文物监控全天候全程监控系统解决方案

文物监控全天候全程监控系统解决方案

一、文物保护专用全天候夜视监控系统应用背景

文物是历史遗留下来的在文化发展史上有价值的物质和文化财富，如建筑、碑刻、工具、武器、生活器皿和各种艺术品，也是人类社会活动中遗留下来的极具历史、艺术、科学研究价值的遗物和遗迹；如不加以保护势必造成巨大的科学损失。随着市场经济全球一体化的发展，人们追求高质量的生活及与众不同身份的象征，使历史文物的稀缺性的物质价值尤为突出，因此一些不法分子为了追求重金回报不惜以身试法，进行非法采盗文物活动，这种采盗行为严重破坏文物保护区域的文物遗迹和稀有文物珍品；因此加强文物区域和珍品的保护已成为我国文物监管部门的首要课题。

近年来我国科学技术飞速发展，一些先进的声控分析报警系统、网络视频监控系统和周界监听系统得已应用，但现有的监控系统仅仅能满足白天在应用环节，到夜晚便处于失明状态，无法实现24小时的全天候监控在功能，而且傍晚肯夜间又是事故高发时间段，既浪费了文物管理部门综合投入成本，也使监管工作存在诸多不便；因此在文物保护方面上实现昼夜全天候监控已经成为文物保护监管部门全天候取证的首要解决方案，昼夜监控功能已成为衡量一套文物管理视频监控系统功能完备标准。

根据文物管理部门需求以及文物保护实际问题的收集，北京索斯克科技开发有限公司开发在新一代文物保护专用全天候夜视系统。利用先进的光电成像，结合红外激光增透与隔离，DSP图像处理，北京索斯克科技开发有限公司为我国首批将激光与红外技术应用在夜视监控领域在专业研发和生产单位，是业内具备行业产品生产资质在专业型企业，索斯克人通过多年独立研发引进国外先进技术和生产工艺，即实现了产业化规模，也健全了产品线，提高了产品性能，质量水平已达到或超过国际上同类产品的先进水平。

索斯克研发和生产的系列文物保护专用全天候夜视系统，最高图像分辨率为两百万像素以上，具备优秀的望远功能，系统能及时准确地记录可疑物体发生的每个细节状况。

二、文物保护专用全天候夜视监控系统产品设计原则

本产品设计以文物保护行业的监控要求作为设计依据，结合现场的具体情况，用最佳产品设计方案体现其实用性和最高性价比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。本设计主要目的达到最佳的效果和最优的性能价格比。

1. 透雾性：本产品设计首先满足透雾实际需求，由于其视频监控系统需具备穿透中等气候及中小型水雾或霾。这对产品设计及应用提出了很高要求。索斯克开发的文物保护专用全天候夜视设备从激光红外到双波段红外热成像设备均具备良好的透雾性能。

红外激光全天候夜视设备透雾性能及其原理如下：由于看远景时每天空气质量不同，为不影响文物保护外场监控的观察能力，在通常状况下镜头遇到雾、雨水、尘等问题，观察能力距离大大缩小，交通专用日夜镜头和专用CCD或CMOS系统（以下将两者简称为航道水利专用透雾成像系统）利用透雾、透尘的增强功能，才能有效改善昼夜雨雾天气的成像效果。

其透雾原理为：文物保护专用透雾成像系统具有自动修正物体光线的纵向色差，保证了物体光的RGB信号不偏差，即保证了任何光点的清晰度，即使在水、雾等穿透过程不断产生新的纵向色差，也能改善更佳效果，再利用单色（黑白）图像表达空间的能量，使透雾能力超过能见度的倍率以上。

透过云雾、水气拍摄物体，相当于透过了两重透镜（水珠与实际透镜），除了R光线可以正确聚焦在CCD成像面上，RGB光线中的GB均无法正常的投射在CCD成像面上，这样就造成了普通模式镜头无法正常、清晰的得到云雾、水气中的图像，铁路专用成像系统不但在日夜功能上和自动修正纵向色差上的特殊功能，使透雾技术及原有的日夜功能，对白天彩色RGB及夜晚的IR能量进行更精确的纵向色差调整，使RGB及IR等大自然能量更准确、集中到镜头和CCD成像版面上，从而达到透过云雾、水气拍摄航道环境及目标图像。

双波段红外热成像设备，属于被动红外夜视技术的一种，其原理是采用一类内光电效应半导体器件作探测器，将物体辐射的红外图像转换成电荷图像，经信息处理后，由显示器件转换成人眼可见图像。热成像原理是利用目标与周围环境之间由于温度或发射率的差异所产生的热对比度进行成像的，并非通过光的折射及反射实现成像功能；因此该类设备具有优秀的透雾功能。

2. 实用性：本产品设计满足文物保护监控管理工作的实际需要，夜间夜视的望远性、镜头的自动昼夜后焦切换功能和设备的自动聚焦成像功能，能减少人为控制的时间差和劳动强度等。

3. 先进性：本产品设计首先了解和预见到今后几年的文物保护发展全天候监控方面提出的要求，适应科技发展的方向，具有一定的超前性的可扩展性，在发展过程中可以不断扩充，使整套系统在相当长的时间内与科技发展相适应，具有相当的发展潜力所选择的设备应在系统实施若干年后，亦能保持其功能完善、齐全，不至于落后。

