安防通信一體化系統(tǒng)在城市綜合管廊中的應用

劉軍

（江蘇燕寧工程科技集團有限公司）

1 引言

安防通信一體化系統(tǒng)由智慧線纜、無線AP、定位卡、窄帶無線通信模組、綜合控制器和管理軟件組成。綜合控制器安裝于綜合管廊的通風口設備間，引出智慧線纜，覆蓋管廊空間，形成2M IOT；連接無線AP，實現(xiàn)管廊空間300M Wi-Fi 6 覆蓋。對于特殊位置，如設備間、夾層、通風口，因結構體、門等阻斷，影響無線信號的覆蓋，且這些位置有“入侵檢測”和“通信”的需求，可利用擴展基站實現(xiàn)上述場所的安全防護和信號覆蓋[1]。

綜合控制器通過工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至管廊監(jiān)控中心。中心設置管理服務器及語音服務器，對綜合控制器采集到的數(shù)據(jù)進行存儲、分析及結果輸出，為管理服務器提供定位服務、入侵報警服務、語音服務、無線接入服務及數(shù)據(jù)查詢、報表輸出等應用。

2 系統(tǒng)設計

2.1 入侵報警及定位

智慧線纜中的密集微基站，在管廊艙室構成全空間、均勻分布的自適應微波陣列。非法人員進入管廊時，對微波陣列的信號造成阻擋、吸收、反射等干擾，系統(tǒng)通過對電磁波擾動進行分析從而判別入侵行為，可實現(xiàn)多點入侵和定位，定位精度最高可達 2m。

微基站可編址，與管廊位置進行對應，檢測到報警信息后，通過微基站的地址，可在GIS 中標識出入侵點，并按預設規(guī)則將信息轉發(fā)給其他聯(lián)動系統(tǒng)。如采用動態(tài)建模體系可插拔系統(tǒng)集成方式，實現(xiàn)有非法人員入侵時聯(lián)動視頻、警鈴、燈光、廣播等。

管理系統(tǒng)具有區(qū)域布防、撤防、告警復位、報警定位、統(tǒng)計等功能。

2.2 精確定位及行動軌跡

系統(tǒng)能夠快速對管廊內的智能手機、標識卡等智能終端進行實時精確定位，精度可達2m ～5m。管理系統(tǒng)可提供多種基于位置信息服務。

1）實時位置監(jiān)控

實時追蹤、顯示和記錄系統(tǒng)內終端（手機、標識卡）的身份、位置、數(shù)量和分布情況；

2）歷史軌跡查詢及回放

支持按姓名、終端號、時間、區(qū)域等條件查詢活動軌跡和歷史位置，并提供回放功能；

3）區(qū)域管理

可以對指定區(qū)域設置超員、超時、禁入/禁出限制；

4）考勤統(tǒng)計

自動統(tǒng)計人員出入工作區(qū)域的時間、工作時長等信息；

5）異常事件告警

包括區(qū)域超員告警、超時告警、區(qū)域告警、異常行為告警等。

2.3 在線式電子巡檢

通過設置管廊內重要的部位為巡檢點，可以靈活規(guī)劃巡檢路線，巡檢人員攜帶終端完成巡查工作。系統(tǒng)可對巡檢人員的巡查區(qū)域、路線、停留時間等進行規(guī)劃、記錄、提醒、報警等。當巡檢人員未按路線行進、停留時間過長或未作停留等情況時，可發(fā)出報警，中心工作人員可通過語音通信系統(tǒng)對巡檢人員進行呼叫和管理。當巡檢人員在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)安全隱患或設備故障，可通過APP 終端以文字、語音、圖片、視頻等方式將實況及時上傳，為管理人員決策提供詳實的信息[2]。

與動態(tài)人臉識別結合，可有效避免巡檢人員換卡、單一工種進入限定區(qū)域等違規(guī)事件，避免安全隱患。

2.4 語音通信及調度

智能手機就近接入IOT，通過專用信道實現(xiàn)全雙工的語音通信，保證通信質量，同時不占用數(shù)據(jù)業(yè)務帶寬。系統(tǒng)采用多點服務的移動性管理策略，實現(xiàn)全網(wǎng)無縫漫游，形成語音通信“專網(wǎng)”。系統(tǒng)可對智能手機精確定位，精度達2m ～ 5m。

