淺談智慧園區(qū)安防系統(tǒng)設(shè)計

韓義

北京未來科學(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)簡稱安防系統(tǒng)，是指以安全為目的，綜合運用人力防范、實體防范、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警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、停車場安全管理系統(tǒng)、防爆安全檢查系統(tǒng)、電子巡查系統(tǒng)、樓寓對講系統(tǒng)等。近年來，隨著科技的發(fā)展，國家和企業(yè)對安全越來越重視。本文從設(shè)計角度，以一個對安防要求較高的園區(qū)為例，簡述安防系統(tǒng)中的電子防范系統(tǒng)在園區(qū)中的綜合運用，以實現(xiàn)園區(qū)安全的目的。

1 設(shè)計理念

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

2 園區(qū)的周界防護

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

2.1 入侵報警系統(tǒng)

常見的入侵報警探測器包括電子圍欄、紅外對射、振動電纜、泄露電纜等，可以選用其中的一種或多種組合的方式進行建設(shè)，而組合的方式根據(jù)防護等級的不同又可以區(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，剪斷合金線將觸發(fā)探測器，強行翻越時不僅會觸發(fā)探測器還會有觸電感覺從而達到阻止翻越的目的，且誤報率極低，是一種理想的探測手段；紅外對射探測器成對使用，在人員阻斷紅外光束時會觸發(fā)探測器，容易受到落葉、小動物、雨雪天氣的影響，誤報率較高，由于造價較低的特點，使用范圍仍然較廣；振動電纜探測器附著在圍墻上，通過調(diào)整閾值，可以屏蔽微小的振動，只有在人員攀爬圍墻過程中才產(chǎn)生報警信號，非常適合在不規(guī)則的周界區(qū)域、不能使用電源的場所安裝使用；泄露電纜探測器安裝于地下，完全隱蔽，能夠在電纜周圍產(chǎn)生一個不可見的探測場，如果人員進入感應(yīng)區(qū)，就會觸發(fā)探測器，并能顯示人員的精確位置，此種探測器的缺點主要是對現(xiàn)場環(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，而且產(chǎn)品造價較高。探測器全部以圍墻為邊界安裝，而在實際的現(xiàn)場環(huán)境中，為了提高觀賞性，圍墻內(nèi)外會種植高大的常綠樹木，對周界的防護造成一種困難，而且入侵者翻越“圍墻”時間極短，進入園區(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)，便于安保人員通過攝像機快速找到入侵者。

在設(shè)計周界的報警防區(qū)時，還應(yīng)考慮到在消防通道、門衛(wèi)室房頂?shù)葏^(qū)域設(shè)計對應(yīng)探測器，避免出現(xiàn)防護的真空地帶，從而滿足均衡防護的設(shè)計理念。

在探測到有入侵者之后，探測器會發(fā)出報警信號，通過線路傳輸至中控室的報警主機，報警主機會產(chǎn)生一系列的聯(lián)動動作：①軟件的電子地圖上會顯示入侵者的位置；②警號會以聲光的方式提醒值班人員；③附近攝像機的畫面會自動彈出到電視墻上，方便值班員掌握現(xiàn)場情況，調(diào)動安保人員直奔入侵者的位置；④聯(lián)動現(xiàn)場的照明燈光，從而在夜間也能看到彩色的攝像機畫面。

2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要與入侵報警系統(tǒng)進行聯(lián)動，因此攝像機的安裝位置應(yīng)該以入侵探測器的報警防區(qū)為基準進行設(shè)計。攝像機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器，那么攝像機的支架應(yīng)高于電子圍欄的終端桿或承力桿高度，此時攝像機畫面效果更好。每個防區(qū)安裝的攝像機數(shù)量，規(guī)范上并無明確規(guī)定。我們可以依據(jù)相關(guān)的國際標準進行設(shè)計，比如約翰準則、 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、美國國土安全部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準作為依據(jù)。

