安防系統(tǒng)(工程)不同于一般的自動(dòng)化系統(tǒng),它所探測的目標(biāo)不是一些單純的物理量,防范空間的狀態(tài)也不能用物理參數(shù)來線性的描述,只能通過某些物理量閾值的設(shè)定將其轉(zhuǎn)化為開關(guān)狀態(tài)。同時(shí),系統(tǒng)監(jiān)控(防范空間)的狀態(tài)是不可調(diào)節(jié)的,系統(tǒng)探測的物理量并不是系統(tǒng)控制的目標(biāo),所以,系統(tǒng)是不死循環(huán)的。這是從技術(shù)上講,具體地解釋就是:安防系統(tǒng)探測的目標(biāo)是人的行為,它是不確定和不可控的,而且,是可能改變和影響安防系統(tǒng)自身工作狀態(tài)的。
由于這個(gè)基本的特征,導(dǎo)致安防系統(tǒng)(工程)具有以下的特點(diǎn):
·系統(tǒng)的綜合性:安防系統(tǒng)(工程)不可能是一個(gè)純技術(shù)系統(tǒng),也不可能是一個(gè)單一技術(shù)的系統(tǒng)。要想實(shí)現(xiàn)安防的功能,必須是多種技術(shù)的綜合(集成)與管理體制的結(jié)合;
·系統(tǒng)對環(huán)境的依存性:安防系統(tǒng)(工程)與其所在的環(huán)境(建筑、地理、氣候及人文、業(yè)務(wù)、管理)有密切的依存關(guān)系,不同的環(huán)境條件將導(dǎo)致完全不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì);
·系統(tǒng)必須有加固措施:安防系統(tǒng)探測的目標(biāo)是能夠規(guī)避探測,并能對系統(tǒng)發(fā)動(dòng)攻擊的人(或入侵行為),必須采用適當(dāng)?shù)募庸檀胧﹣硖岣呦到y(tǒng)防破壞能力,提高系統(tǒng)的安全性。
此外,安防系統(tǒng)(工程)的設(shè)計(jì)程序也有它自己的特點(diǎn)(如圖1所示),下面予以說明。
風(fēng)險(xiǎn)分析不應(yīng)忽略
風(fēng)險(xiǎn)就是安防系統(tǒng)的防護(hù)目標(biāo)受到攻擊的可能性及可能產(chǎn)生損失的程度,而安全需求就是為防止攻擊和減少損失而需要采取的防護(hù)。進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析并確定安全需求是安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要一環(huán),安防系統(tǒng)(工程)建設(shè)的基本目標(biāo)就是滿足(建設(shè)者的)安全需求。
風(fēng)險(xiǎn)與安全需求既是環(huán)境條件的客觀存在,又是建設(shè)者的主觀反應(yīng)(自身的感受和意愿),個(gè)體的差異很大,因此、風(fēng)險(xiǎn)分析是非常細(xì)致的事。要對環(huán)境進(jìn)行調(diào)查,并聽取用戶的意見。
許多單位(金融、文博、軍工等)由于行業(yè)的特點(diǎn),面對的基本風(fēng)險(xiǎn)和安全需求有很多相同之處,安全保衛(wèi)部門根據(jù)長期工作的經(jīng)驗(yàn),制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),來規(guī)定其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全要求,如《GA27-2002文物系統(tǒng)博物館風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全防護(hù)級(jí)別的規(guī)定》等。這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)作為安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)和參考,但機(jī)械地按照標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)系統(tǒng)是不行的。標(biāo)準(zhǔn)只是一個(gè)原則和通用性的規(guī)定,對不同的安防系統(tǒng)(工程)必須進(jìn)行認(rèn)真地分析,找出其具體的風(fēng)險(xiǎn)之所在,有針對性地明確其安全需求。
風(fēng)險(xiǎn)分析要點(diǎn)
確定防護(hù)部位與過程
重點(diǎn)是:防護(hù)目標(biāo)(財(cái)富、要人)所在的部位和活動(dòng)的過程,如財(cái)物展示、保存、交換、運(yùn)輸?shù)膱鏊瓦^程;由地理和物理上的原因易成為入侵者選擇攻擊的部位和過程;及入侵發(fā)生后一定要控制的部位和過程。
要全面的分析安防系統(tǒng)所依存的環(huán)境條件,有重點(diǎn)地確定防護(hù)部位和過程,要能對要害部位和過程形成有層次的防護(hù)布局,利于安防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)早期探測和智能化。要避免面面俱到,無重點(diǎn)地處處設(shè)防。
提出安全需求
根據(jù)防護(hù)目標(biāo)的自身價(jià)值、可能造成的損失和影響的大小,確定系統(tǒng)的安全需求。安全需求是與系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)相對應(yīng)的,總體上可以是:保護(hù)財(cái)產(chǎn),防盜、防搶,保護(hù)人,防入侵,防沖擊或整體的防破壞和防爆炸。具體上可以是:一般監(jiān)控、重點(diǎn)防范、萬無一失或阻止入侵、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、制服入侵者。
