警、信息通信和应急指挥等, 极大地消除边境监控盲区,大大缩短可以人员的发现时间,提高综合防控能力、改善边防监控基础设施。

通过认真研究和论证,本项目建设基础条件较好,组织保障有力,建设方案和技术路线可行,建设规模适宜,资金投入适当,后期运行费用少,效益明显。对及时发现边防可疑情况、传递信息、迅速展开抓捕工作,将非法入境人员降到最低限度,有效控制境外人员的非法入境,是促进国防事业向现代化、信息化、标准化迈进的有力保证。

边境监控雷达预警与追踪系统,是一套将智能监控、资源管理、应急预案、指挥决策等功能模块无缝融合,整合了地理信息、大型集中监控技术、无线通讯传输技术的综合性边防联网智能监控系统。

系统功能简介

边境监控雷达预警与追踪系统主要由硬件系统和软件系统组成。

3.1硬件系统简介

硬件系统主要包括:雷达目标侦测系统、视频采集子系统、图像识别子系统、网络传输子系统、云台控制子系统、防雷子系统、系统安全保护子系统以及中心分析子系统。

3.1.1雷达目标侦测系统

1)具有全天候、全天时、多种地形条件下的连续侦察的能力;

2)能够实现大范围(全方位、半径 15Km)的运动目标检测,相对于光学设备具有良好的观察范围;

3)能够对地面/海面、低空的移动目标精确定位,可提取目标的多维信息(角度、速度、距离等);

4)具有全方位侦察、指定扇区监视以及连续跟踪等多种工作模式,可构建光电侦察定位系统引导光学设备工作;

5)具有地图标绘、闯入告警、故障自动检测、以及数据记录/回放等功能;

6)采用标准网络接口,可实现多光电雷达设备组网工作。

边境预警与监控设计方案,雷达+红外+视频

3.1.2可见光成像子系统

可见光成像子系统主要包括:摄像机和镜头。由于室外监控环境比较恶劣,导致成像模糊不清(普通摄像机无法在低照度下成像,普通镜头在水雾较大时无法成像),为了能够适应于野外恶劣的环境,我们采用低照度摄像机与多栅格透雾镜头相结合,解决低照度成像模糊和山区水雾较大成像不清晰等问题。

与普通监控摄像机相比,低照度摄像机有如下优点,如表3-1所示。

  低照度摄像机 普通摄像机
远程切换 支持远程切彩色、黑白功能 不支持远程切换功能
双电路 CCD 芯片
最低照度 0.008LuxF1.0(Night);0.1LuxF1.0(Day) 黑白摄像机:0.1Lux~0.05Lux
配套镜头 专门配套透雾镜头,中长距专用 一般无专用配套镜头

表3-1 摄像机对比结果

边境预警与监控设计方案,雷达+红外+视频

普通监控镜头相比,多栅格透雾镜头有如下优点,如表3-2所示。

  多栅格透雾镜头 普通镜头
远程切换 镜头内置转盘使滤色片中心始终与主光轴保持一致,并且支持远程切换滤色片从而达到透雾成像功能 不支持远程切换滤色片,无透雾功能
滤色片 多栅格滤光片 无滤色片
配套摄像机 专门配套双电路 CCD 芯片摄像机 一般无专用配套摄像机

表3-2 镜头对比结果

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原标题:边境预警与监控设计方案,雷达+红外+视频

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