國家博物館改擴(kuò)建工程中的防盜報(bào)警系統(tǒng)

左瑩郁， 齊 飛

（1．中建電子工程有限公司，北京 100026；2．北京世紀(jì)網(wǎng)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(cè)，與人民大會堂遙相呼應(yīng)的中國國家博物館改擴(kuò)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(nèi)主入口中空大廳高度26．875m。中國國家博物館改擴(kuò)建項(xiàng)目于2007年3月開工建設(shè)，2011年3月竣工進(jìn)入試運(yùn)行，2012年3月正式開館。中國國家博物館的建筑體量和規(guī)模是目前世界上最大的，其藏品數(shù)量和展廳數(shù)量也居世界之首。該館改擴(kuò)建項(xiàng)目無論是在建筑專業(yè)，還是結(jié)構(gòu)等專業(yè)，在工程設(shè)計(jì)與施工中都采用了許多先進(jìn)的技術(shù)，堪稱世界一流的國家博物館［1］。該項(xiàng)目的安全防范系統(tǒng)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(dān)系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)和施工的。文中僅簡述該項(xiàng)目防盜報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、組成與功能的實(shí)現(xiàn)。

中國國家博物館改擴(kuò)建工程防盜報(bào)警系統(tǒng)是目前世界上最大的博物館報(bào)警系統(tǒng)，共設(shè)有報(bào)警防區(qū)6 685個(gè)。其中：3 879個(gè)為空間報(bào)警防區(qū)，另外2 806個(gè)報(bào)警防區(qū)是為展廳內(nèi)布展預(yù)留的。按文獻(xiàn)［2－3］的規(guī)定，國家博物館的防護(hù)對象的風(fēng)險(xiǎn)等級和防護(hù)級別均為一級。同時(shí)，基于國家博物館在我國同行業(yè)位置的特殊性和重要性，在嚴(yán)格遵守規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了文獻(xiàn)［3］中表5．2．19先進(jìn)型安防系統(tǒng)配置的標(biāo)準(zhǔn)。國家博物館防盜報(bào)警系統(tǒng)由硬件及軟件兩部分構(gòu)成。

1 系統(tǒng)硬件的組成

該防盜報(bào)警系統(tǒng)按照文獻(xiàn)［3］的規(guī)定：相關(guān)子系統(tǒng)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(bào)警系統(tǒng)硬件配置主要包括報(bào)警前端探測器、輸入模塊、輸出模塊、控制器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、服務(wù)器等部分。報(bào)警系統(tǒng)控制器采用雙線主備網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器通訊、主備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以保證通信可靠。

系統(tǒng)采用iSTAR控制器基于以太網(wǎng)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(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 報(bào)警系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

1.1 報(bào)警控制器

報(bào)警防盜系統(tǒng)采用SOFTWARE House的iSTAR控制器，該控制器允許與出入口管理系統(tǒng)可靠、安全的無縫集成。報(bào)警防盜系統(tǒng)控制器iSTAR采用獨(dú)立的環(huán)形總線結(jié)構(gòu)，保證可靠、安全的通信［4］。iSTAR控制器基于以太網(wǎng)，將各種事件管理高度集成起來，提供一個(gè)智能的、安全的、可靠的報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。該控制器支持以下內(nèi)容：雙網(wǎng)絡(luò)自動主備切換支持／冗余通訊，廣泛的報(bào)警監(jiān)控，與C·CURE 9000無縫集成，高級的集群功能，具有安全通訊、網(wǎng)絡(luò)診斷、強(qiáng)兼容性、易于升級、快速數(shù)據(jù)庫備份和恢復(fù)等功能。雙重網(wǎng)絡(luò)支持允許用戶為iSTAR控制器生成安全的冗余網(wǎng)絡(luò)，以保證當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，數(shù)據(jù)和安全設(shè)置得到完整備份并在冗余網(wǎng)絡(luò)上生效。此外，iSTAR提供全天24h的報(bào)警監(jiān)控，顯示報(bào)警、短路、安全、開路和設(shè)備故障等狀態(tài)，并記錄存儲所有的報(bào)警事件和處理，具有防破壞報(bào)警功能。iSTAR還具備8h的獨(dú)立、后備電源，保障系統(tǒng)的不間斷工作。

