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作為安防系統(tǒng)重要的安全防范系統(tǒng)之一，基于雷達(dá)技術(shù)的智能周界入侵探測系統(tǒng)是提高預(yù)警能力的有效技術(shù)防范措施，要求對遠(yuǎn)距離闖入虛擬圍界的行為及時發(fā)出報警和警告以達(dá)到及時處置和防范的目的，確保區(qū)域安全。

基于雷達(dá)技術(shù)的智能周界入侵探測系統(tǒng)的前端由分布式智能雷達(dá)探測器節(jié)點組成，輔助以視頻復(fù)核手段(由周界安防管理平臺后臺實現(xiàn))實現(xiàn)融合感知、協(xié)同探測，克服傳統(tǒng)探測手段單一、誤報率高、安全性差的缺點，同時可聯(lián)動視頻、聲光及廣播等設(shè)備。系統(tǒng)對圍界進(jìn)行全天時動態(tài)智能感知，具備很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和智能性，提高全天候、全天時的檢測性能，降低虛警、漏警率。

系統(tǒng)由前端探測分系統(tǒng)、聯(lián)動控制分系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸分系統(tǒng)、控制中心分系統(tǒng)（系統(tǒng)集成平臺）。

雷達(dá)周界報警系統(tǒng)效果圖

1.1.2 設(shè)計思路

前端探測分系統(tǒng)主要由雷達(dá)探測器組成。通過對信號的采集、分析、融合，完成報警輸出，同時可以結(jié)合天氣站及第三方報警手段，在控制中心報警處理功能模塊實現(xiàn)第二級算法融合，最終輸出報警事件，完成報警聯(lián)動。

（系統(tǒng)架構(gòu)圖）

雷達(dá)報警沿圍界向外延伸5米設(shè)置探測報警區(qū)，高2-6米，當(dāng)有人進(jìn)入報警區(qū)域時：

Ø  系統(tǒng)自動檢測到人體移動

Ø  自動定位入侵者在預(yù)警區(qū)的位置；

Ø  自動在電子地圖上顯示入侵者的位置；

自動記錄警情及自動轉(zhuǎn)發(fā)報警信息；

1.1.2.1 目標(biāo)探測

采用IR-UWB沖激超寬帶脈沖發(fā)射信號，使用收發(fā)一體和鄰近收發(fā)融合的復(fù)合式傳感器技術(shù)。雷達(dá)采用一維成像技術(shù)，每兩臺鄰近雷達(dá)構(gòu)成二維成像，通過實時計算發(fā)射信號和不同距離門限上的背景變化，從而對入侵目標(biāo)進(jìn)行高探測率的連續(xù)識別，在雷達(dá)天線傳感器的發(fā)射接收范圍可實現(xiàn)大范圍目標(biāo)入侵探測。

1.1.2.2 目標(biāo)定位

雷達(dá)通過計算雷達(dá)發(fā)射源、目標(biāo)、雷達(dá)接收端的飛行時間，可實時探測目標(biāo)的距離信息。雷達(dá)的天線結(jié)構(gòu)采用多發(fā)多收裝置，針對入侵目標(biāo)，可以測量得到目標(biāo)到雷達(dá)的距離，每兩個鄰近雷達(dá)測量到的目標(biāo)距離相交，利用環(huán)境三角關(guān)系，以雷達(dá)天線陣面法線方向為基礎(chǔ)參考面，可以得到目標(biāo)的真實位置關(guān)系。

1.1.2.3 目標(biāo)跟蹤

采用卡爾曼跟蹤算法，雷達(dá)能夠?qū)Τ掷m(xù)跟蹤目標(biāo)的連續(xù)運(yùn)動。

1.1.2.4 防區(qū)劃分

雷達(dá)可連續(xù)跟蹤目標(biāo)的位置坐標(biāo)，用戶設(shè)置任意多邊形防區(qū)，保證只有出現(xiàn)在防區(qū)的目標(biāo)，才會輸出報警信息。

