【安防知識(shí)網(wǎng)】港口作為國(guó)家的重要交通要道，港口安防受到人們的關(guān)注，隨著港口規(guī)模的不斷擴(kuò)大，港口安全保障的工作量也越來(lái)越繁重，通過(guò)采用24小時(shí)輪詢(xún)站崗或者在監(jiān)控中心監(jiān)看數(shù)量龐大的視頻圖像都已經(jīng)難以滿足要求，智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)在港口安防中得到應(yīng)用。

　　項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　上海羅涇港是上海國(guó)際港務(wù)(集團(tuán))股份有限公司下屬最大散雜貨綜合性港區(qū)。羅涇港區(qū)二期工程使用岸線長(zhǎng)2720.1米，陸域縱深約700米，用地面積144.9萬(wàn)平方米。工程包括礦石碼頭、煤炭碼頭和鋼雜碼頭三大裝卸作業(yè)區(qū)。新建的9個(gè)大型深水海輪泊位中，有2個(gè)20萬(wàn)噸級(jí)的礦石泊位，1個(gè)7萬(wàn)噸級(jí)的煤炭泊位，6個(gè)3至5萬(wàn)噸級(jí)的鋼雜碼頭，以及相應(yīng)的24個(gè)“水水中轉(zhuǎn)”泊位。工程年設(shè)計(jì)吞吐能力達(dá)4380萬(wàn)噸。

　　由于我國(guó)簽署了索納斯(SOLAS)海上國(guó)際公約，我國(guó)涉外港口的安保水平要滿足一定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。甲方(上港集團(tuán))希望此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)羅涇港(含三個(gè)裝卸作業(yè)區(qū))整體陸域、以及水域周界的視頻全覆蓋，對(duì)于周界及重點(diǎn)區(qū)域非法入侵行為進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警。其中陸域周界需要防范的是通過(guò)翻、鉆柵欄進(jìn)入港區(qū)，以及港區(qū)內(nèi)部人員通過(guò)拋扔將貨物傳遞到港區(qū)外部的行為。對(duì)于水域周界主要是防范附近某些不法漁民劃小船靠近港區(qū)、然后上岸盜竊或者盜割碼頭下方的電纜等行為。上港集團(tuán)希望能在港口周界以及重點(diǎn)區(qū)域采用智能視頻分析技術(shù)，以期在后期監(jiān)控系統(tǒng)中能夠充分使用。

　　智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)介紹

　　攝像機(jī)布設(shè)

　　攝像機(jī)主要布設(shè)在靠近港區(qū)周界的塔架上，在沒(méi)有塔架的區(qū)域，選擇在建筑物的頂部，主要原則是穩(wěn)定、便于檢修和有光纖接入點(diǎn)。港區(qū)的塔架或者可供選擇的安裝點(diǎn)間距非常遠(yuǎn)，通常在100米至300米左右。這么遠(yuǎn)的距離超出了典型的智能視頻分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。攝像機(jī)架設(shè)在遠(yuǎn)程，被監(jiān)控目標(biāo)通常非常小，所占像素?cái)?shù)，造成檢測(cè)跟蹤困難，如果提高圖像的分辨率，圖像流的數(shù)據(jù)量按圖像長(zhǎng)寬的平方增長(zhǎng)，平臺(tái)處理能力容易成為瓶頸。但由于水域的主要監(jiān)控目標(biāo)是船只，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地主要監(jiān)控目標(biāo)人員，所以水域的有效監(jiān)控距離要高于陸地監(jiān)控距離，監(jiān)控點(diǎn)距離布置得稀疏一些也可以達(dá)到監(jiān)控的要求。

　　此項(xiàng)目共使用34臺(tái)低照度模擬攝像機(jī)沿港區(qū)陸域、水域周界布設(shè)。攝像機(jī)高度不宜太低，通常在10米到15米左右。按照“環(huán)環(huán)相扣”原則，保證對(duì)任何一臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行破壞的行為都會(huì)被臨近的一臺(tái)攝像機(jī)觀察到。在關(guān)鍵部位，如碼頭兩端，在同一燈桿上使用4臺(tái)攝像機(jī)拼接成一個(gè)接近180度的視角以滿足全景監(jiān)控的需要。

　　由于碼頭前沿經(jīng)常停靠5、6層樓高的大型船舶，阻擋了攝像機(jī)的視線。對(duì)碼頭前沿水域難以有效監(jiān)控。所以在前沿的兩端布設(shè)了多臺(tái)攝像機(jī)用以監(jiān)控沿著離岸較近的航線接近碼頭的小船。 由于長(zhǎng)江主航線上大型船只來(lái)往頻繁，小船只不敢靠近主航線，所以在兩端布設(shè)攝像機(jī)的方案基本解決了檢測(cè)從碼頭前沿靠近港區(qū)的問(wèn)題。

[nextpage]　　信號(hào)傳輸

　　模擬圖像信號(hào)通過(guò)光端機(jī)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，經(jīng)光纖傳回到港口派出所的監(jiān)控機(jī)房。通過(guò)光端機(jī)轉(zhuǎn)換成模擬視訊訊號(hào)，經(jīng)視頻電纜BNC接口進(jìn)入視頻分析服務(wù)器。DVR等存放裝置可以通過(guò)視頻分配器將接入的仿真視訊訊號(hào)一分為二以后，一份給DVR，一份給智能視頻分析服務(wù)器。所以對(duì)傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行智能化改造應(yīng)該是非常容易的。

