曾令东 董鹏 胡江波
摘 要：安防系统（简称系统）已发展多年。但地方公司企业对国防工程（简称工程）系统项目需求及建设方案研究不深，国外类似系统细节描述也不多。结合现实威胁，着眼系统长期、可信运行，通过技防、人防、物防的全面建设，形成具备“控制区—保护区—内区”的整体防御纵深。笔者从事某类国防工程管理多年，目前研究生研究方向是工程管理专业，结合某国防工程安防系统建设实际，提出相应的设计方案，以满足某国防工程及特殊装备的安防需求。
关键词：国防工程 安防 装备 管理 需求分析 方案设计
中图分类号：TU895 文献标识码：A 文章编号：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
工程系统能够提供人员控制、安全防范、视频监控等功能，确保工程和武器装备的防护安全。在设计建设过程中，应遵循功能完备、性能可靠、技术领先、节约资源的原则。在保证系统先进性同时，尽可能采用成熟技术和产品，提高系统运行稳定性、可靠性。方案拟制过程中应为工程系统改扩建和升级等情况冗余设计接口和空间。
1 总体方案设计
1.1 功能架构设计
安防系统设计应围绕保护目标设置防御层次、部署探测系统和反应力量等。安防系统设计包括探测、延迟和反应3个部分。具体功能结构见图1。
1.1.1 探测
设计部署控制区周界、保护区周界、保护区纵深、内区等探测系统。利用多种探测技术手段对工程周界布防，对每种探测设备的状态信息、报警信息进行及时有效的记录、复核。通过探测设备连续、封闭地布防，保证防线不存在短板和死角。设计多层次、多系统布防机制，提高系统整体的探测概率。合理部署摄像机，对报警进行及时有效的复核，及时发现、确认入侵行为。在工程内主要出入口、值班室、仓库设计安装紧急报警按钮。
1.1.2 延迟
設计控制区、保护区、内区、建筑物等延迟系统。按照分级保护、分区防御原则，设计建设周界屏障及出入口设施，部署必要的警卫力量，延缓敌人入侵进程。
1.1.3 反应
设计控制区与保护区周界巡逻通道、应急通信系统、突发事件处置预案，提高反应力量处置的反应效率。
1.2 技术架构设计
根据工程布局和保护目标分布情况、周边环境、道路交通状况，设计周界、控制区、保护区和内区等防护层次。技术架构设计应包括集成平台、数据库与数据接口层、功能支撑层和基础支撑层。设计建设网络通信系统（安防系统专用）、配电系统、辅助照明系统、防雷接地系统和实体屏障。设计建设出入口控制、入侵探测报警、视频监视、在线巡更、视频智能分析等子系统。根据需求，设计基础、业务、分析等数据库。数据库与数据接口层提供元数据管理、资源目录管理等功能。具体架构设计见图2。
2 集成平台方案设计
以工程视景图系统为基础，以安防场景和业务数据可视化为应用主线，设计建设安防可视化集成平台。一方面收集各子系统的信息，进行显示管理和联动处置。另一方面利用数据分析技术进行安防系统综合态势评估。集成设计入侵报警、电子巡更、出入口控制、视频监视等子系统。在工程视景图下对各种安防资源进行配置、操作、管理。
2.1 平台架构设计
按照设备功能的不同，系统设计三层技术架构：数据采集层、网关中间层和应用层。集成平台经过数据交换平台与各子系统进行信息交换。各子系统可接收集成平台的控制指令。集成控制平台通过数据交换平台为工程保障系统管理平台服务，接受相关指令，反馈相关数据。在平台和汇聚节点之间设置网关设备，可将多种类型汇聚节点接入安防系统，并且扩大安防系统的终端设备容量，用于将多个节点的信息接入网关内，然后再将多个网关设备接入平台。
（1）数据采集层设计。设置多种不同类型传感器节点，用于采集环境信息。设置红外探测器检测某一空间内是否有人经过。设置摄像头探测画面中是否有异常情况出现，包括人员的滞留、人员越界攀爬、面部遮挡、物品的移位等。
