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(duì)醫(yī)院日益嚴(yán)重的安全防范形勢(shì)，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面升級(jí)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(dòng)平臺(tái)等軟件系統(tǒng)，完善安防監(jiān)控響應(yīng)機(jī)制，達(dá)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(duì)于促進(jìn)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(duì)滯后，許多醫(yī)院還在使用過時(shí)的依賴純硬件的監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)。

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(yùn)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(dú)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(tái)16路DVR，144路模擬攝像頭，視頻分辨率4CIF，錄像存儲(chǔ)格式H.264，存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)28天，各DVR對(duì)應(yīng)獨(dú)立的顯示器獨(dú)立運(yùn)行，無統(tǒng)一的操作控制功能。此系統(tǒng)滿足了當(dāng)時(shí)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(duì)醫(yī)院的各類犯罪行為愈加普遍，惡性傷醫(yī)事件時(shí)有發(fā)生?！搬t(yī)托”、“號(hào)販子”泛濫猖獗，新生嬰兒丟失、遺棄、錯(cuò)抱等事故頻發(fā)，對(duì)醫(yī)院造成了不良影響。由于醫(yī)院監(jiān)控系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足目前形勢(shì)下醫(yī)院安全保障工作的需要，迫切需要進(jìn)行升級(jí)改造。

2 系統(tǒng)改造目標(biāo)

針對(duì)婦產(chǎn)專科醫(yī)院的特點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)防范系統(tǒng)改造，提升突發(fā)事件應(yīng)對(duì)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(shí)化解風(fēng)險(xiǎn)；重點(diǎn)部位應(yīng)具有入侵檢測(cè)報(bào)警功能；婦女患者診治場(chǎng)所要有非視頻求助報(bào)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(chǎng)所要有人臉識(shí)別功能，能夠?qū)Ψ缸锓肿舆M(jìn)行識(shí)別判斷，輔助解決醫(yī)托、號(hào)販子泛濫、社保卡冒名等突出問題。

對(duì)于外來閑雜人員長(zhǎng)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(jī)動(dòng)車輛長(zhǎng)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(shí)別并報(bào)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(shí)發(fā)現(xiàn)并通知相關(guān)部門進(jìn)行搶修。

3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

安防監(jiān)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)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(jìn)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(jī)、數(shù)字化傳輸和存儲(chǔ)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(diǎn)設(shè)置了視頻分析系統(tǒng)、IP一鍵求助系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、綜合管理軟件平臺(tái)等子系統(tǒng)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在前端直接進(jìn)行視頻采集和壓縮，視頻和語音信息通過安防監(jiān)控?cái)?shù)字專網(wǎng)上傳到監(jiān)控中心機(jī)房；監(jiān)控中心機(jī)房配置多臺(tái)IP-SAN主機(jī)，對(duì)監(jiān)控錄像進(jìn)行集中存儲(chǔ)和管理；增設(shè)視頻分析服務(wù)器若干臺(tái)，用于完成重要區(qū)域的視頻分析；門禁信號(hào)通過專網(wǎng)上傳至監(jiān)控中心與平臺(tái)聯(lián)動(dòng)；前端緊急報(bào)警信號(hào)通過總線上傳至監(jiān)控中心報(bào)警主機(jī)并與平臺(tái)聯(lián)動(dòng)；監(jiān)控中心安裝大型拼接液晶電視墻顯示實(shí)時(shí)視頻、回放錄像及標(biāo)識(shí)電子地圖報(bào)警地點(diǎn)畫面；通過綜合管理平臺(tái)進(jìn)行總體協(xié)調(diào)和報(bào)警聯(lián)動(dòng)。同時(shí)有專線連至屬地公安機(jī)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(jì)

4.1 攝像機(jī)

高清網(wǎng)絡(luò)IP攝像機(jī)可以實(shí)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(jī)布點(diǎn)配置，重要部位多方位監(jiān)控并設(shè)置拾音器，現(xiàn)金運(yùn)輸通道設(shè)置連續(xù)畫面監(jiān)控確?，F(xiàn)金安全，特殊窗口進(jìn)行智能視頻分析。全部攝像機(jī)要求具備網(wǎng)絡(luò)傳輸、紅外夜視、分辨率達(dá)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(shí)現(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)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(shí)，智能視頻分析器將相關(guān)視頻送到管理平臺(tái)，并輸出報(bào)警信號(hào)?？梢园岩曨l分析器嵌入前端攝像機(jī)實(shí)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(jí)，我們采用后端分析模式，在監(jiān)控中心增加若干臺(tái)視頻分析服務(wù)器，重點(diǎn)區(qū)域的視頻信號(hào)由相應(yīng)端口的視頻分析服務(wù)器抓取分析。每臺(tái)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(diǎn)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)?？漆t(yī)院，為了保護(hù)婦女患者隱私，本次安防建設(shè)不對(duì)診室內(nèi)部進(jìn)行視頻監(jiān)控。設(shè)計(jì)在每間診室配置1臺(tái)IP求助盒，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)，醫(yī)生按動(dòng)求助盒按鈕，監(jiān)控中心主機(jī)即可監(jiān)聽診室內(nèi)聲音并自動(dòng)啟動(dòng)錄音，值班人員可對(duì)犯罪嫌疑人進(jìn)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(hào)收費(fèi)窗口、藥庫、財(cái)務(wù)科、護(hù)士站、嬰兒房、ICU病房等重要場(chǎng)所設(shè)置入侵探測(cè)器或緊急報(bào)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(bào)警主機(jī)，將入侵探測(cè)器、緊急報(bào)警按鈕、視頻分析器等設(shè)備的報(bào)警端接入報(bào)警控制器中，同時(shí)配置報(bào)警鍵盤、報(bào)警打印機(jī)、報(bào)警警號(hào)、地址模塊等，實(shí)現(xiàn)報(bào)警系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。當(dāng)探測(cè)到入侵行為或觸發(fā)主動(dòng)報(bào)警時(shí)，監(jiān)控中心報(bào)警主機(jī)能第一時(shí)間發(fā)出聲光報(bào)警提示安保人員，系統(tǒng)可與視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，在發(fā)生警情時(shí)自動(dòng)切換出對(duì)應(yīng)視頻信號(hào)了解現(xiàn)場(chǎng)情況。