系統(tǒng)有完善的調度管理功能，可以實時顯示通話狀態(tài)，并具有選呼、組呼、緊急呼叫、呼叫優(yōu)先級權限等功能，支持文本數(shù)據(jù)通信功能，支持強插、強拆、監(jiān)聽、代答、轉接、群發(fā)、語音會議、視頻會議等豐富的管理業(yè)務。

系統(tǒng)通過語音網(wǎng)關與PSTN 連接，可實現(xiàn)內外網(wǎng)的互聯(lián)互通。

2.5 物聯(lián)網(wǎng)融合通信平臺

系統(tǒng)集入侵探測、語音通信、物聯(lián)網(wǎng)通信、無線Wi-Fi 于一體，為智能終端提供IOT 2Mb/s 和無線Wi-Fi 6 300Mb/s 兩種接入服務，并通過中心服務器數(shù)據(jù)存貯和大數(shù)據(jù)處理，集成多種應用系統(tǒng)，為終端提供入侵探測、定位、語音、視頻、數(shù)據(jù)通信等服務[3]。

3 功能設計

3.1 網(wǎng)絡控制器軟件(NC)

主要是采集標識卡、物聯(lián)網(wǎng)、語音、入侵等設備參數(shù)，然后對數(shù)據(jù)進行分析處理，轉換成標準業(yè)務平臺可識別的信息，從而實現(xiàn)定位、入侵、通信、電子巡更等業(yè)務。其技術性能如下：

①高精度定位服務，精度可達2m ～5m；

②入侵檢測，實時顯示入侵位置，聯(lián)動攝像機、照明等設備；

③物聯(lián)網(wǎng)傳感數(shù)據(jù)通信；

④支持巡檢業(yè)務及擴展業(yè)務的數(shù)據(jù)傳輸；

⑤快速實時的移動切換能力，語音通信延時可達毫秒級；

⑥高性能并發(fā)處理能力，支持百千米以上大規(guī)模組網(wǎng)；

⑦強大的分組業(yè)務處理能力，可支持定位終端并發(fā)1000 個，語音通話支持150 路；

⑧提供靈活的配置方式，采用模塊堆積的方法平滑擴容；

⑨電信級的可靠性設計，采用雙機熱備、故障檢測和隔離技術等措施提供容災備份；

3.2 綜合管理軟件(MP)

主要以網(wǎng)絡控制器軟件系統(tǒng)輸出的精確定位、入侵檢測、語音通信、物聯(lián)網(wǎng)傳感等數(shù)據(jù)為基礎，對數(shù)據(jù)再加工，轉換為滿足客戶需要的數(shù)據(jù)，可對數(shù)據(jù)進行圖形化展示和標準的二次開發(fā)API接口：

①基于GIS 集中可視化監(jiān)控。包括GIS 監(jiān)控、告警監(jiān)控和出入口顯示功能；

②基于BIM 三維空間監(jiān)控。包括作業(yè)現(xiàn)場3D 展示、作業(yè)人員監(jiān)控、逃生路線規(guī)劃等；

③在線巡檢和數(shù)據(jù)上傳。支持在線巡檢，支持APP 快照拍攝與上傳。

④日常運維流程化管理?？蛇M行組織管理、工單管理、終端管理、卡分配與回收等日常運維管理，確保流程標 準化。

⑤多維度數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。基于歷史人員定位信息、告警事件、通話數(shù)據(jù)、入侵數(shù)據(jù)、設備運行等信息進行統(tǒng)計分析，幫助用戶發(fā)現(xiàn)管廊運行態(tài)勢和規(guī)律，輔助運維決策[4]。

⑥通信。語音通信基于物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的語音通話功能，支持強插、強拆、監(jiān)聽、禁話、創(chuàng)建廣播、代答、轉接、語音會議、群發(fā)等功能。

4 結語

安防通信一體化系統(tǒng)是在充分研究《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》(GB 50838-2015)、《城鎮(zhèn)綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程技術規(guī)范》(GB/T51274-2017)和《城市地下綜合管廊運行維護及安全技術標準》(GB 41354-2019)的基礎上，調研客戶需求，融合無線電、電子、通信和計算機技術，運用到城市綜合管廊運維應用場景中，該系統(tǒng)可為用戶提供全管廊入侵探測、人員定位、語音通信、物聯(lián)網(wǎng)、無線Wi-Fi 通信等服務，實現(xiàn)了多功能與多系統(tǒng)的深度融合，是物聯(lián)網(wǎng)技術在城市綜合管廊領域的成功 應用[5]。