高校校園智能技術防范系統應用研究

虞國躍 王玉春

摘 要:本文闡述了南京工業(yè)大學一套視頻監(jiān)控報警系統設計實施方案,分析了該系統實際應用中存在的不足,并結合該校技術防范系統模式對高校校園視頻監(jiān)控報警系統網絡化、綜合化、智能化的發(fā)展趨勢及應用進行了探究。

關鍵詞 智能 綜合 視頻 監(jiān)控

隨著我國高等教育事業(yè)的快速發(fā)展,高校的規(guī)模越來越大,學生人數不斷增多,校園開放程度和后勤服務社會化程度亦越來越高,特別是在社會治安形勢日趨復雜的形勢下,學校的安全保安工作面臨著新的挑戰(zhàn),為了有效預防和打擊犯罪活動,一些高校投入大量資金建立了視頻監(jiān)控系統,起到了一定的威懾作用,也給案件的掌控和偵破提供了技術支持。但在實際使用中,調閱錄像資料的工作量很大,目標性較差,犯罪嫌疑人即使被視頻資料俘獲,尤其是陌生人,要確定其身份是非常困難的。為了更加有效預防和打擊犯罪活動,對校園提供更加有力的安全保障,在現有視頻監(jiān)控模式的基礎上,研究如何有效綜合運用現代科技手段建立一套智能技術防范系統,真正建立起人防、物防、技防相結合的有機防控體系,對于平安校園建設具有一定的現實意義。

一、南京工業(yè)大學江浦校區(qū)視頻監(jiān)控系統建設實施方案

1.校園概況

南京工業(yè)大學江浦校區(qū)地處山林,總占地面積3000余畝,呈狹長形,南北長約2公里,東西寬約1公里,校區(qū)地理環(huán)境及周邊情況較為復雜,校區(qū)內有各類建筑100多幢,其中大型建筑10余座、學生宿舍區(qū)8片、學生食堂4個,建筑較為分散,校園內綠化覆蓋率達60%以上,道路彎路多、陡坡多,校區(qū)內人員多且結構復雜。

2.視頻監(jiān)控報警系統的結構

全套視頻監(jiān)控系統由公共區(qū)域視頻采集系統、學生宿舍視頻監(jiān)控子系統、學生食堂視頻監(jiān)控子系統、前端防盜報警系統、信息傳輸網絡、視頻監(jiān)控報警中心等組成(見圖1)。

(1)公共區(qū)域視頻采集系統

①室外公共區(qū)域視頻信號采集學校的大門口、廣場、運動場、干道、十字路口、制高點等區(qū)域設置智能球型攝像機44臺,另外設置其他多種彩色紅外彩色攝像機60臺,公共區(qū)域采集的視頻信號全部通過光纖傳輸至報警中心,保證視頻信號無滯后現象。

攝像機具有廣角鏡頭以及主動紅外光源,可以滿足夜間或光線不足情況下的監(jiān)控要求,實現全天候監(jiān)控。攝像機具有較寬的動態(tài)范圍,即使處在強背景光下的陰暗物體仍能清晰成像。

②圖書館內部區(qū)域視頻信號采集圖書館內部共布置定點彩色攝像機32臺,因報警中心就設在圖書館內,視頻信號直接用電纜傳輸到報警中心。

(2)學生宿舍、學生食堂視頻監(jiān)控子系統

在每個宿舍片區(qū)、每個食堂設置一臺嵌入式數字硬盤錄像機為控制主機,8片宿舍區(qū)、4個食堂共安裝嵌入式網絡硬盤錄像機12臺。每幢宿舍主要出入口、每個食堂的主要出入口安裝彩色紅外攝像機,視頻信號接入本地硬盤錄像機采用先進的純硬件H.264壓縮算法壓縮視頻信號,錄像資料至少保存15天,當需要查詢圖像資料時,運行硬盤錄像機管理控制軟件,能回放存儲的錄像資料、并能下載錄像文件。各種參數和功能設置好后自動運行,無須再運行管理控制軟件。視頻監(jiān)控報警中心可通過校園網絡可對硬盤錄像機進行訪問、控制、查閱,回放錄像資料。

