淺談智慧園區(qū)安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

韓義

北京未來(lái)科學(xué)城科技發(fā)展有限公司系統(tǒng)集成部 北京 102211

引言

安全防范系統(tǒng)簡(jiǎn)稱安防系統(tǒng)，是指以安全為目的，綜合運(yùn)用人力防范、實(shí)體防范、電子防范等技術(shù)構(gòu)成的防范系統(tǒng)。其中電子防范系統(tǒng)通常包括入侵和緊急報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、停車場(chǎng)安全管理系統(tǒng)、防爆安全檢查系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、樓寓對(duì)講系統(tǒng)等。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展，國(guó)家和企業(yè)對(duì)安全越來(lái)越重視。本文從設(shè)計(jì)角度，以一個(gè)對(duì)安防要求較高的園區(qū)為例，簡(jiǎn)述安防系統(tǒng)中的電子防范系統(tǒng)在園區(qū)中的綜合運(yùn)用，以實(shí)現(xiàn)園區(qū)安全的目的。

1 設(shè)計(jì)理念

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)考慮與人力防范、實(shí)體防范的結(jié)合，而且要做到探測(cè)、延遲、反應(yīng)相協(xié)調(diào)；需要滿足防護(hù)的均衡性，并且對(duì)整個(gè)防范區(qū)域建立由外到里設(shè)置層層防護(hù)圈的縱深防護(hù)體系，根據(jù)園區(qū)的特點(diǎn)可以將其劃分為園區(qū)的周界防護(hù)、園區(qū)的出入口防護(hù)、園區(qū)室外的公區(qū)防護(hù)、建筑物的周界防護(hù)、建筑物的出入口防護(hù)、建筑物內(nèi)的公區(qū)防護(hù)、建筑物內(nèi)的禁區(qū)防護(hù)等七道防護(hù)圈，下面將逐一介紹各個(gè)防護(hù)圈的防護(hù)手段。

2 園區(qū)的周界防護(hù)

周界應(yīng)建設(shè)入侵報(bào)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1 入侵報(bào)警系統(tǒng)

常見(jiàn)的入侵報(bào)警探測(cè)器包括電子圍欄、紅外對(duì)射、振動(dòng)電纜、泄露電纜等，可以選用其中的一種或多種組合的方式進(jìn)行建設(shè)，而組合的方式根據(jù)防護(hù)等級(jí)的不同又可以區(qū)分為與的關(guān)系和或的關(guān)系。電子圍欄安裝于圍墻的正上方，具有阻擋和威懾作用，在違法人員試圖翻墻圍墻時(shí)，剪斷合金線將觸發(fā)探測(cè)器，強(qiáng)行翻越時(shí)不僅會(huì)觸發(fā)探測(cè)器還會(huì)有觸電感覺(jué)從而達(dá)到阻止翻越的目的，且誤報(bào)率極低，是一種理想的探測(cè)手段；紅外對(duì)射探測(cè)器成對(duì)使用，在人員阻斷紅外光束時(shí)會(huì)觸發(fā)探測(cè)器，容易受到落葉、小動(dòng)物、雨雪天氣的影響，誤報(bào)率較高，由于造價(jià)較低的特點(diǎn)，使用范圍仍然較廣；振動(dòng)電纜探測(cè)器附著在圍墻上，通過(guò)調(diào)整閾值，可以屏蔽微小的振動(dòng)，只有在人員攀爬圍墻過(guò)程中才產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，非常適合在不規(guī)則的周界區(qū)域、不能使用電源的場(chǎng)所安裝使用；泄露電纜探測(cè)器安裝于地下，完全隱蔽，能夠在電纜周圍產(chǎn)生一個(gè)不可見(jiàn)的探測(cè)場(chǎng)，如果人員進(jìn)入感應(yīng)區(qū)，就會(huì)觸發(fā)探測(cè)器，并能顯示人員的精確位置，此種探測(cè)器的缺點(diǎn)主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求較高，需要具備一定寬度的緩沖區(qū)，否則容易引起誤報(bào)，而且產(chǎn)品造價(jià)較高。探測(cè)器全部以圍墻為邊界安裝，而在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，為了提高觀賞性，圍墻內(nèi)外會(huì)種植高大的常綠樹(shù)木，對(duì)周界的防護(hù)造成一種困難，而且入侵者翻越“圍墻”時(shí)間極短，進(jìn)入園區(qū)后非常容易隱藏在園林景觀中，使安保人員難覓蹤跡，因此建議在園林的設(shè)計(jì)階段，從安全角度考慮，在圍墻內(nèi)外留有一定的入侵緩沖區(qū)，便于安保人員通過(guò)攝像機(jī)快速找到入侵者。

