（电力电子与电力传动专业论文）仓库安全防范系统设计和应用.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t m a t e r i a ls t o r a g ei st h eb a s i cs u p p o r to ft h ec o u n t r ye c o n o m yc o n t i n u e d d e v e l o p m e n t ，a n di t i st h ep o w e r f u lb a c k u pf o r c eo fp o l i c ye x p a n d e d ，a n da n y c o u n t r ym u s tt a k es t r a t e g yp r o b l e mi n t oa c c o u n t d e p o ti s t h eb a s i ce s s e n t i a lo f m a t e r i a ls t o r a g e ，b u ti nt h ec o n d i t i o no fc u r r e n ts o c i e t ye c o n o m y , w i t ht h er a p i d d e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , s o m ea p t i t u d ec r i m e sa r ei n c r e a s i n gr a p i d l y a n dd e s t r o ys u r r o u n d i n ge n v i r o n m e n t sg r e a t l y s ot r a d i t i o n a ls a f e t yd e f e n d i n g s y s t e mh a sn o tf u l f i l l e dt h en e e do f s a f e t yd e f e n d i n gw o r ko f m a t e r i a ls t o r a g e t h es a f e t yd e f e n d i n gs u p e r v i s o r ys y s t e mi sc o m p o s e do ft h r e ep a r t s ：d e t e c t i n g a l a r m ，v i d e os u p e r v i s o r y s y s t e ma n dc o n t r o l l i n gp a s s a g e w a y ，i n c l u d i n gt h e f u n c t i o n so fc o n t r o l l i n gt h ep l a t f o r ma n dl e n s t ne s s e n c e ，i tm a yi m p l e m e n tf o u r s w i t c hc o n t r o l s ：t h ec o n t r o lo fa l a r ms i g n a la n dp i c k u pc a m e r a 、t h em a t r i xc o n t r o l o f v i d e oa n di m a g e 、t h em a t r i xc o n t r o lo fa u d i of r e q u e n c ys i g n a l 、t h ec o n t r o lo f p a s s a g e w a y a n d l o c k a c c o r d i n g t ot h ed i f f e r e n t t e c h n i q u e a d m i n i s t r a t i v e e l e v e l s ，t h et e c h n i q u ea p p r o a c hi n c l u d e st h r e ek i n d s ：s i m u l a t i o n 、s i m u l a t i o na n d d i g i t a l 、d i g t a l c l o s e dc i r c u i tt e l e v i s i o ns u p e r v i s i n gi sm o s t l yu s e di nt h et r a d i t i o n a l s i m u l a t i o np r o j e c t ，i n c l u d i n gi n v a d i n ga l a r ma n dc o n n e c t e dc o n t r 0 1 d i g i t a ls y s t e m p r o j e c tm o s t l yd e p e n d so nc o m p