選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段和系統(tǒng)
根據(jù)防護(hù)部位和過程的具體情況和安全需求,選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段和系統(tǒng)。安防系統(tǒng)可采用的主要技術(shù)手段有:探測、監(jiān)控、空間封閉(實(shí)體.電子)、特征識(shí)別、安全檢查等,組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)主要有:報(bào)警探測系統(tǒng)、電視(電聲)監(jiān)控系統(tǒng)、出入管理系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)及相應(yīng)的實(shí)體防護(hù)設(shè)施。
PPS設(shè)計(jì)原則(平衡性、縱深性、冗余性、可靠性和人機(jī)關(guān)系)是一套科學(xué)、完整的安全理論體系,適用于安全防范技術(shù)系統(tǒng),可以作為上述分析的指導(dǎo)原則。風(fēng)險(xiǎn)分析最能體現(xiàn)安防系統(tǒng)(工程)區(qū)別于其它技術(shù)系統(tǒng)的特點(diǎn)和安防技術(shù)人員看問題的獨(dú)特視角,有些系統(tǒng)的建設(shè)忽略了這一環(huán)節(jié)是不應(yīng)該的。
反映技術(shù)能力和實(shí)際效果的指針體系——設(shè)計(jì)目標(biāo)
確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是系統(tǒng)(工程)建設(shè)實(shí)行目標(biāo)管理的前題,不僅用于指導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),也是系統(tǒng)(工程)驗(yàn)收的依據(jù)。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的基本構(gòu)想提出后,應(yīng)該制定出能客觀地反映它的技術(shù)能力和實(shí)際效果的指標(biāo)體系,這就是設(shè)計(jì)目標(biāo)。它是安全需求的具體化和量化,既要直接地表達(dá)系統(tǒng)(工程)在防護(hù)功能上的實(shí)際效果,又要具有可操作性、便于現(xiàn)場測試。針對不同的安防系統(tǒng)可提出不同的設(shè)計(jì)目標(biāo),以下是幾個(gè)主要和具有通用性的設(shè)計(jì)目標(biāo):
探測回應(yīng)
系統(tǒng)對異常情況(可能為入侵)的反應(yīng)速度,用時(shí)間來度量。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全需求,通??捎辛⒓错憫?yīng)、復(fù)核后響應(yīng)、記錄必要的信息等幾種響應(yīng)方式。
對于高風(fēng)險(xiǎn)部位,安防系統(tǒng)應(yīng)立即響應(yīng)各種探測到的異常情況,發(fā)出報(bào)警信號(hào),并立即反應(yīng)報(bào)警,探測響應(yīng)應(yīng)小于1秒。對一般風(fēng)險(xiǎn)的部位,可在報(bào)警后進(jìn)行復(fù)核,確認(rèn)報(bào)警真實(shí)后,采取反應(yīng)措施,系統(tǒng)的探測響應(yīng)(包括復(fù)核的時(shí)間)應(yīng)在1分種之內(nèi)。對低風(fēng)險(xiǎn)部位的報(bào)警可不反應(yīng),但系統(tǒng)必須能記錄下相關(guān)的信息(探測觸發(fā)的時(shí)間、地點(diǎn)或報(bào)警部位的圖像)。
探測幾率
系統(tǒng)探測真實(shí)入侵的或然率(概率),分探測器探測幾率和系統(tǒng)探測幾率,前者是探測器自身的技術(shù)指標(biāo),后者是構(gòu)成系統(tǒng)的多個(gè)探測器產(chǎn)生的綜合指標(biāo)。顯然,探測器探測幾率是計(jì)算系統(tǒng)探測幾率的基礎(chǔ),理論上講探測器的探測幾率不可能是1(100%),決定探測器探測幾率(不探測)的因素主要有:探測器本身的故障(可靠性)、環(huán)境的限制和干擾、被探測目標(biāo)的規(guī)避和攻擊、誤報(bào)過多導(dǎo)致的信任度降低等。在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,經(jīng)統(tǒng)計(jì)對探測器給出下面的分類;
·高探測幾率(大于97%):雙技術(shù)探測器(紅外與微波、雙鑒玻璃破碎),多元被動(dòng)紅外探測器等;
·普通探測幾率(90%-97%)
·被動(dòng)紅外、微波對射、電纜探測等;
·低探測幾率(90%-83%):普通的門磁開關(guān)、單束主動(dòng)紅外等。
通過對系統(tǒng)探測幾率的要求,進(jìn)而計(jì)算出應(yīng)采用的探測器的數(shù)量和類型,是PPS理論研究的問題,對安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)同樣具有指導(dǎo)作用。
