XX监狱SP100VF相控阵雷达智能安全防范系统解决方案.doc

XX监狱相控阵雷达智能安全防范系统方案目 录一、概述3二、方案设计31、需求分析32、系统结构43、SP100VF相控阵雷达特点及外观图54、相控阵雷达前端报警模块65、视频分析前端报警模块和软件96、综合布线和网络传输系统10三、系统功能特点101、系统的特性102、系统功能特点11四、SP100VF智能相控阵安全防范系统配置15一、概述传统的周界/区域安全防范系统（物理防范的围栏、围墙以及电子围栏、震动传感器、视频等）或受光学能见度影响，或受恶劣天气影响（风、雨、雪、雾、冰雹、沙尘等），或受复杂环境影响（小动物、杂草丛生、树木等），以至安全防范系统漏报率高、误报率高、无法准确探测运动目标的距离、角度、速度等信息，形同虚设。上述限制条件决定了无法依赖于某一种安全防范技术，必须选择两种甚至两种以上的技术，并且将这些技术进行有机的融合，从而设计出有效的安全防范系统。传统的被动触发式及视频传感器只能提供大致的目标区域，无法探测目标的距离、角度和速度；不具备在目标进入防区前的预警功能；雷达探测器能在目标进入防区前进行探测预警，可通过对目标的距离、角度和速度的测量来判断目标的行为和类别，最大可能的减少误报警。监狱管理对象的特殊性决定了其应用的围墙的重要性，围墙是监狱的重要防范场所。最近一段时间发生了“韶关北江监狱越狱事件”黑龙江未管所“8.10越狱事件”，对围墙安装警戒系统变得极为重要。一旦发生越狱等非正常突发事件，社会影响巨大。因而，我司针对监狱围墙的重要及特殊性研发了这套围墙相控阵雷达智能安全防范系统。二、方案设计1、需求分析距离监狱实体围墙5米内侧，安装有钢网围墙。结合监狱现场情况，建议在围墙与钢网之间安装相控阵雷达智能安全防范系统。该系统能够通过多种方式主动探测到各种入侵或逃越行为，联动安防指挥中心、分控中心报警，并统计记录各种警情和录像。2、系统结构监狱的相控阵雷达及视频融合安全警戒系统主要包括前端相控阵雷达和摄像机、计算机网络及布线、后端服务器及报警管理系统。安全警戒系统使用相控阵雷达加智能视频分析两种技术手段融合，来实现围墙安全防范报警。安全警戒软件在确定警情后，触发管理报警防区的声光报警设备，第一时间反馈给后台监控总平台。安全警戒软件在收到报警后，会在平面上显示多种报警信息，通过语音、图标等提示值班人员。安全警戒软件在确定警情后，还可以和原有安防综合管理平台联动，将警情及相关信息传输到用户已有的安防平台，实现监狱安防指挥中心对警情的处理。并且将警情传送到分控中心，协同分控中心值班人员处理警情。系统由前端探测设备、信号采集与处理系统、网络传输与分析控制系统等组成，具备雷达视频信息与视频图像联动识别、运动目标跟踪监视、坐标方位地图标定、网络化传输、信息融合、主动预警等多功能的信息综合系统，解决了视频搜索速度慢、精度差、手工操控繁琐等问题，提高了远距离视频监控系统的使用效率，提高了目标搜索和跟踪的速度和精度，降低了执勤人员的工作强度，提高了系统的使用价值。3、SP100VF相控阵雷达特点及外观图通过视频智能分析功能和智能相控阵雷达划区域的联合定位，可以规避单一设备产生的系统误差。更准确的确认有效报警区域。相控阵雷达在发现目标后，会实时将计算出的目标数据，例如距离、角度、速度等参数与视频联动，结合视频自身视频智能分析功能对视频区域内的物体进行分析以确定目标，双重确认后再传输给后台服务器显示出来。安全警戒系统软件整合视频、相控阵雷达测距测角测速数据，可以定位警情发生区域的准确位置，再将警情通知用户。1、产品组成 ：u 网络摄像机两台（16mm长焦+4mm短焦）u SP100相控阵雷达u 报警装置u 防水箱（防区控制器、开关电源、光交换机)2、相控阵雷达SP100性能特点：u 雷达探测距离：l 缓慢运动目标120m；l 肘膝匍匐运动目标120m；l 直立行走目标160m；u 距离分辨率：0.75m；u 探测角度：水平13°（可以对扫角进行控制，实现任意大小的锥状防区划分），垂直9°；测角精度：1°；u 探测率大于99%；u 发射频率：24.00-24.15GHz ；u 多目标能力：32 ；u 扫描速率：500次/秒 ；更新速率：12次/秒 ； u 功耗：5W MAX 816VDC；u 防护等级：IP67；u 工作温度：40 85；4、相控阵雷达前端报警模块前端设备布置根据XX监狱的情况，围墙周长约1600米。