CN104574722A - 一种基于多传感器的海港安全控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于多传感器的海港安全控制系统，包括物理围栏、闭路电视系统、智能光缆入侵监测报警系统、智能脉冲电子围栏系统，以及水面监测子系统和指挥和控制系统。本发明借助多种传感器，可以多方位的保障区域安全。传感器发生报警时，可以在地图的相应位置做出提示，并且可以联动其他设备，便于用户监控，大大降低了人们的工作强度。还配置了视频轮巡方案，视频预案，方便管理人员查看相关视频，便于决策并迅速处置。

Description

一种基于多传感器的海港安全控制系统

技术领域

本发明涉及多种传感器监测领域，具体涉及一种基于多种传感器的海港安全控制系统，将振动光缆、电子围栏等传感器设备和摄像头、雷达、探照灯相配合，多方位保障了海港的安全。

背景技术

安防在社会治安，重点单位防卫，森林防火，军事领域保卫等领域有着非常重要的地位。传感器技术就是安全保障领域重要的手段之一，通过感知周围环境中某项指标的变化判断是否有异常情况发生，进而向人们发出报警信号。传感器有很多种，狭义上有温度传感器、声音传感器、光学传感器、震动传感器等。广义上讲，任何可以感知周围环境变化的都可以称为传感器。合理利用这些传感器来完成安全防卫工作，可以降低人工的监视执勤强度。

发明内容

本发明的目的在于借助多种传感器技术，全方位保障海港的安全，一旦发现情况，便向控制中心发出声光报警，并在地图中显示报警位置。值班人员可以根据报警地点和报警类型，查询处置预案，从而进行处置调度，实现快速响应处置的效果。

本发明的技术方案如下：

一种基于多传感器的海港安全控制系统，其特征在于，包括：

物理围栏，沿港口周界设置，物理围栏上加装智能脉冲电子围栏，物理围栏卷网上固定振动检测光缆；

闭路电视系统，沿物理围栏设置，实时采集物理围栏及周边的视频图像，实时采集各出入口及重要场所的视频图像，并与报警系统进行联动，实时采集报警区域的视频图像，将报警区域视频图像切换到电视墙上；

智能光缆入侵监测报警系统，附加在物理围栏上，以特种振动光缆作为感应单元，对侵扰物直接触及或通过承载物传递给振动光缆的各种振动进行实时、持续的监控，并将振动数据经过通讯光缆传递给后端主机分析处理进行智能识别，判断出不同的外部干扰类型，实现预警或实时告警，从而达到对侵入警戒区域周界的威胁行为进行预警监测的目的；

智能脉冲电子围栏系统，附加在物理围栏上，形成完整的有形界墙；智能脉冲电子围栏系统由带电脉冲的电子缆线组成，电子缆线产生的非致命脉冲高压能有效击退入侵者，并把入侵信号发送到指挥中心的监控主机上，与报警系统联动，锁定入侵区域；

水面监测子系统，包括水面光电监测系统、雷达探测系统、船舶自动识别系统；水面光电监测系统用于对港口海面区域进行昼夜全天候监控，可对关注目标进行跟踪并定位，同时实时显示关注目标的可视化图像；雷达探测系统负责港口周边的海面监视，能够搜索和跟踪海面上的各类目标，并为光电提供目标位置引导；船舶自动识别系统提供船舶之间目标识别、定位和分类显示，提升对附近船舶监管的监管能力，及早发现事故船舶，提高救助成功率；提升船舶对附近海域态势感知能力，为其进行“主动避让”提供判断依据；

指挥和控制系统，接入雷达探测系统、光电监视系统，闭路电视系统，智能光缆入侵检测报警系统与脉冲电子围栏系统的报警信息，任意一个系统有异常报警时，指挥和控制系统在地图上显示报警信息并联动显示相关摄像机视频。

本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果：

借助多种传感器，可以多方位的保障区域安全。传感器发生报警，可以在地图的相应位置做出提示，并且可以联动其他设备，便于用户监控，大大降低了人们的工作强度。还配置了视频轮巡方案，视频预案，方便管理人员查看相关视频，便于决策并迅速处置。

具体实施方式

本发明提供的一种基于多传感器的海港安全控制系统，包括：

1、物理围栏

物理围栏是周界管理系统的物理基础，物理围栏上加装智能脉冲电子围栏，物理围栏卷网上固定振动检测光缆(智能光缆入侵监测报警系统的前端设备)。由于系统地处海边港口，物理围栏的设计需结合当地港口环境，加强防潮、防锈、抗风等性能，应对围栏的基础处理、产品构件、材料的选择、制造工艺及防腐性能着重考虑，使其达到高温潮湿海洋性气候的防腐要求。

