弱電智能化安防系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用研究

傅錫平

(上海錦義智能科技有限公司，上海 200433)

近些年，我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，智能化建筑工程建設(shè)日漸普遍，這意味著弱電智能化安防系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越重要，因此就需要相關(guān)技術(shù)人員能夠深入了解安防系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合建筑物建設(shè)實(shí)際情況及人們對(duì)于智能化生活需要，科學(xué)、合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)弱電智能化安防系統(tǒng)，比如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口門(mén)禁控制系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、人工智能等，豐富建筑物功能，滿足人們多樣化需求，使人們生活更加便捷、高效、安全、舒適。

1 弱電智能化系統(tǒng)及安防系統(tǒng)概述

1.1 弱電智能化系統(tǒng)概述

1.1.1 弱電智能化系統(tǒng)內(nèi)容

弱電智能化系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、樓宇自動(dòng)控制系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等內(nèi)容組成。為了保證弱電智能化系統(tǒng)良好使用，建筑工程開(kāi)展過(guò)程中，需要根據(jù)該系統(tǒng)安裝和使用需求，設(shè)計(jì)可行性施工方案，以便弱電智能化系統(tǒng)與建筑工程施工能夠同步進(jìn)行，從而保證系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備及配件安裝良好，支持整個(gè)系統(tǒng)良好運(yùn)行，滿足現(xiàn)代人多樣化生活需求[1]。

1.1.2 弱電智能化系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

弱電智能化系統(tǒng)具有較高應(yīng)用價(jià)值，離不開(kāi)高新技術(shù)參與和應(yīng)用。具體來(lái)講，該系統(tǒng)技術(shù)組成為。

(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)。伴隨科學(xué)技術(shù)不斷研究與探索，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用體系不斷完善和優(yōu)化，這就使得該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用價(jià)值大大提高，能夠廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域之中，滿足不同實(shí)際應(yīng)用需求，其中就包括提高弱電智能化系統(tǒng)應(yīng)用性能，也就是結(jié)合弱電智能化系統(tǒng)實(shí)際情況及發(fā)展需要，合理應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)調(diào)整該系統(tǒng)，進(jìn)一步促進(jìn)該系統(tǒng)服務(wù)功能得以全面提高。

(2)信息傳輸技術(shù)。利用信息傳遞技術(shù)支持弱電智能化系統(tǒng)非常必要。信息傳輸技術(shù)對(duì)信息傳遞過(guò)程可以進(jìn)行有效管控，其運(yùn)行質(zhì)量直接關(guān)系到數(shù)據(jù)傳遞是否完整、是否可靠、是否有效。信息傳輸系統(tǒng)是由無(wú)線傳輸信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸寬帶、ATM通信技術(shù)、多媒體通信技術(shù)等內(nèi)容組成，根據(jù)弱電智能化系統(tǒng)實(shí)際情況及需求，合理規(guī)劃和應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)，其承擔(dān)信息傳輸工作，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠、安全及高效[2]。

1.2 安防系統(tǒng)概述

總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)可知，建筑智能化安防系統(tǒng)涵蓋內(nèi)容較多，而為了保證該系統(tǒng)良好運(yùn)行，通常需設(shè)置其組織架構(gòu)，涵蓋邏輯層、控制層、處理層、執(zhí)行層、采集層及其他結(jié)構(gòu)層。

1.2.1 系統(tǒng)邏輯層

邏輯層是建筑智能化安防系統(tǒng)控制中心，關(guān)系到該系統(tǒng)安全性。出于保證安防系統(tǒng)安全且有效運(yùn)行考慮，所設(shè)計(jì)邏輯層包括數(shù)字邏輯和模擬邏輯。其中，數(shù)字邏輯負(fù)責(zé)小范圍區(qū)域控制，而模擬邏輯則負(fù)責(zé)大范圍區(qū)域控制。兩者共同作用下，可使安防系統(tǒng)良好運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)便捷化操作[3]。

