某類國防工程安防系統(tǒng)項目方案設(shè)計分析

曾令東 董鵬 胡江波

摘? 要：安防系統(tǒng)（簡稱系統(tǒng)）已發(fā)展多年。但地方公司企業(yè)對國防工程（簡稱工程）系統(tǒng)項目需求及建設(shè)方案研究不深，國外類似系統(tǒng)細節(jié)描述也不多。結(jié)合現(xiàn)實威脅，著眼系統(tǒng)長期、可信運行，通過技防、人防、物防的全面建設(shè)，形成具備“控制區(qū)—保護區(qū)—內(nèi)區(qū)”的整體防御縱深。筆者從事某類國防工程管理多年，目前研究生研究方向是工程管理專業(yè)，結(jié)合某國防工程安防系統(tǒng)建設(shè)實際，提出相應(yīng)的設(shè)計方案，以滿足某國防工程及特殊裝備的安防需求。

關(guān)鍵詞：國防工程? 安防? 裝備? 管理? 需求分析? 方案設(shè)計

中圖分類號：TU895 ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）07（a）-0052-04

Design and Analysis of Security System Project of a Certain National Defense Project

ZENG? Lingdong1，2? DONG? Peng1? HU? Jiangbo2

（1.Department of Management Engineering and Equipment Economics， Naval Engineering University，Wuhan，Hubei? Province，430033? China;2.91515troops，Sanya，Hainan Province，572016 China）

Abstract： Security system has developed for many years. However， the research on the demand and construction scheme of national defense engineering （hereinafter referred to as "Engineering"） system by local companies and enterprises is not deep， and the detailed description of similar systems in foreign countries is not much. Combined with the real threat， focusing on the long-term and reliable operation of the system， and through the comprehensive construction of technical defense， civil defense and physical defense， the overall defense depth with "control area protection area internal area" has been formed. The author has been engaged in some kind of national defense engineering management for many years. At present， the postgraduate research direction is engineering management. Combined with the actual construction of a national defense engineering security system， the corresponding design scheme is proposed To meet the security requirements of a national defense project and special equipment.

Key Words： National defense engineering; Security; Equipment; management; Demand analysis; Scheme design

工程系統(tǒng)能夠提供人員控制、安全防范、視頻監(jiān)控等功能，確保工程和武器裝備的防護安全。在設(shè)計建設(shè)過程中，應(yīng)遵循功能完備、性能可靠、技術(shù)領(lǐng)先、節(jié)約資源的原則。在保證系統(tǒng)先進性同時，盡可能采用成熟技術(shù)和產(chǎn)品，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、可靠性。方案擬制過程中應(yīng)為工程系統(tǒng)改擴建和升級等情況冗余設(shè)計接口和空間。

1? 總體方案設(shè)計

1.1 功能架構(gòu)設(shè)計

安防系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)圍繞保護目標(biāo)設(shè)置防御層次、部署探測系統(tǒng)和反應(yīng)力量等。安防系統(tǒng)設(shè)計包括探測、延遲和反應(yīng)3個部分。具體功能結(jié)構(gòu)見圖1。

1.1.1 探測

設(shè)計部署控制區(qū)周界、保護區(qū)周界、保護區(qū)縱深、內(nèi)區(qū)等探測系統(tǒng)。利用多種探測技術(shù)手段對工程周界布防，對每種探測設(shè)備的狀態(tài)信息、報警信息進行及時有效的記錄、復(fù)核。通過探測設(shè)備連續(xù)、封閉地布防，保證防線不存在短板和死角。設(shè)計多層次、多系統(tǒng)布防機制，提高系統(tǒng)整體的探測概率。合理部署攝像機，對報警進行及時有效的復(fù)核，及時發(fā)現(xiàn)、確認(rèn)入侵行為。在工程內(nèi)主要出入口、值班室、倉庫設(shè)計安裝緊急報警按鈕。

1.1.2 延遲

設(shè)計控制區(qū)、保護區(qū)、內(nèi)區(qū)、建筑物等延遲系統(tǒng)。按照分級保護、分區(qū)防御原則，設(shè)計建設(shè)周界屏障及出入口設(shè)施，部署必要的警衛(wèi)力量，延緩敵人入侵進程。

1.1.3 反應(yīng)

設(shè)計控制區(qū)與保護區(qū)周界巡邏通道、應(yīng)急通信系統(tǒng)、突發(fā)事件處置預(yù)案，提高反應(yīng)力量處置的反應(yīng)效率。

