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某博物馆新馆安防系统设计与应用
作者: 来源: 日期:2017-10-19 14:56:47

1. 引言    

  博物馆是集文物征集、收藏、研究、展示、考古于一体的文化机构,是展示伟大历史和现代成就的文化殿堂,要有足够的设施以完成收藏、运输、交接、陈列、保护、研究、教育和安全展示的基本功能,从而成为一座具有当代国际先进技术水平的博物馆建筑。博物馆新馆设计应充分体现以人为本的理念,最大限度的服务于公众、提高管理效率及节省资源消耗,突显了建筑智能化系统设计的重要性。而安防系统是博物馆智能化系统中的重中之重,是保护国家财产安全的技术手段。[1]因此,需要建立一套科学完善的安防系统,使技防、物防和人防三种基本手段进行有机配合,实现防范风险的目的。

  2. 安全技术防范系统总体设计需求分析

  根据《文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定》和《文物系统博物馆安全防范工程设计规范》的规定,该博物馆新馆为一级风险等级,必须按照一级防护级别的规范进行设计,达到一级防护要求。[2~3]

  博物馆防护分为目标防护、部位防护、单位防护,目标防护是对藏品实物目标进行的防护,部位防护是对博物馆内存有藏品的局部场所的防护,单位防护是对整个博物馆的防护。目标防护和部位防护根据藏品的风险级别分为一级、二级和三级防护级别。

  该博物馆作为一级风险等级,必须采用监视区、防护区、禁区组成的纵深防护体系。监视区包括外广场、出入口、大厅等处;允许公众出入的展厅为防护区,应设立室内外周界防护系统。储存保管藏品的库房、保险柜、修复室和其他不允许公众出入的区域为禁区,包括文物卸运交接区、文物通道、文物库房、文物管理区、文物科技保护中心、监控中心等处。

  3. 安全技术防范系统设计原则

  安全防范系统是博物馆最重要的智能化系统之一,是保证博物馆财产安全的最重要手段。为了达到国内领先的目标,本工程安全防范系统应用现代计算机技术、网络技术、分散分布式自动控制技术和数字化图像处理压缩技术,采用结构化、网络化的安全防范系统,具有兼容性和可扩展性。博物馆安全防范系统的设计应该遵循以下原则:

  3.1 合理性原则

  为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性,安全防范系统设计应根据实际状况和建设监控系统的具体要求,充分满足各单位部门在使用中的各项功能要求。

  3.2 先进性原则

  当前,计算机及通信技术高速发展,使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术,而且还必须考虑随着技术的进一步发展,能在系统中不断溶入新技术,使系统始终充满活力,始终保持一定的先进性。

  3.3 实用性原则

  安全防范系统的建设应以实用性为基本原则。系统功能必须满足治安动态监控和案件、事件倒查的基本要求,硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰;采用统一的系统标准和通信协议,使整个系统中各个子系统间能互联互控,充分发挥整个系统的功能。

  3.4 可靠性原则

  作为安全管理的关键系统,需要保证监控系统安全、正确地完成相应功能,从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。系统运行的可靠性是其主要性能之一,要保证系统24小时不间断运行服务。

  3.5 可扩展性原则

  可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。在系统横向扩展方面,智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上,应该非常方便的扩展容量。在纵向扩展方面,视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口,用户可在其基础上进行二次功能开发(如图像识别、可疑物发现跟踪等)。这要求系统具备良好的可扩展性,在系统建设的初期,首先立足于近期的应用需求,而以系统的可扩展性来保证今后5~10年内的发展需求。

  3.6 安全保密性原则

  整个信息系统安全的问题,是系统建设中一个优先考虑的关键,所以整个系统数据要充分安全,要严格实行操作按级管理,对关键数据实施特殊保护,各种操作要做好记录,便于查找。图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定,充分考虑网络的安全性和保密性。系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证:

  (1) 软件系统的安全性

  操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准,可以保证不被身份不明的黑客所攻击。数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定,数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户(数据库管理员)设定。系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。

  (2) 应用程序级的安全性

  所有的操作人员进入系统前均应登录自己的帐号和密码,并通过权限管理服务器认证,核对准确后方可进入系统。所有的操作人员均应规定相应的级别及权限,任何越权的操作必须被拒绝。所有的操作、错误均应有日志记录,并可以根据工号或操作查询。除了用户管理的基本资料外,工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作,除非有用户指定授权人的授权。