1.2.2 系統(tǒng)控制層

控制層是智能化安防系統(tǒng)核心，其負(fù)責(zé)接收監(jiān)視器、報(bào)警器等反饋信息之后對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、處理及分析，并將結(jié)果匯總，從而說(shuō)明當(dāng)前建筑物應(yīng)用實(shí)際情況，以便相關(guān)工作人員能夠根據(jù)安防系統(tǒng)反饋結(jié)果及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并予以針對(duì)性處理。控制層建設(shè)成本較高，并且構(gòu)成比較復(fù)雜，其處理時(shí)效也不是非常高，不利于提高安防系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用效果。

1.2.3 系統(tǒng)處理層

相對(duì)于其他組成部分來(lái)講，處理層比較簡(jiǎn)單，其主要是對(duì)所收集音頻、視頻等信息予以綜合處理，將所得信息數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總，客觀分析與計(jì)算后制定最優(yōu)方案，反饋給控制層。

1.2.4 系統(tǒng)執(zhí)行層

執(zhí)行層是由解碼器、云臺(tái)等設(shè)備構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)安防指令發(fā)布。因有云處理技術(shù)支持，即可在輸入指令后能夠高效分析和處理信息數(shù)據(jù)，得到具有較高應(yīng)用價(jià)值的信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而發(fā)布準(zhǔn)確且有效的安防指令。

1.2.5 系統(tǒng)采集層

采集層及其他結(jié)構(gòu)層主要是涵蓋報(bào)警、傳感器、鏡頭、圖像捕捉系統(tǒng)等，采集層與其他結(jié)構(gòu)層都能夠?yàn)榘卜老到y(tǒng)運(yùn)行提供支撐。

2 弱電智能化安防系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用

2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1 模擬信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)

其是由攝像機(jī)、視頻解碼矩陣、顯示用監(jiān)視器等幾部分組成。在該系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，通常利用銅軸電纜先將攝像機(jī)視頻信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)視器，充分利用解碼視頻矩陣解碼功能和鍵盤(pán)控制，將錄像還原；光纖則可遠(yuǎn)距離傳輸圖像、視頻，輸入至光端機(jī)，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控圖像查看。其被視為第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

2.1.2 模數(shù)混合型監(jiān)控系統(tǒng)

由計(jì)算機(jī)技術(shù)支持，模數(shù)混合型監(jiān)控系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)、探頭報(bào)警器、信號(hào)監(jiān)測(cè)裝置及數(shù)據(jù)處理儀器等組成。在具體應(yīng)用過(guò)程中主要利用傳輸線路將信號(hào)傳輸至終端監(jiān)控顯示器上，其是一臺(tái)多功能計(jì)算機(jī)，可靈活操作與應(yīng)用。但其缺陷是圖像穩(wěn)定性較差、前段視頻信號(hào)錄入和處理比較繁瑣、適用場(chǎng)合較為有限等[4]。

2.1.3 高清數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)

高清數(shù)字系統(tǒng)從本質(zhì)上講是網(wǎng)絡(luò)數(shù)字監(jiān)控，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)，利用智能化計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理。以IP包形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，實(shí)現(xiàn)視頻或音頻數(shù)字化處理、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、應(yīng)用多媒體化及管理智能化。這是因?yàn)樵贗P網(wǎng)絡(luò)之中，可模擬圖像、壓縮聲音，將圖像和音頻轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，在網(wǎng)絡(luò)之中進(jìn)行傳輸。又因?yàn)榕c以太網(wǎng)連接，可高效率、高質(zhì)量傳播數(shù)字信號(hào)，利用配套設(shè)備進(jìn)行呈現(xiàn)，用戶(hù)即可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)Web瀏覽器來(lái)觀看圖片或視頻，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.2 入侵報(bào)警系統(tǒng)

2.2.1 傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)

傳統(tǒng)防盜系統(tǒng)主要是由防盜門(mén)、防盜窗組成，簡(jiǎn)稱(chēng)物防。設(shè)施比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用價(jià)值不高，基本是居民出于安全考慮自發(fā)安裝構(gòu)建，雖然能夠在一定程度上保障居民財(cái)產(chǎn)，但在火災(zāi)、地震等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)難以發(fā)揮保護(hù)作用，還可能威脅居民生命安全。因此，應(yīng)當(dāng)利用智能化防盜報(bào)警系統(tǒng)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)防盜系統(tǒng)，以便營(yíng)造安全、舒適、便捷的居住環(huán)境[5]。