u t e r o nt h eb a s i so fd i g i t a lv i d e or e c o r d i n g ，t h e i m p o r t so ft h ei m a g ec a nb ei n c r e a s e d ，a n dt h es y s t e mc a ne n h a n c et h es p e e do f i m a g ed i s p l a y , c o n t r o lp l a t f o r ma n dl e n sb yu s i n gp c ，a n ds oo n i na l l u s i o nt ot h ei n f e r i o rm a n a g e m e n ts t a t u so ft h ed e p o td e f e n d i n gs y s t e m ， i m p r o v i n gt r a d i t i o n a ld e f e n d i n ge s t a b l i s h m e n ta n di n c r e a s i n gt h eu p - - t o - m i n u t e s a f e t yd e f e n d i n gt e c h n o l o g y , t h ea r t i c l ed e s i g n sab a s i cp a t t e r nf o rs a f e t yd e f e n d i n g s u p e r v i s o r ys y s t e mo ft h em a t e r i a ls t o r a g e t h es y s t e mi se c o n o m i c a la n da p p l i e d a n dw o r k sw e l lf o rt h es a f e t yo f t h em a t e r i a ls t o r a g ei nt h ef u t u r e t h es a f e t yd e f e n d i n gs u p e r v i s o r y s y s t e mm o s t l yd e t e c t sp e r i m e t e rw a l l s 、 p a s s a g e w a y sa n dp r i m a r yp a s s a g e s 、i m p o r t a n tm a t e r i a ld e p o t s 、f i n a n c eb a l a n c e c e n t e ra n dd e f e n d i n gs u p e r v i s o r yc e n t e r d e p o to c c u p i e sm u c ha r e aa n di sf i l l e d w i t hm a n yk i n d so fm a t e r i a l s ，s ot h es a f e t yd e f e n d i n gs u p e r v i s o r ys y s t e ma d o p t s i i 武汉理工大学硕士学位论文 m o d u l a r i z e de o m p o s i t i v ed e s i g n t h es y s t e mi n c l u d e si n v a d i n ga l a r ms u b s y s t e m 、 v i d e os u p e r v i s o r ys u b s y s t e m 、p a s s a g e w a yc o n t r o ls u b s y s t e m 、e l e c t r o nc r u i s e s u b s y s t e m 、c o m m u n i c a t i o ns u b - s y s t e m 、d e f e n d i n gs u p e r v i s o r ys u b s y s t e m ，a n ds o o n t h es y s t e mm a yb er e g a r d 甜a sap a r to ft h ec o m m u n i c a t i o ns y s t e mc o n s t r u c t ， a n di to b l i g a t e ss o m eo t h e rs y s t e m i cj o i n t st ob eu s e do p e n l y w i t ht h ed e v e l o p m e n to fd i g i t a lt e c h n o l o g y , n l ed e v e l o p m e n to ft h es a f e t y d e f e n d i n gs u