三甲婦產(chǎn)醫(yī)院安防監(jiān)控系統(tǒng)智能化改造

摘 要：應(yīng)對醫(yī)院日益嚴(yán)重的安全防范形勢，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面升級改造，搭建數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化硬件系統(tǒng)，引入智能視頻分析、綜合管理聯(lián)動平臺等軟件系統(tǒng)，完善安防監(jiān)控響應(yīng)機制，達到初步的智能化安防目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：醫(yī)院；安防；監(jiān)控系統(tǒng)；智能化；視頻分析；數(shù)字化

數(shù)字化醫(yī)院建設(shè)對于促進醫(yī)院臨床治療、教學(xué)科研的發(fā)展起到了決定性作用。醫(yī)院安全防范系統(tǒng)是數(shù)字化醫(yī)院的重要組成部分，但由于缺少信息集成和高端軟件，安防信息化建設(shè)卻相對滯后，許多醫(yī)院還在使用過時的依賴純硬件的監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

文章通過醫(yī)院安防監(jiān)控系統(tǒng)改造工程中軟件和數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，建立起智能化運行的安防監(jiān)控系統(tǒng)，展示了最新信息技術(shù)在醫(yī)院安全保障工作中的重要作用。

1 安防系統(tǒng)現(xiàn)狀

北京婦產(chǎn)醫(yī)院西院區(qū)現(xiàn)有安防系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)和獨立設(shè)置的門禁系統(tǒng)，沒有其他技防措施。視頻監(jiān)控系統(tǒng)于2009年啟用，共有9臺16路DVR，144路模擬攝像頭，視頻分辨率4CIF，錄像存儲格式H.264，存儲時長28天，各DVR對應(yīng)獨立的顯示器獨立運行，無統(tǒng)一的操作控制功能。此系統(tǒng)滿足了當(dāng)時階段性的安防需求。

隨著醫(yī)院治安環(huán)境日益復(fù)雜，醫(yī)患矛盾突出，醫(yī)鬧糾紛頻發(fā)，針對醫(yī)院的各類犯罪行為愈加普遍，惡性傷醫(yī)事件時有發(fā)生。“醫(yī)托”、“號販子”泛濫猖獗，新生嬰兒丟失、遺棄、錯抱等事故頻發(fā)，對醫(yī)院造成了不良影響。由于醫(yī)院監(jiān)控系統(tǒng)功能簡單，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足目前形勢下醫(yī)院安全保障工作的需要，迫切需要進行升級改造。

2 系統(tǒng)改造目標(biāo)

針對婦產(chǎn)專科醫(yī)院的特點進行技術(shù)防范系統(tǒng)改造，提升突發(fā)事件應(yīng)對能力，確保醫(yī)療環(huán)境的安全與穩(wěn)定。

新系統(tǒng)應(yīng)具有預(yù)警功能，做到事前干預(yù)和防范、及時化解風(fēng)險；重點部位應(yīng)具有入侵檢測報警功能；婦女患者診治場所要有非視頻求助報警功能；產(chǎn)房和產(chǎn)科病房應(yīng)具有預(yù)防新生兒被盜警示功能；一些特殊場所要有人臉識別功能，能夠?qū)Ψ缸锓肿舆M行識別判斷，輔助解決醫(yī)托、號販子泛濫、社保卡冒名等突出問題。

對于外來閑雜人員長期駐留門診大樓，盜竊分子藏身門診樓內(nèi)半夜行盜或偽裝成病人家屬在病房偷盜，周邊居民盜用醫(yī)院水電資源，非機動車輛長期占用醫(yī)院空地等各類違法違規(guī)事件，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)能識別并報警。

醫(yī)院大樓水電氣等設(shè)施的突發(fā)故障及跑冒滴漏現(xiàn)象，監(jiān)控系統(tǒng)要能夠及時發(fā)現(xiàn)并通知相關(guān)部門進行搶修。

3 系統(tǒng)方案設(shè)計

安防監(jiān)控技術(shù)與計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合發(fā)展，促使安防監(jiān)控行業(yè)進入了高清化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化新階段。具有高分辨率的網(wǎng)絡(luò)攝像機、數(shù)字化傳輸和存儲系統(tǒng)、智能化視頻分析的高清網(wǎng)絡(luò)智能安防系統(tǒng)逐漸成為主流配置。