2.2.2 智能化入侵報(bào)警系統(tǒng)

智能化入侵報(bào)警系統(tǒng)是安防系統(tǒng)技術(shù)重要組成部分，在具體應(yīng)用過(guò)程中主要是將紅外傳感器、聲控傳感器安裝在主要通道、重要區(qū)域、設(shè)備間等位置，與通信技術(shù)相連接， 即可將所采集信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒辣I報(bào)警系統(tǒng)之中，實(shí)施統(tǒng)一管理，簡(jiǎn)稱(chēng)技防。紅外傳感器、聲控傳感器等設(shè)備可進(jìn)行24h布防，能夠隨時(shí)接收到異常信息，并且第一時(shí)間傳輸?shù)椒辣I報(bào)警系統(tǒng)。

2.3 出入口門(mén)禁控制系統(tǒng)

2.3.1 門(mén)禁控制系統(tǒng)

弱電智能化安防系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用還包括出入口門(mén)禁控制系統(tǒng)。其是在軟件信息技術(shù)及現(xiàn)代電子設(shè)備支持下，可對(duì)出入口人員及物資等進(jìn)出予以放行、拒絕、記錄或報(bào)警等操作，與此同時(shí)，對(duì)出入人員進(jìn)行自動(dòng)編號(hào)，并錄入、存儲(chǔ)相關(guān)信息，比如人物圖像、出入時(shí)間、出入門(mén)編號(hào)等，以便做到智能化管理。作為安防行業(yè)中僅次于視頻監(jiān)控的安防產(chǎn)品，發(fā)展至今已經(jīng)總結(jié)了大量經(jīng)驗(yàn)，積極運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)予以更新升級(jí)，極大程度上提高了出入口門(mén)禁監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。

2.3.2 出入口控制系統(tǒng)

現(xiàn)階段智能化管理系統(tǒng)應(yīng)用比較常見(jiàn)，從產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)展變化而來(lái)，其具有諸多功能，比如訪客道閘、停車(chē)場(chǎng)出入口等。具體來(lái)講，該系統(tǒng)主要是由識(shí)讀模塊、控制模塊、執(zhí)行模塊、傳輸模塊、管理軟件及服務(wù)器等組成。為了滿足不同建筑物應(yīng)用需求，出入口控制系統(tǒng)構(gòu)建模式不盡相同，比如可應(yīng)用一體型、分體型、獨(dú)立控制型、聯(lián)網(wǎng)控制型、數(shù)據(jù)載體傳輸控制型等。當(dāng)然，無(wú)論采用何種構(gòu)建模式，其都具備以下功能，即安全性高，這是因?yàn)樵撓到y(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中實(shí)施了多種認(rèn)證方式，比如二維碼識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等，可認(rèn)證訪客或工作人員身份，待身份核實(shí)后，符合要求即可允許進(jìn)入，如此極大程度上提高了建筑內(nèi)安全性，通行效率高[6]。

2.4 人工智能應(yīng)用

2.4.1 VMS安防平臺(tái)

針對(duì)VMS安防平臺(tái)來(lái)講，智能視頻管理平臺(tái)(VMS)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)適用于高清數(shù)字視頻流管理、高性能視頻流智能分析管理、視頻存儲(chǔ)服務(wù)的強(qiáng)大視頻管理平臺(tái)，具有諸多功能，比如視頻監(jiān)控與回訪、視頻診斷、智能化分析、重要信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與應(yīng)用、支持電子地圖應(yīng)用、報(bào)警、門(mén)禁控制、矩陣控制、遠(yuǎn)程配置等。與此同時(shí)，還可通過(guò)相關(guān)信息數(shù)據(jù)分析與計(jì)算獲得各類(lèi)模擬量、開(kāi)關(guān)量，并可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置網(wǎng)絡(luò)、預(yù)案等，一旦有異常情況發(fā)生，即可根據(jù)實(shí)際需要，快捷聯(lián)動(dòng)各個(gè)子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)配合應(yīng)用，比如發(fā)動(dòng)報(bào)警、利用電子地圖追蹤信號(hào)等。