（2）网关中间层设计。网关中间层采用服务器担当网关设备，由网关节点组成，在应用层与数据采集层之间发挥信息传输与转换的功能。
（3）应用层方案设计。设计数据接收、处理与开放功能。实现平台对网关中间层设备、数据采集层设备的向下寻址功能。平台与网关中间层之间采用Socket进行通信。
2.2 平台功能设计
（1）安防综合态势评估。从宏观角度、业务管理角度评估工程实物保护体系的基本情况。评估维度包括人员值班情况、设备完好率、报警事件与处置情况、人员进出数据分析、系统运维数据分析、巡逻值班数据分析。
（2）资源展示。综合叠加展示视频监控、门禁、报警、车辆、通信设备、广播等各类安防资源。通过控制面板实时控制同时叠加的资源数量，任意控制叠加一类或多类资源进行分析。
（3）可选择一组或多组关键点位的监控设备进行轮巡监控。对工程的报警信息提供视频联动监控功能。可根据报警级别、报警类别进行相应设置。工程内防范较薄弱的区域提供专门的视频场景监控。
（4）安全数据监控。人员通过门禁时，系统自动调取制证系统中存储的信息，实时展示并和通行视频画面进行比对。提供多画面的通行数据并行监控，防止重要信息遗漏。
（5）告警监控管理。报警信息实时监控，在数字地图上实时展示报警点位置。进行报警信息分级管理，便于进行不同的处置。实时分类统计各类报警数量，生成饼状统计图，展示各类报警比例;生成报警量曲线图，与历史曲线进行比对。在工程数字地图上以热图方式进行告警热点等级预警展示;根据告警处置进度对区域的预警颜色进行实时更新。工程内多楼层地图分屏同时监控。
（6）監控发现的安全事件，可通过数字地图标注。对告警进行状态处置（低级别事件自动核实处置），如果是误报信息则进行消除（长时间不核实处置自动消除），如果是真实告警则启动处置流程。可调用并启动预案，由后台流程控制实现半自动控制，操作人员只需要根据执行提示进行处置操作。
（7）运维管理。依靠设备产生的数据，关联有关数据，设计分析模型。可配置模型可实时主动分析和预测设备异常。通过运维的全过程管理以及全信息记录，及时发现运维管理问题。通过数字地图进行系统结构描述，支持灵活的系统图构建、设备标注、设备增减。通过标准接口与业务系统进行对接，实时接收设备状态，通过不同图标、多种方式进行展示。根据各类业务数据规则、特点模型，对各类业务数据进行关联分析，及时发现异常现象。
3 出入口控制系统方案设计
3.1 系统总体设计
总体架构设计为3个层次和两个网络。第一层是管理层，由出入口控制系统服务器、制卡工作站、监控工作站等组成。第二层是控制层，主要由智能控制器组成。第三层是现场执行层，设计包括I/O模块、读卡器、Wiegand接口等设备。两个网络分别是控制层与管理层通信的TCP/IP网络和控制层与执行层通信的RS-485通信网络。工程出入口采用读卡器+人脸识别的方式进行认证，并可根据需要设定人员出入权限、有效出入日期与时间等规则。内区重要部位采用读卡器+密码方式进行认证，并设置相应的通行权限。认证设备通过Weigend协议接入系统中。出入口控制服务器通过TCP/IP技防网络系统与实物保护可视化平台服务器连接。通过集成平台的调度，实现与入侵探测报警以及视频监控系统的联动控制。
3.2 系统功能设计
（1）系统控制器应具备独立处理和存储信息的能力，在传输线路或网络接口故障时门禁控制器可独立运行。
（2）自动获取实时信息、状态及报警信号，包括系统发出的自动声光报警信号、读卡器读卡信息、出入口设施动态信息、系统设备及通信报警信息和非法侵入或操作报警信号。
（3）每次读卡或门状态改变均报警并记录在事件记录中，每次报警事件存储在报警事件中。
（4）设置出入级别权限，如临时访问权限、区域访问权限、时间段访问权限。
