建筑物安全技術防范系統的構建

朱琳

摘要：文章首先闡述了安全技術防范系統的概念、發展，深入分析了建筑物對安防系統的需求，并詳細介紹了視頻監控系統、防盜報警系統、電子巡更系統、安防集成管理系統的系統組成、設備參數以及設計方案，最后對整套系統進行了全面總結。

關鍵詞：安全技術防范;方案;構建

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）26-0052-03

1 安全技術防范系統的概念、應用

隨著科技的進步和經濟的發展帶來了社會生活水平的日益提高。安全技術防范系統已經成為保護人民生命和財產安全的重要工具，在醫院、學校、辦公樓、銀行、小區、政府機構、車站、碼頭等重要場所，已經得到了最為廣泛的應用。

安全技術防范技術包括物理防護技術、電子防范技術和生物統計學防護技術三大技術領域。安全技術防范技術主要是利用信息采集、傳輸、監控、編碼、管理以及安防集成等技術，為建筑環境提供一個安全、便利、舒適的受保護空間。安全技術防范系統主要由視頻監控系統、防盜報警系統、電子巡更系統、安防集成管理系統等四大部分系統組成。

2 安防系統的設計需求及方案

安防系統主要由視頻監控系統、防盜報警系統、電子巡更系統、安防集成系統組成。在方案構建時不片面追求每一個子系統的無死角防范，而是以視頻監控系統為核心，以防盜報警系統、電子巡更系統為補充，以安防集成系統為總控制的方式，打造一個全系統、多方位、空間的，點、線、面空間防范相組合的立體防控體系。

根據建筑的實際使用需求，我們將整套防范體系分為三級：

第一級防范：常規公共區域視頻監控、配合電子巡更系統建設;

第二級防范：易發生安全隱患的區域，視頻監控系統配合主動緊急報警系統、電子巡更系統建設;

第三級防范：重點防范區域如機房、收銀、財務等，視頻監控系統配合被動入侵報警系統、門禁管理系統建設。

2.1 視頻監控系統

視頻監控系統主要通過采用數字化解決方案，以數字傳輸視頻信號，集中采集、處理視頻信號的模式，把廣泛分布的監控點，有效地集合在一起。既可以在監控中心集中監控，又可以通過網絡系統在任何一個有網絡的地方實時觀看，任何一個擁有權限的客戶端只要通過一臺電腦和網絡就能方便地查看任何一個在線視頻和錄像。畫面還可根據實際需要隨意切換單畫面、多畫面，也能通過手動切換調看不同攝像機圖像，也可以設置在一定時間間隔內自動循環切換。

視頻監控系統在安防系統中起著舉足輕重的作用，是安防系統的前端組成部分，是整套安防系統的“哨兵”。除了在對監控區域可以進行全天候不間斷的被動方式監控以外，在有突發情況發生的時候，管理人員還可以主動、及時地通過監控系統發現，以便可以準確及時地進行情況處理。在事后還可以通過存儲的視頻監控資料，對某些重要環節和情景進行回放分析。

視頻監控系統主要包括前端部分、傳輸部分、控制部分、顯示及存儲部分等。前端部分包括視頻攝像機、拾音器等，傳輸部分包括網絡電纜、供電模塊等，控制部分包括視頻管理服務器、控制軟件等，顯示部分包括監視器、顯示屏，存儲部分包括磁盤陣列、磁盤擴展柜、高速存儲硬盤等。

1）前端部分

視頻攝像機是整個視頻監控系統的信號源，視頻監控系統最終使用性能和效果可以說完全取決于視頻攝像機的質量。攝像機通過同軸視頻電纜、網線、光纖將視頻圖像傳輸到控制主機。

本系統安裝的攝像機主要分布在：電梯廳、公共走廊、室內外進出通道、樓梯走道、電梯轎廂等重點部位。系統主要采用網絡化結構，具有后期可擴展性，以及使用上的方便性。

在既保證覆蓋面又兼顧經濟性的原則下，點位設置主要采用以下方式：將監控區域按照重要程度從低到高依次分為一、二、三級，第一級、第二級防范區域采用標清網絡攝像機（百萬像素高清圖像畫面，720P分辨率，標配6mm鏡頭，最低照度0.1Lux，ICR紅外濾片式自動切換，自動轉黑白， 采用標準H.2645.0視頻壓縮技術），第三級防范區域采用高清網絡攝像機（百萬像素高清圖像畫面，1080P分辨率，標配8mm鏡頭，最低照度0.1Lux，ICR紅外濾片式自動切換，自動轉黑白， 采用標準H.264視頻壓縮技術，支持雙碼流功能）。根據建筑面積和功能區域劃分需要，本系統共設置攝像機108臺，其中：室外網絡高速球機4臺、室內網絡高速球（1080P）攝像機5臺、網絡紅外半球（1080P）26臺、網絡半球（1080P）攝像機20臺、網絡半球（720P）攝像機5臺、網絡紅外槍式（720P）攝像機8臺、網絡寬動態（1080P）攝像機22臺、模擬電梯專用攝像機18臺。

