安全防范技术原理与工程实践

湖南省产商品质量监督检验所公安部安全技术防范工程检测中心（湖南）公共安全体系的基本构成一、预警系统二、预防系统三、应急反应体系安全防范的基本概念安全防范是预防和制止盗窃、抢劫、爆炸等治安事件的活动。安全防范的形式1.人防2.物防3.技防关系：互为基础、相互补充、融为一体安全防范技术的主要专业方向1.探测技术2.身份识别3.环境监控技术4.周界和出入控制技术5.通信与网络技术6.信息安全技术7.光电、机电一体化技术8.显示和控制技术9.相关技术标准和评价方法的研究安全防范的核心技术探测技术入侵探测危险品探测视频监控技术特征识别技术安全防范系统的主要应用领域入侵探测，用于金融、文博、物资仓库等高风险单位周界管理，用于机场、库区、军事基地、核设施等电视监控系统，用于环境、状态监控门禁系统，用于人流、物流的管理航空、交通部门大型公共活动及其应急系统住宅小区、智能化建筑区域联网和接警中心入侵探测技术探测的基本方式：主动探测、被动探测探测器的基本类型：微波多普勒入侵探测器、被动红外入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探测器、主动红外入侵探测器、超声和被动红外复合入侵探测器、遮挡式微波入侵探测器、磁开关入侵探测器、振动入侵探测器、玻璃破碎探测器、声控报警器、紧急报警装置、周界电缆探测器等报警系统报警系统的基本构成：前端探测器报警控制器（显示、系统状态监控、信息存储）通信线路有线方式多线制、总线制无线方式报警控制器的基本功能入侵报警通信故障报警防拆报警紧急报警延时报警自检功能系统设置记录功能报警信号转发功能入侵探测器的主要技术指标灵敏度探测器范围探测几率响应时间防破坏功能抗干扰能力可靠性环境适应性电源适应范围报警系统的评价指标系统响应探测几率灵敏度探测范围（探测区）误报率防破坏功能抗干扰能力可靠性系统功能（报警、设防、撤防、声音、图像、自检）信息存储视频监控系统视频技术的特点1.图像具有时间、空间分辨能力2.图像信息包含景物空间完整亮度信息3.目标静态、动态信息4.不可视信息可转化为可见的图像视频监控技术的特点是一种主动的探测手段，通过实时监控可实现安防系统的全部要求（探测、监控、周界、门禁）是其他技术的有效辅助手段记录具有完整性和真实性可以与其他系统进行资源共享安全防范系统技术集成、功能集成的核心对防范区域的日常业务影响最小视频监控的应用领域防范领域的实时监控探测信息的复核图像信息的记录指挥决策系统视频探测安全管理电视监控系统的组成前端设备（摄像机）传输系统终端系统显示设备、记录设备、操控设备电视的制式黑白制式黑白制式有A~N共14种，我国采用D制式彩色制式NTSC、PAL、SECAM等，我国采用PAL制式625线（每帧图像的扫描线数）每秒25帧图像、场频为50Hz摄像机的分类色彩黑白摄像机、彩色摄像机环境照度普通摄像机、低照度摄像机、微光摄像机摄像器件摄像管摄像机、固体摄像器件摄像机（CCD、CMOS)CCD摄像机电荷耦合器件CCDCCD摄取光图像的基本原理是对反映信息的电荷进行存储、转移和输出。CCD实际上是一种模拟移位寄存器。CCD摄像机的电路组成CCD外围电路、同步电路、预放电路、图像信号处理电路彩色CCD摄像机分色方式镜头分色方式滤光片分色方式基色滤光法、补色滤光法彩色摄像机电路1.CCD外围电路2.同步电路3.基色图像信号分离电路4.彩色编码电路5.图像信号处理电路6.电源电路实际应用的CCD摄像机1.黑白CCD摄像机2.彩色CCD摄像机三片式彩色摄像机、单片彩色摄像机3.主动红外CCD摄像机4.黑白/彩色自动转换摄像机5.宽动态摄像机摄像机的主要技术指标1.视频输出1Vp－p，正级性，75Ω2.水平分辨率，又称图像的清晰度（TVL)摄像器件、镜头质量、系统电路通道频道宽度有关（1MHz～80TVL）3.