p e r v i s o r ys y s t e mf o rt h e m a t e r i a l d e p o t t e n d st on e t w o r ka n d l o n g - d i s t a n c ei m a g et r a n s m i s s i o ni nt h ef u t u r es ot h a tt h es u p e r i o rd i r e c t o rc a n s u p e r v i s et h es a f e t ys t a t eo f d e p o t sa ta 1 1t i m ea n d d e a lw i t l ls o m ee m e r g e n c i e s k e yw o r d s ：i n v a d i n ga l a r m ，v i d e os u p e r v i s o r y , p a s s a g e w a yc o n t r o l e l e c t r o nc r u i s i n g ，d e f e n dc o m m u n i c a t i o n 1 1 1 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 自然资源具有稀缺性和不可再生性，在资源日益紧张的今天，物资储备显 得越来越重要。由于一旦爆发战争、经济制裁、贸易壁垒、环境破坏、资源枯 竭等原因造成物资缺乏，难以在短时间内予以补充，就会影响群众生活，甚至 会危害国家经济安全和社会稳定。物资储备好比“蓄水池”，通过启动储备能 够弥补物资短缺，延缓和平息危机事件，有利于保护国家的经济安全和维护社 会稳定。因此，世界上许多国家都从国家战略高度来认识和解决物资储备问题， 强调加强物资储备是保持经济和军事实力的重要环节，是保证直接、迅速地补 给物资的战略措施，是国民经济可持续发展的基本保障，是扩张政策有力的后 盾，是任何国家都必须在治国中考虑的战略问题。特别在近代以来，世界各国 已经难以再保持闭塞状态，而不可抗拒地被卷入汹涌澎湃的国际竞争和发展大 潮之中，物资储备问题不可回避地摆在各国面前【l 】吼 国家为了生存和发展，都要有必要的物资作为战略基础，而作为物资储存 主要场所的仓库，随着科技的不断发展，有针对性的智能犯罪等新型犯罪比重 也在不断加大，且手段更加隐蔽，危害性更为严重。因此，当今各国都非常重 视安防技术的发展与运用，纷纷把各种新设备、新技术及时注入到安防系统的 各个环节【3 【4 1 5 1 。特别是在先进的计算机技术、通信技术、控制技术及i c 卡技 术基础上，采用系统集成方法，建立仓库现代安全防范系统1 6 】【7 】，实现对库区 周界及进出库区和库房的人员进行监控、记录、统计及管理等功能，为仓储系 统提供一个先进、可靠、安全、便捷、高效的管理平台，成为现代仓库安防的 重要发展方向【8 j 1 9 j ，从事此项技术的研究具有重要的理论和现实意义。 物资仓库由于所处的地理位置不同，所储存物资千差万别，必须根据安防 系统原则，有针对性地进行分析和设计，才能对仓库安全起到有效的保护作用。 因此，本课题以国内大型仓库为应用背景，对其安防系统进行了全面的分析和 设计，具有重要应用价值 0 2 】。 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 安防技术概况 安防的基本要素是探测( d e t c c f i o n ) 、延迟( d e l a y ) 和反应( r e s p o n s e ) 【1 3 】。 安防系统是以保障安全为目的，在一定区域建立起具有探测、延迟和反应有序 结合的体系，以预防和制止对保护目标的盗窃、抢劫、破坏等刑事犯罪。 1 2 1 探测 探测( d e t e c t i o n ) 指通过传感器对反常事件起反应并启动报警装置，报警 装置报告并显示来自传感器的信息，系统或值班人员评价这些信息，判断报警 是否有效，说明引起报警的详细原因。入侵报警是探测的基本手段，但由于现 场环境的干扰通常是很难预测的，如雷电、飞禽甚至落叶都会使某些探测器发 生报警，为了避免过多的误报，视频监控技术是最直接的技术手段。为了保证 安全，重要场所通常采用电子查巡，即中国传统的打更1 4 1 【1 5 】。 ( 1 ) 入侵报警 入侵报警的目的是在探测到防范现场有入侵者时发出报警信。一个完整的 入侵报警系统主要包括前端设备和报警中心的报警信息接收处理系统，以及连 接二者的数据交互信道【1 6 1 。 规范要求入侵报警系统对入侵行为要求报警准确及时，报警响应时问不大 于3 秒，且不允许有漏报现象，尽量减少误报警次数；系统应具有防剪、防拆 等防破坏功能，设备被移动、线路被破坏均应产生报警。当多媒体计算机出现 故障时，入侵报警子系统应能独立工作，并实时记录报警时间。 ( 2 ) 视频监控 由前端摄像设备、监控主机、后端成像和记录设备及传输部分组成。