國家博物館改擴建工程中的防盜報警系統

左瑩郁， 齊 飛

（1．中建電子工程有限公司，北京 100026；2．北京世紀網雷科技有限公司，北京 100027）

0 引 言

佇立在北京市天安門廣場東側，與人民大會堂遙相呼應的中國國家博物館改擴建工程建筑面積19．19萬m2，建筑高度42．50m，共有地下2層，地上5層。其中，地下一層為展廳，地下二層為文物庫房；地上5層全部為展廳，室內主入口中空大廳高度26．875m。中國國家博物館改擴建項目于2007年3月開工建設，2011年3月竣工進入試運行，2012年3月正式開館。中國國家博物館的建筑體量和規模是目前世界上最大的，其藏品數量和展廳數量也居世界之首。該館改擴建項目無論是在建筑專業，還是結構等專業，在工程設計與施工中都采用了許多先進的技術，堪稱世界一流的國家博物館［1］。該項目的安全防范系統是在全世界沒有案例和類似相近工程可參照的情況下，由中建電子工程有限公司承擔系統集成設計和施工的。文中僅簡述該項目防盜報警系統的設計原理、組成與功能的實現。

中國國家博物館改擴建工程防盜報警系統是目前世界上最大的博物館報警系統，共設有報警防區6 685個。其中：3 879個為空間報警防區，另外2 806個報警防區是為展廳內布展預留的。按文獻［2－3］的規定，國家博物館的防護對象的風險等級和防護級別均為一級。同時，基于國家博物館在我國同行業位置的特殊性和重要性，在嚴格遵守規范、標準的基礎上，系統設計的標準遠遠超過了文獻［3］中表5．2．19先進型安防系統配置的標準。國家博物館防盜報警系統由硬件及軟件兩部分構成。

1 系統硬件的組成

該防盜報警系統按照文獻［3］的規定：相關子系統的配置，包括前端、傳輸、信號處理／控制／管理、顯示／記錄4大單元［3］。因此，該防盜報警系統硬件配置主要包括報警前端探測器、輸入模塊、輸出模塊、控制器、網絡交換機、服務器等部分。報警系統控制器采用雙線主備網絡與服務器通訊、主備網絡結構，以保證通信可靠。

系統采用iSTAR控制器基于以太網形式連接，iSTAR控制器與輸入、輸出模塊采用RS－485總線模式連接，報警系統硬件結構如圖1所示。

圖1 報警系統硬件結構

1.1 報警控制器

報警防盜系統采用SOFTWARE House的iSTAR控制器，該控制器允許與出入口管理系統可靠、安全的無縫集成。報警防盜系統控制器iSTAR采用獨立的環形總線結構，保證可靠、安全的通信［4］。iSTAR控制器基于以太網，將各種事件管理高度集成起來，提供一個智能的、安全的、可靠的報警監控系統的基礎。該控制器支持以下內容：雙網絡自動主備切換支持／冗余通訊，廣泛的報警監控，與C·CURE 9000無縫集成，高級的集群功能，具有安全通訊、網絡診斷、強兼容性、易于升級、快速數據庫備份和恢復等功能。雙重網絡支持允許用戶為iSTAR控制器生成安全的冗余網絡，以保證當一個網絡發生故障時，數據和安全設置得到完整備份并在冗余網絡上生效。此外，iSTAR提供全天24h的報警監控，顯示報警、短路、安全、開路和設備故障等狀態，并記錄存儲所有的報警事件和處理，具有防破壞報警功能。iSTAR還具備8h的獨立、后備電源，保障系統的不間斷工作。

1.2 輸入／輸出模塊

輸入／輸出模塊允許報警防盜系統有很強的擴展性，通過RS－485總線與iSTAR控制器連接，每iSTAR控制器可以接入16個模塊的輸入和16個模塊的輸出。

輸出模塊（R8模塊）總線模塊提供了一個附加的8個C型干接點延時輸出。每個iSTAR可提供16個模塊的輸出。連接在RS－485總線位置，可采用手拉手模式連接，有效減少了配線。

