霍尼韦尔（天津）有限公司广州分公司 工程师 510220
摘要：基于雷达的入侵监控报警系统RVS（Radar Video Surveillance System），供机场、港口等项目的周界方案系统（Perimeter Intrusion Detection System，PIDS）使用。本系统的功能是能够探测和保护周界区域。为了达到整体运营以及对周界区域的环境监控的目的，本方案提出一种能够监测、控制，以及跟踪区域内所有可疑目标以及可能出现的威胁的技术实现方式。
关键词：RVS；雷达；海洋；合规性
雷达入侵报警系统是霍尼韦尔公司提出的以雷达报警为核心的先进解决方案，可以为机场、港口等客户提供一个统一的安防报警平台，使得客户能够在一个很长的使用周期内更加方便的操作、维护、扩展以及修改整个系统。这个解决方案在考虑入侵报警要求并提供与之相符合的能力的同时，通过可以接入霍尼韦尔公司的EBI-DVM系统，也能够在未来有扩展或者升级需求的时候提供支持。
1.1系统的设计逻辑
雷达入侵报警监控系统能够提供一种多层的安防监测手段，基于以下现场设备能够实现早期预警和跟踪识别的平台。其包括的主要设备有：地面雷达、海事雷达、微波对射传感器、长距离声学监测设备、双红外/CCD镜头的摄像机以及自动识别系统，用以监测周界区域和主要入口处的状况。
雷达报警系统可以采用项目已经建立起来的企业业务网络，也可以建设独立的网络，共系统内部数据交换以及数据处理之用途。
雷达周界监测解决方案包括地面雷达以及红外热成像摄像机，用以监测项目周界区域以及场内适当范围内的一切人员、车辆以及其他未被识别的物体。
路基雷达解决方案包括一套复合式的入侵监测系统，采用配合红外热成像/日夜转换摄像机使用的路基雷达，以及其他入侵监测手段，如微波对射传感器等，来监视整个周界报警区域。
雷达报警系统是一套采用可信赖的技术，以及能够将雷达报警技术与其他技术结合在一起的综合解决方案，包括周界的CCTV以及其他入侵监测技术。项目实施之前必须对传感器以及雷达可能放置的位置进行现场评估，并进行现场雷达的安装以及测试工作。
除了上述内容，雷达入侵报警系统必须考虑雷达的合规性，雷达厂家应提供合规性列表。
1.2 RVS解决方案的优势
霍尼韦尔公司的雷达管理系统（以下简称雷达视频监控--RVS）分为路基/海洋的两种解决方案来控制地面雷达和海洋雷达。
RVS系统提供舒适的可视化—-通过集成的和实时的地理信息系统（GIS）与检波轨迹过程的结合。所有拟建的场地传感器可自主探测和显示在GIS上的所有入侵攻击的动态、速度以及方向，包括海岸和陆地。实时可视化和大小型舶位、车辆或人员目标跟踪整个雷达覆盖的土地和海洋。
霍尼韦尔安全管理系统提供的单一平台宜于显示GIS轨道，弹出事件的实时视频流，并在一个单一显示器上主动列出所有报警和事件，或可根据操作员的需求配置为多屏显示。
1.3雷达系统设计
该系统设计符合规范要求的两个禁区：20m的隔离区，和一个30米外的缓冲区。系统功能包括：
显示功能—在雷达探测区域里被标记为禁区的区域，当有非法移动被检测到，地理信息系统（GIS）将显示检测到的入侵并跟踪其移动的速度和方向，跟踪范围是周界双侧50m保护区内。
报警管理--雷达管理系统（RVS）生成一个报警而后在管理系统上注册，以处理整个安防系统的所有警报和事件。在缓冲区中的任何入侵发生，系统都将发送报警给控制室的操作员。
目标甄别--RVS的设计可达到区分人与车的入侵。该系统可探测到人类入侵者，无论是行走奔跑或用手和膝盖爬行。该系统还可探测到车辆，无论是停止状态还是走错了方向。
事件优先级—RVS系统可被配置为优先显示最靠近周界围墙的入侵攻击。
无缝集成--从雷达产生的警报会驱动摄像机显示，齐射的配置和告警信息帮助系统操作员快速评估和应对潜在的威胁。操作员将通过屏幕上闪烁的图标接收到多个警报。
声音报警—系统可被配置成如果操作员未能在限定时间（可在系统中设置）内响应所示报警，则事件可变为使用声音报警。
