基于GIS技術的智慧園區安防系統應用研究

閆勇

（北京京航計算通訊研究所，北京 100074）

0 引言

安防系統在智慧園區建設中起到關鍵作用，安全技術防范是園區內目標防護體系的基礎組成，本文通過GIS技術的結合應用，與園區實體防范設施的設置和布局相結合，充分發揮安全技術防范系統的防護效能，形成綜合防護體系，滿足縱深防護和均衡防護的要求[1]。

1 安防系統中的GIS應用

地理信息系統（GIS）由于其強大的空間分析與可視化分析功能，能夠對顯性和隱性的要素進行更加宏觀的展示，能夠系統整合園區內各種信息，促進資源協同。

基于統一空間基準能力、地理信息數據服務、空間分析、應用支撐等GIS信息服務能力，構建園區二維、三維可視化空間。通過獲取業務信息數據，關聯視頻監控、入侵報警、出入口控制、電子巡查等系統，構建園區多源、異構信息相集成的智慧園區安防系統。

其中統一空間基準能夠提供統一空間基準，具備地理坐標轉換、投影坐標轉換等能力；地理信息數據服務能夠實現影像、矢量地圖、地名等數據的組織管理，具備地理圖形數據的上傳、檢索、更新、刪除等能力；空間分析能夠實現距離、面積的量算分析；應用支撐能力能夠提供地理圖形渲染引擎，實現二三維顯示的過渡和切換，支持B/S架構的地理圖形共性服務，提供時間設置、空間管理、圖形標繪、綜合檢索、圖層管理等功能。

從技術層面分析，智慧園區安防系統中的GIS主要包括數據層、功能層和業務層。①數據層。主要整合基礎影像、基礎矢量、基礎地形、地名地址、行政區劃等各類基礎數據，GIS建模，以及園區各類業務專題數據，為上層服務和應用提供統一的數據資源池。②功能層。功能層主要提供業務需要的GIS功能，包括數據管理功能、空間分析功能、影像服務功能、可視化功能、圖層切換功能、幾何量算功能、圖層漫游功能。③業務層。業務層為智慧園區安防系統中的主要業務，包括人員管理、車輛管理、入侵報警、視頻監控、環境監測、設備監控等[2]。

2 智慧園區安防系統要素

智慧園區安防系統提供園區內綜合態勢展現功能，支持基于二/三維地理信息系統實現人、車、物、環境、事件等狀態的按需展現，支持末端設備和系統自動告警展現與控制，以三維綜合態勢展示“一張圖”實現安全保障要素展示、智能報警分析、布防設備實時監控等功能，實現報警智能聯動。

2.1 基于GIS的安防要素標繪

以直觀的方式準確建立園區整體圖形圖像，標繪園區所有安防設備、值班室、崗哨等，支持園區及各樓層平面圖切換功能。點擊圖形上的各類標繪的圖標，可查看園區覆蓋區域情況、設備狀態、實時監控等信息。各組成模塊功能如下：

攝像機標繪：查看攝像機位置、運行狀態；實時顯示智能分析結果的基本信息，可查看詳細信息；可快速轉至選定攝像機的實時預覽和視頻回放。

門禁標繪：查看門禁位置、運行狀態；實時顯示門禁識讀人員基本信息和詳細信息；可快速轉至選定門禁設備關聯攝像機的實時預覽和人員通行歷史記錄；可設置選定門禁的控制狀態。

門衛標繪：查看門衛位置、保安執勤人員狀態；實時顯示通行人員和車輛信息；可快速轉至選定門衛關聯攝像機的實時預覽、關聯門禁的人員通行歷史記錄和關聯大門的車輛通行歷史記錄。

車輛通道標繪：查看車輛通道位置、運行狀態；實時顯示通行車輛基本信息，可查看車輛詳細信息；可快速轉至選定車輛通道關聯攝像機的實時預覽和車輛通行歷史記錄；可設置選定車輛通道的控制狀態。

報警信息標繪：出現上報本終端的報警信息時在園區一覽上自動定位報警防區或位置，顯示報警類型、報警級別，伴隨聲光示警；可快速轉至選定報警信息關聯視頻的實時預覽。

2.2 基于GIS的基礎要素可視化

園區一覽：可查看整個園區平面圖及樓宇內部平面圖，支持平面圖切換功能。點擊圖形上的標繪圖標，可查看區域情況、設備狀態、實時監控等信息。

園區地形地貌、房屋坐落分棟等要素圖形可視化：園區的各類地理信息要素是園區的基本組成部分，包含著園區的各種地理特征，可查看園區平面圖及樓宇內部平面圖，查看區域情況、設備狀態、實時監控等信息，能夠給用戶提供一個直觀的可視化窗口。

設備信息的可視化管理：園區設備信息的可視化是提高園區內設備管理工作效率的重要手段，通過數據集成和二/三維地理信息系統以設備圖元方式將設備信息集成到園區可視化環境中，并提供設備的管理功能[3]。