2）傳輸部分

系統采用數字傳輸方式，利用安防專網，在弱電間放置接入層交換機及編碼器，它克服了模擬傳輸系統布線復雜、傳輸距離局限性等缺點。電梯隨行電纜的敷設和安裝由電梯安裝公司負責實施，我方僅在電梯機房預留接口。網絡攝像機采用六類非屏蔽雙絞線敷設至接入層交換機，采用UPS集中供電。所有攝像機及編碼器均敷設一根六類非屏蔽雙絞線至所在樓層的管理間。本方案中共設32個分管理間，分別設在一層至四層（4個管理間）、五層至十二層（2個管理間）?？紤]到后期擴展性，從網絡中心機房到監控室預留1根6芯室內萬兆多模光纖供后期擴展系統使用。供電系統采用獨立存放的在線式240KVAUPS（斷電后可延時4小時）為攝像機電源和后臺存儲管理設備進行集中供電，以確保斷電后視頻監控系統可正常運行?？紤]到強弱電的互相干擾，視頻監控系統使用的主干電源線（AC240V）應采用獨立橋架或管路敷設，與視頻信號傳輸線路應保持30厘米以上的安全距離。由于部分攝像機電源采用的是直流12V的供電方式，對弱電干擾性較小，因此可以和視頻線、控制線同橋架敷設。

3）控制部分

前端的網絡式攝像機，集中由后臺視頻管理服務器進行統一處理。系統設立一個總控中心，在監控中心部署大屏、控制工作站、交換機等設備，監控中心顯示大屏可通過解碼器自帶的視頻輸出接口直接與監視墻進行連接，實現對前端圖像的實時監控。所有視頻管理服務器、數據管理服務器、核心交換機，完成對建筑內所有視頻監控設備的管理、視頻圖像的分發、視頻數字存儲功能和整網的統一管理。管理人員和各部門人員根據不同的角色權限，可通過計算機登錄客戶端實現實時瀏覽前端圖像、檢索歷史重要數據，以及對前端攝像頭進行控制以及編碼器的設置功能[1]。

4）顯示及記錄設備

顯示設備主要包括監視器、液晶屏等，整套視頻監控系統攝像機的圖像主要通過顯示設備顯現在監視器的屏幕上，是視頻監控系統的重要組成部分。本系統主要采用16臺46寸液晶拼接屏（4x4）組成、8臺26寸液晶監視器和一塊4.5*0.4的雙基色條屏的電視墻組合而成[2]。

記錄設備即存儲設備，是整改監控系統的核心組件。系統的設計主要具有以下功能：

① 一級、二級區域的視頻監控數據存儲周期不少于30天，三級區域的視頻監控數據存儲周期不少于60天;

② 圖像采用H.264或MPEG-4/2視頻編碼格式進行圖像存儲。音頻采用G.711/ G.723 /G.729等音頻編解碼器標準同步存儲;

③ 存儲空間具有可擴充、可擴展性;

④ 具有對視頻數據文件采取防篡改措施，以及具有完整性檢查措施;

⑤ 可支持多用戶并發訪問同一數據源的功能;

⑥ 圖像記錄、網絡回放支持雙工、雙碼流模式。

2.2 防盜報警系統

防盜報警系統由探測器、控制系統、傳輸系統、報警主機等部分組成，具有視頻聯動錄像、燈光、警報、自動110聯網等功能。按照警報觸發方式劃分，可分為主動報警系統和被動式防入侵系統兩類。

主動報警系統采用總線控制方式，當使用人員觸發報警開關時，設置在監控室的控制主機就發出聲光報警信號，同時觸發視頻監控系統，視頻攝像機自動切換至事發區域。系統報警主機具有公安聯網報警接口，可以通過防盜報警主機與公安部門報警中心進行聯網，自動將報警信息傳輸至公安部門，確保公安部門可以及時掌握情況，迅速出警。