保卫整个周界--利用RVS系统辅之以微波传感器，覆盖整个周界，包括沿MBK和SBK长达1公里的围栏线。
水流量覆盖—作为最新的雷达设计的一部分，需考虑适当覆盖水槽内水位的变化，雷达覆盖监测水流量。宽仰角波束将用于监测水流量甚至水位变化。
1.4地面雷达解决方案的优点
以周界双侧可沿围栏线探测人与车的需求为例，分布式传感器的架构将提供基于该要求的最佳检测方案，具有以下优点：
对封锁的低敏感性- Navtech雷达对于港口基础设施和围栏的封锁具有低敏感性，因为雷达接近它们探测的目标。有一种更长距离雷达可以使用更少的传感器覆盖现场，但不实用于此应用。周界的围栏有不少非直线部分将会遮挡雷达的视线。
不间断覆盖—当雷达报警或某一传感器发生断电事件，在港口周边95%周界仍然被覆盖。称之为系统柔性降级。
干扰警示—当某个雷达被恶意地强行篡改和干扰，管理系统将出现警示，而现场其他区域仍由剩下的雷达覆盖。
易于更换—Navtech雷达的体积小重量轻，一个人便可轻松进行替换作业，作业平均时间仅约1小时，可选配热插拔雷达部件。
已现场验证的成熟技术-- Navtech的雷达技术已在世界各地的多个周界探测现场使用过，证明这项技术是成熟的。
维护和MTBF--计算MTBF，标准217Plus是75000小时。若某项目设置21个传感器，21个传感器覆盖整个周界，则每个传感器将需要平均每5个月更换。故障时间是最小的，平均更换时间约1小时，一旦现场有权限通行。在任何情况下，超过95%的现场仍然会被覆盖，即使一个单一的雷达故障或雷达干扰。为了一线系统维护方便，我们已在解决方案内包含了两个热插拔雷达部件。
弹性配置—地面雷达监测系统将有冗余的中央数据库服务器对两个关口自动进行互备份，这样便给系统提供了一个高度弹性的配置，如果任一关口发生失效。
1.5 架构综述
该解决方案基于为客户提供一个完全集成的雷达安全平台，如下图所示：
系统允许传感器数据，目标跟踪数据，视频数据，报警数据的网络分布。为了使系统最大程度的整合，所有组件都基于互联网协议（IP），该系统应在所有条件下高效运作，并提供数据处理以提高恶劣天气下操作能力。
1.6 RVS系统功能
RVS系统可处理从现场设备而来的跟踪数据，例如微波链路，和地面/海洋雷达接口应用。这些传感器被配置为整个现场提供互补的覆盖面，以保证操作顺利进行。这些传感器触发时会向RVS报警监控应用程序发出报警信号。这将确保所有报警事件的记录与其他子系统的报警事件存储在系统平台上的一个共同的位置。
RVS系统是一个广域监控系统，利用雷达和其他传感器对潜在威胁的自动检测和跟踪。当入侵者违反用户定义的规则，RVS生成报警并自动引导PTZ摄像机照向入侵威胁。视频被记录和分布在一个局域网络上，提供了一个可查的和可作为证据的历史记录。
RVS是一项成熟的技术，已被部署在全世界多个港口，机场，工业厂房，和海洋平台上。RVS是独特的雷达监控产品，它是一个真正的商业产品，支持地面和海洋的雷达，以及其他传感器。RVS使用一个真正的GIS引擎进行情景感知，实现潜在威胁的显示，操作员可以看到威胁的现场视频。“看”功能允许你直接点击RVS地图上的一个点，找到最近的相机，令它指向那个位置，并弹出一个该区域的实况视频图像。
RVS的接口是开放的、基于XML的，提供对未来的传感器和系统易于集成。RVS的轨迹数据可以被订阅并与其他雷达监视系统合并。
RVS系统从所有雷达传感器接收和处理数据，并会根据用户定义的规则来确定一个潜在的威胁是否可能存在。所有的监测将被处理和进行优先级排序，当一个威胁的优先级超过数据库定义的阈值，将产生一个报警和响应。响应通常是由自动控制的监控和热成像摄像机去面对发生威胁的地点。使用一个自动化的广域监视系统时，操作者可以正常执行其他任务，当软件决定一个事件可优先作为一个潜在威胁时，操作者才去处理。这些事件可以是入侵或生命安全警报，或通过用户定义规则的其他情况。
1）跟踪软件