根據(jù)安訊士標準，攝像機有4種不同的監(jiān)控需求，包括一般環(huán)境驗證、室內(nèi)環(huán)境驗證、識別、偵測，按160mm的人臉寬度進行估算，人臉對應(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，只需要做到偵測的4像素即可滿足要求，即25像素/m。按攝像機的視角為45度進行核算，那么要實現(xiàn)偵測的效果，根據(jù)三角函數(shù)公式，1臺200萬像素的攝像機可以監(jiān)控到93m的距離。如果是要求比較高的場所，按識別的效果進行設(shè)計，同樣規(guī)格的攝像機能夠監(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)場實際情況為標準設(shè)計攝像機點位數(shù)量。

由于周界是固定的監(jiān)視場景，因此攝像機以槍式為主。攝像機集成紅外補光燈，在夜間也能監(jiān)視到畫面。宜采用POE供電模式，節(jié)省線材和減少故障點。同時便于在發(fā)生入侵事件時，實現(xiàn)近距離的監(jiān)控，可以按每200m設(shè)計一臺球型攝像機。在特殊場景下可以提升為熱成像球型攝像機，即使在惡劣的天氣中也能監(jiān)控到現(xiàn)場的圖像。

目前，攝像機全部采用網(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，在一些項目中，可以在攝像機附近設(shè)計3.5mm接口的音箱，在即將發(fā)生入侵事件時，值班員就可以進行遠程喊話，喝退入侵者，起到預(yù)警的作用。

3 園區(qū)的出入口防護

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

門衛(wèi)室中可以設(shè)計緊急報警按鈕，線路傳輸?shù)街锌厥业膱缶鳈C，在門衛(wèi)人員受到威脅時使用。

人員通道可以設(shè)計為閘機方式，有多個進出通道時，至少要有1個較寬的通道保證運輸貨物的小推車通行。進出人員通過人臉識別、掃碼、刷門禁卡、刷身份證等多種方式通過閘機。由于具有不會丟失、被竊取、被偽造、無法代刷、自然性、識別的非接觸性、不被察覺性等特點，推薦使用人臉識別的方式驗證。此系統(tǒng)與訪客系統(tǒng)聯(lián)通，訪客信息通過網(wǎng)絡(luò)提前審核通過后，將訪客照片提前導(dǎo)入人臉數(shù)據(jù)庫，訪客在規(guī)定的時間段內(nèi)通過閘機時自動放行，從而達到節(jié)省登記時間和通行過程留痕的效果。系統(tǒng)可以與考勤系統(tǒng)對接，人員在閘機上刷臉后，自動統(tǒng)計考勤時間，避免重復(fù)考勤登記的行為。在人臉數(shù)據(jù)庫中可以根據(jù)需求增加黑名單，對應(yīng)人員識別時，系統(tǒng)聯(lián)動報警，執(zhí)法人員可快速應(yīng)對處理。

車輛通道常規(guī)設(shè)計為車牌識別方式的車輛管理系統(tǒng)，固定車輛自動放行，通過預(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)定時間段、固定的大門通過時才可自動放行，未預(yù)約車輛不放行。

車輛管理系統(tǒng)可應(yīng)用于日常的管理當中，但無法阻止不法分子駕駛車輛強行闖入或闖出，無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。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)對象等特點設(shè)計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]。在項目實施前，與土建施工方做好對接，提前預(yù)留預(yù)埋，避免二次施工。

在安全級別較高的場所可以設(shè)計防爆安檢門，檢測人員是否攜帶違禁物品；設(shè)計車底成像系統(tǒng)，檢測車輛底盤是否藏匿危險物品。

同時，在門衛(wèi)室、人員通道和車輛通道分別配備安保人員進行監(jiān)督管理，還應(yīng)建設(shè)對應(yīng)的高清攝像機，建議再設(shè)計1套或多套全景攝像機，即通過全景攝像機實現(xiàn)對出入口大場景的監(jiān)控，讓畫面不再是支離破碎的感覺，在查詢錄像回放時能夠更快的定位到違法人員。