主要 实现与报警系统的联网，当监控主机在接收到由视频移动探测或常规传感器产 生的报警信号时，一方面将以防区分割的形式确定和显示报警源位置，调出相 应防区部位的电子地图，自动将显示图象切换为产生报警区域的影像，并予以 记录存储，以提示对该防区采取应急措施，除监视该防区的摄像机图象外，还 可对报警信号的正确性进杼复核，必要时还需将复核后的报警信号通过电话 线、传真、计算机网络等向区域性警报监视网络上传。另一方面在产生的报警 信号后，将通过继电器触点n o 或n c 执行有关的联动控制动作，以作防范”7 1 。 ( 3 ) 电子查巡 武汉理工大学硕士学位论文 巡检是安保日常工作的重点，要做到防患于未然，一定要按时、定点严格 地巡检，电子查巡子系统能使安检工作更科学、更有效，实现对库区巡逻人员 的值勤考察管理，并兼顾人身安全的保障。仓库电子查巡子系统分为在线式查 巡河离线式查巡两种1 8 】【1 9 】。 在线式查巡由安检人员手持巡更牌( 感应卡) ，在规定的时间和巡更点( 读 卡机) 上贴卡，读卡机把信息传送到电脑主机，电脑对数据进行整理、存档， 自动生成分类记录和报表。 离线式查巡由信息采集器( 巡棒) 、信息钮、下载器、巡更软件组成。安 检人员手持巡棒，在规定的时间、地点，读取信息钮的信息，巡检完毕后，通 过下载器将巡棒中的信息传送给电脑，电脑对它们进行整理、存档，自动生成 分类记录和报表【2 0 】。 1 2 - 2 延迟 延迟( d e l a y ) 指通过设置栅栏、墙、门、锁等实体延误入侵进程。通常，门 是最直接的出入通道，有效控制出入口的进出是延迟的最基本环节，是一种新 型现代化的安全防范管理系统。出入口系统的功能是对人的出入进行管理，保 证授权出入人员的自由出入，限制未授权人员的进入，对于强行闯入的行为予 以报警，并可同时对出入人员的代码、出入时间、出入门代码等情况进行登录 与储存，从而成为确保安全区域的安全，实现智能化管理的有效措施 2 1 】。 1 2 3 反应 反应( r e s p o n s e ) 指制止入侵行为得逞所采取的快速行动。 安防系统中的探测、延迟和反应之间是相互关联的，探测要及时，给反应 留有富余的时间；延迟时间的长短要适宜，时间是以投资为代价换取的；反应 要尽可能快，系统反应时间( 包括探测和反应时闯) 要小于延迟时间。 l - 2 4 保安通讯 保安通讯利用现代通信设各及时通报警情，将探测与反应结合起来。保安 通讯按信号传输方式分有线通讯和无线通讯两种方式。有线通讯系统由电话交 换设备、传输系统及用户终端设备组成。无线方式由基站、转信台及手持机组 成 2 2 】【2 邹( 2 4 1 。 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 5 仓库安防现状 目前，国内重要物资仓库的保安措施仍然沿用着二十世纪六、七十年代的 做法，依靠物防设施如建修高围墙，安装大铁锁，加人防制度如设保安人员职 守和巡逻的原始保安方式。仓库屡屡发生偷盗、抢劫案件，甚至伤害仓库保安 人员抢夺保安器材等危害社会的事件。事实表明：进行传统的保安手段已不能 满足现代仓库发展的需要。 1 3 论文主要工作 本文主要工作是，根据现代仓库安全保卫工作的需求，针对仓库现有保安 系统现状，对原有的保安系统重新整合，并增添新的科技含量，设计出仓库安 防系统的总体构架，并成功地应用于实际工程，使之能在仓库的保安管理工作 中显示出强大的威力，做到事故防范于未然，指挥调度自如。 论文分为五个部分，第1 章主要介绍项目研究的背景、安防的基本概念及仓 库安防的现状等；第2 章着重分析仓库安防系统的需求；第3 章对仓库安防系 统的总体构架，各子系统的组成、功能和设备配置进行了详尽的分析和设计， 并集成为一个完整的新形仓库安防系统；第4 章介绍了本文设计成果在国内某 大型物资仓库的具体应用情况及产生的效益；第5 章总结全文，并展望未来仓 库安防系统的发展。 本文主要创新点在于，将报警、出入口控制和电子查询等系统的开关量信 号，以及门禁控制器、网点控制器编码等，集成为仓库安防的报警系统，并首 次在国内仓储行业推广应用。 4 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章仓库安防系统分析 2 1 系统需求分析 仓库的风险等级应根据所储存物资的经济价值和社会重要性确定，仓库的 风险等级分为：一级风险、二级风险和三级风险。防护级别应根据风险等级确 定，相应分为一级防护、二级防护和三级防护。 仓库主要的防护区是库区周界围墙以内的范围，其中重要物资库房如稀贵 金属库、海关监管库、银行监管库及监控中心为禁区 2 5 】。 2 2 设计原则 2 2 1 可靠性原捌 系统根据各项目的实际情况进行设计，达到有效防护，所使用的产品应有 质量检测机构的检测报告并符合防火、防爆，适应环境的要求，并应有严格的 防雷措施。 2 2 2 先进性原刚 在技术上应有适度超前，在一定时期内具有先进性，且便于扩展和升级。 2 2 3 经济性原则 优化设计，造价合理，具有较高的性能价格比和较低的维护开销。 