1.2 輸入／輸出模塊

輸入／輸出模塊允許報(bào)警防盜系統(tǒng)有很強(qiáng)的擴(kuò)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(gè)模塊的輸入和16個(gè)模塊的輸出。

輸出模塊（R8模塊）總線模塊提供了一個(gè)附加的8個(gè)C型干接點(diǎn)延時(shí)輸出。每個(gè)iSTAR可提供16個(gè)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(gè)iSTAR可提供16個(gè)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(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

該防盜報(bào)警系統(tǒng)軟件采用了C·CURE 9000軟件。C·CURE 9000提供了事件和報(bào)警監(jiān)測的平臺，也是一個(gè)基于Windows的操作工作站，提供給用戶一個(gè)熟悉方便的操作界面。系統(tǒng)采用了分區(qū)與總控制管理結(jié)合的方式，在系統(tǒng)的所有層面上均使用了智能技術(shù)，能夠方便靈活地將數(shù)據(jù)上傳給C·CURE 9000系統(tǒng)。若遇到突發(fā)事件系統(tǒng)通訊不能進(jìn)行時(shí)，每一個(gè)區(qū)域報(bào)警子系統(tǒng)將繼續(xù)運(yùn)作，不會丟失安全性或信息數(shù)據(jù)。

C·CURE 9000系統(tǒng)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(bào)警器的位置、報(bào)警器的指示內(nèi)容。建筑平面圖以PCX或BMP格式生成，并能從別的系統(tǒng)（如Auto－CAD等工程軟件）導(dǎo)入，代表門、入口、報(bào)警點(diǎn)等圖標(biāo)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(bào)警提示，并通過點(diǎn)擊總立面圖的相應(yīng)區(qū)域調(diào)出各層平面圖。多級電子地圖顯示所有報(bào)警情況可以通過地圖顯示和控制。當(dāng)報(bào)警觸發(fā)時(shí)，C·CURE 9000監(jiān)視工作站可以自動顯示地圖。報(bào)警之后具有聲光警號提示。

在C·CURE 9000系統(tǒng)中，所有的報(bào)警信息都是實(shí)時(shí)的，這就確保了發(fā)生異常的時(shí)候，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地監(jiān)視。系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控并顯示各子系統(tǒng)及設(shè)備的工作狀態(tài)，通信線路狀態(tài)，撤、布防狀態(tài)，故障報(bào)警等信息。

報(bào)警信息包括報(bào)警器名稱、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警器所在輸入板和報(bào)警器所在控制器等。

操作員能夠定義報(bào)警的優(yōu)先級（99級），快速、準(zhǔn)確地處理各類報(bào)警事件。

可以集體地布防或撤防一組報(bào)警防區(qū)，也可對單一防區(qū)獨(dú)立進(jìn)行布防或撤防。根據(jù)不同使用方式可靈活更改。

所有的報(bào)警事件采用數(shù)據(jù)庫的格式存儲，用戶可根據(jù)事件類型／時(shí)間等參數(shù)查詢數(shù)據(jù)。除非特別授權(quán)，普通用戶無法進(jìn)入數(shù)據(jù)庫修改數(shù)據(jù)。C·CURE 9000專門提供的報(bào)表工具提供詳盡的報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)與分析。可以用模糊邏輯的查詢方式，輸出為EXCEL，HTML及TXT格式，存檔或獲取需要的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并打印出相關(guān)報(bào)表。

3 集成管理平臺的功能

本項(xiàng)目安防系統(tǒng)集成平臺采用C·CURE 9000為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)集成。其子系統(tǒng)主要有：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、音頻復(fù)核監(jiān)控系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、出入口管理系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)及車庫管理系統(tǒng)［5］等。

