基于GIS技术的智慧园区安防系统应用研究

闫勇

（北京京航计算通讯研究所，北京 100074）

0 引言

安防系统在智慧园区建设中起到关键作用，安全技术防范是园区内目标防护体系的基础组成，本文通过GIS技术的结合应用，与园区实体防范设施的设置和布局相结合，充分发挥安全技术防范系统的防护效能，形成综合防护体系，满足纵深防护和均衡防护的要求[1]。

1 安防系统中的GIS应用

地理信息系统（GIS）由于其强大的空间分析与可视化分析功能，能够对显性和隐性的要素进行更加宏观的展示，能够系统整合园区内各种信息，促进资源协同。

基于统一空间基准能力、地理信息数据服务、空间分析、应用支撑等GIS信息服务能力，构建园区二维、三维可视化空间。通过获取业务信息数据，关联视频监控、入侵报警、出入口控制、电子巡查等系统，构建园区多源、异构信息相集成的智慧园区安防系统。

其中统一空间基准能够提供统一空间基准，具备地理坐标转换、投影坐标转换等能力；地理信息数据服务能够实现影像、矢量地图、地名等数据的组织管理，具备地理图形数据的上传、检索、更新、删除等能力；空间分析能够实现距离、面积的量算分析；应用支撑能力能够提供地理图形渲染引擎，实现二三维显示的过渡和切换，支持B/S架构的地理图形共性服务，提供时间设置、空间管理、图形标绘、综合检索、图层管理等功能。

从技术层面分析，智慧园区安防系统中的GIS主要包括数据层、功能层和业务层。①数据层。主要整合基础影像、基础矢量、基础地形、地名地址、行政区划等各类基础数据，GIS建模，以及园区各类业务专题数据，为上层服务和应用提供统一的数据资源池。②功能层。功能层主要提供业务需要的GIS功能，包括数据管理功能、空间分析功能、影像服务功能、可视化功能、图层切换功能、几何量算功能、图层漫游功能。③业务层。业务层为智慧园区安防系统中的主要业务，包括人员管理、车辆管理、入侵报警、视频监控、环境监测、设备监控等[2]。

2 智慧园区安防系统要素

智慧园区安防系统提供园区内综合态势展现功能，支持基于二/三维地理信息系统实现人、车、物、环境、事件等状态的按需展现，支持末端设备和系统自动告警展现与控制，以三维综合态势展示“一张图”实现安全保障要素展示、智能报警分析、布防设备实时监控等功能，实现报警智能联动。

2.1 基于GIS的安防要素标绘

以直观的方式准确建立园区整体图形图像，标绘园区所有安防设备、值班室、岗哨等，支持园区及各楼层平面图切换功能。点击图形上的各类标绘的图标，可查看园区覆盖区域情况、设备状态、实时监控等信息。各组成模块功能如下：

摄像机标绘：查看摄像机位置、运行状态；实时显示智能分析结果的基本信息，可查看详细信息；可快速转至选定摄像机的实时预览和视频回放。

门禁标绘：查看门禁位置、运行状态；实时显示门禁识读人员基本信息和详细信息；可快速转至选定门禁设备关联摄像机的实时预览和人员通行历史记录；可设置选定门禁的控制状态。

门卫标绘：查看门卫位置、保安执勤人员状态；实时显示通行人员和车辆信息；可快速转至选定门卫关联摄像机的实时预览、关联门禁的人员通行历史记录和关联大门的车辆通行历史记录。

车辆通道标绘：查看车辆通道位置、运行状态；实时显示通行车辆基本信息，可查看车辆详细信息；可快速转至选定车辆通道关联摄像机的实时预览和车辆通行历史记录；可设置选定车辆通道的控制状态。

报警信息标绘：出现上报本终端的报警信息时在园区一览上自动定位报警防区或位置，显示报警类型、报警级别，伴随声光示警；可快速转至选定报警信息关联视频的实时预览。

2.2 基于GIS的基础要素可视化

园区一览：可查看整个园区平面图及楼宇内部平面图，支持平面图切换功能。点击图形上的标绘图标，可查看区域情况、设备状态、实时监控等信息。

园区地形地貌、房屋坐落分栋等要素图形可视化：园区的各类地理信息要素是园区的基本组成部分，包含着园区的各种地理特征，可查看园区平面图及楼宇内部平面图，查看区域情况、设备状态、实时监控等信息，能够给用户提供一个直观的可视化窗口。

设备信息的可视化管理：园区设备信息的可视化是提高园区内设备管理工作效率的重要手段，通过数据集成和二/三维地理信息系统以设备图元方式将设备信息集成到园区可视化环境中，并提供设备的管理功能[3]。

设备图形模式实时监控：园区设备的实时监控对于设备故障的分析和处理具有重要意义，通过将设备实时信息标注在园区二/三维可视化环境中的方式，实现设备的实时监视，结合远程控制系统达到全面监控的目标。