1.2 技術(shù)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)工程布局和保護目標(biāo)分布情況、周邊環(huán)境、道路交通狀況，設(shè)計周界、控制區(qū)、保護區(qū)和內(nèi)區(qū)等防護層次。技術(shù)架構(gòu)設(shè)計應(yīng)包括集成平臺、數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)接口層、功能支撐層和基礎(chǔ)支撐層。設(shè)計建設(shè)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)（安防系統(tǒng)專用）、配電系統(tǒng)、輔助照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)和實體屏障。設(shè)計建設(shè)出入口控制、入侵探測報警、視頻監(jiān)視、在線巡更、視頻智能分析等子系統(tǒng)。根據(jù)需求，設(shè)計基礎(chǔ)、業(yè)務(wù)、分析等數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)接口層提供元數(shù)據(jù)管理、資源目錄管理等功能。具體架構(gòu)設(shè)計見圖2。

2? 集成平臺方案設(shè)計

以工程視景圖系統(tǒng)為基礎(chǔ)，以安防場景和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可視化為應(yīng)用主線，設(shè)計建設(shè)安防可視化集成平臺。一方面收集各子系統(tǒng)的信息，進行顯示管理和聯(lián)動處置。另一方面利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)進行安防系統(tǒng)綜合態(tài)勢評估。集成設(shè)計入侵報警、電子巡更、出入口控制、視頻監(jiān)視等子系統(tǒng)。在工程視景圖下對各種安防資源進行配置、操作、管理。

2.1 平臺架構(gòu)設(shè)計

按照設(shè)備功能的不同，系統(tǒng)設(shè)計三層技術(shù)架構(gòu)：數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)關(guān)中間層和應(yīng)用層。集成平臺經(jīng)過數(shù)據(jù)交換平臺與各子系統(tǒng)進行信息交換。各子系統(tǒng)可接收集成平臺的控制指令。集成控制平臺通過數(shù)據(jù)交換平臺為工程保障系統(tǒng)管理平臺服務(wù)，接受相關(guān)指令，反饋相關(guān)數(shù)據(jù)。在平臺和匯聚節(jié)點之間設(shè)置網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可將多種類型匯聚節(jié)點接入安防系統(tǒng)，并且擴大安防系統(tǒng)的終端設(shè)備容量，用于將多個節(jié)點的信息接入網(wǎng)關(guān)內(nèi)，然后再將多個網(wǎng)關(guān)設(shè)備接入平臺。

（1）數(shù)據(jù)采集層設(shè)計。設(shè)置多種不同類型傳感器節(jié)點，用于采集環(huán)境信息。設(shè)置紅外探測器檢測某一空間內(nèi)是否有人經(jīng)過。設(shè)置攝像頭探測畫面中是否有異常情況出現(xiàn)，包括人員的滯留、人員越界攀爬、面部遮擋、物品的移位等。

（2）網(wǎng)關(guān)中間層設(shè)計。網(wǎng)關(guān)中間層采用服務(wù)器擔(dān)當(dāng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，由網(wǎng)關(guān)節(jié)點組成，在應(yīng)用層與數(shù)據(jù)采集層之間發(fā)揮信息傳輸與轉(zhuǎn)換的功能。

（3）應(yīng)用層方案設(shè)計。設(shè)計數(shù)據(jù)接收、處理與開放功能。實現(xiàn)平臺對網(wǎng)關(guān)中間層設(shè)備、數(shù)據(jù)采集層設(shè)備的向下尋址功能。平臺與網(wǎng)關(guān)中間層之間采用Socket進行通信。

2.2 平臺功能設(shè)計

（1）安防綜合態(tài)勢評估。從宏觀角度、業(yè)務(wù)管理角度評估工程實物保護體系的基本情況。評估維度包括人員值班情況、設(shè)備完好率、報警事件與處置情況、人員進出數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)運維數(shù)據(jù)分析、巡邏值班數(shù)據(jù)分析。

（2）資源展示。綜合疊加展示視頻監(jiān)控、門禁、報警、車輛、通信設(shè)備、廣播等各類安防資源。通過控制面板實時控制同時疊加的資源數(shù)量，任意控制疊加一類或多類資源進行分析。

（3）可選擇一組或多組關(guān)鍵點位的監(jiān)控設(shè)備進行輪巡監(jiān)控。對工程的報警信息提供視頻聯(lián)動監(jiān)控功能。可根據(jù)報警級別、報警類別進行相應(yīng)設(shè)置。工程內(nèi)防范較薄弱的區(qū)域提供專門的視頻場景監(jiān)控。

（4）安全數(shù)據(jù)監(jiān)控。人員通過門禁時，系統(tǒng)自動調(diào)取制證系統(tǒng)中存儲的信息，實時展示并和通行視頻畫面進行比對。提供多畫面的通行數(shù)據(jù)并行監(jiān)控，防止重要信息遺漏。