(3)防盜報警系統

監(jiān)控報警中心安裝一套中央報警接收機,在校園周界、女生宿舍周界、教學、實驗樓的重點部位設置多個報警子系統,并安裝相應的防盜報警主機,圖書館采用VISTA-120報警主機、其他7個部位采用2316TL報警控制通訊主機,報警主機通過電話線與中央報警接收機聯網,報警探測器采用紅外微波雙鑒技術探測器。

在報警子系統處于布防狀態(tài)下,如果探測器探測到目標,即發(fā)生報警。當發(fā)生報警時,前端報警探測器觸發(fā)信號傳送到防盜報警主機,在控制主機屏幕上顯示報警地點相關的防區(qū)號碼,由防盜報警主機通過校園電話線傳輸到中央報警接收機,接警計算機立刻在電子地圖上顯示報警地點,發(fā)出聲光報警信號,值班人員可以迅速發(fā)現情況并及時處理。

(4)信息傳輸網絡

信息傳輸是視頻報警系統的至關重要的中間環(huán)節(jié),采用光纖、同軸電纜、校園網3種方式。

①光纖傳輸方式具有傳輸頻帶寬、通信容量大、損耗小、傳輸距離遠、不受電磁波干擾、不受氣候和溫度影響的特點。本系統采用24芯單模光纜為主干傳輸線,由控制中心傳輸至中繼箱,再利用4芯光纜向四周輻射。這樣可以有效利用多芯光纜,增大光纜的利用率。在選擇光纜的節(jié)點位置時候考慮以后新增建筑的使用需要,充分留有冗余。在距監(jiān)控中心較遠的且攝像機較集中的區(qū)域,安裝光纜中繼箱。

②同軸電纜傳輸方式適用于近距離傳輸,它的特點是傳輸系統簡單,在有限的傳輸距離范圍內失真小,附加噪音低,不需要增加調制解調器設備。圖書館內攝像機采集的視頻信號采用同軸電纜傳送到監(jiān)控中心。

③校園網絡傳輸方式。本系統為了節(jié)約建設費用,充分利用校內資源。學生宿舍、學生食堂二級視頻監(jiān)控子系統視頻信號就地存儲在硬盤錄像機內,監(jiān)控報警中心與硬盤錄像機之間通過校園網訪問和傳輸。

(5)視頻監(jiān)控報警中心

監(jiān)控報警中心相當于整個視頻監(jiān)控系統的心臟,承擔著對前端設備采集到信息進行數字化處理、存儲、顯示,控制的任務。

CM-9770大型矩陣主機是視頻系統的核心,完成信號的全矩陣萬能切換,可以同時輸入160路視頻信號、輸出24路視頻信號。安定寶685報警接收機是報警中心中央報警接收機,負責全校范圍內的報警信息接收和處理,所有的報警信號可以在報警電腦顯示屏幕上進行聲光提示,并在電子地圖上顯示報警探測器的位置,同時自動將周邊的攝像機拍攝的視頻信號進行全屏顯示。

公共區(qū)域攝像機采集的任何一個視頻圖形可以即時在屏幕墻上顯示,屏幕墻由2臺50英寸大屏幕電視機和24臺25英寸監(jiān)視器組成。監(jiān)控中心設置1臺多媒體電腦作為主控計算機,另外1臺多媒體電腦作為管理計算機,設置10臺硬盤錄像機存儲視頻信號。監(jiān)控報警中心的計算機與校園網絡互聯,安裝監(jiān)控軟件,擁有訪問權限用戶可以通過校園網觀看所管轄防區(qū)的即時監(jiān)控畫面。

二、系統應用分析與研究

視頻監(jiān)控報警系統采用成熟的技術、先進設備,投入資金約500萬元,2008年初投入運行,基本滿足了校園安全監(jiān)控的需求,有一定的威懾作用,也給案件的掌控和偵破提供了技術支持。從發(fā)生在校園內失竊案件情況看(見下表),失竊案總數2008年比2007年下降了39.2%,安裝了視頻監(jiān)控的宿舍區(qū)偷竊案件下降了51.6%,筆記本電腦是學生貴重物品,失竊案件數下降了52.2%。從統計表中還可以看出,沒有安裝視頻監(jiān)控的公共教學區(qū)域失竊案件數量幾乎沒有變化,說明視頻監(jiān)控系統的覆蓋面還不夠。