2、闭路电视系统

闭路电视系统是海港安防系统中必不可少的一部分。该部分设计采用先进的网络高清枪形摄像机、网络全高清红外球形摄像机和智能激光云台摄像机作为系统的前端视频采集设备；采用网络硬盘录像机和数字高清矩阵进行图像的存储、显示、分割、拼接和历史图像的查询回放。

沿港口物理围栏建设闭路电视系统，实时采集物理围栏及周边的视频图像，实时采集各出入口及重要场所的视频图像，并与报警系统进行联动，实时采集报警区域的视频图像，将报警区域视频图像切换到电视墙上。

闭路电视系统具备以下功能：

a)具备视频移动侦测功能，并自动与声光报警系统联动；

b)系统具备维持30天的视频记录能力，可以通过高速存储系统，对所有传感器(如摄像机、电子围栏等)的输出做后续分析；

c)所有摄像机全部与智能脉冲电子围栏和智能光缆入侵报警系统联动；

d)可以将视频图像传送至分控中心。

3、智能光缆入侵监测报警系统

智能光缆入侵监测报警系统，以特种振动光缆作为感应单元，对侵扰物直接触及或通过承载物(如覆土、弹性格栅、铁丝网、围栏等)传递给振动光缆的各种振动进行实时、持续的监控，并将振动数据经过通讯光缆传递给后端主机分析处理进行智能识别，判断出不同的外部干扰类型，如攀爬铁丝网、按压围墙、禁行区域的奔跑和行走，以及可能威胁警戒防区的破坏、机械施工等行为，实现预警或实时告警，从而达到对侵入警戒区域周界的威胁行为进行预警监测的目的。

智能光缆入侵监测报警系统包括智能光缆入侵报警系统和警戒防区感应系统两部分。

光缆智能光缆入侵监测报警系统对生活区构成闭环感应周界。将主要针对以下几类情况报警：

a)当有人员翻越防区围栏(墙)时，进行防区报警定位。

b)当有人员用工具破坏防区围栏(墙)时，进行防区报警定位。

c)当有人员破坏防区光缆周界时，进行防区报警定位。

d)当有人员挖掘或跳入防区内，进行防区报警定位。

对各种非法进入周界的侵入行为进行全天候、24小时不间断的实时监测；当有人接近、翻越或穿越光缆时，会对光缆产生扰动；信号传输至远端的系统主机，通过快速计算和分析，可以将这种光信号的变化还原为扰动信号，从而对侵入行为做出判断。由智能光缆入侵监测报警系统对整个区域周界进行封闭布防，若有侵入破坏行为，报警通知保安人员，并联动相应的摄像机转动到预定的监测位置进行视频复核和录像。

危险人员在入侵过程中无意地触及、拉动了布设在周界上的振动光缆，摄像机可联动转向防区，监视和记录下入侵者的实时图像。

4、脉冲电子围栏系统

该脉冲电子围栏系统由带电脉冲的电子缆线组成。电子缆线产生的非致命脉冲高压能有效击退入侵者，并把入侵信号发送到指挥中心的监控主机上，与报警系统联动，锁定入侵区域。

本系统可迅速安装，布置方便，可附加在现有的物理围栏上，形成完整的有形界墙。电子缆线的数量、两根电子缆线间的距离、防区长度，以及围栏的结构均针对港口专门设计。电子缆线可安装成不同形状从而有效防止入侵者的进入。