在設(shè)計(jì)周界的報(bào)警防區(qū)時(shí)，還應(yīng)考慮到在消防通道、門(mén)衛(wèi)室房頂?shù)葏^(qū)域設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)探測(cè)器，避免出現(xiàn)防護(hù)的真空地帶，從而滿足均衡防護(hù)的設(shè)計(jì)理念。

在探測(cè)到有入侵者之后，探測(cè)器會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過(guò)線路傳輸至中控室的報(bào)警主機(jī)，報(bào)警主機(jī)會(huì)產(chǎn)生一系列的聯(lián)動(dòng)動(dòng)作：①軟件的電子地圖上會(huì)顯示入侵者的位置；②警號(hào)會(huì)以聲光的方式提醒值班人員；③附近攝像機(jī)的畫(huà)面會(huì)自動(dòng)彈出到電視墻上，方便值班員掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，調(diào)動(dòng)安保人員直奔入侵者的位置；④聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的照明燈光，從而在夜間也能看到彩色的攝像機(jī)畫(huà)面。

2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要與入侵報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，因此攝像機(jī)的安裝位置應(yīng)該以入侵探測(cè)器的報(bào)警防區(qū)為基準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。攝像機(jī)可采用首尾相接方式安裝在圍墻上，如果采用電子圍欄的探測(cè)器，那么攝像機(jī)的支架應(yīng)高于電子圍欄的終端桿或承力桿高度，此時(shí)攝像機(jī)畫(huà)面效果更好。每個(gè)防區(qū)安裝的攝像機(jī)數(shù)量，規(guī)范上并無(wú)明確規(guī)定。我們可以依據(jù)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如約翰準(zhǔn)則、 歐盟安全設(shè)備用視頻監(jiān)控系統(tǒng)（第4部分）應(yīng)用指南、美國(guó)國(guó)土安全部2013（DHS 2013）的建議、安訊士的像素密度定義等，這里以安訊士的像素密度標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)。

根據(jù)安訊士標(biāo)準(zhǔn)，攝像機(jī)有4種不同的監(jiān)控需求，包括一般環(huán)境驗(yàn)證、室內(nèi)環(huán)境驗(yàn)證、識(shí)別、偵測(cè)，按160mm的人臉寬度進(jìn)行估算，人臉對(duì)應(yīng)的像素分別是80像素、40像素、20像素和4像素。在周界的環(huán)境下，只需要做到偵測(cè)的4像素即可滿足要求，即25像素/m。按攝像機(jī)的視角為45度進(jìn)行核算，那么要實(shí)現(xiàn)偵測(cè)的效果，根據(jù)三角函數(shù)公式，1臺(tái)200萬(wàn)像素的攝像機(jī)可以監(jiān)控到93m的距離。如果是要求比較高的場(chǎng)所，按識(shí)別的效果進(jìn)行設(shè)計(jì)，同樣規(guī)格的攝像機(jī)能夠監(jiān)控到19m的距離。此監(jiān)控距離可以作為參考，在具體環(huán)境中，以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)攝像機(jī)點(diǎn)位數(shù)量。