輸入模塊（I8模塊）總線模塊提供了8路A級輸入。每個iSTAR可提供16個模塊的輸入。連接在RS－485總線位置，可采用手拉手模式連接，有效減少了配線。

2 系統的軟件設計

該防盜報警系統軟件采用了C·CURE 9000軟件。C·CURE 9000提供了事件和報警監測的平臺，也是一個基于Windows的操作工作站，提供給用戶一個熟悉方便的操作界面。系統采用了分區與總控制管理結合的方式，在系統的所有層面上均使用了智能技術，能夠方便靈活地將數據上傳給C·CURE 9000系統。若遇到突發事件系統通訊不能進行時，每一個區域報警子系統將繼續運作，不會丟失安全性或信息數據。

C·CURE 9000系統能支持至少200用戶可編程的彩色繪圖，用于顯示建筑的平面圖、報警器的位置、報警器的指示內容。建筑平面圖以PCX或BMP格式生成，并能從別的系統（如Auto－CAD等工程軟件）導入，代表門、入口、報警點等圖標可以被放置在樓面布置圖上。電子地圖有總立面圖和各層平面圖，各層平面圖可以反映各層是否有處理的報警提示，并通過點擊總立面圖的相應區域調出各層平面圖。多級電子地圖顯示所有報警情況可以通過地圖顯示和控制。當報警觸發時，C·CURE 9000監視工作站可以自動顯示地圖。報警之后具有聲光警號提示。

在C·CURE 9000系統中，所有的報警信息都是實時的，這就確保了發生異常的時候，系統可以實時地監視。系統實時監控并顯示各子系統及設備的工作狀態，通信線路狀態，撤、布防狀態，故障報警等信息。

報警信息包括報警器名稱、報警時間、報警器所在輸入板和報警器所在控制器等。

操作員能夠定義報警的優先級（99級），快速、準確地處理各類報警事件。

可以集體地布防或撤防一組報警防區，也可對單一防區獨立進行布防或撤防。根據不同使用方式可靈活更改。

所有的報警事件采用數據庫的格式存儲，用戶可根據事件類型／時間等參數查詢數據。除非特別授權，普通用戶無法進入數據庫修改數據。C·CURE 9000專門提供的報表工具提供詳盡的報警信息統計與分析?？梢杂媚：壿嫷牟樵兎绞?，輸出為EXCEL，HTML及TXT格式，存檔或獲取需要的統計數據，并打印出相關報表。

3 集成管理平臺的功能

本項目安防系統集成平臺采用C·CURE 9000為基礎進行系統集成。其子系統主要有：視頻監控系統、音頻復核監控系統、防盜報警系統、出入口管理系統、巡更系統及車庫管理系統［5］等。

本系統集成的基本原則是在原有各子系統的基礎上，優化和提升原有系統的功能，形成區域管理集成系統。在區域管理系統的基礎上設計建立國家博物館弱電智能化工程最頂層的綜合安防集成管理系統。通過此系統的搭建，使整個國家博物館弱電智能化工程的智能化和信息化不僅僅體現在局部系統，而且構成了一個比較完整的弱電智能化系統。

3.1 視頻監控系統

通過軟件集成電視監視畫面可實時實現對攝像機的監視與控制。智能化集成系統由視頻監控矩陣提供的RS－232接口通過協議轉換將采集到的視頻畫面顯示在集成平臺上，能夠控制視頻畫面縮放，攝像頭聚焦、轉動、切換預置位等功能。通過建筑物模型圖、樓層平面圖和建筑物外圍區域電子地圖可選擇待操作的監控攝像機，對視頻監控系統進行快捷操作。智能化集成系統可以接受其它子系統的報警信號或請求信息控制視頻監控系統完成相應的切換畫面或預置位等動作［6］。接收從數字化視頻設備或視頻流媒體服務器發出的視頻圖像，瀏覽多路實時圖像、查詢歷史視頻記錄，提供對設備的參數設置，接收報警信息，支持與電子地圖客戶端的互動操作。

3.2 音頻復核監控系統

通過集成平臺可對音頻復核監控系統集成?？芍苯釉陔娮拥貓D上選擇音頻監聽位置，對其進行音頻復核。智能化集成系統可以接受其它子系統的報警信號或請求信息控制音頻矩陣完成相應監聽位置的切換。