圖像的完整性
圖像的完整性可以從空間和時(shí)間兩個(gè)角度來評價(jià)??臻g的完整性與攝像機(jī)的視場有關(guān),每個(gè)攝像機(jī)視場對監(jiān)控部位的有效覆蓋,多個(gè)攝像機(jī)視場的組合形成對一個(gè)過程或監(jiān)控區(qū)域的有效覆蓋。它涉及攝像機(jī)的布局、數(shù)量、安裝方式和鏡頭的匹配;時(shí)間的完整性表示電視系統(tǒng)對一個(gè)連續(xù)過程或事件的監(jiān)控能力,反應(yīng)系統(tǒng)長時(shí)間工作和圖像信息存貯能力。
總的來說:圖像的完整性就是系統(tǒng)所采集的圖像信息的完整性,由此也可引伸出安防系統(tǒng)采集和存貯其它信息的完整性。它是用長度、時(shí)間來度量,通過現(xiàn)場觀察、測量來評價(jià)。
圖像鑒別等級(jí)
反映電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像信息量的技術(shù)指針,是系統(tǒng)各技術(shù)環(huán)節(jié)(攝像、傳輸、信號(hào)分配、處理、顯示等)性能的綜合體現(xiàn)。以系統(tǒng)最終顯示的圖像來進(jìn)行評價(jià),通常分為三級(jí):
·探測:可以鑒別有無探測目標(biāo);
·分類:可以對探測目標(biāo)進(jìn)行分類,如鑒別人或動(dòng)物、成人或兒童;
·識(shí)別:可以對探測目標(biāo)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。
圖像鑒別等級(jí)根據(jù)安全需求而定。經(jīng)驗(yàn)證明:對于大目標(biāo),圖像的鑒別等級(jí)是由探測目標(biāo)在全圖像(整個(gè)屏幕)上所占的比例來決定,而對于小目標(biāo)則主要是由探測目標(biāo)占有的像素來定。安防系統(tǒng)探測的人、物、貨幣等屬于大目標(biāo),以人為例,當(dāng)人的全身占全圖像的1/100時(shí),即可實(shí)現(xiàn)探測;當(dāng)人的全身占全圖像的1/10~1/7時(shí),可達(dá)到分類的要求:當(dāng)人的面部占全圖像的1/7~1/4時(shí),系統(tǒng)具有識(shí)別的能力。
通過率
系統(tǒng)(出入口控制、安全檢查)在單位時(shí)間內(nèi)的最大通過量(人的通過量和物品的檢查量),這是通過式系統(tǒng)的基本技術(shù)指針,也是系統(tǒng)是否具有實(shí)用性的指標(biāo)。
通過率與特征識(shí)別的速度、系統(tǒng)響應(yīng)及聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制時(shí)間有關(guān)。實(shí)際工程檢驗(yàn)時(shí),可測量單次通過所需時(shí)間計(jì)算出系統(tǒng)的通過率,也可對實(shí)用系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來得出通過率。
誤識(shí)率和拒識(shí)率是出入控制系統(tǒng)可靠性的重要指針,但它是要在大量、長時(shí)間測量和統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上才能得出的資料,而且涉及的影響因素也很多。對于實(shí)際安防系統(tǒng),不便測量,也沒法給出準(zhǔn)確的評價(jià),因此、一般不作為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
系統(tǒng)的響應(yīng)方式
指出入控制系統(tǒng)對非法請求的響應(yīng)。根據(jù)系統(tǒng)的防護(hù)要求,通常有以下三種響應(yīng)方式:
·拒絕:拒絕非法請求,但不作任何反應(yīng)。對于一般安全要求的系統(tǒng),多是這種方式,把非法請求視為由于操作不當(dāng)引起的,準(zhǔn)許再次操作;
·報(bào)警:系統(tǒng)反應(yīng)非法請求,發(fā)出報(bào)警并記錄相關(guān)的信息;
·啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置:高安全要求的系統(tǒng)在對非法請求發(fā)出報(bào)警的同時(shí),對非法請求進(jìn)行識(shí)別、啟動(dòng)聯(lián)動(dòng)裝置,加強(qiáng)系統(tǒng)的抗沖擊性和爭取制服入侵者。
不同的響應(yīng)方式將導(dǎo)致不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(前置、聯(lián)網(wǎng),獨(dú)立系統(tǒng)、與其它系統(tǒng)功能聯(lián)動(dòng)(集成)。
系統(tǒng)的安全性
安全性主要從系統(tǒng)的物理防破壞能力、系統(tǒng)防技術(shù)破壞能力和系統(tǒng)管理的保密性來評價(jià)。
·物理的防破壞能力:表示為物理裝置的抗沖擊力或延遲時(shí)間;
·防技術(shù)破壞能力:可從系統(tǒng)特征識(shí)別方式和密鑰量、系統(tǒng)的加固措施來評價(jià);
·系統(tǒng)管理的保密性:包括操作系統(tǒng)的密碼、口令、權(quán)限管理及工作日志等。
違禁品的探測率