（5）系统控制器对所有输入/输出均做短路、断路、开路报警检测，并在入侵探测系统中报警。非法侵入报警时，通过入侵探测系统联动现场摄像机及门禁，在出入控制口监视器及保卫控制中心工作站进行显示。
（6）系统故障不能误开启出入口设施。系统应在持卡人成功进行一次进出操作后，禁止在同级门处再次进行相同方向的进出请求。
4 视频系统方案设计
4.1 系统总体设计
系统设计包括多种类型摄像机、IP网络、存储阵列、管理工作站、显示系统组成。视频分析系统设计由前端系统（高清摄像机、辅助照明设备、嵌入式检测主机、编码器、现场辅助设施）、传输网络、视频分析服务器及运算节点组成。
视频分析系统设计分为图像资源、图像解析、图像特征管理等几个部分。分析系统从监控系统获取实时和历史视频。
4.2 系统功能设计
（1）实时视频监视。在保护区域的各层周界、各个主要出入口、重要部门部位安装摄像机，对目标位置进行及时、连续、有效的监视。通过虚拟矩阵，具备视频控制切换、画中画、多屏显示、画面分割等功能。摄像机应内置处理芯片，具备基于背景分离的视频分析功能;摄像机具有报警等接口，便于接入报警探测器等设备。
（2）与入侵探测以及出入口控制系统自动联动，实时显示报警区域图像，自动回放报警位置视频。
（3）视频分析设计包括出入口车牌与人脸识别比对、人员异常行为、未授权的监控区停留或活动、重要武器装备离位、异常移动监控等分析功能。对实时视频和历史视频录像进行图像解析，实现对图像资源的结构化处理。对图像资源进行解析和目标特征提取后，将相关图像资源的语义化特征信息和带有图像特征向量化信息的二进制文件，保存到图像特征库中。基于图像特征库，设计图像特征搜索和目标图像比对功能。
（4）系统管理控制采用C/S架构，管理平台通过IP网络和客户端工作站连接，所有操作控制都可在客户端上实现。系统提供开放接口及相关通信协议给可视化智能管控平台。自动检测前端设备运行是否正常，判断故障点并报警。
5 入侵探测系统方案设计
防区所有入侵路径设计部署入侵探测设施实现完整性整体防范。控制区周界、保护区周界、内区周界、重点部门部位逐层设置入侵探测设施实现纵深探测。
5.1 系统总体设计
在重要区域布设被动红外幕帘式探测器、双光束室内外探测器，通过报警输入模块的I/O端口采用干接点方式接入系统。报警工作站通过TCP/IP技防专网与集成平台服务器相连，按照“协议”格式向可视化集成平台发出报警“消息”。探测设备通过报警输入模块、报警控制器与集成平台服务器相连，实现与视频系统联动。
5.2 系统功能设计
探测系统前端产生报警信息时，将防区編号、报警类型等信息上传给可视化集成平台，集成平台根据预先设定的联动关系或预案，自动触发视频监控、辅助照明等系统进行联动响应。
对入侵者的多种入侵行为进行准确、实时地探测并产生报警信号。现场防区模块将探测到的入侵振动信号传回至报警工作站，工作站将入侵信号与数据库中的入侵模型进行比对。
在服务器或工作站上根据操作员赋予的不同权限进行实时布防/撤防。系统设计严密的防篡改保护功能。
6 结语
项目设计依据国家和部队规范，确定工程为高风险防护目标，依据技术防范标准进行安防系统建设。结合现实威胁，着眼系统长期、可信运行，通过技防、人防、物防的全面建设，形成具备“控制区—保护区—内区”的整体防御纵深，实现“探测—延迟—反应”的系统功能，构建完整的实物保护体系。某工程安防系统项目设建设，对完善工程防范体系、预防恐怖袭击事件的发生、降低失泄密事故风险、保卫工程和武器装备安全具有重要意义，其经验和成果可用于其他国防工程的设计建设中。
参考文献
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