智能脉冲电子围栏系统具有如下功能：

a)安全防范。电子网采用低能量、低频率脉冲，具有威慑力，但不会造成生命伤害。脉冲每分钟40-60次扫描，一旦系统短路或断路时，监控器及时发出报警信号；

b)监控报警。当入侵者触碰或破坏电子网(短路或断路)时，系统及时发出警报和指示报警区域，和中心监视、安防管理系统联动；

c)脉冲高压输出。脉冲高压探测缆线脉冲电压(8000V)；

d)远程控制。可远程无线遥控脉冲区域控制器开关；

e)系统同步使用高压电击和低压被动探测线。高压电击缆线提供主动报警电击，低压被动缆线提供报警监视；

f)控制器有独立监控被动探测缆线和主动探测缆线报警分析功能。被动探测缆线为主动探测缆线提供备用系统；

j)脉冲出击时间可调。

根据海港的周长，分为一定数量的防区，每个防区独立报警，独立输出报警信号，可独立远程上传和联动。前端围栏根据现场围墙情况，可采取竖直、倾斜、L形围栏支架方式，具体以现场情况选择合适的支架来安装，采用4线制，线距20cm左右，电子围栏形成的防护高度80cm左右，信号传输及联动报警部分，与其他报警主机联动连接时，直接用信号线将控制器的开关量报警信号连接到报警主机的信号输入端即可(根据报警主机的技术要求确定选用常开还是常闭信号)。控制器的开关量接口可以与所有支持标准开关量的设备连接。

5、水面监测子系统

5.1光电监测系统

根据港口防护与周界安全监控的需要，可部署一套水面光电监控系统，用于对港口海面区域进行昼夜全天候监控，可对关注目标进行跟踪并定位，同时实时显示关注目标的可视化图像。

光电监测系统主要功能如下：

a)采用了电视、红外、激光等多种传感器复合探测，可提供目标三维位置信息，可对被监控地区实行全天候、昼夜24小时不间断的监视；

b)系统具有动目标检测和背景抑制能力，可快速发现和判明目标的性质并执行自动跟踪功能；

c)具备电视和红外图像增强功能；

d)显控设备可配置在操作室中，配备直观简便的人机操作软件界面和装有控制键盘和操纵杆的操作台，可对前端传感器通过网络进行远程控制；

e)系统可组网联动工作，可实现大范围(或长基线)区域的统一指挥调度；

f)具备与雷达等其他探测设备联动功能。

水面光电监控系统由两套目标探测设备、一套显控设备和一套传输设备组成。目标探测设备包括制冷型红外热像仪、电视摄像机、激光测距仪和承载这三个传感器的光电转台以及控制柜中的光电信号处理组合、伺服控制组合和光电电源组合；传输设备采用光纤传输和以太网络传输方式；显控系统由图像与信息显示、控制、记录等设备组成。

雷达探测系统

雷达探测系统是港口基地安保系统的组成部分，负责基地周边的海面监视，能够搜索和跟踪海面上的各类目标，并为光电提供目标位置引导。

雷达探测系统功能如下：

a)能够监视海面上的静止和运动目标，将目标信息实时显示在显示器上；

b)能够计算跟踪目标的方位、距离、速度，航向等信息，并实时输出跟踪目标的信息；

c)能够接收AIS信号和其它雷达信号，并进行融合显示；

d)具有海图输入和显示的接口。

海面监视雷达中每部雷达都由天线、收发机、前端处理单元、显示单元、后端处理单元等多个部件组成。

船舶自动识别系统

船舶自动识别系统能够提供船舶之间目标识别、定位和分类显示，提升对附近船舶监管的监管能力，及早发现事故船舶，提高救助成功率；提升船舶对附近海域态势感知能力，为其进行“主动避让”提供判断依据。通过导航辅助和航行安全广播，为船舶安全行驶和生产提供必要辅助。系统集成了数据传输、数据分发、电子海图显示、数据存储、数据过滤、数据挖掘等多项技术，并提供开放接口便于与其他系统进行数据融合。

6、指挥和控制系统

指挥和控制系统是为港口提供保护和周边安全监控功能，展示港口地图、鹰眼图及全部摄像机资源信息。

指挥和控制系统可进行视频轮巡，查看各个视频信息，保存和回看录像。

指挥和控制系统接入雷达探测系统、光电监视系统，闭路电视系统，智能光缆入侵检测报警系统与脉冲电子围栏系统的报警信息，任意一个系统有异常报警时，指挥和控制系统在地图上显示报警信息并联动显示相关摄像机视频。

指挥和控制系统可实现视频会议功能，各个用户终端可实时进行视频语言通话。

指挥和控制系统功能如下：

地理信息服务：

实现自动加载基本地图、鹰眼图及摄像机等资源。系统实现对地图进行基本操作，查询等功能。输出地图图片，目标注册信息，区域表面距离测量和面积测量。

应急联动指挥：

港口周界设置了入侵探测与保护系统，脉冲电子围栏系统，水面光电监控系统和雷达探测系统，所有周界保护系统的报警信息全部接入到指挥和控制系统中。有报警发生时，系统首先确定报警位置，在地图中显示，系统弹出报警信息说明面板显示上报的基本信息，指挥员可以根据报警信息从数据库中自动查询处置预案，接警员调看预案并根据现场情况和周边人员部署等进行处置。同时系统查询报警点周边的摄像机资源，并自动显示摄像机视频，球机转到报警点方向，供指挥人员了解现场情况，调动现场人员，达到快速响应。