2008年底,一個學生模樣的盜賊潛入學生宿舍作案3次,偷竊筆記本電腦3臺,手機4部,通過視頻圖像將犯罪嫌疑人鎖定,在第4次作案時被保衛(wèi)人員抓獲,移交公安部門處理。有一段時間,某校外偷竊團伙多次在學生食堂作案,專偷高檔手機,通過視頻資料的技術支持,將其抓獲移交公安機關處理。

在實際使用中,當案件發(fā)生后,現有的視頻監(jiān)控系統調閱視頻錄像工作量往往很大,而且破案的目標性較差,犯罪嫌疑人即使被視頻資料俘獲,尤其是陌生人,要確定其身份是非常困難的,往往要等其再次作案,通過調閱視頻資料,經常是事后知道其再次出現,安全保衛(wèi)工作相當被動。為了減少和避免校園內違法犯罪案件的發(fā)生,嫌疑人一出現,如果智能防范系統就可以發(fā)出報警,一旦發(fā)生案件,又能快速找到偵察的線索和方向,筆者認為視頻監(jiān)控系統必須向網絡化、綜合化、智能化方向發(fā)展。

1.IP攝像機技術應用

隨著技術的發(fā)展,有線IP網絡實現遠程監(jiān)控、遠程音視頻實時通信,并且能夠與現有的公用電話網進行互聯,同時很好地兼容了無線局域網、有線IP網和公用電話網。公共教學區(qū)域視頻資料實時性要求不是很高,校園網絡在各教學大樓已經相當完善,安裝IP攝像機采集視頻信號,利用校園網傳輸視頻信號,可以節(jié)省視頻信號專用傳輸網絡的建設費用,因此,公共教學區(qū)域采用IP攝像機技術實施視頻監(jiān)控方案是比較經濟的。

2.建設智能身份識別系統

現有視頻監(jiān)控系統是以發(fā)現非法事件為中心,對事件中的人不具備識別、阻止和控制的功能,而校園卡記錄所有在?；顒尤藛T的全面信息,如果兩者相結合再通過門禁系統的建設,三者有機結合將形成一個新的智能視頻監(jiān)控系統[1]。智能身份識別系統可以對人員進出特定的時間和場所權限快速識別和記錄,有些人員特定的時間和場所進出受到限制和記錄,使懷有非法目的的意圖的人不敢輕舉妄動。智能身份識別系統具有更強的針對性和目標性,更側重事前防范,可以為校園案件的查破提供人群范圍、明確偵察的線索和方向,更加提高偵破案件和打擊違法犯罪的能力。

3.開發(fā)視頻識別報警技術

智能視頻技術是借助計算機強大的數據處理功能,對視頻畫面中的海量數據進行高速分析,過濾掉無關的信息,僅僅為監(jiān)控者提供有用的關鍵信息,使計算能夠通過數字圖像處理和分析來理解視頻畫面中的內容[2]。隨著感知科學、心理學、計算機圖形學、計算機視覺、圖像處理與分析、模式識別等多個研究領域的發(fā)展,人臉識別技術將日臻成熟。前端攝像機采集的信號傳輸到視頻控制中心,進入錄像機的同時也進入視頻分析服務器,如果出現可疑目標,視頻分析服務器通過分析發(fā)出實時報警,報警的類型和參數由操作人員自行設置。

三、結束語

視頻監(jiān)控系統與智能視頻技術、智能身份識別系統相結合,對校園內的人員、物資和財產進行智能化監(jiān)控,可以減少和避免違法犯罪案件的發(fā)生,對各種不安全事故采用合理的技術手段和方法進行及時有效的處理,使各種損失減到最低,保證高校校園內各項活動正常、穩(wěn)定、有序地開展。

參考文獻

[1]王亞軍.論建設高校校園身份智能識別系統得必要性和可能性[J].保衛(wèi)學研究,2007,(2):40-42.

[2]周蔚.智能視頻監(jiān)控是網絡化視頻監(jiān)控生力軍[J].安防科技,2007,(4):3-5.