　　出于安全考慮，智能視頻分析系統(tǒng)組成一個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)，圖像在局域網(wǎng)中以數(shù)字形式傳遞。通過(guò)千兆交換機(jī)將分析服務(wù)器，控制中心，IP存儲(chǔ)，監(jiān)管平臺(tái)連接在一起。監(jiān)管平臺(tái)可以有多個(gè)，按照不同權(quán)限進(jìn)行管理使用。甲方也有這方面的需求，但是目前只在派出所監(jiān)控中心使用了一個(gè)監(jiān)控平臺(tái)。

　　使用模式

　　視頻分析服務(wù)器通過(guò)圖像采集卡將圖像轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，圖像，進(jìn)行分析，提取違規(guī)行為，并向監(jiān)控管理平臺(tái)報(bào)告。當(dāng)違規(guī)行為發(fā)生時(shí)，在報(bào)警窗口立刻彈出實(shí)時(shí)報(bào)警圖像(也可以在電視墻上顯示)，并伴有人工合成語(yǔ)音提示報(bào)警內(nèi)容，如“1號(hào)橋發(fā)現(xiàn)入侵船只”等。如果用戶臨時(shí)離開(kāi)監(jiān)控平臺(tái)，也可以通過(guò)管理平臺(tái)檢索報(bào)警歷史，瀏覽報(bào)警錄像來(lái)查看離開(kāi)時(shí)發(fā)生的事件。

　　所以監(jiān)控人員可以不必始終注視電視墻，當(dāng)聽(tīng)到報(bào)警信息時(shí)，可以通過(guò)報(bào)警窗口了解報(bào)警性質(zhì)。如果是非法人員或者船只，就馬上通知在前沿的巡警或者馬上出警。

　　項(xiàng)目挑戰(zhàn)

　　由于港口環(huán)境的特殊性，在選用智能視頻分析技術(shù)時(shí)同樣面臨著諸多難點(diǎn)，有一些室外情況需要進(jìn)行注意，在實(shí)際應(yīng)用中，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

　　范圍大

　　港口的周界通常在幾公里以上，通常也較為空曠。塔架之間的間距通常在100米到300左右?？晒┻x擇的安裝點(diǎn)不一定能夠滿足典型智能視頻分析系統(tǒng)的要求。這主要是由于現(xiàn)有產(chǎn)品的典型檢測(cè)距離通常在幾十米這個(gè)范圍內(nèi)，個(gè)別廠家可以做的遠(yuǎn)一些。從技術(shù)上講，主要是分辨率和處理能力之間的矛盾。如果分辨率過(guò)高，由于數(shù)據(jù)量增大，一些低端的系統(tǒng)就無(wú)法實(shí)時(shí)處理如此大量的圖像數(shù)據(jù)。對(duì)于港口而言，利用D1(704*576)圖像進(jìn)行分析是經(jīng)常遇到的。如果在算法中對(duì)圖像進(jìn)行裁剪就很難達(dá)到檢測(cè)敏感度要求。

　　攝像機(jī)抖動(dòng)

　　由于港口通常較開(kāi)闊，面臨海面或者江面，經(jīng)常遭遇臺(tái)風(fēng)或者大雨侵襲，會(huì)對(duì)攝像機(jī)造成一定程度的沖擊，攝像機(jī)的抖動(dòng)在所難免。 即使將相機(jī)固定在很粗的塔架上，在大風(fēng)天也無(wú)法避免抖動(dòng)現(xiàn)象。 對(duì)采取背景模型法的固定攝像機(jī)，攝像機(jī)抖動(dòng)必須有效補(bǔ)償后才可以使用，否則將產(chǎn)生大量誤報(bào)警。

[nextpage]　　水面波浪、反光

　　運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是對(duì)圖像中運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行檢測(cè)，跟蹤，識(shí)別。波浪，水面反光等現(xiàn)象是動(dòng)的物體，但是在實(shí)際檢測(cè)中，這些都是需要忽略的因素。當(dāng)要求對(duì)碼頭水域進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，如對(duì)入侵的小舢板進(jìn)行報(bào)警，如果不能很好地處理水面波浪和陽(yáng)光反射造成的波光粼粼的現(xiàn)象也會(huì)造成大量誤報(bào)警。所以開(kāi)發(fā)了基于動(dòng)態(tài)背景的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)來(lái)自動(dòng)過(guò)濾適應(yīng)這些現(xiàn)象。同時(shí)還能對(duì)穩(wěn)定通行的物體進(jìn)行剝離，跟蹤。

　　體會(huì)與總結(jié)

　　此項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程是在不斷克服實(shí)踐中遇到的困難的過(guò)程。羅涇二期在建設(shè)過(guò)程中，大膽探索、敢于創(chuàng)新，在安保方面使用了智能視頻監(jiān)控技術(shù)，并在實(shí)踐中取得了良好效果?！敖刂谷涨盀橹?此系統(tǒng)已及時(shí)發(fā)現(xiàn)24起從陸地和水域非法入侵的事件,由于出警及時(shí),入侵人員和船只被驅(qū)趕,避免了對(duì)港區(qū)財(cái)產(chǎn)可能造成的損失,系統(tǒng)自安裝后,港區(qū)內(nèi)未發(fā)牛任何重大偷盜事件,有效地保證了港區(qū)的安全(摘自上海港公安局羅涇派出所使用者報(bào)告)。”系統(tǒng)自2008年3月驗(yàn)收至今，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單可靠，受到操作人員的好評(píng)。

　　(本文作者現(xiàn)為上海安維爾信息科技有限公司總經(jīng)理)