新疫情時代下綜合辦公樓智能安防系統(tǒng)改造案例的關(guān)鍵技術(shù)淺析

王玉

（中冶建工集團(tuán)有限公司，重慶 400051）

0 引言

某集團(tuán)綜合辦公樓建成投用于2012 年，具有辦公、會議、展示、餐飲、健身、停車等多功能，有中央空調(diào)、機(jī)房、消防等眾多設(shè)備設(shè)施。盡管也獲得過較高的質(zhì)量獎項，但是由于距今已使用接近十年，加上當(dāng)時的弱電行業(yè)技術(shù)發(fā)展水平所限，安防系統(tǒng)由各自獨立的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)、紅外對射周界、門禁一卡通、防盜報警、巡更等子系統(tǒng)組成。隨著近幾年，新冠疫情的侵襲和常態(tài)化，大樓的安防系統(tǒng)暴露出諸多問題，已經(jīng)到了勢在必改的地步。筆者有幸全程參與了此次智能安防系統(tǒng)改造的方案設(shè)計、施工及調(diào)試和運維。

1 新技術(shù)應(yīng)用的必要性和迫切性

隨著使用日久，安防各系統(tǒng)均出現(xiàn)了各式各樣的問題：原安防系統(tǒng)各個子系統(tǒng)是獨立工作的；原模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機(jī)出現(xiàn)老化，數(shù)百根同軸電纜出現(xiàn)不同程度的氧化老化，抗干擾能力較弱，導(dǎo)致監(jiān)控中心的監(jiān)視器畫面模糊、抖動等，圖像存儲時間不達(dá)標(biāo)；后備不間斷電源癱瘓等問題；在新疫情時代，就起不到事件回溯的作用。原設(shè)計無訪客系統(tǒng)，外來人員需要手工填寫登記表，手續(xù)煩瑣，出入效率低效；門禁閘機(jī)同型號設(shè)備停產(chǎn)，配件維護(hù)困難。閘機(jī)不具備精準(zhǔn)人臉識別功能，無渝康碼、渝快碼等識別功能、無自動測溫功能等；車庫攝像機(jī)無車牌識別功能，五百多個車位的三層車庫無車位引導(dǎo)系統(tǒng)等；周界紅外對射誤動作頻繁等。針對以上問題和痛點，公司決定對大樓的安防系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，從系統(tǒng)的配置、到硬件的選型、軟件的設(shè)計等方方面面，綜合考慮先進(jìn)性、兼容性、維護(hù)便利性、經(jīng)濟(jì)適用性等，以適應(yīng)新疫情時代的安全技術(shù)防范。

2 改造工程中主要采用的安防新技術(shù)

2.1 基于云架構(gòu)的安防綜合管理平臺技術(shù)

以往的安防各子系統(tǒng)是相對獨立的，不能進(jìn)行融合和統(tǒng)一，各自處于信息孤島，也就不能發(fā)揮協(xié)同工作的效果。基于云化架構(gòu)的智能安防綜合平臺可以實現(xiàn)多種安防業(yè)務(wù)的融合、智能協(xié)同、云化架構(gòu)、開放靈活。

本次云安防平臺（Cloud Security &Protection）的設(shè)計理念參考了時下較先進(jìn)的技術(shù)，它是基于物聯(lián)網(wǎng)模式并且采用云存儲技術(shù)來滿足現(xiàn)代安防的需求，具體實現(xiàn)是指通過多個安防子系統(tǒng)的集群應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式文件系統(tǒng)等功能，將視頻監(jiān)控、門禁控制、RFID射頻識別、入侵報警、消防報警、短信報警、GPS 衛(wèi)星定位等技術(shù)通過云安防平臺集合起來協(xié)同工作，進(jìn)行信息交換和通信，完成智能化識別、定位、跟蹤和監(jiān)控的安防管理。用戶可以通過客戶端/服務(wù)器（C/S）、瀏覽器/服務(wù)器模式（B/S）以及移動設(shè)備客戶端進(jìn)行24 小時無縫遠(yuǎn)程監(jiān)管[1]。

基于云架構(gòu)的安防系統(tǒng)劃分為基礎(chǔ)設(shè)施層、平臺層和軟件服務(wù)層三個層次，對應(yīng)的英文簡寫為IaaS、PaaS 和SaaS?；A(chǔ)設(shè)施層主要包括計算機(jī)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、存儲硬盤等存儲設(shè)備等，能夠采用虛擬化技術(shù)按需向用戶提供云計算、云存儲或者網(wǎng)絡(luò)能力等IT基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。平臺即服務(wù)，針對安防系統(tǒng)的各種業(yè)務(wù)需求，提供類似于操作系統(tǒng)和開發(fā)工具的功能。軟件就是為安防系統(tǒng)的應(yīng)用而設(shè)計或定制開發(fā)的各種服務(wù)。