2 2 4 实用性原列 操作简单，显示明了，维护方便。经久耐用。 2 3 系统总体架构 由于仓库地形、地貌差别很大，堆存物资种类繁多，所以仓库安防系统应 s 武汉理工大学硕士学位论文 采用模块化集成的设计方式2 6 1 。仓库安防系统可由入侵报警、视频监控、出入 口控制、电子查巡、保安通讯等予系统模块中的一个或几个模块组合而成，系 统总体架构如图2 1 。 2 4 系统总体功能要求 2 4 1 总体要求 监控管理中心设在行政办公楼内或库区大门值班室，采用多媒体计算机对 各子系统进行智能化集成监控管理，高风险仓库应配置一台备份计算机，如果 主计算机发生故障，备份计算机立即能够进行监控管理。如果主、备份计算机 都发生故障，各子系统仍能单独进行正常工作，某子系统出现故障不影响其它 6 武汉理工大学硕士学位论文 子系统进行正常工作。主要控制单元的输入应留有2 0 的余量，其输出容量应 根据情况合理配制，以便升级或扩展。 2 4 2 监控中心 监控管理中心计算机应满足常年2 4 小时连续不问断运行的需要。 监控管理中心应视为要害部门，有相应的防护措施，并尽可能独立设置， 应有有线、无线保安通讯设备。 监控管理中心电源和备份电源应能满足系统供电要求。当主控电源断电 时，备份电源应能保证系统正常供电3 0 分钟，使安防系统能正常工作。 监控管理中心应铺设架空防静电地板，有严密的防雷措施，符合等电位接 地和电涌保护要求。控制室设备布局合理，光线适度，接线整洁，便于工作， 便于维修 2 7 】。 2 4 3 应用软件 系统的应用软件比较成熟，应能在w i n d o w sn t 4 0 或w i n d o w s 9 5 以上的 操作系统环境下运行，使用中文图形界面，符合人机对话要求，只需简单地按 动鼠标或按键，就能完成各种操作，在操作过程中不应出现死机现象。 具有多媒体电子地图功能，能够虚拟监控现场，并以声光显示报警点、巡 更点及网络上遭受破坏点的具体位置。 2 4 4 入侵报警子系统的控制 系统应能对任一防区或全部防区进行设防、撤防和旁路；应能自动显示、 记录报警和故障的部位，发出声光报警，并提出可能的处警预案；具有报警联 动接口，应能实现与电视监控子系统的联动【2 8 】1 2 9 1 。 2 4 5 视叛监控子系统的控翱 系统应具有全部图像信号，能进行群组、巡视、定点切换监视：具有对图 像输入、输出信号进行汉字叠加功能；具有图像存储功能，并记录时间、地点 等信息，以便今后检索；具有遥控功能，能控制前端任一路灯光、雨刷等设备； 具有与入侵报警子系统的联动功能，当发生人工紧急报警或入侵报警时，能自 动调出报警位置或附近的图像，开启辅助光源，自动开启图像存储设备进行实 7 武汉理工大学硕士学位论文 时录像。 2 4 6 出入口控制子系统的控制 系统应能实现对进出库区的控制； 具有人员、车辆状态的显示；具有进出库区的实时记录：具有统计、查询、 打印功能。 2 5 小结 本章从安防系统总体上进行了概述，有以下几点结论为具体设计和应用工 作的指导思想： ( 1 ) 仓库防护措旅应根据其风险等级确定，仓库安防系统的设计应坚持 可靠、先进、经济、实用原则。 ( 2 ) 仓库的防护区是库区周界围墙以内的范围，其中重要物资库房如稀 贵金属库、海关监管库、银行监管库及监控中心为禁区。 ( 3 ) 仓库安防系统由入侵报警、视频监控、出入口控制、电子查巡和保 安通讯组成综合防范系统。 8 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章仓库安防系统设计与实现 目前，国内仓库安防系统没有统一的设计标准，也没有统一技术模式，有 些仓库做了防盗报警系统、视频监控系统或出入口控制系统，有些仓库对上述 系统进行了一些扩展，但没有形成集成的具有纵深防护能力的系统。 河北x x x 库风险等级为二级，防护级别为二级。库区分为东区、北区和 西区三块，相互间相距l k m ，呈三角形布置，共建有钢筋砼库房2 9 座。由于 库点数量多且布置分散，安防系统不进行科学的集成设计，系统构造将极为复 杂，而且工程造价高。因此，本文将入侵报警子系统、视频监控子系统、出入 口控制子系统、电子查巡子系统和保安通讯子系统进行了优化设计，实现了集 成化的仓库安防系统。 3 1 入侵报警子系统 仓库入侵报警分为周界报警和重要物资库房入侵报警。周界报警主要实现 对防区周界围墙的防越，是仓库安防系统的第一道防线，与后续的其它系统组 成纵深防范体系。但大型仓库占地面积太大，实施的周界报警困难时，可考虑 加强周界的实体防范措施和重点部位设置报警探测装置。重要物资库房的入侵 报警主要实现对破坏库房门、窗和非法闯入的报警。 3 1 1 子系统方案 3 1 1 1 方案分析与比较 ( 1 ) 分线制 前端报警探测防区各通过四芯电缆连接到一台报警控制主机上。响应速度 快，线路可靠性高。但最大防区路数只有1 6 路，传输距离近，适用于小型仓 库。1 2 8 1 ( 2 ) 总线制 前端报警探测防区全部通过一根多芯电缆连接到一台报警控制主机上。