CN202205306U - 一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统 - Google Patents

一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统 Download PDF

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本实用新型公开了一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，包括报警系统主机、分布式光纤振动测量系统、传感光缆、智能视频监控系统及网络摄像机；报警系统主机分别与分布式光纤振动测量系统的一端及智能视频监控系统的一端连接，分布式光纤振动测量系统的另一端连接传感光缆，智能视频监控系统的另一端连接网络摄像机。本实用新型的优点是：综合使用了分布式光纤振动测量安防系统和智能视频监控安防系统，并使两个系统取长补短，优势互补，误报率几乎降低为零，漏报率也大幅度降低，大大提升了系统的性能，从而使得所述安防入侵系统更加可靠；另外，由于系统全部自动化，几乎不需要人为确认入侵事件，使用非常方便。

Description

一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统
技术领域
本实用新型涉及一种分布式安防入侵系统，尤其涉及一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统。
背景技术
分布式光纤振动测量系统是一种基于光纤传感技术原理的长距离的可定位的分布式的振动测量系统，这类系统被作为安防入侵系统而广泛应用于国防边境线、石油输油管道、高速铁路防护栏等需要长距离监测的领域。例如边境线上需要防止敌人入侵，石油输油管道也需要防止不法分子非法挖掘偷油事件发生，高速铁路要防止人或动物攀爬防护网，这些应用都具有长距离、分布式的、事件发生时都需要能比较准确地定位事件发生地点等特点。分布式光纤振动测量系统所具有的优点正是这种长距离安防入侵监控所需要的。该类系统采用光缆作为振动传感器，往光缆里面的光纤发送激光，并接收激光的反射波，通过光电转换、数据采集等信号处理方法探测激光回波特性，解调出振动信号。这类分布式光纤振动测量系统的特点是：每台设备配有多个通道(如双通道)，每个通道配置一根传感光缆，每根传感光缆可长达几十公里(如50公里)，如果加上光中继，每根光缆可长达100公里；传感光缆沿着需要布防的区域铺设(如沿着边境线或输油管道铺设)，铺设方式一般为地埋或者挂网。该类系统工作原理是：当传感光缆周边有人员活动或机械挖掘操作等振动事件发生时，振动事件产生的振动信号会引起光缆发生应变，导致光缆中激光的相位以及偏振态发生变化；系统对采集到的振动信号进行分析，判断是否构成入侵事件，如果是则产生报警，并定位入侵事件发生的位置，同时产生报警记录(以便日后查询)。该系统综合采用了光时域反射技术(OTDR)和光纤干涉技术，因此同时具有OTDR技术定位精度高和光干涉技术探测灵敏度好的优点，因此非常适合应用于国防边境线、输油管道和高铁防护栏等需要长距离分布式监控的领域。
这类分布式光纤振动测量系统主要是根据干涉信号的幅度、频率及目标信号的持续时间等几个主要特征，设定一个或几个阈值，或几个特征的相关运算得一个阈值，根据这些阈值来判决当一个振动事件发生时是否可以判定为入侵事件。但是，由于此类振动信号的特征太少，特征过于单调，多种振动事件类型的特征往往十分相似，从而导致误报率相当高。例如，汽车通过禁区(属于入侵事件)和发生刮风下雨(不属于入侵事件)时产生的振动事件就很相似，就很难通过几个特征来判断振动事件是否入侵事件，有时甚至还需要人为确认振动事件是否是入侵事件，这些缺陷使得系统的实用性大大降低。为了降低误报率，可以增大阈值，但这会导致许多振动事件本来属于入侵事件，由于达不到阈值要求而被过滤掉，即漏报率增加了。而误报率和漏报率却是互相矛盾，即误报率降低了将使得漏报率上升了，或者反过来。由此可见如果无法同时降低误报率和漏报率，将会使得系统的实用性大大降低。
而另一种安防系统——智能视频监控系统，也已经被广泛应用于各种安防领域。一个电视幕墙、一个视频矩阵系统，配上若干网络摄像机就构成了一个智能视频监控系统。在需要监控的地方安装网络摄像机，视频信号通过网络回传到视频矩阵，执勤人员通过电视幕墙观察视频图像即可观察关注区域的入侵情况。
但是，面对大型的监测现场，这种智能视频监控系统需要配备大量的网络摄像机，并且实时监测布防区域，同时需要存储视频图像(方便日后回放查看)；这要求智能视频监控系统必须具备超快的图像传送与接收能力、超强的视频图像处理分析能力(每一路视频都要分析)及超大容量的视频图像存储能力，并且面对复杂的超大型的安防应用场合，还需要多个智能监控系统才能覆盖整个区域；因此，这将使得智能视频监控系统成本大大增加。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统。
一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，包括报警系统主机、分布式光纤振动测量系统、传感光缆、智能视频监控系统及网络摄像机；报警系统主机分别与分布式光纤振动测量系统的一端及智能视频监控系统的一端连接，分布式光纤振动测量系统的另一端连接传感光缆，智能视频监控系统的另一端连接网络摄像机。