基于云架構(gòu)的安防綜合平臺就把視頻監(jiān)控、門禁/訪客/考勤/巡更、停車場設(shè)備、周界及防盜報警“一網(wǎng)打盡”了。

本改造案例采用了四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、處理層和應(yīng)用層。感知層由各種傳感器及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括攝像機(jī)、拾音器、指紋儀、入侵報警、煙感探測、震動探測、溫度探測、RFID、二維碼、GPS 等感知終端。網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、電話網(wǎng)及無線通信網(wǎng)絡(luò)等組成。處理層由集中存儲服務(wù)、報警服務(wù)、消息服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等組成。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，與業(yè)務(wù)需求結(jié)合，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。

2.2 智能視頻+門禁+移動/遠(yuǎn)程的組合通道管理新技術(shù)

新疫情時代，當(dāng)處于辦公樓的早高峰時段，移動人群向出入口道閘涌來，如何從眾多的移動人群中，將體溫超過37.5℃，并且是佩戴著口罩的新冠病毒潛在感染者進(jìn)行精準(zhǔn)地偵測和識別，把好出入口通道的第一道關(guān)，這是一個亟待解決的問題。

在本次安防系統(tǒng)改造中，除了采用訪客機(jī)、RFID識別等實現(xiàn)常規(guī)的人員身份驗證功能外，還應(yīng)包括戴口罩快速識別身份、非接觸式體溫測量、進(jìn)出記錄可視化、黑名單報警和實時報警聯(lián)動等要素。因此，采用了AI+熱成像測溫（人臉識別+熱成像測溫）+門禁系統(tǒng)+通道管理+互聯(lián)網(wǎng)移動/遠(yuǎn)程作業(yè)的組合技術(shù)進(jìn)行解決。該新技術(shù)可以一次性進(jìn)行16 個人的測試，進(jìn)行精準(zhǔn)度高、安全性強(qiáng)的長時間連續(xù)體溫篩查、減少接觸式測溫引起的交叉感染。即使戴著口罩，也能進(jìn)行精準(zhǔn)身份識別。

本改造的人員通道管理中可以看出，采用了多重驗證、分級預(yù)警；全程監(jiān)控、責(zé)任到人；人員軌跡，事后追溯的管理流程，其執(zhí)行手段和措施就是組合式通道管理新技術(shù)的落地應(yīng)用。

2.3 具有AI 智能識別視頻分析技術(shù)

傳統(tǒng)模擬監(jiān)控的追溯性一般在事件回顧的過程中才被動地發(fā)揮作用，而新網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的視頻正被賦予越來越多的價值，主動發(fā)揮視頻的價值成為區(qū)別和優(yōu)于傳統(tǒng)模擬監(jiān)控的重要方面。

除了前述的戴口罩人臉識別視頻技術(shù)以外，通過前端攝像機(jī)的錄像，實現(xiàn)消防安全、入侵防控、安全行為、人員合規(guī)、人群狀況的智能識別分析，將諸如煙頭、徘徊滯留、異常倒地、人群聚集等進(jìn)行分、識別和分析并及時報警聯(lián)動。

根據(jù)上述需求和現(xiàn)場踏勘，采用如下的智能攝像機(jī)部署方案：升級替換260 路模擬攝像機(jī)，新攝像機(jī)全部采用400 萬像素高清產(chǎn)品。在研發(fā)大樓中部安裝1臺195°全景攝像機(jī)；在前門、后門出入口安裝軟件定義攝像機(jī)10 路；在園區(qū)及車庫機(jī)動車道部署車牌識別4套；在園區(qū)圍墻周界區(qū)域（約600m）安裝聲光警戒攝像機(jī)20 臺；在食堂安裝5 臺防油污攝像機(jī)；信訪室、開標(biāo)室、財務(wù)室攝像機(jī)帶拾音功能；多功能廳增加熱成像攝像機(jī)。

通過AI 視覺實時感知人、車、物、事件的異常狀況，實現(xiàn)辦公園區(qū)管理機(jī)器替人、減員增效。

在廚房和餐飲區(qū)域，增加了明廚亮灶攝像技術(shù)，保證廚房全流程的監(jiān)控。在二樓多功能廳增加熱成像高清攝像頭，實現(xiàn)火點檢測，監(jiān)視會場的熱源監(jiān)控，杜絕明火，并并行抓拍和報警。

2.4 三維可視化交互界面技術(shù)