本次安防監(jiān)控系統(tǒng)改造將淘汰現(xiàn)有模擬監(jiān)控系統(tǒng)，全部采用高清數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，并根據(jù)醫(yī)院特點設(shè)置了視頻分析系統(tǒng)、IP一鍵求助系統(tǒng)、入侵報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、綜合管理軟件平臺等子系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在前端直接進行視頻采集和壓縮，視頻和語音信息通過安防監(jiān)控數(shù)字專網(wǎng)上傳到監(jiān)控中心機房；監(jiān)控中心機房配置多臺IP-SAN主機，對監(jiān)控錄像進行集中存儲和管理；增設(shè)視頻分析服務(wù)器若干臺，用于完成重要區(qū)域的視頻分析；門禁信號通過專網(wǎng)上傳至監(jiān)控中心與平臺聯(lián)動；前端緊急報警信號通過總線上傳至監(jiān)控中心報警主機并與平臺聯(lián)動；監(jiān)控中心安裝大型拼接液晶電視墻顯示實時視頻、回放錄像及標(biāo)識電子地圖報警地點畫面；通過綜合管理平臺進行總體協(xié)調(diào)和報警聯(lián)動。同時有專線連至屬地公安機關(guān)及東院區(qū)。系統(tǒng)示意圖如圖1。

4 主要設(shè)備選型設(shè)計

4.1 攝像機

高清網(wǎng)絡(luò)IP攝像機可以實現(xiàn)百萬像素甚至更高的分辨率，監(jiān)控畫面的細(xì)節(jié)和層次更加精準(zhǔn)，為智能視頻分析的應(yīng)用創(chuàng)造了基礎(chǔ)。

優(yōu)化攝像機布點配置，重要部位多方位監(jiān)控并設(shè)置拾音器，現(xiàn)金運輸通道設(shè)置連續(xù)畫面監(jiān)控確保現(xiàn)金安全，特殊窗口進行智能視頻分析。全部攝像機要求具備網(wǎng)絡(luò)傳輸、紅外夜視、分辨率達到130萬像素以上。

4.2 視頻分析設(shè)備

智能視頻分析的核心設(shè)備是智能視頻分析器，由它負(fù)責(zé)實現(xiàn)對視頻信號的智能分析。當(dāng)有違反設(shè)定規(guī)則的異常視頻發(fā)生時，智能視頻分析器將相關(guān)視頻送到管理平臺，并輸出報警信號。可以把視頻分析器嵌入前端攝像機實現(xiàn)分布式分析系統(tǒng)，也可以采用后端服務(wù)器集中分析處理的方式。

為了便于視頻分析通道調(diào)整和視頻分析算法升級，我們采用后端分析模式，在監(jiān)控中心增加若干臺視頻分析服務(wù)器，重點區(qū)域的視頻信號由相應(yīng)端口的視頻分析服務(wù)器抓取分析。每臺視頻分析器依據(jù)通道圖像分辨率高低可以分析4、8、16路視頻，可以根據(jù)重點區(qū)域需求數(shù)量配置視頻分析服務(wù)器。

4.3 一鍵式IP求助盒

作為婦產(chǎn)專科醫(yī)院，為了保護婦女患者隱私，本次安防建設(shè)不對診室內(nèi)部進行視頻監(jiān)控。設(shè)計在每間診室配置1臺IP求助盒，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時，醫(yī)生按動求助盒按鈕，監(jiān)控中心主機即可監(jiān)聽診室內(nèi)聲音并自動啟動錄音，值班人員可對犯罪嫌疑人進行威懾喊話，或根據(jù)需要調(diào)度附近值班保安快速前往處理。

4.4 入侵防范設(shè)備

在掛號收費窗口、藥庫、財務(wù)科、護士站、嬰兒房、ICU病房等重要場所設(shè)置入侵探測器或緊急報警按鈕。入侵防范設(shè)備與智能視頻分析功能相結(jié)合，形成可靠的雙重入侵監(jiān)控體系。