3.3 防盜報警系統

用于報警狀態、事件信息及設備控制命令的解析及轉發，客戶端從接收報警狀態及事件信息的變化，并通過報警管理服務器轉發對前端設備的操作和控制命令。管理者通過事先軟件的設置和編制聯動響應程序，通過集成一體化界面的聯動狀態圖形達到全局事件的聯動控制，實現綜合安防集成管理系統整體響應。防盜報警系統實時顯示并記錄系統狀態和報警信息，可以通過安防系統進行有關區域的設防和撤防。當發生非法入侵時，智能化集成系統工作站應立即顯示警報發生點信息，彈出報警區域地圖界面，指示報警位置，啟動警號，報警區域視頻監控畫面切換到指定監視器并顯示報警位置，相關區域和通道的監控畫面同時切換到其它監視器，打開現場聲音通道對報警情況進行復核，向指定人員發出報警通知等［7］。聯動的意思是系統監控指定的子系統設備狀態，一旦設備的狀態變為預定值時就回控其它子系統的設備執行預定義的操作。聯動的實現有利于提高對突發事件的快速響應能力，從而實現了系統整體的防火、防災能力。聯動定義工具為管理員提供配置和定義發生各類事件時各子系統間聯動關系的功能。聯動關系的定義過程如下：首先要定義觸發事件，觸發事件一般從報警事件中選擇，也可以針對某些設備的狀態數值設立條件來定義；事件定義完畢后就可以指定管理工作站的報警動作和圖像顯示的聯動；接著定義各子系統內各種可回控設備的聯動響應。最后系統把這些關系存入數據庫，當事件發生時，系統就能按這個定義進行響應。

3.4 出入口管理系統（即門禁系統）

集成平臺可直接遠程控制門禁開關門，顯示讀卡信息，記錄門禁的通過人員。門禁系統、防盜報警系統及智能照明系統在地下二層庫區的聯動［8］。國家博物館地下二層庫區為24h布防，當第一個有權限人員刷卡并按鍵盤密碼開門后，聯動報警系統將本庫房進行撤防同時聯動智能照明系統將該庫房燈光開啟，當最后一個有權限人員刷卡出門后，聯動報警系統將本庫房進行布防同時聯動智能照明系統將該庫房燈光關閉。

3.5 巡更系統

巡更是指系統按預定的時間檢查各子系統設備，看設備的狀態是否符合規定。例如：節假日博物館各辦公室、廳的門禁是鎖著的，為保證安全，系統能定期檢查一下門禁是否確實鎖著，如果門開了，應立即形成報警記錄，并通知相關人員，實現了系統的巡更功能。系統在軟件上提供一個巡更日程表來安排巡更的時間和內容。

4 結 語

國家博物館改擴建工程防盜報警系統是目前世界上最大的博物館防盜報警系統，也是國內首次自行設計和采用的超大規模、集成度高的博物館安防系統，其部分聯動功能也是首次使用的。該工程已于2011年3月投入試運行（試開館），并通過了國家有關方面的逐項檢測［9］，確認本項目的弱電系統集成設計與施工已經達到了設計的要求。2012年3月2日國家博物館試運行結束，工程設計與施工實踐和系統運行的實際表明，本項目滿足了業主的需要和系統集成設計的各項指標的要求，達到了安全、可靠、正常運行、使用的目標。但在實踐中，也切身感覺到超大型博物館弱電系統的許多技術問題，我國與國際目前現行的規范和標準中還沒有涉及，還存在一些亟待解決的問題，應引起國家相關管理部門的關注。

［1］ 樊江云．國博試運行一年昨正式開館［N／OL］．北京青年報，2012－03－02（A13）［2002－03－12］．

［2］ 中華人民共和國公安部．文物系統博物館風險等級和安全防護級別的規定（GA 27－2002）［M］．北京：中國計劃出版社，2002．

［3］ 中華人民共和國公安部．安全防范系統設計規范（GB 50348－2004）［M］．北京：中國計劃出版社，2004．

［4］ 左斌．智能建筑設備手冊［M］．北京：中國建筑工業出版社，2003．

［5］ 左斌．停車場（庫）管理系統的設備及選型［J］．吉林工學院學報：自然科學版，2002，23（S1）：7－9．

［6］ 中華人民共和國公安部．視頻安防監控系統工程設計規范（GB 50395－2007）［M］．北京：中國計劃出版社，2007．

［7］ 中華人民共和國公安部．入侵報警系統工程設計規范（GB 50394－2007）［M］．北京：中國計劃出版社，2007．

［8］ 中華人民共和國公安部．出入口控制系統工程設計規范（GB 50396－2007）［M］．北京：中國計劃出版社，2007．

［9］ 中華人民共和國公安部．安全防范系統驗收規則（GA 308－2001）［M］．北京：中國計劃出版社，2001．