三維可視化交互界面也可稱為“3D 電子地圖”，利用集團(tuán)BIM 設(shè)計室專業(yè)人員先對辦公樓各樓層及外圍進(jìn)行實景建模，生成三維的電子地圖，然后由系統(tǒng)集成技術(shù)人員在三維地圖上加載設(shè)備，包括各個主攝像頭、周界防區(qū)攝像頭、門禁攝像頭，可以在電子地圖上雙擊鏡頭設(shè)備查看前端實時視頻，選擇防區(qū)可以查看狀態(tài)，并在電子地圖上進(jìn)行劃線，進(jìn)行布、撤防，當(dāng)在防區(qū)內(nèi)有正常活動時，也可以對該防區(qū)旁路操作，更加人性化、直觀化[2]。

采用三維可視化交互界面之后，安防監(jiān)管人員就可以達(dá)到形象直觀的好看和靈活便捷的好用目的，結(jié)合監(jiān)控中心的3*4 拼接大屏顯示，感覺整個大樓的安防盡在掌握之中，可視性大大加強(qiáng)，真正把全覆蓋、無死角落到了實處。

2.5 定制化開發(fā)的門禁及訪客系統(tǒng)新技術(shù)

原有閘機(jī)系統(tǒng)升級為“無感綠碼一臉通”系統(tǒng)，在正門、后門安裝人臉識別閘機(jī)及訪客終端，通過人臉識別終端實現(xiàn)刷臉進(jìn)入，最終實現(xiàn)內(nèi)部考勤訪客預(yù)約、綠碼通行等。具體的場景應(yīng)用是：當(dāng)辦公樓內(nèi)工作人員通行閘機(jī)時，系統(tǒng)首先利用帶黑白名單軟件功能的高清攝像機(jī)進(jìn)行人臉識別（包括戴口罩）和熱成像體溫檢測，以及手機(jī)RFID 射頻綜合檢測，條件均具備后，自動放行。當(dāng)外部訪客達(dá)到時，通過車牌識別和人臉識別等，提示需先登記查驗。訪客需要出示身份證件，訪客機(jī)信息錄入，同時訪客通過企業(yè)微信小程序進(jìn)行預(yù)約拜訪登記，出示或者填報拜訪信息，當(dāng)被允許進(jìn)入時，結(jié)合查驗“渝康碼”“渝快碼”“行程碼”以及自動熱成像體溫檢測合格之后，進(jìn)行通行?？此票容^煩瑣，但是這個流程已經(jīng)是目前相對先進(jìn)的技術(shù)了。企業(yè)畢竟只有一定的區(qū)域自治權(quán)，不能像機(jī)場那種，利用人像識別，通過全國聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動獲取其身份信息和防疫信息，那當(dāng)然是最先進(jìn)的。

2.6 支持手機(jī)APP 實現(xiàn)遠(yuǎn)程/移動監(jiān)控的技術(shù)

智能安防一定離不開與手機(jī)、平板等移動客戶端的聯(lián)系，因此，本次安防改造也需要具有手機(jī)APP 業(yè)務(wù)功能，用手機(jī)遠(yuǎn)程實現(xiàn)視頻查閱及控制，支持各類查詢機(jī)報警業(yè)務(wù)。

該技術(shù)主要包括：實時預(yù)覽/錄像回放，即支持視頻預(yù)覽、標(biāo)準(zhǔn)媒體發(fā)布、電子放大、云臺控制等；門禁控制功能，支持門禁狀態(tài)實時查看，支持人臉門禁和門禁控制器遠(yuǎn)程控制；消息中心：支持報警消息實時推送，支持報警消息處理、編輯、更新，支持報警詳情查詢，支持視頻報警錄像回放；車輛查詢：支持車輛過車記錄查詢，支持車輛卡口抓拍詳情查詢；圖像管理：支持報警消息免打擾設(shè)置，支持視頻抓拍圖片和錄像文件管理、查看，錄像視頻文件回放；電子地圖：支持在地圖上展示視頻點位，可實時預(yù)覽和錄像回放。要實現(xiàn)手機(jī)APP，系統(tǒng)需要接入互聯(lián)網(wǎng)并提供公網(wǎng)IP 地址映射，經(jīng)過授權(quán)的手機(jī)用戶就可以登錄專用APP 進(jìn)行對大樓24 小時的監(jiān)管[3]。

2.7 經(jīng)濟(jì)適用的辦公樓智慧停車技術(shù)

本次改造涉及500 余個車位，分布在大樓的室外公共停車區(qū)域以及四層車庫。由于本車庫主要是供集團(tuán)內(nèi)員工使用，也有部分訪客臨時停車，不屬于商業(yè)車庫，目前暫不收費。智能化設(shè)計原則主要是規(guī)范停車、方便職工泊車和事件查詢使用。