视频集成应用：

在港口安全区域内，集成的数字图像通过数字形式上传到指挥和控制中心。大屏幕视频投影和动态显示图像的中心。系统实现视频存储和查询的功能。系统可编辑视频轮询预案，用户可直接调用预案查看视频。

视频会议：

指挥和控制系统分别部署在指挥大厅、两个分控中心、指挥官办公室、警卫室，各个用户均可发起会议，进行视频语音通信。

本发明的工作过程如下：

在海港周边的物理围栏旁边部署电子围栏和振动光缆，并且对围栏进行分段，每隔几百米可以分为一个防区，当某个防区发生警情的时候，可以向系统指示出哪个防区发生了报警，从而进行准确定位。同时在每个防区部署上摄像头，值班室可以随时调看实时视频，观看现场情况。摄像头具有移动目标侦测功能，当有人员在视场中出现，就向系统发送报警信息。根据报警信息，可以定位到是哪个摄像头发出报警。

传感器会关联着附近的摄像头或者探照灯，当某个防区的传感器发出报警信号时，传感器地图中的相应位置就会提示该传感器设备有警情，它所联动的摄像头就会调转过去以备值班人员查看现场；如果是晚上，传感器附近的探照灯也会联动调转过去照射现场。报警信息显示在报警信息列表并储存到数据库，选中某条报警信息，就可以查看处置预案。系统可以配置是自动联动相关设备，还是人工手动联动。

电子围栏通过检测电压、电流的变化情况，判断是否有警情发生，报警信号分为报警触发和报警解除两种。震动光缆通过检测光信号的变化，判断是否有人员触碰设备并发出报警信号。摄像头则是利用复杂的图像处理技术，对比相邻图像的变化，来判断移动目标。

可以根据时间段，报警类型以及防区等条件查询历史报警信息，并调看联动摄像头的历史视频。

系统可以选择特定摄像头，查看实时视频，也可以事先配置好多个视频轮巡方案，以及多个视频调看预案，供值班人员查看。

Claims (1)

1.一种基于多传感器的海港安全控制系统，其特征在于，包括：

物理围栏，沿港口周界设置，物理围栏上加装智能脉冲电子围栏，物理围栏卷网上固定振动检测光缆；

闭路电视系统，沿物理围栏设置，实时采集物理围栏及周边的视频图像，实时采集各出入口及重要场所的视频图像，并与报警系统进行联动，实时采集报警区域的视频图像，将报警区域视频图像切换到电视墙上；

智能光缆入侵监测报警系统，附加在物理围栏上，以特种振动光缆作为感应单元，对侵扰物直接触及或通过承载物传递给振动光缆的各种振动进行实时、持续的监控，并将振动数据经过通讯光缆传递给后端主机分析处理进行智能识别，判断出不同的外部干扰类型，实现预警或实时告警，从而达到对侵入警戒区域周界的威胁行为进行预警监测的目的；

智能脉冲电子围栏系统，附加在物理围栏上，形成完整的有形界墙；智能脉冲电子围栏系统由带电脉冲的电子缆线组成，电子缆线产生的非致命脉冲高压能有效击退入侵者，并把入侵信号发送到指挥中心的监控主机上，与报警系统联动，锁定入侵区域；

水面监测子系统，包括水面光电监测系统、雷达探测系统、船舶自动识别系统；水面光电监测系统用于对港口海面区域进行昼夜全天候监控，可对关注目标进行跟踪并定位，同时实时显示关注目标的可视化图像；雷达探测系统负责港口周边的海面监视，能够搜索和跟踪海面上的各类目标，并为光电提供目标位置引导；船舶自动识别系统提供船舶之间目标识别、定位和分类显示，提升对附近船舶监管的监管能力，及早发现事故船舶，提高救助成功率；提升船舶对附近海域态势感知能力，为其进行“主动避让”提供判断依据；

指挥和控制系统，接入雷达探测系统、光电监视系统，闭路电视系统，智能光缆入侵检测报警系统与脉冲电子围栏系统的报警信息，任意一个系统有异常报警时，指挥和控制系统在地图上显示报警信息并联动显示相关摄像机视频。