4. 可靠性：产品设计的可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界干扰时的恢复能力。鉴于该产品的应用性质，其运行可靠性得到充分保证。因此该产品系统必须可靠地、能连续地运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。系统具有耐高温、抗寒、散热排风及高度抗干扰等基本功能，使用的各类电气接线端子、过载、漏电及断路保护等装置，均符合国家有关电气安全标准要求。且所有使用的技术和设备，必须是已经被证明为“成熟而且面向工程的”，需要充分考虑施工中可能遇到的各种情况，避免各种不稳定因素，确保工程质量。

5. 效率性：文物保护监控系统的应用最终目的是为了增加文物保护监管部门监管的安全力度和执法力度，最大限度地节约人力，从而提高监管效率，降低劳动强度。因此该系统的设计应充分体现“科技服务与人”的设计理念，保证系统的有效、高效运作。

6. 规范性：由于本产品是一个严格的综合性系统化产品，在设计与施工过程中参考了各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好产品系统的标准化设计工。一切从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能；这也是文物保护监控全天候成像系统在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。

7. 易维护性：系统在设计时充分考虑其易维护性，以确保系统在使用过程中出现故障时能在最短时间内恢复运行。该系统产品应具备体积小、重量轻备用机更换方便，整机外部调试方便，无需拆机调试，具备断电保护和断电记忆等功能，以方便日常维护。

8. 安全性：本产品在设计时充分考虑到激光与红外应用的安全性，因此从激光封装到准直出光经过多道安全调试及处理环节，红外散热处理工艺也极为苛求，是同类产品中首款在公安部电子产品检测中获得激光专项安全检测认证条款的激光类产品。

三、系统架构

无线系统架构图

光纤专线架构图

产品解决方案特点

高可靠性视频数据采集编码方式符合GB28181标准设备，24小时全天候长期稳定可靠运行；

无线覆盖与无线回传及光纤传输相结合，解决地型环境复杂、综合布线困难的问题；

设备支持-45~+85℃高低温，适应野外复杂环境要求；

设备具备防盐雾侵蚀能力，适应酸雨等复杂环境要求；

便携取证巡更监控与定点遥控的全天候监控功能相结合，满足文物保护立体化、智能化昼夜监控成像的需求。

四、产品设计依据

公安部安全防范产品生产规定《特种行业与产品生产管理规定》

《中华人民共和文物保护法》

《中华人民共和文物管理安全法实施条例》

公安部GB28181视频监控行业规范

公安部《公安计算机信息系统“九五”规划》

国家技术监督局《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》

国家技术监督局《信息技术设备的安全》

五、设备选型优势

采用远距离高清、标清透雾成像夜视全天候系统，分为激光夜视系统和红外热成像系统，对文物保护管理及违法行为实行24小时监控录像与取证；系统可直观、直实、有效、实时监控文物保护区域现场情况，结合IVS视频分析功能及时发现文物管理区域运行异常自动报警，对文物保区域实时状况、禁入区域非法入侵、非法盗窃等行为及时调度监管保安人员进行现场处理；第一时间把管理区域现场视频传回指挥中心，指挥中心通过电子监控系统的画面指挥调度，及时制止违法行为及破坏活动，并能将监控点、监控目标与GIS系统实现联动；系统能真实记录管理区域突发事件发生前、发生后及处理过程的真实情况，利于备案检索。

该系统为索斯克科技根据文物保护及管理区域特点而研发生产的专用型设备分为便携式设备和保护区域场外架设设备，系统集成防盐雾处理工艺和图像透雾增强处理技术，配以采用GIS卫星定位技术，能有效解决全方位监控的解决办法。

成像效果比对

索斯克文物保护专用设备支持夜间成像功能

普通可见光监控设备夜间成像截图如下

索斯克专用设备夜间成像截图如下

索斯克文物保护专用设备支持夜间广角成像功能

实现了在镜头广角时的同时监控，夜间激光最大角度为40º，避免出现激光的手电筒效应（即显示屏幕上会出现一条很白很亮的光带）既保证了夜间视频采集的质量，同时也不影响到镜头在广角状态下观测监控区域的视频效果。

下图为普通安防监控激光设备，激光广角时产生的手电筒效应截图

下图为索斯克的激光夜视系统，激光为大角度无手电筒效应截图

索斯克文物保护专用设备支持昼夜同一后焦功能

昼夜切换时无需人工手动调整聚焦功能即可得到清晰图像，为索斯克根据管理单位实际需求而设计的人性化的系统功能，既能得到清晰图像又为即时抓住图像采集时机赢得了有效时间，避免了昼夜切换时后焦不清晰而带来的大量人工浪费，有效降低了操作人员的工作强度。

下图为普通安防监控激光设备，不支持昼夜切换同一后焦功能的截图

下图为索斯克专为交通设计的激光夜视系统，昼夜切换同一后焦功能的截图

索斯克文物保护专用设备支持断电记忆功能

激光变角支持断电记忆功能，有效避免断电后重新供电，激光变角自检时返回检测位时所产生的激光手电筒效应。

下图为普通安防监控激光设备，激光变角不支持断电记忆功能的截图（有电筒效应）

下图为索斯克的激光夜视系统，激光变角支持断电记忆功能的截图（无电筒效应）

索斯克文物保护专用设备支持标牌标号望远功能

红外热成像夜间成像广角搜索功能

激光夜视系统工程量清单

红外热成像夜视系统工程量清单