在大樓的兩個主要車行出入口，目前采用的是電動伸縮門。電動伸縮門存在動作緩慢的缺點，采用液壓升降柱進(jìn)行協(xié)同工作，平時車輛較少的時候，采用電動伸縮門，車輛早晚高峰，則將電動伸縮門處于常開，利用快速升降的液壓柱作為管理車輛的裝置。同時在車輛主通道設(shè)置車牌抓拍攝像機(jī)，然后將車牌與系統(tǒng)內(nèi)錄入車牌信息進(jìn)行比對，大樓內(nèi)職工車輛則信息比對成功，定制開發(fā)一個語音提示功能，供保安參考。如是內(nèi)部職工，則語音播放器播放：“內(nèi)部車輛，請通行”的語音提示，同時聯(lián)動液壓升降柱下降。外部車輛則播報“外部車輛，歡迎光臨，請登記”的語音提示。手續(xù)辦好后，自動放行。

在車庫的三個出入口分別采取具有車牌識別功能的筒型攝像機(jī)進(jìn)行車牌抓拍，然后在車庫的三個出入口及主通道布置車位顯示LED 屏，然后在車庫的各個車位前端設(shè)置車位感應(yīng)和顯示器，方便職工和外來訪客快速地尋找車位，提高辦事效率和停車體驗。

2.8 綜合辦公樓智慧消防技術(shù)

綜合辦公樓的智慧消防也屬于廣義安防的范疇，因此本次改造也對消防進(jìn)行了智能化改造。采取的主要措施是在各個樓層及消防泵出口處加裝壓差傳感器和消防水池的液位傳感器，然后在將檢測到的信號傳輸回消防控制中心的中央處理器，由于點位較少，選用了西門子PLC-200 來實現(xiàn)，然后在后臺進(jìn)行編程處理，做出畫面進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)壓力下降超差或者液位超限時，立即聯(lián)動報警，提示工作人員進(jìn)行檢查和處理。

2.9 無線視頻監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

辦公樓改造的施工中，比較困難的是之前布置的攝像機(jī)位于已經(jīng)裝修完成的大廳客堂墻面之上，線路隱蔽于石材之中，原SYKV-75-5 同軸電纜已經(jīng)不適合于網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，需要更換為適應(yīng)POE 供電模式的高清數(shù)字?jǐn)z像六類雙絞線，破壞石材敷設(shè)線纜的成本和代價比較大，并且修復(fù)之后的石材可能出現(xiàn)色差等影響裝飾美觀的情況。于是本次改造中，我們參考了三種流行的無線監(jiān)控傳輸方式。一種是利用自帶WiˉFi 功能的攝像機(jī)，連接大樓內(nèi)的監(jiān)控專用WiˉFi 信號。第二種是不帶WiˉFi 功能的攝像機(jī)，配上成對的無線網(wǎng)橋進(jìn)行信號傳輸。第三種是選用帶4G/5G 功能的攝像機(jī)進(jìn)行信號傳輸，但是需要一定的流量費用，增加大樓運營成本[4]。經(jīng)過綜合比較，在整棟辦公園區(qū)的12 部電梯的轎廂監(jiān)控中，全部采用了無線網(wǎng)橋的傳輸模式，信號穩(wěn)定，畫面清晰。在一些無法更換線路的部位采用了無線網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)傳輸模式。

3 結(jié)語

新疫情常態(tài)化管控將是一種趨勢，通過本次綜合辦公大樓安防系統(tǒng)智能化改造，運用最新的設(shè)計理念和產(chǎn)品，將傳統(tǒng)的綜合辦公樓安防系統(tǒng)進(jìn)行徹底的改頭換面，從而為新疫情時代下的企業(yè)創(chuàng)造安全有序的工作環(huán)境。通過這次智能安防系統(tǒng)的改造和新技術(shù)應(yīng)用，提高了安全技術(shù)防范的水平，從安全防范的多項技術(shù)措施上，從綜合管理上，從人、車通行的效率和企業(yè)形象等方面都有了一定的提升，能夠在一定時期內(nèi)保持技術(shù)先進(jìn)，保障大樓的正常辦公，避免出現(xiàn)由于技術(shù)落后、設(shè)備陳舊而引發(fā)的安防漏洞，平平安安地度過這個艱難的時期，讓企業(yè)這艘航船在不論多么狂風(fēng)大浪的航行中都能行穩(wěn)致遠(yuǎn)，以優(yōu)異的業(yè)績迎接今年黨的二十大勝利召開。