  4. 安全技术防范系统中的各子系统设计

  安全技术防范系统主要包括安全防范综合管理系统,入侵报警系统,视频安防监控系统,出入口控制系统,电子巡查管理系统,停车场管理系统等子系统。

  4.1 周界防范和入侵报警系统

  本系统由报警主机、报警键盘及各种模块、各种探测器和传感器、门磁及开关、无线产品、电话自动拨号器、警器及闪灯、管理软件等组成。)系统采用了总线结构,前端探测器(微波红外探测器、试音器的报警输出、振动探测器、断线开关、玻璃破碎探测器等)的报警信号和防拆信号接入安装在楼层弱电间内的总线编制器,通过总线编制器接入防盗报警主机,报警主机通过网络接口模块与上位入侵报警系统管理电脑通讯,并与安全管理系统集成。

  4.1.1 周界防范系统

  在建筑物周边,通过设在建筑物上的电视监控系统对建筑物周边的环境、场所进行监控,通过安装泄露电缆系统和微波红外报警对射探测器等对入侵周边的运动目标发出报警且采取相应的防范措施;在建筑物外墙设置防入侵装置;在展厅、文物卸运交接区、文物通道、文物库房、文物管理区、文物科技保护中心内各部位应急灯、门禁(指纹+ 键盘)、摄像机、视频智能分析仪、玻璃破碎探测器、玻璃破碎仿真器、振动探测器、紧急按钮、声光报警器、断线报警开关等设备,报警主机具备中央处理器和存储器,能够存储控制程序和运行日志信息,能显示和记录报警部位和有关警情数据及其他事件,及时作出处理,有效地阻止入侵,建立完善的室内周界防护系统。

  4.1.2 入侵报警系统

  在文物库房、文物卸运区、贵重展品展厅门、文物通道的出入口、窗口、售票处、收款台等地设置入侵探测装置,并在文物库房、展厅等地设置声音、图像复核探测器,以保证重要场所具有多种探测原理的不同探测装置,以便能更好的保护文物安全。声音复核装置应能清晰的探测现场的话音以及走动、撬、挖、凿、锯等动作发出的声音。文物库房与公共区相邻的墙体、天花板、地板宜配置震动探测装置。如发生特别事故时,入侵报警主机可及时通知保安控制中心派保安人员到现场。

  4.2 视频安防监控系统

  本系统由主要由摄像机、视频编码器、视频解码器、网络视频存储(NVR)、监控系统管理平台等组成。在文物库房内通道、文物库房总库门、文物卸运区、公共走道、主要出入口、售票处、各个收款台等处可设枪式固定摄像机和带云台可变焦摄像机;在大厅、展厅、车库等处设快球或半球摄像机;在电梯轿厢中设置电梯专用摄像机;其它部位,如有必要可在设计中考虑预留管线。所有文物通过的地方均应设置摄像机,不留盲区;所有摄像机采用集中供电方式。文物库房内通道和重要部位应保证24h实时监控,展厅内视频图像应能清晰反映监视区域内人员活动情况,不留盲区。    

  4.3 出入口控制系统(门禁系统)

  本系统由门禁管理系统软件、门禁控制器、自动访客管理系统、读卡器、卡片以及相关配件等设备组成。系统使用的卡分为用户卡、保安卡和临时卡三类,系统能根据使用人员的身份不同和使用要求,将IC卡授于不同权限,控制器对该卡进行身份验证,验证合法后即控制电子门锁自动打开,同时控制器还将记录开门的日期、时间、卡号、姓名等持卡人出入的信息。门禁控制器与上位管理电脑之间采用TCP-IP/RS232/RS485 等多种通迅方式实现数据传输。

  在文物库房、文物通道出入口、展厅、重要机房、所有仅供内部工作人员使用的出入口、

  通向室外的主要出入口、保安控制中心、安防分控室等处均设置门禁系统,并在保安控制室采用图标方式显示触发警报的门。另外,对重要的区域,出入口控制装置必须保证能与安全管理系统联动,即联动视频安防监控系统和照明系统,将现场灯光打开,将持卡开门的现场图像传送到监控中心,进行人工对比监控,确保门控区域的高度安全。在出现紧急或火灾事件时,应联动消防系统,打开所有安全出口相应的电控门锁,便于人员疏散;藏品库区内的门禁系统应经消防控制中心确认火灾后使门禁系统断电而失效。

  4.4 安检系统

  博物馆是利用文物向社会提供服务的文化建筑,主要是通过收藏和展示文物向观众服务,既要安全、妥善地收藏、保护文物,又要为展示文物、科学研究及学术交流等业务提供便利的条件。为此需要配置金属探测安检门、手持式金属探测器、一体化X 光机行李检测仪、防爆罐、防爆毯等安检设备,用于对观众随身携带物品进行检查。同时,将检查信息传输到监控中心主机上与其他系统联动。