在監(jiān)控中心配置總線制報警主機，將入侵探測器、緊急報警按鈕、視頻分析器等設(shè)備的報警端接入報警控制器中，同時配置報警鍵盤、報警打印機、報警警號、地址模塊等，實現(xiàn)報警系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。當(dāng)探測到入侵行為或觸發(fā)主動報警時，監(jiān)控中心報警主機能第一時間發(fā)出聲光報警提示安保人員，系統(tǒng)可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，在發(fā)生警情時自動切換出對應(yīng)視頻信號了解現(xiàn)場情況。

4.5 顯示系統(tǒng)設(shè)計

監(jiān)控中心集中顯示系統(tǒng)由LCD拼接屏組成，通過配置相應(yīng)數(shù)量解碼器輸出視頻上墻顯示。顯示控制子系統(tǒng)對全網(wǎng)視頻統(tǒng)一調(diào)用、控制及顯示，實現(xiàn)數(shù)字視頻遠(yuǎn)程訪問、視頻流接收、電視墻視頻顯示控制等功能。

4.6 硬件總體性能

監(jiān)控數(shù)字專網(wǎng)采用三層架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)接入層、匯聚層和網(wǎng)絡(luò)核心層均實現(xiàn)千兆業(yè)務(wù)帶寬。視頻數(shù)據(jù)全部通過IP-SAN主機集中存儲，各通道錄像存儲30天。監(jiān)控中心設(shè)備能處理1920*1080P、25（幀/秒）全實時視頻，顯示圖像（主觀評價）達到四級以上圖像質(zhì)量等級。監(jiān)控平臺的整體圖像接入能力≥1000路，具備擴展為2000路的接入能力。支持客戶端數(shù)≥100個，實時圖像點播并發(fā)路數(shù)≥50路（高清，單路碼流8M），歷史圖像回放并發(fā)路數(shù)≥15路（高清，單路碼流8M）。前端設(shè)備信息上傳監(jiān)控中心時間延遲應(yīng)≤2s，平臺聯(lián)動響應(yīng)延遲時間應(yīng)≤4s。

5 重要軟件功能

5.1 智能視頻分析軟件

現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)依靠值班人員持續(xù)監(jiān)看監(jiān)視器進行判斷，由于人類自身生理上的弱點，因疲勞注意力無法持久，致使值班人員經(jīng)常無法察覺到監(jiān)控區(qū)域的安全威脅，錯失異常畫面的處置并導(dǎo)致事件惡化，造成視頻監(jiān)控系統(tǒng)降格為事后取證系統(tǒng)。

智能視頻分析是人工智能研究的一個分支，是一種基于目標(biāo)行為的智能監(jiān)控技術(shù)[1]，通過算法設(shè)計讓計算機理解視頻畫面中的內(nèi)容，輔助人工監(jiān)視圖像，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)自動感知視頻中的關(guān)鍵信息。通過在攝像機場景內(nèi)預(yù)設(shè)不同的報警規(guī)則，一旦監(jiān)控區(qū)域場景中出現(xiàn)了違反預(yù)定義規(guī)則的行為，即表示有異常情況，系統(tǒng)能夠立刻自動觸發(fā)報警并提供相關(guān)處警信息，改變事后被動處理為主動防御，防止事件拖延、惡化，有效地協(xié)助安保人員處理危機。

智能視頻分析技術(shù)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化及芯片、算法的進展密切相關(guān)，發(fā)展已經(jīng)相對成熟，隨著高清攝像機的普及以及算法的不斷優(yōu)化，誤報率也已經(jīng)降低到可接受的范圍內(nèi)，逐步走入實用階段。

智能視頻分析技術(shù)在醫(yī)院安防系統(tǒng)中主要應(yīng)用在以下方面：

（1）人臉面部識別

通過對人面部特征的識別，判斷掛號人員是否是經(jīng)常在醫(yī)院內(nèi)活動的票販子，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一天內(nèi)同一個人在掛號窗口出現(xiàn)三次以上，則發(fā)出警示，再由保安到現(xiàn)場判斷該人是號販子還是普通患者，在打擊倒號、搶號上可以起到輔助作用。