由于周界是固定的監(jiān)視場(chǎng)景，因此攝像機(jī)以槍式為主。攝像機(jī)集成紅外補(bǔ)光燈，在夜間也能監(jiān)視到畫(huà)面。宜采用POE供電模式，節(jié)省線材和減少故障點(diǎn)。同時(shí)便于在發(fā)生入侵事件時(shí)，實(shí)現(xiàn)近距離的監(jiān)控，可以按每200m設(shè)計(jì)一臺(tái)球型攝像機(jī)。在特殊場(chǎng)景下可以提升為熱成像球型攝像機(jī)，即使在惡劣的天氣中也能監(jiān)控到現(xiàn)場(chǎng)的圖像。

目前，攝像機(jī)全部采用網(wǎng)絡(luò)模式，非常有利于集成各種接口，如音頻的輸入輸出接口，在一些項(xiàng)目中，可以在攝像機(jī)附近設(shè)計(jì)3.5mm接口的音箱，在即將發(fā)生入侵事件時(shí)，值班員就可以進(jìn)行遠(yuǎn)程喊話，喝退入侵者，起到預(yù)警的作用。

3 園區(qū)的出入口防護(hù)

園區(qū)的出入口建設(shè)一般包括門(mén)衛(wèi)室、人員通道和車輛通道。

門(mén)衛(wèi)室中可以設(shè)計(jì)緊急報(bào)警按鈕，線路傳輸?shù)街锌厥业膱?bào)警主機(jī)，在門(mén)衛(wèi)人員受到威脅時(shí)使用。

人員通道可以設(shè)計(jì)為閘機(jī)方式，有多個(gè)進(jìn)出通道時(shí)，至少要有1個(gè)較寬的通道保證運(yùn)輸貨物的小推車通行。進(jìn)出人員通過(guò)人臉識(shí)別、掃碼、刷門(mén)禁卡、刷身份證等多種方式通過(guò)閘機(jī)。由于具有不會(huì)丟失、被竊取、被偽造、無(wú)法代刷、自然性、識(shí)別的非接觸性、不被察覺(jué)性等特點(diǎn)，推薦使用人臉識(shí)別的方式驗(yàn)證。此系統(tǒng)與訪客系統(tǒng)聯(lián)通，訪客信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提前審核通過(guò)后，將訪客照片提前導(dǎo)入人臉數(shù)據(jù)庫(kù)，訪客在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)通過(guò)閘機(jī)時(shí)自動(dòng)放行，從而達(dá)到節(jié)省登記時(shí)間和通行過(guò)程留痕的效果。系統(tǒng)可以與考勤系統(tǒng)對(duì)接，人員在閘機(jī)上刷臉后，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)考勤時(shí)間，避免重復(fù)考勤登記的行為。在人臉數(shù)據(jù)庫(kù)中可以根據(jù)需求增加黑名單，對(duì)應(yīng)人員識(shí)別時(shí)，系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，執(zhí)法人員可快速應(yīng)對(duì)處理。

車輛通道常規(guī)設(shè)計(jì)為車牌識(shí)別方式的車輛管理系統(tǒng)，固定車輛自動(dòng)放行，通過(guò)預(yù)約登記的外部車輛可提前將車牌信息錄入系統(tǒng)，在規(guī)定時(shí)間段、固定的大門(mén)通過(guò)時(shí)才可自動(dòng)放行，未預(yù)約車輛不放行。