园区图配置：包含园区及楼宇内部平面图添加、上传、删除、预览功能，备注添加、修改、删除功能，地图资源搜索功能、平面地图支持GIF、PNG等多种格式。

图形元素标绘：在二维平面图上通过拖拽的方式进行图形标绘，标绘完成后，添加当前标绘位置相关信息，含标绘、修改、删除功能。

3 智慧园区安防系统综合态势

3.1 人员态势

以数据和地图相结合的方式，展示园区内人员的组织架构、分布情况和来访人员态势等信息，同时提供以时间轴的方式，快速定位不同时间段的人员整体分布、人员出入展示态势图。

3.2 车辆态势

对车辆进行统筹管理，使得车辆管理由原来的被动式管理、粗放式管理向主动式管理、精细化管理转变。车辆综合态势主要包括车辆态势总览、车辆轨迹追踪等内容。

3.3 环境监测

综合显示园区内供电、供暖、燃气等管网重要节点运行参数、水浸报警、消防报警、巡更信息等日常监管可视化数据。监测数据通过物联网传输到智慧园区安防系统中进行集中处理，实现与视频监控画面的叠加显示，并对数据进行记录分析，形成图表等信息输出。系统设置预警阈值，当指标超出范围时产生报警信息，提示园区执勤人员及时发现隐患，保障设备安全运行。

监测数据接入和监测预警数据主要包括：对园区内生产车间、物资库、设备库、材料库等重要对象接入温湿度、烟雾、漏水、气体、粉尘等监测数据；对园区内公共区域PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3等大气监测数据的接入；对地下管线供水、排水、燃气、热力等运行参数以及水浸报警信息、消防报警信息、巡更信息等日常监管数据的接入；对园区周边森林火情、山体滑坡、地面塌陷、沉降和地裂缝等地质灾害数据的接入；通过文字、表格、可视化图形等方式对环境运行参数、水浸报警、消防报警、巡更信息等信息进行展示。

3.4 能耗监测

围绕降低人力成本、降低运行能耗的建设目标，实现能耗数据接入、能耗监测分析和能耗智能控制功能。支持接入园区内用水量、用电量等多类型的能耗数据；提供能耗监测分析功能，支持用水量、用电量等能源消耗情况的监测分析，生成节能方案；提供能耗智能控制功能，支持控制耗能设备的最佳运行。

3.5 视频融合展示

通过园区3D场景，建立主要建筑物、出入口的三维模型，将视频监控摄像头布点与三维模型结合，并将门禁位置、通讯设备、消防设备、值班室位置、保安人员位置等信息融入到三维模型中。通过可视化平台3D显示任意视角的园区实景，并能结合视频监控图像，实现虚实结合的融合呈现。

4 智慧园区安防系统运行监控

面对前端来自视频监控网、传感物联网、云平台等大数据的全时空感知信息，平台支持对前端信号和信息的采集和接入处理功能，支持与地理信息，资源、设备、事件、视频等全要素信息进行数据融合和关联呈现功能，实现高分化、可视化、智慧化的业务关键信息全局一张图，满足园区安全管理人员对突发事件的事前监测预警，事中决策处置，事后影响评估的全过程管控[4]。

为园区管理人员提供安防系统运转状况的直观展示，帮助园区管理人员统筹系统运转状况，当信息系统或设备发生故障时，相关人员可快速发现并定位问题。①硬件监控功能。支持对系统硬件平台若干网关设备和服务器等硬件进行监控。②设备信息的可视化管理。支持通过数据集成和二/三维地理信息系统以设备图元方式将园区设备信息在园区三维可视化场景中统一展示，在场景中对设备进行信息查询；以直观图形化方式显示设备运行状态，查看相关业务数据。③服务监控功能。提供服务器集群的数据库增加、查询、删除和修改等功能，提供数据库并发操作、服务交互等功能。④应用监控功能。提供处理Web浏览器请求提交、数据图形生成、页面文件发送等功能，支持接收、封装/解析网关设备数据，提供运行数据应用处理服务，支持监控系统对服务接口及Web服务程序调用的远程控制功能。⑤异常告警功能。支持查看、监控、切换全部各机房的实时监测数据，对整个机房的环境情况进行集中监控和管理，对动力、环境、安防、温湿度、UPS工作状态等监测并设置报警阈值，对各模块之间总线供电故障和接线端松动等问题异常告警。

5 结论

在园区安防系统设计时符合园区整体规划和建设要求，加强与安保部门的协调，满足其实际使用需求。系统建设时从适合、实用等要求为出发点，根据园区种类、风险等级、防护要求、客观实际和建设投资等多种因素综合考虑，从而建成实用、管用、好用的智慧园区安防系统。