設備圖形模式實時監控：園區設備的實時監控對于設備故障的分析和處理具有重要意義，通過將設備實時信息標注在園區二/三維可視化環境中的方式，實現設備的實時監視，結合遠程控制系統達到全面監控的目標。

園區圖配置：包含園區及樓宇內部平面圖添加、上傳、刪除、預覽功能，備注添加、修改、刪除功能，地圖資源搜索功能、平面地圖支持GIF、PNG等多種格式。

圖形元素標繪：在二維平面圖上通過拖拽的方式進行圖形標繪，標繪完成后，添加當前標繪位置相關信息，含標繪、修改、刪除功能。

3 智慧園區安防系統綜合態勢

3.1 人員態勢

以數據和地圖相結合的方式，展示園區內人員的組織架構、分布情況和來訪人員態勢等信息，同時提供以時間軸的方式，快速定位不同時間段的人員整體分布、人員出入展示態勢圖。

3.2 車輛態勢

對車輛進行統籌管理，使得車輛管理由原來的被動式管理、粗放式管理向主動式管理、精細化管理轉變。車輛綜合態勢主要包括車輛態勢總覽、車輛軌跡追蹤等內容。

3.3 環境監測

綜合顯示園區內供電、供暖、燃氣等管網重要節點運行參數、水浸報警、消防報警、巡更信息等日常監管可視化數據。監測數據通過物聯網傳輸到智慧園區安防系統中進行集中處理，實現與視頻監控畫面的疊加顯示，并對數據進行記錄分析，形成圖表等信息輸出。系統設置預警閾值，當指標超出范圍時產生報警信息，提示園區執勤人員及時發現隱患，保障設備安全運行。

監測數據接入和監測預警數據主要包括：對園區內生產車間、物資庫、設備庫、材料庫等重要對象接入溫濕度、煙霧、漏水、氣體、粉塵等監測數據；對園區內公共區域PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3等大氣監測數據的接入；對地下管線供水、排水、燃氣、熱力等運行參數以及水浸報警信息、消防報警信息、巡更信息等日常監管數據的接入；對園區周邊森林火情、山體滑坡、地面塌陷、沉降和地裂縫等地質災害數據的接入；通過文字、表格、可視化圖形等方式對環境運行參數、水浸報警、消防報警、巡更信息等信息進行展示。

3.4 能耗監測

圍繞降低人力成本、降低運行能耗的建設目標，實現能耗數據接入、能耗監測分析和能耗智能控制功能。支持接入園區內用水量、用電量等多類型的能耗數據；提供能耗監測分析功能，支持用水量、用電量等能源消耗情況的監測分析，生成節能方案；提供能耗智能控制功能，支持控制耗能設備的最佳運行。

3.5 視頻融合展示

通過園區3D場景，建立主要建筑物、出入口的三維模型，將視頻監控攝像頭布點與三維模型結合，并將門禁位置、通訊設備、消防設備、值班室位置、保安人員位置等信息融入到三維模型中。通過可視化平臺3D顯示任意視角的園區實景，并能結合視頻監控圖像，實現虛實結合的融合呈現。

4 智慧園區安防系統運行監控

面對前端來自視頻監控網、傳感物聯網、云平臺等大數據的全時空感知信息，平臺支持對前端信號和信息的采集和接入處理功能，支持與地理信息，資源、設備、事件、視頻等全要素信息進行數據融合和關聯呈現功能，實現高分化、可視化、智慧化的業務關鍵信息全局一張圖，滿足園區安全管理人員對突發事件的事前監測預警，事中決策處置，事后影響評估的全過程管控[4]。

為園區管理人員提供安防系統運轉狀況的直觀展示，幫助園區管理人員統籌系統運轉狀況，當信息系統或設備發生故障時，相關人員可快速發現并定位問題。①硬件監控功能。支持對系統硬件平臺若干網關設備和服務器等硬件進行監控。②設備信息的可視化管理。支持通過數據集成和二/三維地理信息系統以設備圖元方式將園區設備信息在園區三維可視化場景中統一展示，在場景中對設備進行信息查詢；以直觀圖形化方式顯示設備運行狀態，查看相關業務數據。③服務監控功能。提供服務器集群的數據庫增加、查詢、刪除和修改等功能，提供數據庫并發操作、服務交互等功能。④應用監控功能。提供處理Web瀏覽器請求提交、數據圖形生成、頁面文件發送等功能，支持接收、封裝/解析網關設備數據，提供運行數據應用處理服務，支持監控系統對服務接口及Web服務程序調用的遠程控制功能。⑤異常告警功能。支持查看、監控、切換全部各機房的實時監測數據，對整個機房的環境情況進行集中監控和管理，對動力、環境、安防、溫濕度、UPS工作狀態等監測并設置報警閾值，對各模塊之間總線供電故障和接線端松動等問題異常告警。

5 結論

在園區安防系統設計時符合園區整體規劃和建設要求，加強與安保部門的協調，滿足其實際使用需求。系統建設時從適合、實用等要求為出發點，根據園區種類、風險等級、防護要求、客觀實際和建設投資等多種因素綜合考慮，從而建成實用、管用、好用的智慧園區安防系統。