車輛管理系統(tǒng)可應(yīng)用于日常的管理當(dāng)中，但無(wú)法阻止不法分子駕駛車輛強(qiáng)行闖入或闖出，無(wú)法真正有效的攔截車輛，一旦發(fā)生緊急情況，只能依靠安保人員阻止，比較危險(xiǎn)。因此可以根據(jù)車輛出入口建筑的空間結(jié)構(gòu)、功能、服務(wù)對(duì)象等特點(diǎn)設(shè)計(jì)防暴升降式阻車路障。根據(jù)《防暴升降式阻車路障》GA/T 1343-2016規(guī)范要求，路障升起后的高度應(yīng)大于或等于600mm，升降速度大于或等于150mm/s，路障間隔小于或等于800mm[1]。在項(xiàng)目實(shí)施前，與土建施工方做好對(duì)接，提前預(yù)留預(yù)埋，避免二次施工。

在安全級(jí)別較高的場(chǎng)所可以設(shè)計(jì)防爆安檢門(mén)，檢測(cè)人員是否攜帶違禁物品；設(shè)計(jì)車底成像系統(tǒng)，檢測(cè)車輛底盤(pán)是否藏匿危險(xiǎn)物品。

同時(shí)，在門(mén)衛(wèi)室、人員通道和車輛通道分別配備安保人員進(jìn)行監(jiān)督管理，還應(yīng)建設(shè)對(duì)應(yīng)的高清攝像機(jī)，建議再設(shè)計(jì)1套或多套全景攝像機(jī)，即通過(guò)全景攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口大場(chǎng)景的監(jiān)控，讓畫(huà)面不再是支離破碎的感覺(jué)，在查詢錄像回放時(shí)能夠更快的定位到違法人員。

4 園區(qū)室外的公區(qū)防護(hù)

主要建設(shè)高清攝像機(jī)，路口、道路、停車區(qū)域、建筑物的出入口等位置設(shè)計(jì)槍式或球形攝像機(jī)，置高點(diǎn)設(shè)計(jì)全景攝像機(jī)，攝像機(jī)的點(diǎn)位布置原則可以參考本論文的安訊士標(biāo)準(zhǔn)。如果有人臉軌跡追蹤的需求，可以在關(guān)鍵路徑上設(shè)計(jì)人臉識(shí)別攝像機(jī)，此類型攝像機(jī)對(duì)安裝高度有特殊要求，具體可咨詢對(duì)應(yīng)的供應(yīng)商。在設(shè)計(jì)室外攝像機(jī)時(shí)，根據(jù)管井情況，對(duì)線路的路由應(yīng)做合理設(shè)計(jì)，規(guī)劃好光纜、網(wǎng)絡(luò)、電源線、設(shè)備箱的使用，避免投資浪費(fèi)。

5 建筑物的周界防護(hù)

園區(qū)內(nèi)有多個(gè)建筑物，分屬不同的用戶使用，因此進(jìn)入園區(qū)以后并不意味著具有進(jìn)入所有建筑物的權(quán)限，也要對(duì)建筑物的周界和出入口進(jìn)行分別防護(hù)。建筑物的周界防護(hù)主要是針對(duì)非法入侵者從窗戶進(jìn)入樓內(nèi)，而且進(jìn)入園區(qū)的人員不能將其與社會(huì)人員同等對(duì)待，可適當(dāng)降低防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，一般來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)使用主動(dòng)紅外對(duì)射探測(cè)器即可。

6 建筑物的出入口防護(hù)

建設(shè)內(nèi)容包括人臉識(shí)別閘機(jī)和高清攝像機(jī)，與園區(qū)出入口的人員通道防護(hù)類似。

7 建筑物內(nèi)的公區(qū)防護(hù)

建設(shè)內(nèi)容包括高清攝像機(jī)和巡更點(diǎn)位。

高清攝像機(jī)主要安裝于電梯內(nèi)、電梯廳、走廊、樓梯口、地下停車場(chǎng)、關(guān)鍵出入口等位置，盡可能做到無(wú)死角監(jiān)控，以半球或槍式攝像機(jī)為主。攝像機(jī)的點(diǎn)位布置原則可以參考本論文的安訊士標(biāo)準(zhǔn)[2]。

8 建筑物內(nèi)的禁區(qū)防護(hù)