1.1.3 系統(tǒng)部署

Ø  雷達(dá)采用3~6GHz超寬帶頻段，采用寬溫設(shè)計，不受雨、雪、霧、沙塵、大風(fēng)等惡劣天氣影響，不受外部電子干擾，適用于復(fù)雜地面環(huán)境中的運(yùn)動目標(biāo)探測。

Ø  雷達(dá)由陣列天線，固態(tài)微波射頻組件、FPGA基帶信號處理平臺和ARM總控系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)采用先進(jìn)的雷達(dá)信號處理算法，實時學(xué)習(xí)周圍背景環(huán)境變化，能夠在90米長X5米寬度的探測區(qū)域內(nèi)快速發(fā)現(xiàn)并同時跟蹤目標(biāo)，電子掃描刷新頻率<100毫秒。

Ø  雷達(dá)可實時測量入侵目標(biāo)的距離、速度、方位角，測距精度為50厘米，測角精度0.3度，探測率大于99%，誤報率<1個/天。

Ø  雷達(dá)支持12個可選工作頻點，相鄰設(shè)備采用不同的工作頻點，避免自身信號干擾。

Ø  雷達(dá)數(shù)據(jù)回傳采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，內(nèi)置防浪涌保護(hù)，具有通信抗干擾能力。

Ø  每臺雷達(dá)通過通過武警崗樓布設(shè)的交換機(jī)連接到指揮中心的PSIM-2020雷達(dá)報警管理平臺，實現(xiàn)報警管理和配置管理。

Ø  所有雷達(dá)都采用12VDC供電，供電距離<100米。網(wǎng)線敷設(shè)距離<100米。

雷達(dá)具體點位設(shè)計如下：

前端探測器點位布防圖

1.1.4 系統(tǒng)功能

1.1.4.1 聯(lián)動控制

聯(lián)動控制分系統(tǒng)完成報警事件的聯(lián)動控制，主要包括前端聯(lián)動設(shè)備及后臺集成管理系統(tǒng)的聯(lián)動部分（在雷達(dá)中心分系統(tǒng)描述）。前端聯(lián)動設(shè)備主要由雷達(dá)聯(lián)動輸出繼電器、攝像機(jī)、探照燈、聲光報警器組成。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生報警事件時，后臺集成管理系統(tǒng)按照系統(tǒng)預(yù)設(shè)的聯(lián)動策略，與前端視頻設(shè)備聯(lián)動，可以自動調(diào)出報警防區(qū)、相鄰防區(qū)的視頻畫面，使操作人員能迅速、直觀地掌握現(xiàn)場的一切情況，選擇是否采取相應(yīng)的行動；在夜晚或光線不足的情況下，打開探照燈給視頻復(fù)核提供足夠的亮度，使其現(xiàn)場畫面清楚，其在報警情況下的開啟亦被視為聯(lián)動控制動作。

每臺雷達(dá)直接輸出繼電器聯(lián)動接口，與警燈相連，按照聯(lián)動策略，達(dá)到自動聯(lián)動目的。監(jiān)控中心也可遠(yuǎn)程手動控制繼電器的輸出狀態(tài)，強(qiáng)制關(guān)閉或打開警燈。

每臺微波雷達(dá)外殼殼體上安裝有紅色LED警燈燈帶，同時可以支持外部音箱直接接入雷達(dá)音頻輸出接口，報警后可發(fā)出LED警燈燈帶閃爍，音頻可以輸出自動播放語錄好的語音文件，實現(xiàn)威懾作用。

1.1.4.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸

整個系統(tǒng)設(shè)計中采用了屏蔽10/100Mbps以太網(wǎng)，用于連接雷達(dá)到武警崗樓交換機(jī)，然后通過傳輸主干網(wǎng)絡(luò)到指揮中心。

1.1.4.3 中心管理

雷達(dá)報警管理軟件，可以實現(xiàn)了各分系統(tǒng)之間的聯(lián)動，一旦發(fā)生突發(fā)事件，可以聯(lián)動調(diào)閱各種想要了解的信息，可以通過平臺的電子地圖查看突發(fā)事件發(fā)生地點的視音頻資料、人力分布情況、執(zhí)行設(shè)備信息等，都能實時顯示在指揮中心的大屏上，對重要部位或重要事件啟動緊急預(yù)案，以便警情的分析判斷和及時處置。