防 区路数可达到1 2 8 防区甚至更多，探测防区与报警控制主机之间的距离一般可 9 武汉理工大学硕士学位论文 达1 5 0 0 米，响应速度较快，具有线路检测功能。【2 9 1 但存在当控制中心只采用 键盘显示多个同时发生的报警时，响应是按排队方式显示在控制键盘上，后续 报警存在等待问题。 ( 3 ) 无线制 前端报警探测防区全部通过发射机发送，无线报警控制接收主机上。防区 路数容量较大，距离较远，一般可达到2 0 0 0 米，响应速度较快，不用布线。 但设备受温度、电磁干扰等环境因素影响大，容易漏误报，时间长后，设备性 能降低。可用于城市中大、中型仓库。 ( 4 ) 联网制 通过电话进行联网，即前端报警探测防区各通过一根四芯电缆连接到现场 1 台报警控制器上，现场报警控制器再通过电话线连接到报警中心。防区路数 容量较大，无距离限制。但响应较慢，一旦出现同时操作前端报警控制器或前 端同时报警，存在操作信息或报警信息等待问题。可用于大、中型仓库。 3 1 1 2 方案设计 大型仓库保护目标多且分散，各类探测器数量多，传输线路长，采用总线 制报警系统易于集成各种新技术，并且系统简洁，扩展和维护方便。因此，本 文设计的系统采用总线方式，将报警探测器、出入口控制和电子查巡的读卡器 及网点控制器、门禁控制器集成为报警控制系统。 3 1 2 入侵探测嚣 3 1 2 1 室外型报警探测器 目前市场上可以用作周界探测的传感器主要有以下几大类：主动红外线对 射探测器、微波对射探测器、多谱勒微波探测器、振动探测传感器、接近磁场 传感器。po j ( 磁场探测器又分为可见的，如静电感应的，和不可见的，如埋地 r f 射频磁场和埋地压力探测器) 。 各种室外型探测器的技术经济比较见表3 1 。 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 表3 1室外型报警探测器的技术经济比较表 名称主要特点优点缺点造价 主动由主动红外光发射器和接收适合室外“静态”不适合地形复杂 式红器两部分组成，红外光在人干燥气候，围墙比的周界，受环境 外探眼看不见的光谱范围，经过较规则，中间无阻影响大，不适合 测器 光束聚焦，在收发器之间形挡物的场合；安装室外恶劣气候，价格 成红外光束，有人经过这条较方便。特别是经常有浓 较低 无形的封锁线，必然全部或 雾、毛毛雨的地 部分遮挡红外光束。域或动物出没的 场所。 微波 微波是电磁波，人眼看不见。受气候影响小。微不适合地形复杂 墙式在需要警戒线的地面上将收波墙壁厚可达一 的周界，体积较 探测 发两端分置，其中间就形成米，高两米大，不太适合围 器 了一道无形的墙。墙壁厚可 墙上使用。不适价格 达一米，高两米，人从中走合高频电磁场存较高 过将吸收或反射微波，使接 在场所；收发机 收端接收微波能量发生巨变问有遮挡物。 而引起报警。 光纤由光源、光纤、信号处理组 用于地形复杂的周不适合室外恶劣 式周成，当入侵者剪断、踏越光 界防护，具有很强气候，特别是经价格 界探 缆，使光路发生变化而引起的抗电磁干扰和抗 常有大风、冰雹 较高 测器报警。 射频干扰的能力， 天气或动物出没 耐腐蚀。 的场所。 振动 在建筑物外围架设铁丝网，用于地形复杂的周 外界的振动干扰 电缆 将振动电缆固定其上，旦乔防护，不受温度、( 如小动物爬 探测 有人翻爬将引起振动，电缆湿度的影响，可在 越、冰雹等引起 器 将振动能量转换为电信号而 不宜进入电源的易的振动) 较大时 价格 引起报警。 燃易爆场所安装使易产生误报警。 适中 用。 不适合嘈杂振动 环境。 泄漏通过将可以部分泄露微波的用于地形复杂的周 不适合高频电磁 电缆 两条专用电缆，形成一堵看界防护，隐蔽性好， 场存在场所；两 探测 不见的，且有一定厚度和高 电磁场探测区不受探测电缆间有易 器度的电磁场“墙”，有人通过 热、声、振动、气活动物体( 如树价格 时，人体将吸收微波能量，流干扰源影响，且 等) 易造成误报。高 使接收端微波能量发生突 受气候变化( 雾、 变，从而产生报警。雨、雪、风、湿、 温) 影响小。 武汉理工大学硕士学位论文 续表3 一l室外型报警探测器的技术经济比较表 名称主要特点优点 缺点 造价 电场 利用两根或多根高强度绝缘用于地形复杂的周施工工艺要求较 线感导线，其中有场线和感应线，界防护，电磁感应高。 应式场线产生电磁场，当电磁场探钡8 区不受热、声、 探测受到干扰，通过感应线的电振动、气流千扰源 价格 器 压发生变化而发出报警。影响，且受气候变适中 化( 雾、雨、雪、 风、温、湿) 影响 小。 电网 围墙上拉上脉冲式电网，由用于地形复杂的周易造成非法入侵 ( 高 脉冲高压发生器送入数千伏界防护，者的身体损伤。 压、 高电压。当有人触网时可以 高压 电击来犯者，由于高压放电， 脉 电网电压迅速下降，这时报 冲)警器就会报警。采用脉冲而 价格 式探 不采用连续高压主要目的是 适中 测器 不对人体造成永久伤害。电 网是公安部门控制使用的产 品，除非特别需要的部位， 一般都会批准。 