（5）告警監(jiān)控管理。報警信息實時監(jiān)控，在數(shù)字地圖上實時展示報警點位置。進行報警信息分級管理，便于進行不同的處置。實時分類統(tǒng)計各類報警數(shù)量，生成餅狀統(tǒng)計圖，展示各類報警比例;生成報警量曲線圖，與歷史曲線進行比對。在工程數(shù)字地圖上以熱圖方式進行告警熱點等級預(yù)警展示;根據(jù)告警處置進度對區(qū)域的預(yù)警顏色進行實時更新。工程內(nèi)多樓層地圖分屏同時監(jiān)控。

（6）監(jiān)控發(fā)現(xiàn)的安全事件，可通過數(shù)字地圖標(biāo)注。對告警進行狀態(tài)處置（低級別事件自動核實處置），如果是誤報信息則進行消除（長時間不核實處置自動消除），如果是真實告警則啟動處置流程?？烧{(diào)用并啟動預(yù)案，由后臺流程控制實現(xiàn)半自動控制，操作人員只需要根據(jù)執(zhí)行提示進行處置操作。

（7）運維管理。依靠設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，關(guān)聯(lián)有關(guān)數(shù)據(jù)，設(shè)計分析模型?？膳渲媚Ｐ涂蓪崟r主動分析和預(yù)測設(shè)備異常。通過運維的全過程管理以及全信息記錄，及時發(fā)現(xiàn)運維管理問題。通過數(shù)字地圖進行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述，支持靈活的系統(tǒng)圖構(gòu)建、設(shè)備標(biāo)注、設(shè)備增減。通過標(biāo)準(zhǔn)接口與業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行對接，實時接收設(shè)備狀態(tài)，通過不同圖標(biāo)、多種方式進行展示。根據(jù)各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)規(guī)則、特點模型，對各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，及時發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。

3? 出入口控制系統(tǒng)方案設(shè)計

3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

總體架構(gòu)設(shè)計為3個層次和兩個網(wǎng)絡(luò)。第一層是管理層，由出入口控制系統(tǒng)服務(wù)器、制卡工作站、監(jiān)控工作站等組成。第二層是控制層，主要由智能控制器組成。第三層是現(xiàn)場執(zhí)行層，設(shè)計包括I/O模塊、讀卡器、Wiegand接口等設(shè)備。兩個網(wǎng)絡(luò)分別是控制層與管理層通信的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和控制層與執(zhí)行層通信的RS-485通信網(wǎng)絡(luò)。工程出入口采用讀卡器+人臉識別的方式進行認(rèn)證，并可根據(jù)需要設(shè)定人員出入權(quán)限、有效出入日期與時間等規(guī)則。內(nèi)區(qū)重要部位采用讀卡器+密碼方式進行認(rèn)證，并設(shè)置相應(yīng)的通行權(quán)限。認(rèn)證設(shè)備通過Weigend協(xié)議接入系統(tǒng)中。出入口控制服務(wù)器通過TCP/IP技防網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與實物保護可視化平臺服務(wù)器連接。通過集成平臺的調(diào)度，實現(xiàn)與入侵探測報警以及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動控制。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

（1）系統(tǒng)控制器應(yīng)具備獨立處理和存儲信息的能力，在傳輸線路或網(wǎng)絡(luò)接口故障時門禁控制器可獨立運行。

（2）自動獲取實時信息、狀態(tài)及報警信號，包括系統(tǒng)發(fā)出的自動聲光報警信號、讀卡器讀卡信息、出入口設(shè)施動態(tài)信息、系統(tǒng)設(shè)備及通信報警信息和非法侵入或操作報警信號。

（3）每次讀卡或門狀態(tài)改變均報警并記錄在事件記錄中，每次報警事件存儲在報警事件中。

（4）設(shè)置出入級別權(quán)限，如臨時訪問權(quán)限、區(qū)域訪問權(quán)限、時間段訪問權(quán)限。

（5）系統(tǒng)控制器對所有輸入/輸出均做短路、斷路、開路報警檢測，并在入侵探測系統(tǒng)中報警。非法侵入報警時，通過入侵探測系統(tǒng)聯(lián)動現(xiàn)場攝像機及門禁，在出入控制口監(jiān)視器及保衛(wèi)控制中心工作站進行顯示。

（6）系統(tǒng)故障不能誤開啟出入口設(shè)施。系統(tǒng)應(yīng)在持卡人成功進行一次進出操作后，禁止在同級門處再次進行相同方向的進出請求。

4? 視頻系統(tǒng)方案設(shè)計

4.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計包括多種類型攝像機、IP網(wǎng)絡(luò)、存儲陣列、管理工作站、顯示系統(tǒng)組成。視頻分析系統(tǒng)設(shè)計由前端系統(tǒng)（高清攝像機、輔助照明設(shè)備、嵌入式檢測主機、編碼器、現(xiàn)場輔助設(shè)施）、傳輸網(wǎng)絡(luò)、視頻分析服務(wù)器及運算節(jié)點組成。