SP100相控阵雷达报警距离理论上可到达160米，SP100VF实际使用中可达到100米以上。需使用16个SP100VF相控阵雷达探测器，在实体围墙和钢板围墙内部署。SP100VF首尾相接，形成无缝的智能安全防范墙。相控阵雷达报警实现方式SP100相控阵雷达采用收发一体化技术，多天线相控阵复合结构，线性调频连续波体制。本产品的工作原理是通过24G频段的电磁波对周界防区进行实时扫描，基于被测目标的距离域时延效应，速度域的多普勒效应，并结合多天线的相差，运用2FFT、目标聚类跟踪等多项数字信号处理技术，对防区内目标的距离、速度、角度进行精准测量，从而在周界防区内识别有效报警目标。并且将相关数据及警情信息上传到服务器。相控阵雷达的优势是不但能够发现防区内的目标，还能够精确给出目标的距离、角度、速度等参数。探测距离0-160米相控阵电磁微波扫描是一定张角的区域，在应用到周界报警，需要控制报警信号在一定的区域。由于相控阵探测器能够测算距离和角度，所有可以建立以相控阵雷达为原点的极坐标系，在此基础上，可以根据现场情况，规划需要报警的防区，对规定区域外的信号不进行处理，防区以外的入侵目标，不会报警。由于电磁微波的传播特性，相控阵雷达发射的电磁微波在近距离也能无死角的覆盖，从而相控阵雷达能够无死角的探测最近距离的目标。同时多个相控阵雷达首尾相接，互相之间有一部分重叠区域，从而保证周界防区无漏洞。SP100相控阵雷达的特性SP100相控阵雷达利用纳秒级电磁微波进行目标特征检测，具有探测距离远、抗干扰能力高、检测速度快、检测结果准确性高、操作简单直观、安装方便、实用性强等优点。1） 探测距离远：SP100使用SiGe工艺的集成MMIC设计，在有效降低产品功耗的同时大大提高了灵敏度，有效动态范围60dB。相较传统的分立式元件设计，系统一致性大大提高。空旷环境下探测距离不小于160m，稳定性远优于市面上同类产品。2） 抗干扰能力高：SP100多天线相控阵复合结构，电磁微波实时覆盖监测区域，信号处理算法会不停记录、更新地面背景杂波。采用背景对消原理，SP100可以真正实现全天候工作，适应大风、大雨、大雪、大雾、沙尘等恶劣天气情况。适用于复杂地面环境中的运动目标探测。SP100相控阵雷达采用先进的同频异步信号过滤技术。即使相邻设备或附近24GHz交通测速雷达有同频道干扰，也不会影响雷达正常工作。3） 检测速度快：SP100采用最先进的FPGA+双核ARM异构处理器，计算能力大幅领先市面同类产品。每秒对监视环境扫描不小于10次，支持对最多32个目标同时探测跟踪的能力，同时雷达支持10个目标同步输出，在最短时间内给出最精确的探测结果。4） 准确性高：SP100使用2FFT、目标聚类跟踪等多项数字信号处理技术，最低探测速度0.05m/s，不论目标以何种姿势、任意位置闯入防区，都能被快速定位。同时具有模式识别技术，对飞鸟、猫等小动物进行识别，进一步降低虚警、漏警的概率。5） 安装方便、操作简单：SP100整机尺寸小、重量轻，定位安装便捷。可快速搭建，不需要特殊的安装结构，并可以任意设定防区区域，即便覆盖了如大门、安全通道等无需检测的区域，也能够实现分段报警，简化了设计和安装要求。6） 兼容性好、便于系统集成：SP100支持以太网口（TCP/UDP）、串口数据传输，后台集成方便，支持与我司现有视频融合一体化系统及第三方安全报警系统进行对接，轻松实现整套安防解决方案。5、视频分析前端报警模块和软件 SP100VF相控阵雷达自带2个摄像机，通过设备自带智能分析功能，来实现出现警情时的实时跟踪和精确拍摄。 在视频软件报警中，视频分析主要使用目标侦测和大小检测过滤功能，还包括对树叶、草等摇摆的过滤。