（平臺運(yùn)行效果圖）

雷達(dá)報警管理軟件有下述特點：

對操作人員：提供更便捷的工作方式。一臺終端上可以掌控全部子系統(tǒng)，系統(tǒng)界面更加直觀，各子系統(tǒng)之間信息共享并實現(xiàn)自動聯(lián)動；不需要在不同的子系統(tǒng)、不同的應(yīng)用畫面之間來回往復(fù)切換，降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率。

對指揮中心人員：提供更全面、更及時的現(xiàn)場信息。在指揮中心內(nèi)，能夠一目了然地看到所有雷達(dá)場景（地理空間信息+諸音視頻信息），及時獲知事件告警及輔助信息，能夠?qū)⒅笓]命令下發(fā)到現(xiàn)場的每個系統(tǒng)、人員和設(shè)備；改變以往指揮中心信息獲取和溝通不利的局面。

對系統(tǒng)維護(hù)人員：提供低成本的維護(hù)方式。在一個平臺上能夠配置和管理所有的安防設(shè)備及系統(tǒng)，避免將過多精力用于適應(yīng)各個子系統(tǒng)界面風(fēng)格、技術(shù)路線等方面的差異，無需投入大量人力物力用于進(jìn)行系統(tǒng)的升級工作及日常管理。

雷達(dá)報警管理軟件分為服務(wù)器端和客戶端。綜合管理平臺服務(wù)器是既有業(yè)務(wù)邏輯處理功能，又有網(wǎng)絡(luò)管理功能，包括：1）對雷達(dá)報警和紅外報警的融合處理；2）管理自身及以下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括探測器、匯聚設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或其他輔助設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)管理功能主要內(nèi)容包括配置管理、事件和性能管理、性能管理、操作維護(hù)管理和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)透傳。綜合管理平臺中各功能模塊均具有開放的通訊接口，可通過TCP/IP、API協(xié)議接口、數(shù)據(jù)庫共享等方式互相通信，并完成分布式部署。每個分系統(tǒng)以各自的主控系統(tǒng)為中心，獨(dú)立工作，同時通過集成與其它分系統(tǒng)有機(jī)地協(xié)同工作、聯(lián)動防范，構(gòu)成一個完整的防區(qū)安全技術(shù)防范體系。本系統(tǒng)是 “目標(biāo)驅(qū)動”型的新型圍界安防系統(tǒng)，以多種探測手段組成協(xié)同感知的網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全新的目標(biāo)識別、多點融合和協(xié)同感知。

集成管理平臺實現(xiàn)圍界逃跑目標(biāo)檢測、識別及定位，并能準(zhǔn)確區(qū)分逃跑者與非逃跑行為。當(dāng)上述逃跑行為觸發(fā)報警時，系統(tǒng)立即調(diào)用聯(lián)動控制分系統(tǒng)，利用雷達(dá)圖像，值班人員可迅速直觀的看到現(xiàn)場的實際情況。

1.1.4.4 報警處理

報警處理功能模塊接收來自前端探測主機(jī)的報警事件；同時實現(xiàn)對第三方數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，成為報警數(shù)據(jù)的底層支持平臺。報警處理主機(jī)利用分布在圍界不同位置的多種傳感器信息進(jìn)行聯(lián)合分析，實現(xiàn)空間域的融合；同時利用感知信息的時間關(guān)系，建立時間域的融合；真正實現(xiàn)一個會記憶，會思考的感知網(wǎng)絡(luò)，并利用后臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合分析系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)全網(wǎng)級的融合感知與探測提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

1.1.4.5 網(wǎng)絡(luò)管理

網(wǎng)管部分可實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備的統(tǒng)一配置，即添加、刪除和修改設(shè)備配置信息，并與現(xiàn)場設(shè)備配置信息保持同步；用戶可遠(yuǎn)程操作現(xiàn)場設(shè)備，包括啟動、停止、復(fù)位等業(yè)務(wù)操作。