作者:王斌、鄒年
重要目標防控可采取視頻監控、電子圍欄預警、人員警衛等多種安防手段,基于微震傳感器的重要目標防控,與以上方式相比,具有環境適應性強、布設便捷快速、隱蔽不易察覺的特點,如運用于戰場特定目標偵察,可發揮很好的隱蔽突擊作用。 一、系統構成及功能
基于微震傳感的重要目標預警系統是集大數據分析、人工智能、低頻震動傳感器、智能設備、多光譜聯動攝像頭為一體的仿生防御預警系統。由微震傳感器、無線智能球機、自組網寬帶電臺、智能預警手表、預警平臺構成。
該系統具有入侵定位、智能識別、監控聯動、手環報警、選擇預警等功能。 (一)入侵定位
微震傳感器內置GPS、北斗定位裝置,可通過多個傳感器感知的入侵者震動信息,分析計算入侵者位置和軌跡。 (二)智能識別
預警平臺的數據庫中存儲有大量數據樣本,能夠對比分析入侵者產生的信號特征,準確識別人體走動、攀爬、貓狗等動物走動、車輛機動、挖掘破壞等入侵破壞行為,誤報率≤10%。也可將智能分析模塊內置在震動傳感器中,對特定的幾類目標進行監控。當目標出現時,將分析處理后的結論數據傳輸至后方。 (三)監控聯動
發現異常入侵行為時,系統能夠自動控制安防監控攝像頭轉向入侵物所在位置,實施實時監控、錄像存證、聲光警告和威懾驅離。 (四)手環報警
發現異常入侵行為時,系統能夠自動向哨兵、巡邏人員佩戴的智能手表發出聲、光、振動預警信息,手表“雷達圖”可顯示入侵者位置和初步判斷情況,為應急處置贏得時間。 (五)選擇預警
可通過預警平臺,對布防時間進行設置,對人體走動、車輛機動、挖掘、攀爬等行為進行選擇性預警。 二、關鍵技術 (一)仿生技術
微震傳感器利用仿生學原理,模仿蜘蛛對周圍環境的生物感知特性,可以探察到最安靜的震動。微震傳感器的內置晶體在一定外力作用下受力變形,加在壓電元件上的力也隨之變化,使用采集器進行數字量化采集,采集后的數據進行壓縮傳輸。 (二)邊緣計算
采用邊緣計算的方式,將智能分析識別模塊內置在微震傳感器中。當目標出現時,震動傳感器可自行分析判斷目標物,并選擇靜默或啟動傳輸協議。此類方式,適用于戰場前沿區域布防,當傳感器處于靜默狀態時,敵方很難通過電磁偵測手段發現我方的系統部署,從而大大的增強系統隱蔽性。 (三)智能識別算法
首先在預警平臺中給定即設場景布防數據,形成場景網絡,如泥土地、水泥地、沙漠等。而后,根據即設場景網絡,對生物特征產生的不同變化進行深度學習修正,不斷充實樣本數據庫。最后,系統根據震動信息分析入侵物行為。三者的有機結合,形成一個完整的智能識別系統。 (四)自組網通信系統
該系統可實現5-10公里音視頻數據同傳,系統可根據周圍環境的變化,自我調整收發參數以優化通訊效果。收發參數包括發射頻率、帶寬、調制方式、編碼等,可有效保障網絡的暢通。系統使用24/16MHz載波帶寬時,能夠提供最高78Mbps/52Mbps 的UDP傳輸速率,可提供簡單、便捷和極具性價比的無線寬帶網絡。
(五)大數據預警監控平臺
大數據預警監控平臺,可顯示預警區域的地形地圖和傳感器放置的地理坐標位置。出現入侵行為時,平臺通過前端傳回的信息進行大數據分析,并將分析結論以可視方式顯示在虛擬地圖中,虛擬入侵點會閃爍報警,并顯示入侵物屬性。同時,平臺會調用附近監控球機回傳入侵地點實時視頻圖像,為執勤人員提供準確入侵信息。 三、應用場景
該系統可廣泛用于固定、野戰等各類場所,可永久布設、也可臨時快速布防。
(一)野戰車場快速布防預警
以50臺運輸車的車場為例,車場長100m、寬40m,在車場周邊,距離車輛2-3米距離布設微震傳感器,傳感器間距8-10m,同時在車場中央位置布設360°紅外監控球機,探測距離約120m。
當有人員或動物接近時,微震傳感器會將震動信息上報至預警平臺,預警平臺對照數據庫中的樣本信息判斷物體性質,通過警衛人員佩戴的智能手表報警,同時控制監控球機拍攝震動位置。警衛人員在初步了解情況后,按照處突預案作出快速反應。
(二)營區周界預警
以某部營區周界預警系統為例,在營區圍墻、門崗外側、重要路口埋設震動傳感器,同時布設若干智能球機,以可覆蓋營區周邊區域和所有死角為原則。而后,利用寬帶電臺或wifi熱點組網。當有人員或動物從圍墻或非入口區域入侵時,震動傳感器和球機聯動,將震動和視頻信息傳送至控制中心的預警平臺,預警平臺分發警報信息至應急分隊,應急分隊根據突發情況性質,派遣處突人員前往處置。
(三)戰場偵察 在偵察目標附近布設振動傳感器,可使用直升機或運輸機低空拋灑布設。傳感器內置特定目標數據信息,平時處于靜默狀態,可持續工作90天。當目標出現時,傳感器開始工作,分析判斷目標屬性和行為軌跡,同時激活傳送鏈路,通過衛星中繼或無人機中繼平臺向后方發送敵情信息。我方獲取信息后,作出火力打擊反應。