我国边防区域地理位置复杂，边境线漫长、边防哨所、无人值守边防站现场、出入境口岸现场等边境监控重点区域分布较广，经常和监控中心、预警中心距离较远，这就使得传统的边防哨所无法实时的去监控、预警和干预。
当前主流的边海防无人扫所主要是以视频监控为主，利用视频进行人物、物体的识别，然后进行预警。视频监控存在的问题就是太过于单一，存在较大的误判率，且灵活度不够，覆盖范围有限。
总体设计上，将红外热成像、激光夜视、激光测距、雷达、声音听诊、无人机、报警器有效结合起来，联动数据加密分析、GIS、北斗等打造称为一个一体化、智能监控预警平台。利用自研算法，将视频、声音、位置信息有效互补，实现地图智能追踪，并可通过无人机巡航实现有效驱逐，真正实现全天24小时不间断的、无障碍的监控预警。
系统设计分为5层，分别为前端采集层，数据管理层、功能接口层、算法处理层、系统集成层。
系统架构图
网络拓扑图
前端采集层主要是用来进行信息采集，包括雷达系统、红外激光成像系统、双光监控系统（中远程）、无人机控制系统、光纤侦听采集系统。
| 光纤侦听采集系统 | |
|---|---|
| 介绍 | 光纤侦听系统由人工智能分析计算机、光纤侦听终端机、外部光缆三大部分组成。其中，人工智能分析计算机和光纤侦听终端机位于监控室内，光缆安装于室外。光纤侦听终端机负责光信号的产生、接收，信号前期处理声音还原；人工智能分析计算机负责将侦听终端机收集到的音频侦听信号进行分析并把分析结果通知给用户系统。光缆通过挂网或埋地等方式布设在监控位置附近，收集所有的外部振动信号，经过信号处理后还原为声音信号，再送给人工智能计算机判断事件类型。 |
| 侦听原理 | 瑞利散射为基本原理：它以普通通讯光缆本身作为传感设备，只需要占用一根纤芯，可以检测一根长达几十千米的光纤周围的事件声音，采样频率范围为2kHz-20kHz。当某处光纤受到外界声音扰动，光散射中的参量将发生变化，通过高速信号采集与数据处理技术，还原出事件声纹信息。通过AI分析对事件进行精准识别，并精准定位事件发生位置，同时能够保证系统不受外界正常生活扰动、气候和恶劣环境的影响。 |
| 能力 | 普通光缆；无需增加任何设备；无需用电；•能够听到机械振动；能够还原话音； |
| 范围 | 单台设备可侦听最大30km海岛周界线 |
| 定位精度 | ±2米 |
| 主机耗电 | ≤80W |
| LB G065 E轻型多功能雷达 | |
|---|---|
| 介绍 | LBG065E轻型多功能雷达主要用于侦察敌方迫击炮、迫 榴炮及小又径火箭炮等发射阵地坐标，以引导我方火力进行 压制;用于测定我方火炮弹着点位置坐标，以校正我方火炮 射击;也可完成地面武装单兵及车辆、低空小型无人机等活 动目标的搜索与跟踪。 |
| 主要功能 | 太炮位侦察校射、地面活动目标侦察校射、太低空侦察 |
| 技术特点 | 整体便携、高度集成设计、多模式复合设计 |
| 工作频段 | Ku波段 |
| 工作体制 | 方位相扫/俯仰频扫 |
| 最 大 定 位 距 离 | 对 8 2 m m 迫 击 炮 : ≥ 6 k m (方 位 士 3 0 ° 范 围 内 ); 对120mm迫击炮:≥7.5km(方位士30 °范围内) |
| 最 大 探 测 距 离 | (P 。 ≤ 1 0 ° ; P ，≥ 8 5 % ) 对全副武装单兵:≥ 10km;对 中型 卡车: ≥ 15 k m ; 对122mm以上又径火炮炸点:≥ 1 2 k m (中 等 土 质 ， 短 延 期 引 信 )。 |
| 最 小 作 用 距 离 | ≤ 6 0 0 m |
| 方位扫描范围 | -45° ~+45° |
| 俯仰扫描范围 | ≥ 8 ° |
| 定位精度 | 定位误差≤ 45m; 地面活动目标跟踪及炸点测量精度: 距离中间误差:10m; |
| 多目标能力 | 仅执行迫击炮侦察校射任务时，在满足雷达分辨力的 情况下，5km以上同时侦察定位迫击炮炮位不少于 6 个; 仅执行地面活动目标侦察任务时，可同时跟踪不少 于2 0 批 运 动 目 标 |
| 目 标 分 类 | 能正确分类单兵、地面车辆、飞机类等目标类型， 分类正确率 ≥85% |
| 部署能力 | 由2~3人背负携行或车载携行，车下使用。能方便 利用地形地物进行架设。行军战斗状态转换时间≤ 4min(利用方位物标定); 战斗行军状态转换时间≤ 3 min。 |
| 方位中间误差 | 3 mil 地面活动目标分辨力: 距离分辨力:≤ 35m; |
| 方位分辨力 | ≤ 3° |
| 最 小 可 检 测 速 度 (径 向 ) | ≤ 0 . 5 m / s |
| 中远程监控系统 | |
|---|---|