4 園區(qū)室外的公區(qū)防護

主要建設(shè)高清攝像機，路口、道路、停車區(qū)域、建筑物的出入口等位置設(shè)計槍式或球形攝像機，置高點設(shè)計全景攝像機，攝像機的點位布置原則可以參考本論文的安訊士標準。如果有人臉軌跡追蹤的需求，可以在關(guān)鍵路徑上設(shè)計人臉識別攝像機，此類型攝像機對安裝高度有特殊要求，具體可咨詢對應(yīng)的供應(yīng)商。在設(shè)計室外攝像機時，根據(jù)管井情況，對線路的路由應(yīng)做合理設(shè)計，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。

5 建筑物的周界防護

園區(qū)內(nèi)有多個建筑物，分屬不同的用戶使用，因此進入園區(qū)以后并不意味著具有進入所有建筑物的權(quán)限，也要對建筑物的周界和出入口進行分別防護。建筑物的周界防護主要是針對非法入侵者從窗戶進入樓內(nèi)，而且進入園區(qū)的人員不能將其與社會人員同等對待，可適當降低防護標準，一般來說，設(shè)計使用主動紅外對射探測器即可。

6 建筑物的出入口防護

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

7 建筑物內(nèi)的公區(qū)防護

建設(shè)內(nèi)容包括高清攝像機和巡更點位。

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

8 建筑物內(nèi)的禁區(qū)防護

禁區(qū)一般包括建筑物的財務(wù)室、中控室、機房、重要的檔案庫房、銷毀庫房，未經(jīng)授權(quán)不允許進入，因此應(yīng)在門口設(shè)計門禁系統(tǒng)，并且根據(jù)防護等級要求的不同，進出雙向或單向刷卡/人臉識別的讀取裝置，由于門禁的電鎖由門禁控制器進行管理，所以門禁控制器的位置應(yīng)該設(shè)計安裝于此禁區(qū)的房間內(nèi)或者更高權(quán)限等級的房間內(nèi)，防止門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)安裝雙鑒探測器，防止違法人員通過其他途徑進入。在房間內(nèi)或房間外設(shè)置高清攝像機，記錄人員進出情況。

9 配套設(shè)計

每套子系統(tǒng)均應(yīng)建設(shè)對應(yīng)的配套裝置，如傳輸?shù)墓芫€、管理主機、輸入輸出設(shè)備、存儲設(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注意點可供參考。

9.1 備用電源

安防系統(tǒng)對各子系統(tǒng)均有備用電源供電時間的要求，入侵和緊急報警系統(tǒng)的應(yīng)急供電時間不宜小于8小時；視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)急供電時間不宣小于1小時，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)急供電時間不宜小于1小時，此處應(yīng)注意與消防系統(tǒng)的聯(lián)動關(guān)系，避免消防系統(tǒng)提供強切信號后，仍然對門鎖供電的情況。

9.2 攝像機存儲時間

除了特殊要求外，攝像機的視頻圖像信息保存期限不少于30天，防范恐怖襲擊重點目標的視頻圖像信息保存期限不應(yīng)少于90天[3]。下面以一臺攝像機存儲30天時間所需要的容量進行舉例，說明硬盤錄像機接入攝像機時需要的硬盤數(shù)量。

200萬像素的攝像機以H.265的編碼格式進行存儲的話，可按2Mbps的碼流進行計算。計算公式為：

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

10 結(jié)束語

總之，安防系統(tǒng)是智慧園區(qū)建設(shè)的主要組成部分，對保障園區(qū)用戶的生命和財產(chǎn)安全起著重要作用，因此在進行規(guī)劃設(shè)計時，一定要結(jié)合用戶需求、現(xiàn)場情況、國家規(guī)范，制定合理的方案。