這主要是對單體的安全檢查設(shè)備的性能要求,對于多樣的安防系統(tǒng),還會(huì)有一些特別的設(shè)計(jì)目標(biāo),要根據(jù)其技術(shù)上特殊性來確定。
把設(shè)計(jì)目標(biāo)具體化——系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)是把設(shè)計(jì)目標(biāo)具體化的過程,根據(jù)安全需求將選定的技術(shù)手段系統(tǒng)化、具體化。設(shè)計(jì)的要點(diǎn)是:確定系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)(模式)、系統(tǒng)的組成(子系統(tǒng))、系統(tǒng)的集成方式、子系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系。既要保證系統(tǒng)滿足安全需求,又要考慮系統(tǒng)的適用性和經(jīng)濟(jì)性,既要從子系統(tǒng)和各種手段的功能從發(fā),又要考慮到它們之間資源的共享、功能上的關(guān)聯(lián)和子系統(tǒng)間的技術(shù)集成、與其它技術(shù)系統(tǒng)關(guān)系(網(wǎng)絡(luò)、環(huán)境監(jiān)控、布線)。
系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)要完成以下幾項(xiàng)主要內(nèi)容:
·系統(tǒng)圖:設(shè)備組成、功能、連接、信號(hào)傳輸、子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)間關(guān)系的表達(dá);
·系統(tǒng)拓?fù)鋱D:完整的聯(lián)機(jī)圖(不反映路由和線長);
·線纜管線圖:線纜型號(hào)、長度、路由;
·設(shè)備配置表:系統(tǒng)的設(shè)備清單;
·其它圖紙:機(jī)架、設(shè)備布局等圖紙。
最有學(xué)問和技巧之處——設(shè)備匹配
設(shè)備匹配就是根據(jù)系統(tǒng)方案的設(shè)備配置最后確定設(shè)備器材和輔助器材的型號(hào)、數(shù)量和安裝方式。如果說系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)備配置主要是從設(shè)備功能的角度進(jìn)行設(shè)備類型的選擇,而設(shè)備匹配則是根據(jù)環(huán)境特點(diǎn),確定設(shè)備的性能指針,以保證系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。這是設(shè)計(jì)中最有學(xué)問和技巧之處,因?yàn)?、合理的設(shè)備匹配可以最佳地發(fā)揮設(shè)備的技術(shù)能力和得到最經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)造價(jià)。
現(xiàn)場勘察是設(shè)計(jì)匹配的基礎(chǔ),它主要是了解系統(tǒng)防范區(qū)域的環(huán)境條件(建筑特點(diǎn)、防護(hù)部位(目標(biāo))的分布、空間范圍及氣候、光照、供電、干擾因素等),獲得客觀的資料。然后通過計(jì)算得出設(shè)備應(yīng)具有的性能指針。最后確定其型號(hào)、數(shù)量、配套設(shè)備和安裝部位、安裝方式。設(shè)備匹配可能會(huì)修正系統(tǒng)方案,系統(tǒng)設(shè)備配置表(設(shè)備清單)中的型號(hào)和數(shù)量是由此確定的。
風(fēng)險(xiǎn)和安全需求分析也要進(jìn)行現(xiàn)場勘察,兩者可以一起進(jìn)行,但注重點(diǎn)彼此不同,應(yīng)有個(gè)自的調(diào)查內(nèi)容和調(diào)查記錄。很多時(shí)候、安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是與總體建設(shè)同步進(jìn)行的,現(xiàn)場勘察只能在圖紙上進(jìn)行,這就要求充分地理解圖紙和通過工程的經(jīng)驗(yàn)來判定環(huán)境的各種狀態(tài)。
設(shè)計(jì)驗(yàn)證
系統(tǒng)設(shè)計(jì)能否滿足安全需求、能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)是需要進(jìn)行驗(yàn)證的,可以通模擬現(xiàn)場的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證設(shè)計(jì),也可以通過理論分析和計(jì)算來驗(yàn)證設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)驗(yàn)證的要點(diǎn)是:
·系統(tǒng)功能是否滿足安全需求;
·系統(tǒng)和設(shè)備的性能指針能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo);
·系統(tǒng)方案是否成熟(設(shè)備有可靠的供應(yīng),系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn));
·系統(tǒng)間功能聯(lián)動(dòng)(集成)的接口、通信(傳輸、協(xié)議)是否統(tǒng)一;
·設(shè)備間的接口是否匹配。
對后兩點(diǎn),是否有工程實(shí)踐是很重要的判定因素。