态势感知处理器软件用于跟踪，显示，并为活动确定优先级。它可基于操作员对设施和区域的兴趣提供最佳单一视角。GIS功能提供了一个设施的语境观，它可以是一个地图，卫星图像，一个CAD绘图，或其他表示。关键是，图像快速描绘了现场状况并提供层次信息，可以由操作员打开或关闭。这些层显示安防系统传感器、关键资产，视频直播，潜在的入侵者，响应的车辆，人员的位置，和其他相关的信息的位置。当图像被放大或平移，目标在空间的正确位置显示将用于相应的层调整。
除了在一个合乎逻辑的方式下查看相关数据，情境意识的应用还可以帮助操作者过滤和关联数据，以在优先的情况下，识别一个以上的传感器模式。这是通过用户定义的规则来实现的。这些规则在系统部署时被配置，并且在系统成熟捕获现场特定信息后可被修改。例如，如果一个围栏传感器检测到某围栏内雷达传感器同样的干扰，则该警报成为一个高优先级警报。
2）雷达管理系统能力
RVS是一个世界级的雷达监视系统，已在商业领域服务超过6年，并且是一个真正的COTS产品。相同的源代码库在全世界支持地面雷达和海洋雷达安防系统。
自动环境监测--在操作中，RVS客户端通常显示在一个突出位置，因为它提供全面的态势感知。然而，操作员无需一直监视着系统，除非有问题发生。当接到一个报警，RVS客户端将为操作员展示入侵位置，并显示事件的实时视频。视频是自动记录，所以，如果操作员错过观看事件实时视频，可以在未来的某个时间观看录像以评估。如果操作者确定该事件不是一种威胁，报警在系统被确认，系统发送一个消息给RVS，确认该目标不是一个威胁，并忽略它。
回放能力-- RVS系统还具有一个Web客户端回放系统功能，将允许操作者易于回放显示与特定报警相关联的视频记录。
容错能力--故障转移使RVS系统自带的马拉松赛为基础的软件作为备份，使故障转移功能，将由主服务器失效引发。
层功能--由于RVS是建立在GIS上，它支持层的概念。像谷歌地球，层允许用户按需求打开或关闭各种数据。在RVS的某些层是传感器，目标，原则，相机视图，历史，雷达，和其他感兴趣的领域。
配置功能--RVS配置功能非常灵活，这使它容易使用。一个工具是配置的概念。不同配置可能需要支持特别的操作，夜对天，周末对工作日，或不同的安全级别。配置是一套规则，分区管理，甚至用于不同场景的传感器。当操作者需要从一个配置改变到另一个，可在一个下拉菜单中进行简单选择。
目标的优先级规则--在RVS优先对象检测的基础上的速度，方向，位置，时间，或一天。每个规则都优先考虑的对象，具有最高优先级的规则优先。阈值设定在RVS确定什么优先级别报警是Prowatch生成。这给系统管理员灵活确定报警是否确实产生。当发生假警报，可以添加新的规则来防止在未来的报警发生这种情况。在这种方式中，随着时间的推移，该系统捕获操作知识而变得“更聪明”。
•融合距离的功能--由于RVS支持多个传感器，软件需要能够组合来自多个雷达或混合传感器的目标，只产生一个报警，令操作员不会混淆。RVS通过设置融合距离达到这个目的，这适用于每个站点。如果融合距离设置为5米，那么任何5米范围内的目标将被视为一个
•过滤误报--RVS的用户定义规则使系统可过滤假警报，并为威胁定义优先级，使得用户有信心，只有最可能的威胁才生成警报。每个由雷达跟踪和发送给RVS的对象将根据规则被评估，其中包括位置，速度，方向，时间，和星期等等。如果一个规则是准确的，优先级将被分配给该对象。在这种方式中，用户可以为不同的行为在不同地点和不同的时间定义优先级。也有一个阈值的设置，允许用户在系统发送一个报警给Prowatch作优先级定义。使用这些工具，虚假报警和误报率可大幅降低并与系统灵敏度平衡。
3）其他功能
RVS系统还支持身份自动识别功能、系统冗余、冗余系统切换、系统集成、与CCTV系统联动等。
论文作者:李蠡
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/27
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