（2）行為異常檢測

對嬰幼兒病房進行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常立即告警并通知值班醫(yī)生護士處理。在候診大廳、走廊、急診等場所監(jiān)視行為異常，視頻圖像分析可以及時檢測出警戒區(qū)域范圍內(nèi)聚眾、發(fā)生爭執(zhí)、突然跌倒、扭打等行為并產(chǎn)生告警。

（3）徘徊檢測

在醫(yī)院門診樓區(qū)域停診時段、夜間醫(yī)院圍墻和室外區(qū)域，視頻分析可用于檢測是否有人員在此區(qū)域徘徊。利用人影檢測功能，也可以在夜間黑暗中檢測樓宇天臺、建筑物內(nèi)模糊的人影，防盜賊入侵和病人跳樓事件。

（4）入侵檢測

在傳染隔離治療區(qū)、放射療治療區(qū)等重點防范場所的監(jiān)控場景視頻中勾畫虛擬警戒線，設(shè)定檢測區(qū)域，對目標(biāo)進入、離開或突然出現(xiàn)在該區(qū)域的事件進行檢測并及時告警。

（5）遺留物檢測

遺留物體檢測是在視頻中設(shè)定檢測區(qū)域，對物體移入該區(qū)域且保持靜止超過一定時間的事件進行檢測，識別病人遺留的丟失物品，由監(jiān)控中心通過語音對講進行提示。也可用公共區(qū)域，對危險遺留物進行監(jiān)測，預(yù)防破壞、爆炸等惡性事件。可應(yīng)用于地面上積留液體進行監(jiān)測，及時通知后勤部門搶修水暖設(shè)備跑冒滴漏。

（6）物體移除檢測

在特殊藥品室、財務(wù)室等重要物品存放的場所增加物品盜移分析功能，在畫面中指定需要保護的物品，物品一旦被遮擋、移動、盜竊時系統(tǒng)立即發(fā)出告警，并自動彈出畫面指示出物品原來的位置。

（7）離崗檢測

對于醫(yī)院固定崗位上的服務(wù)人員進行脫崗檢測，護士離開前臺、保安離開哨位等，超過預(yù)定時間則報警提示管理部門進行監(jiān)督。

（8）視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障檢測

視頻遮擋、視頻丟失、視頻模糊、視角變化都可以立刻提示監(jiān)控人員進行維護修理。

5.2 綜合管理軟件平臺

作為整個醫(yī)院安防系統(tǒng)的核心，智能安防管理軟件平臺具有報警處理、布防設(shè)置、規(guī)則設(shè)置、設(shè)備管理、用戶管理、日志管理、地圖管理、系統(tǒng)設(shè)置等功能。

平臺系統(tǒng)具有智能聯(lián)動功能，通過電子地圖進行聯(lián)動設(shè)備和區(qū)域的管理，所有監(jiān)控點、報警點、門禁控制點都能夠標(biāo)注電子地圖上，當(dāng)發(fā)生報警時，電子地圖上面清楚地指示出報警位置并發(fā)出語音提示，點擊圖標(biāo)即可遠(yuǎn)程監(jiān)看視頻并進行語音對講。

6 結(jié)束語

高清數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的靈活性、開放性以及可擴展性[2]提高了安防信息采集、傳播、處理、顯示的效率和精確性。監(jiān)控信息數(shù)字化之后，為信息的處理帶來了質(zhì)的變化。數(shù)字化的安防信息可以用最新的IT技術(shù)加以分析、挖掘、轉(zhuǎn)化和顯示。安防監(jiān)控技術(shù)的未來一定是與IT技術(shù)充分結(jié)合基礎(chǔ)上的智能化監(jiān)控。文章所述智能報警聯(lián)動和智能視頻分析只是智能化的初步應(yīng)用，機器學(xué)習(xí)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)為監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展提供了無限空間。

參考文獻

[1]吳云龍，許棣華.智能視頻分析、分流技術(shù)在ATM機/自助銀行報警聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國安防，2014（22）：78.

[2]包建陽.淺析醫(yī)療行業(yè)安防集成技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用[J].中國安防，2015（12）：40.

[3]西剎子.安防天下：智能網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)詳解與實踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

作者簡介：毛欣（1964-），男，漢，籍貫：南京，本科，高級工程師，從事醫(yī)院信息管理及開發(fā)工作。