作者:王斌、邹年
重要目标防控可采取视频监控、电子围栏预警、人员警卫等多种安防手段,基于微震传感器的重要目标防控,与以上方式相比,具有环境适应性强、布设便捷快速、隐蔽不易察觉的特点,如运用于战场特定目标侦察,可发挥很好的隐蔽突击作用。 一、系统构成及功能
基于微震传感的重要目标预警系统是集大数据分析、人工智能、低频震动传感器、智能设备、多光谱联动摄像头为一体的仿生防御预警系统。由微震传感器、无线智能球机、自组网宽带电台、智能预警手表、预警平台构成。
该系统具有入侵定位、智能识别、监控联动、手环报警、选择预警等功能。 (一)入侵定位
微震传感器内置GPS、北斗定位装置,可通过多个传感器感知的入侵者震动信息,分析计算入侵者位置和轨迹。 (二)智能识别
预警平台的数据库中存储有大量数据样本,能够对比分析入侵者产生的信号特征,准确识别人体走动、攀爬、猫狗等动物走动、车辆机动、挖掘破坏等入侵破坏行为,误报率≤10%。也可将智能分析模块内置在震动传感器中,对特定的几类目标进行监控。当目标出现时,将分析处理后的结论数据传输至后方。 (三)监控联动
发现异常入侵行为时,系统能够自动控制安防监控摄像头转向入侵物所在位置,实施实时监控、录像存证、声光警告和威慑驱离。 (四)手环报警
发现异常入侵行为时,系统能够自动向哨兵、巡逻人员佩戴的智能手表发出声、光、振动预警信息,手表“雷达图”可显示入侵者位置和初步判断情况,为应急处置赢得时间。 (五)选择预警
可通过预警平台,对布防时间进行设置,对人体走动、车辆机动、挖掘、攀爬等行为进行选择性预警。 二、关键技术 (一)仿生技术
微震传感器利用仿生学原理,模仿蜘蛛对周围环境的生物感知特性,可以探察到最安静的震动。微震传感器的内置晶体在一定外力作用下受力变形,加在压电元件上的力也随之变化,使用采集器进行数字量化采集,采集后的数据进行压缩传输。 (二)边缘计算
采用边缘计算的方式,将智能分析识别模块内置在微震传感器中。当目标出现时,震动传感器可自行分析判断目标物,并选择静默或启动传输协议。此类方式,适用于战场前沿区域布防,当传感器处于静默状态时,敌方很难通过电磁侦测手段发现我方的系统部署,从而大大的增强系统隐蔽性。 (三)智能识别算法
首先在预警平台中给定即设场景布防数据,形成场景网络,如泥土地、水泥地、沙漠等。而后,根据即设场景网络,对生物特征产生的不同变化进行深度学习修正,不断充实样本数据库。最后,系统根据震动信息分析入侵物行为。三者的有机结合,形成一个完整的智能识别系统。 (四)自组网通信系统
该系统可实现5-10公里音视频数据同传,系统可根据周围环境的变化,自我调整收发参数以优化通讯效果。收发参数包括发射频率、带宽、调制方式、编码等,可有效保障网络的畅通。系统使用24/16MHz载波带宽时,能够提供最高78Mbps/52Mbps 的UDP传输速率,可提供简单、便捷和极具性价比的无线宽带网络。
(五)大数据预警监控平台
大数据预警监控平台,可显示预警区域的地形地图和传感器放置的地理坐标位置。出现入侵行为时,平台通过前端传回的信息进行大数据分析,并将分析结论以可视方式显示在虚拟地图中,虚拟入侵点会闪烁报警,并显示入侵物属性。同时,平台会调用附近监控球机回传入侵地点实时视频图像,为执勤人员提供准确入侵信息。 三、应用场景
该系统可广泛用于固定、野战等各类场所,可永久布设、也可临时快速布防。
(一)野战车场快速布防预警
以50台运输车的车场为例,车场长100m、宽40m,在车场周边,距离车辆2-3米距离布设微震传感器,传感器间距8-10m,同时在车场中央位置布设360°红外监控球机,探测距离约120m。
当有人员或动物接近时,微震传感器会将震动信息上报至预警平台,预警平台对照数据库中的样本信息判断物体性质,通过警卫人员佩戴的智能手表报警,同时控制监控球机拍摄震动位置。警卫人员在初步了解情况后,按照处突预案作出快速反应。
(二)营区周界预警
以某部营区周界预警系统为例,在营区围墙、门岗外侧、重要路口埋设震动传感器,同时布设若干智能球机,以可覆盖营区周边区域和所有死角为原则。而后,利用宽带电台或wifi热点组网。当有人员或动物从围墙或非入口区域入侵时,震动传感器和球机联动,将震动和视频信息传送至控制中心的预警平台,预警平台分发警报信息至应急分队,应急分队根据突发情况性质,派遣处突人员前往处置。
(三)战场侦察 在侦察目标附近布设振动传感器,可使用直升机或运输机低空抛洒布设。传感器内置特定目标数据信息,平时处于静默状态,可持续工作90天。当目标出现时,传感器开始工作,分析判断目标属性和行为轨迹,同时激活传送链路,通过卫星中继或无人机中继平台向后方发送敌情信息。我方获取信息后,作出火力打击反应。