| 介绍 | 系统主要是通过集成有高清摄像机、超远距离电动变焦透雾镜头、高精度重型抗风光电转台的前端视频探测、采集设备对目标图像进行采集后编码传输，通过后端软件平台的图像分析算法处理将新进入探测范围的目标进行识别和跟踪，并将数据流通过传输系统，远程展示在平台终端。并通过信道输入可远程遥控控制监控的的云台。 |
| 探测距离 | 对车：10000m 对人：7500m |
| 识别距离 | 对车： 5000m 对人：3500m |
| 高清长焦距镜头： | 1/2”C接口,百万像素镜头,视频自动光圈,预置型，62倍光学变焦，12.5-775mm F3.5 |
| 高清透雾摄像机： | 1/2 CMOS传感器，300万像素，帧率12.5fps(2048×1536),25fps(1920 × 1080),25fps(1600 × 1200), 25fps (1280×720)，视频压缩标准H.264 / MPEG4 / MJPEG，*照度0.1ux@F1.4,数据传输率55Mbps,动态JPEG，20级画质，TFIP&HTTP图像传输协议。亮度,对比度,饱和度,锐度等通过客户端或者IE 浏览器可调，支持ICR滤片切换，100M以太网口，报警输出，同步闪光输出，C/CS接口，可通过TCP/IP网络配置摄像机内部相关参数；与后端网络视频综合服务器兼容。报警输入/输出，POE或DC供电，移动侦测报警、遮挡报警、信号异常报警等。 |
| 激光照明系统： | 半导体红外激光器，光纤耦合技术，激光波长810nm，发散角度0.2~20度连续可调,智能温控、制冷（-30°~70°）；输出功率17W；照射距离3000米；FWHM：3nm；NA：0.22；发光面：400um；光强均匀：MQMM微透镜波导光纤混模技术；封装：密封充氮；散热：阵列风冷传导散热;透过率：镀多层近红外增透膜，激光耦合效率>95%；预置位：精密电位器电压反馈；变焦驱动：DC6-12V；3CAM凸轮传动方式，同轴性高；集成了本公司研发的智能控制系统，跟随光照强度自动开启/关闭激光器，精度0.01度；全程自动同步跟踪，一键式自动聚焦处理，与摄像机镜头调节同步控制激光器光斑，保障清晰成像。 |
| 远红外热成像： | 焦平面阵列，非制冷多晶硅微测辐射计，384x288像元，帧频25HZ PAL/30HZ NTSC，探测波段7.5~13μm，温度灵敏度50mK@25℃,4X电子变焦，数字图像细节增强（DDE），串口通讯，DC12V供电，标配电源、连接线.100mm定焦镜头,支持PELCO D协议控制调焦. 内置火情识别温差预警系统软件芯片，联动报警输出；探测预警率达98%以上，漏报/误报率极低；采用嵌入式硬件化软件系统功能设计，工作稳定可靠；远距离自动巡视；全天候监控报警报警输出，与云台定位系统联动，准确定位；兼容性强，方便与现有森林防火系统集成；可远程网络管理。报警功能控制通讯：485控制，PECLO D协议，可设置10档温差值（档位调整接入光圈控制接口或者单独485控制信号控制，可见光采集为视频自动光圈），支持热点追踪定位，可在热成像画面上显示，报警信号接入海康平台软件，对接信号量报警，报警弹出可见光或热成像实时画面。 |
| 高密度防护罩： | 室外全天候双视窗一体化护罩,遮阳板,雨刷自动控制，视窗?145+?128；光学镀红外增透膜玻璃，工作温度：-30~65，供电24VAC,IP66防护等级. 内部尺寸：460X276X237mm.自动温度控制技术（内含加热器和风扇，温敏开关）。 |
| 重载变速云台： | 顶载30kg，水平0°～360°连续,垂直-75°～+40°,水平速度0.01°～17°/s、垂直速度0.01°～9°/s,支持自动巡航,可设置80个预置位，变速扫描0-30度/秒；抗风能力强；整体IP66防护等级，通信协议：Pelco-P,Pelco-D；内置抗风防抖减震装置，物理稳像处理方式和图像细节增强控制功能芯片YAAN-V1.1；防止高峰环节对设备的影响，清晰成像无雪花。内置解码器，自动加热-35°C－＋75°C，角度实时回传(0.01度)，云台带GIS联动接入，可将系统接入海域GIS系统，可实现对监控目标的定位。 |
| 无人机整体控制系统 | |
|---|---|
| 介绍 | 无人机整体控制系统是奇点数聚自研的一套无人机控制系统，远程通过基站和信号塔可以回传音视频信号，并可搭载语音报警模块、激光热成像模块等等。系统分为机库、无人机管理平台两大模块。机库提供无人机自动充电的能力，无人机管理则提供飞行的所有能力，比如云台控制、视频回传、路线规划等等。 |