4.5 顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(duì)全網(wǎng)視頻統(tǒng)一調(diào)用、控制及顯示，實(shí)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?cái)?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(shí)現(xiàn)千兆業(yè)務(wù)帶寬。視頻數(shù)據(jù)全部通過IP-SAN主機(jī)集中存儲(chǔ)，各通道錄像存儲(chǔ)30天。監(jiān)控中心設(shè)備能處理1920*1080P、25（幀/秒）全實(shí)時(shí)視頻，顯示圖像（主觀評(píng)價(jià)）達(dá)到四級(jí)以上圖像質(zhì)量等級(jí)。監(jiān)控平臺(tái)的整體圖像接入能力≥1000路，具備擴(kuò)展為2000路的接入能力。支持客戶端數(shù)≥100個(gè)，實(shí)時(shí)圖像點(diǎn)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(shí)間延遲應(yīng)≤2s，平臺(tái)聯(lián)動(dòng)響應(yīng)延遲時(shí)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(jìn)行判斷，由于人類自身生理上的弱點(diǎn)，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(cuò)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(gè)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(jì)讓計(jì)算機(jī)理解視頻畫面中的內(nèi)容，輔助人工監(jiān)視圖像，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)感知視頻中的關(guān)鍵信息。通過在攝像機(jī)場(chǎng)景內(nèi)預(yù)設(shè)不同的報(bào)警規(guī)則，一旦監(jiān)控區(qū)域場(chǎng)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(dòng)觸發(fā)報(bào)警并提供相關(guān)處警信息，改變事后被動(dòng)處理為主動(dòng)防御，防止事件拖延、惡化，有效地協(xié)助安保人員處理危機(jī)。

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(jìn)展密切相關(guān)，發(fā)展已經(jīng)相對(duì)成熟，隨著高清攝像機(jī)的普及以及算法的不斷優(yōu)化，誤報(bào)率也已經(jīng)降低到可接受的范圍內(nèi)，逐步走入實(shí)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(shí)別

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

（2）行為異常檢測(cè)

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

（3）徘徊檢測(cè)

在醫(yī)院門診樓區(qū)域停診時(shí)段、夜間醫(yī)院圍墻和室外區(qū)域，視頻分析可用于檢測(cè)是否有人員在此區(qū)域徘徊。利用人影檢測(cè)功能，也可以在夜間黑暗中檢測(cè)樓宇天臺(tái)、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(cè)

在傳染隔離治療區(qū)、放射療治療區(qū)等重點(diǎn)防范場(chǎng)所的監(jiān)控場(chǎng)景視頻中勾畫虛擬警戒線，設(shè)定檢測(cè)區(qū)域，對(duì)目標(biāo)進(jìn)入、離開或突然出現(xiàn)在該區(qū)域的事件進(jìn)行檢測(cè)并及時(shí)告警。

（5）遺留物檢測(cè)

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

（6）物體移除檢測(cè)

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

（7）離崗檢測(cè)

對(duì)于醫(yī)院固定崗位上的服務(wù)人員進(jìn)行脫崗檢測(cè)，護(hù)士離開前臺(tái)、保安離開哨位等，超過預(yù)定時(shí)間則報(bào)警提示管理部門進(jìn)行監(jiān)督。

（8）視頻監(jiān)控系統(tǒng)故障檢測(cè)

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(jìn)行維護(hù)修理。

5.2 綜合管理軟件平臺(tái)

作為整個(gè)醫(yī)院安防系統(tǒng)的核心，智能安防管理軟件平臺(tái)具有報(bào)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(tái)系統(tǒng)具有智能聯(lián)動(dòng)功能，通過電子地圖進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)備和區(qū)域的管理，所有監(jiān)控點(diǎn)、報(bào)警點(diǎn)、門禁控制點(diǎn)都能夠標(biāo)注電子地圖上，當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，電子地圖上面清楚地指示出報(bào)警位置并發(fā)出語音提示，點(diǎn)擊圖標(biāo)即可遠(yuǎn)程監(jiān)看視頻并進(jìn)行語音對(duì)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(kuò)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(bào)警聯(lián)動(dòng)和智能視頻分析只是智能化的初步應(yīng)用，機(jī)器學(xué)習(xí)、云計(jì)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(xiàn)

[1]吳云龍，許棣華.智能視頻分析、分流技術(shù)在ATM機(jī)/自助銀行報(bào)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.

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[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(shí)踐[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.

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