被動式防入侵系統主要采用紅外感應方式觸發報警系統，在入侵系統開啟后，外界人員進入并觸碰到紅外感應線后，報警系統就會被觸發，信號直接傳輸到監控室，并指示報警地點，同時聯動相應位置的攝像機畫面。對三級防范的重點區域設置被動式防入侵系統[3]。

系統主要部件的參數：

探測器：微處理器控制（MAP），微波/被動紅外技術，內置診斷和監控360°探測視區， 安裝高度為2.4m～4.9m， 微處理器自動在上電時啟動自檢。

報警主機：包括9個基本防區，3個鍵盤緊急按鍵防區，防區設置響應時間為10毫秒。

2.3電子巡更系統

電子巡更系統是在視頻監控系統基礎上的補充，它與視頻系統相輔相成，是整個安防系統的重要組成部分。電子巡更系統通過合理設計的巡更點、巡更線路，對大樓的一些死角實現全覆蓋。

電子巡更系統分為在線式和離線式兩種模式。在線式具有實時傳輸數據的功能，但布線成本較為昂貴。本系統設計的為離線式電子巡檢系統，主要通過巡檢器和信息管采集信息，并將巡檢器的數據通過離線的方式傳輸至控制主機中。在設計時根據實際安全防范預案，將信息管安裝在重點區域或者需要巡防的巡更點上。當保安人員巡查至該區域或者巡更點時，巡檢器在有效范圍內（通常不超過1米）可以自動采集到安裝在該地點的信息管數據，巡檢器自動記錄下信息管的代碼，以及采集的時間和該地點的方位信息。巡檢器數據離線傳輸至控制系統，控制系統對數據進行計算匯總和分析以后，通過對事先設定的巡邏計劃和路線進行分析、比對，可以得出包含巡邏時間、路線、周期等統計報表，通過這些報表可以直觀、真實地反映出巡邏工作情況，并可成為安保人員的績效考核依據[4]。

本系統主要包括巡檢器、信息管、控制系統三部分。該系統可以實現與報警系統、對講系統的聯動，通過硬件和軟件的方式實現接入共享，從而能夠節約建設成本。

主要部件參數：

巡檢器：具有32G存儲容易，可存儲大量數據，兼具大功率手電、警棍功能，不銹鋼外殼、橡膠護套、內部電路防震技術，工作溫度：-40℃～+60℃

信息管：安放于巡檢線路的關鍵點上，具有防水防腐功能，室內外均可安裝。無須供電、無須布線、接觸識讀。使用壽命：讀取60萬次。工作溫度：-40℃～+80℃

2.4 安防集成管理系統

安防集成管理系統主要是通過視頻監控系統、電子巡更系統、報警系統的接口協議，實現視頻監控系統、電子巡更系統、報警系統之間有效的聯動控制與管理，從而實現基于平臺的統一管理、統一顯示、統一存儲、統一操作、統一查詢等功能（拓撲圖如圖1）。它可以通過拓展各安防技術子系統的應用范圍，來增強安防控能力，提高安全管理水平。對于安全技術防范能力有重要價值，側重第一時間發現隱患，解決問題，更有利于后期查證問題。

集成系統軟件采用分布集中式架構，通過分析系統的任務，合理分割系統的各種模塊，各種模塊按需配置，靈活組建子系統。整個系統由多層次的若干個子系統組成，每個子系統可單獨工作，也可與其他子系統協同工作，系統資源合理分散，又可統一調度。隨著系統規模增大，系統復雜度不會平方級增長，實現高性價、高可靠性、高可用性。

3 結束語

本安防系統通過各子系統的相互運行、配合，構建成了一套完整的、可靠的、集成的、易操作的安防系統，使其成為一個有機的整體，為建筑物構筑了一道安全的技術屏障。

參考文獻：

[1] 劉紅東，胡燕.通過串口聯網服務器實現的多級視頻矩陣監控系統[J].廣東自動化與信息工程，2004，25（3）：28-30.

[2] 羅軍.博物館安全技術防范系統設計與應用[J].科技傳播，2012，4（18）：203.

[3] 彭志平.北京大學安全技術防范系統設計分析[J].安全技術防范，2003（3）：32-35.

[4] 張津鋒.基于LonWorks現場總線技術的安防系統設計與實現[D].蘭州：蘭州大學，2006.

【通聯編輯：光文玲】