| 机库介绍 | 无人机自动机库具备无人机存储以及放飞回收、充能功能，可将无人机直接部署到作业现场。不工作时，无人机待机在自动机场内;工作时，机场舱门打开，无人机自动飞出进行作业。无人机应具备标准的起飞及降落流程。无人机系统为工业级。可实现工业三防(防火、防雨、防尘)，在雨雪天、高寒地区、高温火场、电磁干扰等多种复杂环境下正常工作。可搭载RTK模块实现精准定位。 |
| 管理系统介绍 | 任务制定功能：任务内主要包含任务区域名称、飞行路径、飞行周期、无人机名称、飞行里程、任务详情等信息。任务清单功能：任务清单内主要标明了任务区域、起飞时间以及任务详情等简要 信息，无人机任务清单内主要显示无人机名称、无人机的当前的任务、无人机任务的执行时间以及任务路线等信息。飞行路线预览功能：用户可以在地图中预览每个无人机将要执行任务的巡航路径等信息。飞行任务定制功能：无人机飞行策略能够人工设定无人机飞行路径，使得无人机能够 根据人工设定的条件进行自动的巡飞，依此减小人工工作量。设定飞行路径模板主要指的是在地图中标注沿途飞行经过的坐 标点，从而形成初步的飞行路径。该部分主要包括在不同缩放等级的 地图上增加或删除巡飞点的功能、拖动巡飞点、对巡飞点的顺序、名称、位置等基本信息进行修改等功能。GIS展示功能；应具备无人机实时操控、摄像头操控、状态实时监控、喊话等功能。移动端和电脑端进行无人机视频实时查看功能，并可以查看无人机往期的监测报告；系统具备视频检测识别功能；系统至少支持3种以上的场景及算法； |
| 机仓参数 | |
|---|---|
| 开合方式 | 双开门 |
| 关盖(mm) | 1074x1205x876 |
| 开盖(mm) | 1970x1205x835 |
| 重量 | 约100kg |
| 工作环境温度 | -20°C 至50°C |
| 精准降落最大可承受风速 | 5.5m/s |
| 精准降落最大可承受雨量 | 小雨 |
| 最大同时充电数量 | 1个无人机 |
| 充电方式 | 支持两种充电方式，兆赫兹高频无线充电&触点充电 |
| 温控方式电源 | 工业恒温空调 |
| 自带UPS | 输入电压范围145—290V;输出市电模式200-250V，应急使用时间:30分钟、支持高温警报 |
| 机库防护等级 | 不低于IP54 |
| UPS电源 | 650VA/390W;应急使用时间:30分钟 |
| 图传延时 | 0.5秒 |
| 空调功率 | 300W |
| 待机功率 | 50W 最大功率:1000W 输入电压:交流220—240V |
| 无人机参数 | |
|---|---|
| 起飞重量 | 895 克~899 克 |
| 尺寸(折叠/展开) | 折叠(不带桨):221mm×96.3mm×90.3mm(长×宽×高)展开(不带桨):347.5mm×283mm×107.7mm(长×宽×高) |
| 轴距 | 对角线:380.1 mm |
| 最大上升速度 | 1 m/s(平稳挡)6 m/s(普通挡)8 m/s(运动挡) |
| 最大下降速度 | 1 m/s(平稳挡)6 m/s(普通挡)6 m/s(运动挡) |
| 最大水平飞行速度(海平面附近无风) | 5 m/s(平稳挡)15 m/s(普通挡)21 m/s(运动挡)**欧盟地区运动档飞行最高速度不高 于 19 m/s |
| 最大起飞海拔高度 | 6000 米 |
| 最长飞行时间(无风环境) | 46 分钟 |
数据管理层主要是针对采集的数据进行管理，音视频的数据加密、解码、存储，雷达和GIS数据的整合，无人机的控制信道处理等等。
功能接口层主要是针对清洗过的有效数据进行功能封装，比如无人的远程云台控制、雷达和GIS的地图测绘、视频摘要和回溯、中远程监控系统的云台控制、报警器的信道输入干预等。
算法处理层主要是对功能性接口的状态分布、不同阈值的数据、定位做进一步分析，并根据五大系统进行线性层抽离，进一步归一化处理，给出预警的范围和阈值。
系统集成层将算法处理层的结果进一步可视化、具象化，并提供全方位功能接口层的调度和控制能力，结合不同岗位，设定不同的权限和分级。
不在单一依赖监控去解决边防的问题，而是将GIS数据、雷达数据、监控数据、无人机数据统一在一起调配，提供全方位的、一体式的地空边防解决方案。
整体采用模块化设计，每个大的系统模块均可独立进行工作，单独模块的增加和去除不会影响整体系统的运行。层级的接口逻辑高度抽象，使得每层的功能设计更加趋向于真实场景，并能合理的支撑多路并发。
针对不同的前端采集信息进一步提炼，将雷达、无人机、监控、激光等本身的硬件数据进行抽离，并根据硬件的功能性进行封装，在上层根据不同数据的状态，不同感应器的阈值进一步归一化，让算法真正服务于场景中，并提供了人为干预算法的接口，保留一键输入输出的能力。
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