灰度等级4.视频信噪比（S/N）5.最低可用照度6.几何失真7.彩色还原性8.摄像机的同步方式（内同步、外同步、电源同步）摄像机的主要接口1.镜头接口C、CS接口，通过转换圈可将CS转换为C接口2.自动光圈控制输出方式，DC或VIDEO，接头的接线。3.PC接口，RS232摄像机的主要配套设备1.摄像镜头2.云台3.摄像机的防护装置（罩）4.一体机摄像机镜头影响镜头成像的主要因素：光阑、渐晕、景深；摄像镜头的主要技术参数：成像尺寸、焦距、相对孔径、视场角、镜头安装接口常用的摄像机镜头1.普通镜头2.自动光圈镜头3.变焦距镜头4.小孔镜头5.红外镜头和宽光谱镜头云台的构成和技术参数构成：摄像机或防护装置的安装面、旋转机构、驱动电机与电路、技术参数：输入电压、输入功率、负载能力、旋转范围、云台转速、环境适应性、外形、重量及安装尺寸摄像机的防护罩1.室内防护罩2.室外全天候防护罩3.特殊环境防护罩4.球型防护罩视频信号的传输传输介质1.同轴电缆中心导体、屏蔽层、绝缘介质、防护层2.双绞线3.光纤4.无线传输5.网络光纤视频传输光纤通信的主要特点：损耗小、信号传输距离长、频带宽、图像质量高、系统噪声小、非线性失真小、保密性好、施工、敷设方便光纤的主要技术指标：数字孔径NA、传输损耗、传输带宽、均匀性光纤传输的三环节：光源、探测器、光缆光纤视频传输系统1.模拟基带方式2.PFM方式3.常用多路传输方式频分多路（FDM)、波分多路（WDM)图像的显示设备视频监视器黑白监视器、彩色监视器、新型平板显示设备（液晶显示器、等离子体显示器、背投影监视器的主要技术指标水平分辨率（清晰度，1MHz～80TVL)、灰度鉴别等级、光栅的几何失真、同步范围、彩色还原性数字视频记录设备（DVR)机型操作系统压缩方式图像格式其他基于PC工控机单机嵌入式WindowsLinuxRTOSJPGE小波MPEGXH.264CIFQCIFD1储存容量250G或外挂磁盘阵列可集成视频控制功能ADSLTCP/IPDDN视频监控系统视频监控系统基本技术环节：前端设备、传输环节、系统中心控制室视频监控的基本模式：1、集总式视频监控系统2、分布式监控系统视频监控技术的发展趋势数字化、智能化、网络化出入口控制系统出入口控制系统三要素特征载体、特征读取（识别）、锁定（联动）机构出入口控制系统的模式一、前置型：单机型离线式二、网络型：前端控制器、传输线路、系统控制器（一）前端控制器，其基本功能有：1、特征识别。2、锁定机构和联动功能的控制。3、监控功能。4、联网功能。5、辅助输入/出接口、报警探测器、巡更系统、联动装置的控制接口等。（二）系统控制器：1、系统的授权；2、显示、报警及控制；3、信息存储；4、网络管理和状态监控；5、出入控制系统与其他自动系统集成的专用网关。出入口控制系统的网络结构网络型系统的基本特点是前端控制器与系统控制器之间的通信（数据交换），实现这一功能的网络结构有多种方式，目前应用较多的有总线方式、环线方式及它们的级连。1、总线方式。出入口控制系统的前端控制器通过总线与系统控制器相联，如最常用的RS-485总线，各个前端控制器是跨接在总线上，最后的前端控制器要端接匹配电阻，以保证线路的阻抗匹配。2、环线方式。其实环线也是一种总线方式，所有的前端控制器都跨接在线路上，可以从两个方向与系统控制器连接。3、系统的级连：单级结构、多级结构。出入口控制系统的硬件结构单出入口（门）控制型：指一个前端控制器只管理和控制一个出入口（门），俗称单门机，并不是系统只控制一个出入口。多出入口（门）控制型：指由一个前端控制器同时对两个以上出入口实行管理控制的系统，使用的设备通称为多门机。多入出口控制型的控制器由于要同时进行多个请示的鉴权和相关机构的控制。因此数据处理能力要比单门机强，但并不意味着系统可以实现的功能比单门机多。