禁區(qū)一般包括建筑物的財(cái)務(wù)室、中控室、機(jī)房、重要的檔案庫(kù)房、銷毀庫(kù)房，未經(jīng)授權(quán)不允許進(jìn)入，因此應(yīng)在門(mén)口設(shè)計(jì)門(mén)禁系統(tǒng)，并且根據(jù)防護(hù)等級(jí)要求的不同，進(jìn)出雙向或單向刷卡/人臉識(shí)別的讀取裝置，由于門(mén)禁的電鎖由門(mén)禁控制器進(jìn)行管理，所以門(mén)禁控制器的位置應(yīng)該設(shè)計(jì)安裝于此禁區(qū)的房間內(nèi)或者更高權(quán)限等級(jí)的房間內(nèi)，防止門(mén)禁控制器成為易受攻擊的薄弱環(huán)節(jié)。還應(yīng)該在禁區(qū)室內(nèi)安裝雙鑒探測(cè)器，防止違法人員通過(guò)其他途徑進(jìn)入。在房間內(nèi)或房間外設(shè)置高清攝像機(jī)，記錄人員進(jìn)出情況。

9 配套設(shè)計(jì)

每套子系統(tǒng)均應(yīng)建設(shè)對(duì)應(yīng)的配套裝置，如傳輸?shù)墓芫€、管理主機(jī)、輸入輸出設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、顯示設(shè)備、電源供電設(shè)備等。本文主要提及以下幾個(gè)注意點(diǎn)可供參考。

9.1 備用電源

安防系統(tǒng)對(duì)各子系統(tǒng)均有備用電源供電時(shí)間的要求，入侵和緊急報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)急供電時(shí)間不宜小于8小時(shí)；視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)急供電時(shí)間不宣小于1小時(shí)，關(guān)鍵設(shè)備不包括顯示設(shè)備；出入口控制系統(tǒng)的應(yīng)急供電時(shí)間不宜小于1小時(shí)，此處應(yīng)注意與消防系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，避免消防系統(tǒng)提供強(qiáng)切信號(hào)后，仍然對(duì)門(mén)鎖供電的情況。

9.2 攝像機(jī)存儲(chǔ)時(shí)間

除了特殊要求外，攝像機(jī)的視頻圖像信息保存期限不少于30天，防范恐怖襲擊重點(diǎn)目標(biāo)的視頻圖像信息保存期限不應(yīng)少于90天[3]。下面以一臺(tái)攝像機(jī)存儲(chǔ)30天時(shí)間所需要的容量進(jìn)行舉例，說(shuō)明硬盤(pán)錄像機(jī)接入攝像機(jī)時(shí)需要的硬盤(pán)數(shù)量。

200萬(wàn)像素的攝像機(jī)以H.265的編碼格式進(jìn)行存儲(chǔ)的話，可按2Mbps的碼流進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式為：

2×3600（每小時(shí)的秒數(shù)）×24（每天的小時(shí)數(shù)）×30（天）/8（Mb轉(zhuǎn)換為MB）/1024（MB轉(zhuǎn)換為GB）/1024（GB轉(zhuǎn)換為T(mén)B）×1.1（冗余系數(shù)，包括硬盤(pán)容量的單位轉(zhuǎn)換和格式化損失），算出的數(shù)值約等于0.68TB。由于硬盤(pán)的標(biāo)稱容量是按千分制進(jìn)行換算的，即1TB=1000GB，所以需要考慮單位轉(zhuǎn)換造成的損失。

10 結(jié)束語(yǔ)

總之，安防系統(tǒng)是智慧園區(qū)建設(shè)的主要組成部分，對(duì)保障園區(qū)用戶的生命和財(cái)產(chǎn)安全起著重要作用，因此在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，一定要結(jié)合用戶需求、現(xiàn)場(chǎng)情況、國(guó)家規(guī)范，制定合理的方案。