建筑智能化系統安防工程管理應用探究

王曉晨

（國網浙江省電力有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

智能化技術的出現和應用發展，為提升建筑安防工程的服務質量和功能效果提供了技術方面的保障和支持。將智能化技術原理應用到建筑安防工程管理應用當中，主要能夠以智能化系統的方式實現對各項具體建筑管理內容的有效控制。基于此，對建筑智能化系統安防工程的管理應用進行分析，對提升建筑安防工程的建設質量和效果具有積極的意義。

1 建筑智能化系統安防設計思路

1.1 滿足業務建設需求

基于確保建筑安防工程質量效果的目的，考慮在安防工程建設中融入智能化系統，應用大云物移智信息化手段來完善針對建筑樓宇安防的管理體系，進而有效提升后勤服務保障的能力。考慮當前樓宇存在較多獨立運行的系統，導致系統管理入口繁雜，數據沉淀累計規模較大，缺少統一的管理平臺。針對這一方面的問題，考慮建立基于物聯網的樓宇管理應用，以智慧化管控的方式來實現數據融合，創新智能聯動應用，在提升后勤服務效果，為客戶提供高質量后勤服務保障的同時，也能夠達到建筑能耗管理與節能減排的目標[1]。

基于這一目的，對建筑智能化系統安防的設計，重點圍繞樓宇信息監控分析模塊、樓宇安全管理、樓宇能耗管理、樓宇出入管理、配電室動環、綠色能源管理六個方面來進行樓宇智能監管體系的規劃。以樓宇信息監控分析模塊為例，對該模塊功能的開發設計，應圍繞大樓總覽、樓宇安全、樓宇能耗、變配電、綠色能源等展示相關的信息[2]。同時也應能夠針對樓宇其他相關問題拓展機器學習分析模型，優化工位使用策略，優化能耗管控策略，針對以往可能會消耗較多能源的設備和區域，體現建筑智能化樓宇的節能優勢和特點。

1.2 樓宇網絡建設

依據以上業務建設需求來構建能夠支持建筑智能化安防系統運行的網絡，應以保障交換機等設備的穩定高效運行為主要目的，將各個區域的相關設備搭建在同一個網絡局域內，作為建筑樓宇的安防專網進行使用。整個安防專網以二層網絡架構為主，保障單項傳輸數據流收集與管理的便利性。

在樓宇網絡中，鏈路帶寬的利用率最高為80%，其中約20%作為包頭數據的開銷。以保障數據傳輸高效安全為主要目的，要求網絡接入層的設備以百兆帶寬為主，網絡核心交換機的容量，應在所有數據流量總和的4 倍左右，以此來應對海量數據的存儲和數據交換需求[3]。基于此，對樓宇網絡的建設，考慮應用樹型拓撲結構，選擇應用高質量的網絡產品，將網絡交換機與核心交換機通過光纖光纜的方式連接起來，用以保障網絡設備穩定的運行狀態。

2 建筑智能化安防系統設計應用分析

2.1 安防系統設計方案

在明確建筑智能化安防系統的設計要求后，結合建筑樓宇的實際情況，對建筑智能化安防系統進行設計，強調發揮網絡技術的作用，以同一網域為前提來搭設具體的子系統，這樣能夠構建一個支持高效率數據傳輸的局域網，提升各個子系統的連接質量和效果。

結合建筑樓宇的實際情況，從安全、智能、管理、辦公四大方面來進行安防系統的設計優化，主要強調樓宇管理具備運行態勢感知、物業服務保障、事件協同處置以及決策分析輔助四方面的功能。其中，運行態勢感知功能強調針對建筑樓宇中涉及的各類安防設備運行狀態，以BIM 三維模型的方式，借助感應器收集相關設備的運行參數和變化情況，進而在相應的系統軟件中集中展示樓宇時空多維運行態勢，實現對樓宇運行狀態以及相關參數變化的實時監測；物業服務保障功能強調基于數字孿生技術映射樓宇內部精細的空間布局、設施設備和重要資產的分布，保障建筑樓宇內部各項設施設備的正常運轉；事件協同處置功能要求能夠滿足應急時間檢測和感知告警的要求，依靠業務子系統提供的服務統—集成調度，實現事件協同的處置流程；決策分析輔助功能主要針對建筑樓宇管理中存在的能源利用浪費、空間布局不合理等問題，發揮算法模型以及數據建模技術的作用，借助數據來實現對樓宇問題的重視，進而給出有效的建議，提升建筑樓宇的后勤保障質量[4]。