2.4.2 AI技術(shù)應(yīng)用

在具體應(yīng)用過(guò)程中，首先利用目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、AI分類(lèi)技術(shù)來(lái)觀察分析視頻內(nèi)目標(biāo)，將所獲取目標(biāo)特征與場(chǎng)景相對(duì)比，算法開(kāi)始對(duì)目標(biāo)分割、跟蹤及分類(lèi)等圖像識(shí)別，精準(zhǔn)分析與計(jì)算，從而了解事件，即可對(duì)突發(fā)事件予以實(shí)施監(jiān)測(cè)。而智能化視頻分析，在視頻設(shè)備錄入各種場(chǎng)景過(guò)程中，能夠?qū)σ曨l內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)化分析，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)源，利用視頻濃縮技術(shù)快速獲取對(duì)象相關(guān)信息，對(duì)數(shù)據(jù)信息予以整合處理，從而了解實(shí)際情況，以便發(fā)布有效指令，作出正確操作，保障人們生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.5 數(shù)據(jù)治理應(yīng)用

數(shù)據(jù)治理應(yīng)用是通過(guò)基礎(chǔ)現(xiàn)有安防系統(tǒng)，利用AI技術(shù)與AI深度學(xué)習(xí)，對(duì)特定對(duì)象形成信息抓取、存檔、反饋、處理、解決等流程閉環(huán)。目前已在制造業(yè)、商業(yè)辦公、社區(qū)、酒店、醫(yī)療、教育、機(jī)場(chǎng)、城市治安管理、防疫等各類(lèi)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)閉環(huán)，其在一定程度上促進(jìn)了智慧城市建設(shè)。

2.5.1 視頻智能分析

在AI技術(shù)與安防系統(tǒng)相結(jié)合情況下，視頻智能分析走向人們生活。在不需要人為干預(yù)情況下，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和視頻監(jiān)控分析方法就可以對(duì)攝像機(jī)所拍攝圖像序列予以自動(dòng)化分析，比如目標(biāo)檢測(cè)、目標(biāo)分割提取、目標(biāo)識(shí)別及場(chǎng)景中目標(biāo)行為的理解，從而對(duì)圖像內(nèi)容含義予以理解或者對(duì)客觀場(chǎng)景予以解釋?zhuān)⒃诖嘶A(chǔ)上指導(dǎo)和規(guī)劃行動(dòng)。

2.5.2 AI安防應(yīng)用

在酒店項(xiàng)目中，AI安防系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用充分得到體現(xiàn)。項(xiàng)目建筑總建筑面積為約4.1萬(wàn)m2，AI安防系統(tǒng)在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中已完成部署，可全天候?qū)κ┕ぷ鳂I(yè)人員進(jìn)行身份驗(yàn)證與考勤，具體部署情況及功能見(jiàn)圖1。對(duì)未按要求穿戴安全帽與工作服行為做監(jiān)測(cè)識(shí)別，對(duì)全場(chǎng)施工區(qū)域異常行為做監(jiān)測(cè)，如人員快速移動(dòng)、危險(xiǎn)區(qū)域禁止進(jìn)入、場(chǎng)內(nèi)巨大噪音、煙霧及火災(zāi)等聯(lián)動(dòng)廣播系統(tǒng)第一時(shí)間告警，提升安全管理水平。

圖1 AI安防系統(tǒng)功能展現(xiàn)

項(xiàng)目開(kāi)業(yè)運(yùn)營(yíng)時(shí)，可通過(guò)人流統(tǒng)計(jì)功能與酒店管理系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，對(duì)人流數(shù)與實(shí)際入住人數(shù)做數(shù)據(jù)分析。可通過(guò)人臉識(shí)別對(duì)新、老客戶(hù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類(lèi)，展示個(gè)性化歡迎詞，提供個(gè)性化服務(wù)。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，隨科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，安防行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r良好，現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于建筑工程建設(shè)之中。弱電智能化安防系統(tǒng)有入侵報(bào)警系統(tǒng)、出入口門(mén)禁控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及人工智能，極大程度上提高了安防系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，系統(tǒng)在智慧城市、數(shù)據(jù)治理等應(yīng)用場(chǎng)景中形成業(yè)務(wù)閉環(huán)，在眾多智能化、信息化解決方案中脫穎而出。