所述的传感光缆以分布式铺设在需要布防的区域。
所述的智能视频监控系统至少有两台，分别与报警系统主机连接。
本实用新型的优点是：综合使用了分布式光纤振动测量安防系统和智能视频监控安防系统，分布式光纤振动测量系统用于对振动事件分析，产生预警信息，而智能视频监控系统用于对产生预警所在区域，采用视频图像分析算法来确认是否有入侵事件发生；两个系统取长补短，相互结合；误报率几乎降低为零，漏报率也大幅度降低，大大提升了系统的性能，从而使得所述安防入侵系统更加可靠；另外，由于系统全部自动化，几乎不需要人为确认入侵事件，使用非常方便。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型作出详细说明。
一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，包括报警系统主机3、分布式光纤振动测量系统1、传感光缆4、智能视频监控系统2及网络摄像机5；报警系统主机3分别与分布式光纤振动测量系统1的一端及智能视频监控系统2的一端连接，分布式光纤振动测量系统1的另一端连接传感光缆4，智能视频监控系统2的另一端连接网络摄像机5。
所述的传感光缆4以分布式铺设在需要布防的区域，所布防的区域是连续的而不是分段式的。
所述的智能视频监控系统2至少有两台，分别与报警系统主机3连接。
所述的一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，分布式光纤振动测量系统1对振动事件加以分析，产生预警信息；智能视频监控系统2对产生预警所在的区域，采用视频图像分析算法来确认是否有入侵事件发生。具体是：
传感光缆4沿着需要布防的区域铺设，其铺设方式可以是地埋(如边境线)或者挂网(如高铁防护栏)，传感光缆4铺设形状可按工程要求铺设成栅格形或者蛇形线状等。分布式光纤振动测量系统1配备多个通道(如双通道)，每个通道配备一根传感光缆4，每根传感光缆4长度可达几十公里甚至上百公里。
当有振动事件发生时，传感光缆4随之振动从而产生形变；当传感光缆4形变时，通过其内部的激光的相位及偏振状态也发生变化，这使得分布式光纤振动测量系统1能探测到振动信号。
测量振动的传感光缆4是连续地(分布式)沿着需要布防的区域铺设，所布防的区域是连续的而不是分段式的，因此，当振动事件发生时，系统可以准确定位振动事件发生的位置。
所述振动事件是指布防区域有振动事件发生，例如有人或动物等踩踏布防区域，或者刮风下雨使得传感光缆产生了一定强度的振动。
分布式光纤振动测量系统1采集到振动信号，判断发生了振动事件，经预处理后判断振动事件是否达到入侵事件级别，如果达到入侵事件级别则产生预警信息，并把振动事件发生所在防区、发生时间等预警信息传送给报警系统主机3。
所述预处理包括计算振动幅度值、计算振动频率、计算振动持续时间等，然后做相关运算得到一个或几个阈值，根据阈值做预警判决。
所述入侵事件是指所述振动事件是由于有入侵事件发生而产生的振动，例如有人闯入了禁区等，但是刮风下雨不属于入侵事件。
报警系统主机3根据分布式光纤振动测量系统1产生的预警信息(通常包含事件发生的位置等信息)，发送命令给智能视频监控系统2，智能视频监控系统2发送控制命令到发生预警防区的网络摄像机5。当接收到智能视频监控系统2发送来的启动视频采集命令时，网络摄像机5开始工作，拍摄一组防区内的图像(即一段视频)，并把图像压缩后通过网络传送给智能视频监控系统2。当没有接收到启动命令时，网络摄像机5不采集视频图像，处于空闲状态。智能视频监控系统2对网络摄像机5回传的压缩图像进行解压，并做图像分析处理。如果图像分析结果确认有入侵事件发生(例如有人非法闯入了禁区)，则产生报警信息，并把报警信息回传给报警系统主机3，同时存储视频图像(方便日后查看)；如果确认预警不是因入侵事件产生的(例如由于刮风下雨等产生的预警，属于误报)，则忽略预警。
所述图像分析是指通过图像处理算法对获取的图像进行分析识别(例如人体识别)，判断是否有入侵事件正在发生(如有人非法进入了防区)。
所述的分布式安防入侵系统监控的布防区域，通常距离长达几十公里甚至上百公里，而每台智能视频监控系统2所监控的范围(距离)有限(如10公里)，因而需要多台智能视频监控系统2，每台智能视频监控系统2通过网络与报警系统主机3连接。
每个防区配备一个或多个网络摄像机5作视频监控。网络摄像机5可根据工程需要安装在合适的位置，例如安装在敏感区域或者需要重点布防的区域。

Claims (3)

1.一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，其特征在于：包括报警系统主机、分布式光纤振动测量系统、传感光缆、智能视频监控系统及网络摄像机；报警系统主机分别与分布式光纤振动测量系统的一端及智能视频监控系统的一端连接，分布式光纤振动测量系统的另一端连接传感光缆，智能视频监控系统的另一端连接网络摄像机。
2.根据权利要求1所述的一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，其特征在于：所述的传感光缆以分布式铺设在需要布防的区域。
3.根据权利要求1所述的一种基于振动和视频监控的分布式安防入侵系统，其特征在于：所述的智能视频监控系统至少有两台，分别与报警系统主机连接。
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