視頻分析系統(tǒng)設(shè)計分為圖像資源、圖像解析、圖像特征管理等幾個部分。分析系統(tǒng)從監(jiān)控系統(tǒng)獲取實時和歷史視頻。

4.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

（1）實時視頻監(jiān)視。在保護區(qū)域的各層周界、各個主要出入口、重要部門部位安裝攝像機，對目標(biāo)位置進行及時、連續(xù)、有效的監(jiān)視。通過虛擬矩陣，具備視頻控制切換、畫中畫、多屏顯示、畫面分割等功能。攝像機應(yīng)內(nèi)置處理芯片，具備基于背景分離的視頻分析功能;攝像機具有報警等接口，便于接入報警探測器等設(shè)備。

（2）與入侵探測以及出入口控制系統(tǒng)自動聯(lián)動，實時顯示報警區(qū)域圖像，自動回放報警位置視頻。

（3）視頻分析設(shè)計包括出入口車牌與人臉識別比對、人員異常行為、未授權(quán)的監(jiān)控區(qū)停留或活動、重要武器裝備離位、異常移動監(jiān)控等分析功能。對實時視頻和歷史視頻錄像進行圖像解析，實現(xiàn)對圖像資源的結(jié)構(gòu)化處理。對圖像資源進行解析和目標(biāo)特征提取后，將相關(guān)圖像資源的語義化特征信息和帶有圖像特征向量化信息的二進制文件，保存到圖像特征庫中。基于圖像特征庫，設(shè)計圖像特征搜索和目標(biāo)圖像比對功能。

（4）系統(tǒng)管理控制采用C/S架構(gòu)，管理平臺通過IP網(wǎng)絡(luò)和客戶端工作站連接，所有操作控制都可在客戶端上實現(xiàn)。系統(tǒng)提供開放接口及相關(guān)通信協(xié)議給可視化智能管控平臺。自動檢測前端設(shè)備運行是否正常，判斷故障點并報警。

5? 入侵探測系統(tǒng)方案設(shè)計

防區(qū)所有入侵路徑設(shè)計部署入侵探測設(shè)施實現(xiàn)完整性整體防范?？刂茀^(qū)周界、保護區(qū)周界、內(nèi)區(qū)周界、重點部門部位逐層設(shè)置入侵探測設(shè)施實現(xiàn)縱深探測。

5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

在重要區(qū)域布設(shè)被動紅外幕簾式探測器、雙光束室內(nèi)外探測器，通過報警輸入模塊的I/O端口采用干接點方式接入系統(tǒng)。報警工作站通過TCP/IP技防專網(wǎng)與集成平臺服務(wù)器相連，按照“協(xié)議”格式向可視化集成平臺發(fā)出報警“消息”。探測設(shè)備通過報警輸入模塊、報警控制器與集成平臺服務(wù)器相連，實現(xiàn)與視頻系統(tǒng)聯(lián)動。

5.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

探測系統(tǒng)前端產(chǎn)生報警信息時，將防區(qū)編號、報警類型等信息上傳給可視化集成平臺，集成平臺根據(jù)預(yù)先設(shè)定的聯(lián)動關(guān)系或預(yù)案，自動觸發(fā)視頻監(jiān)控、輔助照明等系統(tǒng)進行聯(lián)動響應(yīng)。

對入侵者的多種入侵行為進行準(zhǔn)確、實時地探測并產(chǎn)生報警信號。現(xiàn)場防區(qū)模塊將探測到的入侵振動信號傳回至報警工作站，工作站將入侵信號與數(shù)據(jù)庫中的入侵模型進行比對。

在服務(wù)器或工作站上根據(jù)操作員賦予的不同權(quán)限進行實時布防/撤防。系統(tǒng)設(shè)計嚴(yán)密的防篡改保護功能。

6? 結(jié)語

項目設(shè)計依據(jù)國家和部隊規(guī)范，確定工程為高風(fēng)險防護目標(biāo)，依據(jù)技術(shù)防范標(biāo)準(zhǔn)進行安防系統(tǒng)建設(shè)。結(jié)合現(xiàn)實威脅，著眼系統(tǒng)長期、可信運行，通過技防、人防、物防的全面建設(shè)，形成具備“控制區(qū)—保護區(qū)—內(nèi)區(qū)”的整體防御縱深，實現(xiàn)“探測—延遲—反應(yīng)”的系統(tǒng)功能，構(gòu)建完整的實物保護體系。某工程安防系統(tǒng)項目設(shè)建設(shè)，對完善工程防范體系、預(yù)防恐怖襲擊事件的發(fā)生、降低失泄密事故風(fēng)險、保衛(wèi)工程和武器裝備安全具有重要意義，其經(jīng)驗和成果可用于其他國防工程的設(shè)計建設(shè)中。

參考文獻

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