具体方式是在相控阵雷达触发报警后，视频监控摄像机会分析视频监管区域，如有异常物体移动，视频将产生报警信号，然后通过算法过滤功能确定是否是人的运动。通过视频分析功能，能够更精确的保证系统准确性，弥补单一探测器的固有缺陷。安全防范系统软件是开放式软件，系统能够方便安装在各种服务器设备上，支持虚拟化（ESI）安装。我们建议服务器CPU主频为四核3.3GHz 或以上，操作系统建议win7或以上，内存建议8G以上。6、综合布线和网络传输系统监狱围墙防范系统必须就近设置配线箱，预留220V电源接口和单模光纤接口，所需电源线和光纤可以从配线箱引出，引到地面立杆上的防水箱。建议采用地埋方式进行地面布线。光纤从配线箱到安保中心。 整个系统基于网络传输，必须根据现场情况布置一定的室外网络，并通过光纤连接到报警中心。三、系统功能特点雷达视觉融合一体化智能报警系统，是针对监狱周界安防应用，采用多重技术的复合式防入侵传感器，各自独立的传感技术采用相互结合的方式，雷达探测器主动探测目标，视频传感器采集目标视频并进行目标解算，设计的新一代更低误报率、更高识别率的多传感器周界报警系统。雷达视觉融合一体化智能报警系统可以和前端报警探测设备双向通信，报警数据可实时上传，而且还可以实现由计算机软件直接对智能相控阵探测雷达进行控制操作，如布防、撤防操作、修改防区、修改系统配置等，方便用户的操作和管理，一旦出现警情后，相控阵雷达可实时回传目标位置信息，自动指挥外置的PTZ摄像机自动跟踪目标，使值班人员能及时了解报警点的信息，缩短了出警时间，同时也可提供给硬盘录像机报警联动信号。1、系统的特性l 反应迅速：接警时间极短，前端检测到报警信号后在0.1s内即可将报警信息上报至控制中心。l 高安全性：对所有在系统中传输的数据进行加密，防止数据泄密、伪造或篡改。l 直观性：通过防区的总平面图、各单元建筑、各建筑楼层的三层电子地图形式，直观显示警情确切位置与报警类型。l 开放性：采用开放式结构，可灵活地扩展为多级联网方式，提供友好的报警查询统计、警情显示、报警内容、解决方法等功能。l 实时性：24小时动态显示报警情况，以视频图像、声音和警灯多重报警手段进行控制。l 可靠性：通过权限设置、密码工作，使得操作员与管理员各司其职，以保证中心系统运作的安全。l 全中文界面：控制中心软件采用全中文图形界面，直观的屏幕提示，使界面友好美观，操作方便，普通的工作人员经过简单培训即可操作。l 报警响应：当发生报警时，控制中心电脑声光报警，并显示报警的区域，提示保安人员准确及时出警。l 布防方式灵活多样：可灵活设置布撤防时间段；可通过管理中心的计算机进行远程布防。l 系统提供完整的设备接口，第三方视频监控系统可以通过SOCKET接口调用雷达输出的目标数据目标信息（X/Y方位坐标/X/Y矢量速度/目标ID/目标分类/目标可信度/目标信噪比/目标反射截面/目标距离像/极化特性），来实现报警的联动跟踪。2、系统功能特点雷达视觉融合一体化智能报警系统基本功能如下：1、 灵活简便智能的设置：包括防区设置、电子地图设置、用户设置、布撤防设置和系统设置。2、 防区列表：当某个防区触发报警时，防区列表中对应的防区图标，有闪烁提示。3、 电子地图：当某个防区触发报警时，电子地图上报警防区的位置处，会出现报警提示动画。4、 报警列表：主界面右侧的报警列表中，会显示每个报警防区最新的报警信息。5、 报警处理：双击报警列表中的报警记录，会弹出报警处理界面。选择报警处理方式之后，点击确定会删除列表中的实时报警记录，此记录可在历史记录中查询。6、 记录查询7.1报警记录：可以通过设置时间和防区来筛选报警记录，点击导出Excel可以把记录生成Excel文件保存到本地计算机磁盘上。双击报警记录可以在监控视频中看到该报警记录的回放视频和实时视频。7.2撤布防记录：可以通过设置时间和防区来筛选撤布防记录，点击导出Excel可以把记录生成Excel文件保存到本地计算机磁盘上。7.3操作记录：通过设置时间筛选记录。点击导出Excel可以把记录生成Excel文件保存到本地计算机磁盘上。四、SP100VF智能相控阵安全防范系统配置SP100VF实际配置按照100米1套配置。