前端控制器的结构根据特征读取与数据处理和控制单元的结构，前端控制器有一体型和分体型两种：1、一体型。2、分体型。出入口控制系统的产品分类：（一）门口机（二）系统控制器（三）系统软件（四）读卡器：IC卡读卡器、指纹机、条码识别器、磁卡机、面像识别装置等（五）锁具类产品：磁力锁、阳极锁、阴极锁、电控锁生物特征识别技术生物特征是指人或（动物）自身具有的、个性差异的表征，它具有极高的唯一性（极大的密钥量），并且具有与持有者的同一性。因此，把它作为特征（载体）构成的出入控制（特征识别）系统具有极高的安全性，是个体身份认证最准确和有效的手段。常见的生物特征识别技术：（一）指纹识别；（二）掌形识别（三）虹膜识别（四）面相识别出入口系统的评价指标1.通过率2.系统容量3.误识率和误拒率4.反应方式拒绝、报警、启动联动机构5.安全性6.友好性7.信息的储存电子巡查系统的分类（一）离线式电子巡查系统：安全人员在巡查过程中生成（采集）的巡查信息通过数据载体由其输入到系统信息终端的系统。显然，系统的前端（信息采集点）标志设备与系统管理器之间没有任何电路连接，是由人传递数据载体来实现信息的传送，所以这种方式必须有一个独立的数据载体。（二）在线式电子巡查系统：系统的前端信息标志设备通过有线或无线方式与管理终端进行数据传送，常用的通信方式是RS485总线，也可通过以太网、电话线传输。电子巡查系统的管理模式1、本地管理模式；2、远程管理模式。电子巡查系统的主要技术指标巡查信息的采集、存储、故障监测、数据输出、识读响应、识读距离、计时精度、软件登陆和操作权限、信息显示、信息查询、信息统计、脱机和联机、报警停车场管理系统停车场管理系统主要由入口/出口控制、场内车位管理、中心管理/控制部分组成。综合的系统还包括出入口与场内的监控。（一）入口控制部分：数据（特征）识读装置、前端控制单元、执行（锁定）机构3个部分组成。根据安全与管理的要求，配置自动发卡设备、识读状态、车辆引导指示装置、图像监视系统、对讲设备等。（二）出口控制部分（三）停车场监控（四）中心管理/控制部分安全防范系统基本要素：1、探测；2、监控；3、周界及出入管理。特点：1、安全防范系统的外在表现：综合性、系统对基础环境的依存性、社会效益为主。2、安全防范系统的技术特点：系统的集成、安全防范系统（工程）不同于一般的自动化系统，不是一个纯技术系统，在它的控制环节（环路）上要考虑一些非技术的、不可量化的因素，系统必须有加固措施。安防系统的调试基本要求调试的时机，应在建筑物内装修和系统施工结束后进行。调试前应具备系统设计图纸、变更文件、隐蔽工程施工验收记录，编写调试大纲。调试人员应熟悉该系统，并具备中级以上或相当工程师资格专业技术职称。调试用仪器设备应满足系统要求并经过计量。查验设备数量、型号规格并做好与施工人员的交接。报警系统的调试1.检查线路，保证线路畅通，对错接、断路、短路、虚焊等应先行处理。2.调试应分区进行，由小到大，先局部后全面。3.通电后，先检查系统功能，依次为：报警功能、报警响应时间、自检功能、对各探测器按编号进行部位和报警检查、控制器的布防和撤防功能、监听和对讲功能，报警记录功能，电源自动转换功能报警系统的调试4.调整探测器灵敏度和安装角度，使系统处于最佳状态。5.将整个系统至少连续通电12h，记录其工作状态，如有故障或误报警应认真分析原因，有效处理6.出具调试报告视频监控系统的调试前准备工作1.电源检测：交直流，总电源，分电源，分回路2.线路检查，检查各种接线是否正确：控制电缆，用250V兆欧表，线芯对线芯、线芯对地绝缘电阻不应小于0.5MΩ；电源电缆，用500V兆欧表，线芯对线芯、线芯对地绝缘电阻不应小于0.5MΩ3.接地电阻的测量：系统的金属护管、电缆桥架、金属线槽、配线钢管及各种设备的金属外壳均应有效接地，保证可靠电气通路，接地电阻应＜4Ω。摄像机的调试1.闭合控制