本系統(tǒng)集成的基本原則是在原有各子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化和提升原有系統(tǒng)的功能，形成區(qū)域管理集成系統(tǒng)。在區(qū)域管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)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(tǒng)。通過此系統(tǒng)的搭建，使整個(gè)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(xiàn)在局部系統(tǒng)，而且構(gòu)成了一個(gè)比較完整的弱電智能化系統(tǒng)。

3.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

通過軟件集成電視監(jiān)視畫面可實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)對攝像機(jī)的監(jiān)視與控制。智能化集成系統(tǒng)由視頻監(jiān)控矩陣提供的RS－232接口通過協(xié)議轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動、切換預(yù)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(qū)域電子地圖可選擇待操作的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行快捷操作。智能化集成系統(tǒng)可以接受其它子系統(tǒng)的報(bào)警信號或請求信息控制視頻監(jiān)控系統(tǒng)完成相應(yīng)的切換畫面或預(yù)置位等動作［6］。接收從數(shù)字化視頻設(shè)備或視頻流媒體服務(wù)器發(fā)出的視頻圖像，瀏覽多路實(shí)時(shí)圖像、查詢歷史視頻記錄，提供對設(shè)備的參數(shù)設(shè)置，接收報(bào)警信息，支持與電子地圖客戶端的互動操作。

3.2 音頻復(fù)核監(jiān)控系統(tǒng)

通過集成平臺可對音頻復(fù)核監(jiān)控系統(tǒng)集成?？芍苯釉陔娮拥貓D上選擇音頻監(jiān)聽位置，對其進(jìn)行音頻復(fù)核。智能化集成系統(tǒng)可以接受其它子系統(tǒng)的報(bào)警信號或請求信息控制音頻矩陣完成相應(yīng)監(jiān)聽位置的切換。

3.3 防盜報(bào)警系統(tǒng)

用于報(bào)警狀態(tài)、事件信息及設(shè)備控制命令的解析及轉(zhuǎn)發(fā)，客戶端從接收報(bào)警狀態(tài)及事件信息的變化，并通過報(bào)警管理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)對前端設(shè)備的操作和控制命令。管理者通過事先軟件的設(shè)置和編制聯(lián)動響應(yīng)程序，通過集成一體化界面的聯(lián)動狀態(tài)圖形達(dá)到全局事件的聯(lián)動控制，實(shí)現(xiàn)綜合安防集成管理系統(tǒng)整體響應(yīng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示并記錄系統(tǒng)狀態(tài)和報(bào)警信息，可以通過安防系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)區(qū)域的設(shè)防和撤防。當(dāng)發(fā)生非法入侵時(shí)，智能化集成系統(tǒng)工作站應(yīng)立即顯示警報(bào)發(fā)生點(diǎn)信息，彈出報(bào)警區(qū)域地圖界面，指示報(bào)警位置，啟動警號，報(bào)警區(qū)域視頻監(jiān)控畫面切換到指定監(jiān)視器并顯示報(bào)警位置，相關(guān)區(qū)域和通道的監(jiān)控畫面同時(shí)切換到其它監(jiān)視器，打開現(xiàn)場聲音通道對報(bào)警情況進(jìn)行復(fù)核，向指定人員發(fā)出報(bào)警通知等［7］。聯(lián)動的意思是系統(tǒng)監(jiān)控指定的子系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)，一旦設(shè)備的狀態(tài)變?yōu)轭A(yù)定值時(shí)就回控其它子系統(tǒng)的設(shè)備執(zhí)行預(yù)定義的操作。聯(lián)動的實(shí)現(xiàn)有利于提高對突發(fā)事件的快速響應(yīng)能力，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體的防火、防災(zāi)能力。聯(lián)動定義工具為管理員提供配置和定義發(fā)生各類事件時(shí)各子系統(tǒng)間聯(lián)動關(guān)系的功能。聯(lián)動關(guān)系的定義過程如下：首先要定義觸發(fā)事件，觸發(fā)事件一般從報(bào)警事件中選擇，也可以針對某些設(shè)備的狀態(tài)數(shù)值設(shè)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(bào)警動作和圖像顯示的聯(lián)動；接著定義各子系統(tǒng)內(nèi)各種可回控設(shè)備的聯(lián)動響應(yīng)。最后系統(tǒng)把這些關(guān)系存入數(shù)據(jù)庫，當(dāng)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)就能按這個(gè)定義進(jìn)行響應(yīng)。