  4.5 无线巡更系统

  在主要出入口、各层楼梯走道、电梯厅、展厅出入口、库区出入口和地下停车库等处设置巡更点,巡检员只需将巡更器靠近安装于各个巡更点的识别标签处轻轻一按,即可将某人某时在何处巡逻发生何事等信息储存在巡更器中,巡更器中数据可通过数据线传到电脑中,管理员可以通过密码保护的软件将数据读出,并可打印出巡检报告,方便采取相应的管理措施。

  4.6 停车场管理系统

  该博物馆设地下车库,设二个入口、一个出口,通过对停车场出入口的控制,完成对车辆进出及收费的有效管理。本停车场采用感应卡车辆出入口管理系统,区分固定用户(馆内工作人员)和临时用户(游客等)。固定用户(长期卡)实行预交费,临时用户(临时卡)在入口取卡,出口交卡交费,费用自动计入电脑。系统采用长距离感应技术,车辆距感应天线6米范围内即可读卡;车库采用一卡一车制,系统应能自动判断车辆是否进场或出场,并进行图像对比。本车库二个入口处无人值守,设车位显示屏;出口设收费值班室。

  4.7 专用通信系统

  专用通信系统由有线电话、有线对讲、无线对讲以及与公安提供网络视频接口组成,其中,有线电话通过在监控中心配置与110通信的电话机,并接入博物馆通信系统。本系统提供视频接口,接入由公安局提供的编解码设备,接入公安专网。

  系统采用总线结构,系统对讲主机与管理电脑相联,对讲主机通过中继站与各楼层分机相联,实现分机与主机的通信,并通过安装在管理电脑内的系统监控统计软件,以监控统计分机的报警起始时间、通话时间和通话内容进行录音,以备日后查找。

  安全技术防范系统设计应当采用低能耗、高效率、无污染的技术方案和设备,各子系统之间应尽可能复合共用线路、设施等资源,实现绿色环保型博物馆的目标,做到可持续发展。

  5. 防雷过电压保护

  博物馆安防系统不仅要防止感应雷从电力电源侵入损坏设备,还应该防止雷电从室外安装的摄像机、微波红外对射等设备侵入损坏系统设备。[4]

  5.1 监控中心防雷保护

  在安防监控中心安装环形接地铜排,并与大楼主筋连接,机房内所有设备、金属线槽、防静电地板均与环形接地铜排可靠连接,保证设备都在同一个地电位上,接地可靠。

  5.2 室外设备防雷保护

  (1)从摄像机进入监控室内的信号线和视频线等线路在控制主机处安装相应的防雷器,防止线路上感应电流流入而击坏控制器。

  (2)红外对射和室外电源线、信号线和视频线等线路安装相应的防雷器,防止线路上感应雷电流流入而击坏摄像机。

  6. 监控中心与分控室

  保安控制中心设在新馆东侧,西侧、南侧分别设置安防分控室。保安人员可在控制中心内或安防分控室选择监视各自管辖区域的任何一台摄影机的影像,或以分割多路调制器在监视器上监看不同摄像机的影像。同时设置硬盘刻录系统,对重要防护部位进行24h报警实时录音和录像,建立数字化图像处理和贮存数据库系统。

  另外,保安人员可在保安控制中心(或安防分控室)控制各自区域的摄像机镜头和其它辅助功能,如旋转、近路观察展厅、出入口通道等。当有报警讯号时亦可自动选择监看发出报警讯号地点的摄像机以及同时激活刻录机把情景记录下来。 

  安防分控室应与控制中心联网。一般情况下,各分控室只能监视各自管辖区域的影像及报警;控制中心除监视本区域情况外,可任意切换至分控区控制区域查看;特殊情况下,各分控室亦可通过授权,察看其它分控区或主控区管辖区域情况。

  7. 结束语

  安全防范技术是一门跨学科、跨专业,多学科、多专业交叉融合的综合性应用科学技术。在科学技术迅猛发展的当今时代,几乎所有的高新技术都会或迟或早地被移植或应用于安全防范工作中,各种防范技术的交叉、渗透、融合将是安全防范技术未来发展的总趋势。因此,安全防范工程的设计者要密切关注各个领域科学技术的新进展,不断吸收新理论、采用先进而成熟的技术,完善安全防范系统的智能化设计。在综合应用各种新技术的同时,一定要注意探测、反应、延迟三个基本要素的协调和技防、物防、人防三种基本手段的配合,才能实现防范风险的最终目的。

  参考文献:

  [1]  GB 50348-2004,  安全防范工程技术规范[S].  北京:中国计划出版社,2004.

  [2]  GA 27-2002,  文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定[S].  北京:中国标准出版社,2002.

  [3]  GB/T 16571-1996,文物系统博物馆安全防范工程设计规范[S].北京:中国标准出版社,1996.

  [4]  JGJ 16-2008,  民用建筑电气设计规范[S].  北京:中国建筑工业出版社,2008.


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