基于此，提出安防系統硬件組成架構，如圖1 所示。

圖1 建筑智能化安防系統硬件組成架構

結合系統架構，在保障各個子系統獨立搭建思路的前提下，可以讓子系統以分別網絡化的方式滿足執行層對子系統提出的管理、控制、監管等方面的功能需求，從通信這一物理層面，為各個子系統的連接提供便利。

2.2 視頻監控子系統

對視頻監控子系統的設計，強調在應用分布式系統的前提下，能夠為建筑樓宇提供安全監視、設備監控、生產運行等方面的有效技術手段。對該子系統的設計，應能夠體現可擴展和開放性的特點，便于后續與其他系統集成。在綜合考慮系統性價比的前提下，設計的視頻監控子系統硬件架構如圖2 所示。

圖2 視頻監控子系統硬件架構

視頻監控子系統主要由前端模擬攝像機設備、硬盤錄像機、視頻切換矩陣、顯示屏、操作臺、應用軟件以及其他傳輸和輔助類的設備為主。在前端設備部分，主要發揮模擬技術的作用，將攝像機以集中式的接入方式安裝于裝有空調且潔凈度較高的設備間內，便于日常的管理維護和故障排查。選擇的前端設備型號，考慮在應用全模擬監控架構的基礎上，針對夜晚、地下車庫等不同的應用場景，選擇紅外攝像機和低照度攝像機來達到實時監控的目的。

在信號傳輸方面，前端攝像機圖像信號以視頻同軸電纜滿足傳輸需求，在超出距離的情況，則借助光端機來進行中繼傳輸，用以確保圖像質量符合檢測和分析的要求。

在圖像顯示與控制方面，本文主要選擇拼接屏，在結合現場實際情況的基礎上，對圖像顯示屏進行靈活搭配。這種顯示屏具有高亮度、高對比度、快速相應以及超寬視角的應用優勢。對于圖像的控制，則要求視頻信號在經由硬盤錄像機環通輸出至視頻矩陣后，由操作控制鍵盤來對視頻矩陣進行間接控制。這一過程主要依靠大屏拼接控制器來發揮作用，應用專用的高速圖像處理芯片，能夠實現更豐富的功能[5]。

在錄像存儲方面，基于視頻監控系統本身擁有的案后備查功能，考慮從前端攝像機傳送來的視頻信號不容易被管理人員發現，因而以模擬硬盤錄像機、圖像采集和傳輸使用模擬技術，在錄像機內部視頻錄像方面應用數字編碼技術，在規定基于不同區域要求的儲存格式和時間后，實現對于錄像數據的保存。

2.3 報警子系統

對建筑智能化安防系統中的報警子系統進行設計時，主要強調分別管理的方法，對小區范圍內每個單體建筑樓宇中設計一套報警系統，讓報警子系統能夠與其他子系統實現聯動，尤其是與視頻監控和門禁等子系統的有效連接。

報警子系統硬件架構如圖3 所示。該系統主要由前端設備、傳輸設備以及中心控制設備三部分組成。前端設備主要包括周界入侵探測器、出入口部位入侵探測器、室內用入侵探測器3 種類型。

圖3 報警子系統硬件架構

為體現報警子系統的智能化特點，在信號傳輸方面，該系統主要以工業總線結構為框架進行設計，基于報警輸入模塊信號的要求，讓實際的終端探測器能夠以掛接的方式接入系統。依據報警子系統的不同模塊，選擇應用更符合實際情況的護套線。例如，在主機信號總線部分采用RVV4*1.0 型護套線，在報警輸入模塊至探測器信號線部分應用RVV4*0.75 型護套線。