3.4 出入口管理系統(tǒng)（即門禁系統(tǒng)）

集成平臺可直接遠(yuǎn)程控制門禁開關(guān)門，顯示讀卡信息，記錄門禁的通過人員。門禁系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)及智能照明系統(tǒng)在地下二層庫區(qū)的聯(lián)動［8］。國家博物館地下二層庫區(qū)為24h布防，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)有權(quán)限人員刷卡并按鍵盤密碼開門后，聯(lián)動報(bào)警系統(tǒng)將本庫房進(jìn)行撤防同時(shí)聯(lián)動智能照明系統(tǒng)將該庫房燈光開啟，當(dāng)最后一個(gè)有權(quán)限人員刷卡出門后，聯(lián)動報(bào)警系統(tǒng)將本庫房進(jìn)行布防同時(shí)聯(lián)動智能照明系統(tǒng)將該庫房燈光關(guān)閉。

3.5 巡更系統(tǒng)

巡更是指系統(tǒng)按預(yù)定的時(shí)間檢查各子系統(tǒng)設(shè)備，看設(shè)備的狀態(tài)是否符合規(guī)定。例如：節(jié)假日博物館各辦公室、廳的門禁是鎖著的，為保證安全，系統(tǒng)能定期檢查一下門禁是否確實(shí)鎖著，如果門開了，應(yīng)立即形成報(bào)警記錄，并通知相關(guān)人員，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的巡更功能。系統(tǒng)在軟件上提供一個(gè)巡更日程表來安排巡更的時(shí)間和內(nèi)容。

4 結(jié) 語

國家博物館改擴(kuò)建工程防盜報(bào)警系統(tǒng)是目前世界上最大的博物館防盜報(bào)警系統(tǒng)，也是國內(nèi)首次自行設(shè)計(jì)和采用的超大規(guī)模、集成度高的博物館安防系統(tǒng)，其部分聯(lián)動功能也是首次使用的。該工程已于2011年3月投入試運(yùn)行（試開館），并通過了國家有關(guān)方面的逐項(xiàng)檢測［9］，確認(rèn)本項(xiàng)目的弱電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與施工已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。2012年3月2日國家博物館試運(yùn)行結(jié)束，工程設(shè)計(jì)與施工實(shí)踐和系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際表明，本項(xiàng)目滿足了業(yè)主的需要和系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)的要求，達(dá)到了安全、可靠、正常運(yùn)行、使用的目標(biāo)。但在實(shí)踐中，也切身感覺到超大型博物館弱電系統(tǒng)的許多技術(shù)問題，我國與國際目前現(xiàn)行的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中還沒有涉及，還存在一些亟待解決的問題，應(yīng)引起國家相關(guān)管理部門的關(guān)注。

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

［2］ 中華人民共和國公安部．文物系統(tǒng)博物館風(fēng)險(xiǎn)等級和安全防護(hù)級別的規(guī)定（GA 27－2002）［M］．北京：中國計(jì)劃出版社，2002．

［3］ 中華人民共和國公安部．安全防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50348－2004）［M］．北京：中國計(jì)劃出版社，2004．

［4］ 左斌．智能建筑設(shè)備手冊［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2003．

［5］ 左斌．停車場（庫）管理系統(tǒng)的設(shè)備及選型［J］．吉林工學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，23（S1）：7－9．

［6］ 中華人民共和國公安部．視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50395－2007）［M］．北京：中國計(jì)劃出版社，2007．

［7］ 中華人民共和國公安部．入侵報(bào)警系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50394－2007）［M］．北京：中國計(jì)劃出版社，2007．

［8］ 中華人民共和國公安部．出入口控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50396－2007）［M］．北京：中國計(jì)劃出版社，2007．

［9］ 中華人民共和國公安部．安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則（GA 308－2001）［M］．北京：中國計(jì)劃出版社，2001．