在中心管理方面，將防盜報警系統的控制中心設置在安保管理中心，依靠報警管理主機來實現對于異常情況的快速處理。這一過程中應用的報警系統主機主要選擇具備遠距離傳輸功能的串口模塊，實現報警聯動的管理與控制。

2.4 門禁管理子系統

對建筑樓宇智能化安防系統中門禁管理子系統的設計，考慮建筑樓宇的建設要求差異，共規劃提出了3種監控實現方式。

（1）可以通過安裝門磁感應器的方式，在通行門開關時基于感應器獲得的參數向系統管理中心發出相應的狀態信號，這一過程也能夠自動將系統開關門的時間、狀態以及位置坐標記錄儲存下來。在搭配時間響應程序后，可以通過設定某一時間區間內被監視的門開關狀態，對在非設定時間區間內門的開關狀態變化情況進行報警。

（2）還可以通過安裝電動門鎖的方式，同樣基于時間響應程序設定某一時間區間，在超出規定時間區間后，門處于閉鎖的狀態。也可以應用事件響應程序，在發生火災等危機情況下，聯動響應開啟樓層的通道門和防火門。

（3）第三種方式則是安裝感應讀卡機，依靠系統權限來發揮管控功能和作用，基于系統預先設置的程序，自動決定是否允許相關人員通過。對有人非法強行通過的行為，可以借助報警功能來向監管人員發出警示和提醒。

以第三種監控實現方式為例，在實際的安防工程設計建設中，可以選擇單向刷卡、雙向刷卡等多種不同的門禁管制方式，要求使用者授予其不同的進出權限，以此來達到多級控制的目的。這一過程中，也可以對建筑樓宇內不同區域或特定的門和通道加強進出管制。為保障建筑樓宇的安全，還應讓門禁控制子系統與消防實現聯動，以硬件聯動模式，在發生緊急狀態時，消防系統可以直接借助門禁管理子系統中的消防模塊來控制門禁的打開和關閉狀態，達到配合消防人員滅火行動的要求。

2.5 停車管理子系統

對于停車管理子系統的設計，則主要應用感應IC卡讀感技術，以對車輛出入進行管理為主要目的，對進出大樓車輛進行維護、登記以及權限設置，也能夠根據車輛道閘系統，按時間、車輛統計查詢車輛出入信息。

具體而言，在出入口管理部分，主要考慮內部車輛和外部臨時車輛兩種車輛類型進入停車場的情況。對內部車輛的進出進行管理，要求內部車輛在管理中心等級并錄入相關信后，憑借獲得的遠距離感應卡通行停車場。這一過程中，當車輛靠近停車場出入口，被設在車道下的檢測線圈檢測到，就可以啟動遠距離的讀卡器工作，由讀卡器對卡片信息進行判斷。當卡片為有效卡片時，系統就會提示歡迎的信息，代表車輛可以正常通行。

在收費管理部分，主要由管理崗亭、收費管理電腦、IC 卡臺式讀寫器、票據打印機、收費顯示屏、操作臺等構成。支持收費管理的電腦除了與出入口卡箱實現通信外，還可以向收費顯示屏發出相應的控制信號，支持同一號碼入口下入口車輛圖像與出廠車輛圖像的對比功能，便于系統儲存和維護。在這一過程中，系統也可將各類數據匯總起來，供給業主管理部門進行參考。

3 結語

綜上所述，將智能化系統應用到建筑安防工程的施工建設中，能夠在滿足建筑安防基本要求的同時，提升建筑整體的服務質量和水平。結合當前建筑安防工程建設的情況，對安防工程的設計，應能夠從滿足建筑基本安防功能的角度，以綜合性的智能化系統來實現對基礎建設內容的管理控制，圍繞視頻監控、報警、門禁管理以及停車管理來構建功能更健全，響應效率更高的智能化建筑安防系統。