振动 将振动信号转变为电信号，用于地形复杂的周 不宜于附近有强 价格 探钡0当振动信号超过一定的强界防护。 振动干扰的场所 器 度，即可发生报警。 适中 3 1 2 2 室内型报警探测器 适用于室内，如重要物资库房、财务结算中心等处的入侵报警，可采用微 波入侵探测器、被动红外探测器、微波红外双技术探测器、超声波入侵探测器、 超声波和被动红外双鉴入侵探测器、磁控探测器等【3 0 】。 一级风险库房应采用二种以上空间探测技术手段，同时建议配置价格低廉 的门磁开关，必要时可配置紧急开关。为了降低造价，可以采用幕帘式被动红 外探测器用于库房内四周的防护。 室内入侵报警探测器技术经济比较见表3 2 。 1 2 武汉理工大学硕士学位论文 表3 - 2 室内型入侵报警探溺器技术经济比较表 名称主要特点 优点 缺点造价 微波采用多普勒雷达的原理，检测活动目 不受声、金属物体对微 价格 入侵标产生的反射波频差进行报警。微波 光、热的影波反射较强，不较高 探测段的电磁波由于波长较短，穿透力响，可在环适合在有活动 器强，玻璃、木板、砖墙等非金属材料境噪声较物和可能活动 都可穿透。金属物体对微波反射较强、光变 物、微波段高频 强，在探测器防范区域内不要有大面化、热变化电磁场环境、防 积( 或体积较大) 物体存在，如铁柜较大的条护区域内有过 等，否则在其后阴影部分会形成探测件下工作大过厚物体的 盲区，造成防范漏洞。环境，误报率较 高 被动红外探测器通过探澳4 到人体的温度多台交叉在背景有热冷价格 红外 来确定有人非法侵入，红外探测探测使用互不变化( 如：冷热 较低 入侵到人体的温度和移动来确定有人非干扰，功耗气流，强光间歇 探测法侵入，并将探测到的信号传输给报低，可靠性照射等) 和背景 器警控制器进行报警。红外光穿透力较好，能工温度接近人体 差，在防范区内不应有高大物体，否作在日常温度时，灵敏度 则阴影部分有人走动将不能报警。为环境噪声降低，有可能出 了解决物品遮挡问题，可采用吸顶式 环境； 现漏报；不适合 被动红外入侵探测器，安装在顶棚上在强电磁场干 向下3 6 0 。范围内进行警戒，只要在防扰和小动物频 护范围内，无论从哪个方向入侵都会繁出没场合等 触发报警。 微 微波探测器对活动目标最为敏感，在误报警少，在背景温度接价格 波、其防护范围内的窗帘飘动、电扇扇页可靠性较近人体温度时较高 被动 移动、小动物活动等都可能触发误报 好，能在日 灵敏度降低，不 红外 警。而被动红外探测器防护区内能产常环境噪适合在强电磁 双鉴生不断变化红外辐射的物体如暖气、声环境工场干扰和小动 入侵空调、火炉、电炉等也可能引起误报作物频繁出没场 探测警。为克服这两种探测器的误报因合等 器素，将两种探测器组合在一起联接成 为双鉴探测器，即入侵目标必须是移 动的，又能不断辐射红外线时才产生 报警，使原来单一探测器误报率高的 不利因素大为减少，使整机的可靠性 得以大幅度提高。但由于微波与被动 红外防护区不可能完全重合，且对入 侵方向的反应灵敏度有所下降，即探 测范围相应减小。 武汉理工大学硕士学位论文 续表3 2 室内型入侵报警探测器技术经济比较表 名称主要特点优点缺点造价 超声超声波是人耳听不见的声波( 2 0 0 0 0价格便宜空气湿度的变价格 波入赫以上) ，通过超声波发射器向室内化将会引起灵较低 侵探 空间发射，在有效距离内如有活动目敏度的变化，要 测器 标反射，其回波频率与原发射频率将根据季节的变 有频差( 多普勒频差) 检测到这个频化随时调整灵 差引起报警( 采用多普勒雷达原理) ， 敏度，才能减少 在一定保护空间内将没有死角，因此误报率。 防范较为严密。有人开门进入既可引 起报警。 超声与微波、被动红外双鉴探测器一样与微波、被 与微波、被动红价格 波、动红外双外双鉴探测器 较低 被动鉴探测器 一样 红外 一样 双鉴 入侵 探测 器 声控 在可闻声( 2 0 - - 2 0 0 0 0 赫) 范围内的造价便宜，误报率高价格 入侵 撬、砸、拖、锯等可疑声音都会被安控制面积 较低 探测 在保护现场的拾音器拾取。当达到一大( 大于 器定响度( 以分贝计) 时可触发报警。2 0 0 m 2 ) 报警后可对现场进行声音复核( 自动 或手动转入监听状态) 来确定是否有 人入侵。 另一种是高音频的玻璃破碎声才会 引起报警，其他可听声音不报警。也 能自动或手动进入声音复核( 监听) 状态。其特点是比上一种误报率大为 减少。但是接近玻璃破碎的金属撞击 声和其他高音频声音都会引误报警。 磁控 磁控控测器是属于点式开关探测器造价便宜属于点探测类 价格 探测 的一种，它由弹管及永久性磁铁组 型，只适合门、低 器 成。磁铁距离干弹管的远近决定其探 窗的开启报警 测的敏感程度。 1 4 武汉理工大学硕士学位论文 3 2 视频监控子系统 通过安装在仓库周边、主要通道及重要部位的固定或活动摄像机，摄取现 场图像并实时传至监控中心。视频监控报警子系统直观明了、信息量大，可让 保安人员随时实时观察仓库各处所发生的情况，以便作出正确判断。 3 2 1 子系统方案 依技术层次的不同，实现安防系统的技术途径可分为模拟式方案，部分模 拟、部分数字式方案及全数字化方案。 ( 1 ) 模拟式方案 视频矩阵切换全部采用模拟开关实现，以决定模拟量视频信号的传送通道 和显示对象，而报警信号与对应摄像机的切换、出入口控制信号与对应门锁的 开起控制，则属于开关量控制，信号以数字方式传送。图像的显示采用模拟式 监视器，图像的记录用模拟录像机，图像的分割用模拟式图像分割器装置。 ( 2 ) 部分模拟、部分数字式方案 视频矩阵切换仍采用模拟开关来决定视频信号的传送通道和送往的显示 器，报警信号与对应摄像机的切换、出入口控制信号与对应门锁的开起控制的 信号以数字方式传送，图像的记录采用计算机的硬磁盘，以数字方式存储。 ( 3 ) 全数字化方案 摄像机输入可由计算机采集，每幅图像经压缩后转化为一组像素，也可以 数字化摄像机直接输出。计算机将这些图像像素记录计算机的硬磁盘中，可对 每幅图像作快速读取和检索。图像的分割也是通过计算机以软件快速读取多幅 图像并将它们定位于屏幕的不同位置来实现。视频和音频的矩阵切换此时将采 用数字切换，其实现方式可以由能对切换方式作编程的l s i 芯片构成。也可由 高速数字传输系统按需要将输入图像的像素组送往指定监视器的显示存储器。 报警信号与对应摄像机的切换、出入口控制信号与对应门锁的开起控制，同样 以数字方式传送。 根据安装位置的不同，视频监控设备分为前端设备和终端设备。前端设备 包括有各类摄像机、定焦或变焦变倍镜头、实现摄像机上下左右运动及旋转扫 武汉理工大学硕士学位论文 描的云台、保护摄像机与镜头的防护罩等。终端设备由视频矩阵控制器、视频 显示器、多画面图像分割器、录像设备及辅助设备组成等【3 1 f 3 2 1 1 。 ( 1 ) 摄像机 室外主要通道采用带预置位的一体化球型摄像机，以便于能够与入侵报警 子系统联动，实现对入侵部位入侵者的监视。考虑夜间监控的需要，采用彩色 转黑白摄像机，并配置必要的灯光照明。为了实现对进出库区人员、车辆的监 视，库区出入口配置中速云台以上的带三可变镜头摄像机。 室内配置固定摄像机，用于对进出库房人员的监视，可采用红外线零照度 摄像机。 ( 2 ) 云台 云台是供摄像机安装于其上，实现摄像机旋转俯仰等多个自由度运动的装 置。满足对固定监控目标的快速定位，或对大范围监控环境的全景观察。提高 摄像机的使用价值。 全方位云台既能够作水平旋转运动，也能够作垂直俯仰运动，垂直俯仰范 围一般为9 0 。水平旋转有；0 3 5 5 0 和可以作任意3 6 0 旋转两类。依云台旋 转速度不同，有恒速云台和可变速云台。此外，某些云台还带有预置位。 ( 3 ) 视频矩阵控制器 视频矩阵控制器，除接收传输来的视频图象并按需要切换到指定的显示器 上供观看外，还能对前端装置执行去台上下俯仰、左右旋转运动；对镜头光圈、 聚焦和变倍进行调节控制对云台运动和镜头设置进行按预置位快速定位，执行 摄像机定日期或定时间巡回扫描等等控制操作动作。视频图像录像装置对系统 所有发生的操作动作进行记录和归档。 ( 4 ) 多画面分割显示 多画面分割显示即可以在一个屏幕上同时显示多台摄像机的图像。评价多 画面分割显示性能优劣的关键是影像处理与显示更新速度和画面的清晰程度。 3 2 3 数字化视频监控子系统 ( 1 ) 电脑控制主机 采用数字化视频监控方案，电脑控制主机的功能除能完成常规的视频矩阵 切换和对摄像机前端控制功能外，此类系统同时也具有很强的计算机功能。例 如它有键盘密码，可以有效地防止无权者操作使用；它有启动配置程序，能够 武汉理工大学硕士学位论文 以下拉式菜单进行程序控制。它有系统诊断程序用以监视系统所有功能。有打 印机接口，可以将整个系统的操作情况输出而一览无遗。有网络连接能力，不 仅有多种输入输出接口，还内置有多路报警输入与输出，有的系统还有视频图 像的移动探测报警功能。系统可配接多台分控键盘和连接多个解码器。电脑控 制主机大多以高可靠性的工业控制机i p c 构成。 ( 2 ) 数字硬盘录像机 以数字化硬盘作存储录像应具备视频压缩、数字化硬盘存储及视频解压缩 功能，可以完整地记录下摄像机的高清晰度画面。使图象回送时也能达到极高 的清晰度。此外，以硬磁盘记录的图像，可以方便地按日期、时间、图像号码、 摄像机号、报警事什序号等为索引快速进行图像的检索和查找，也能通过屏幕 菜单操作【”1 。 ( 3 ) 响应报警及联动控制功能 图像以硬件压缩后通过公共电话线远程传输再以软件解压以硬件作信息 压缩后的视频图像通过一对调制解调器在公共电话线上发送与接收，之后在接 收端利用微机软件作解压缩。如以色列的q u i e k s i l v e r 图像传输系统，可接6 路 视频输入，在发生报警时其发射器会自动拨号给接收端并启动图像传输，在接 收端的真彩色或黑白图像可存储于计算机硬盘中。每幅图像占用5 k 一4 0 k b ， 可以单画面、4 分割画面、1 6 分割画面和画中画等方式显示，图像传输速度与 图像大小和传输线路类别有关系。 ( 4 ) 实现联网通讯 在网络连接情况下，经由数字式电视髓控报警系统中插入的网卡，通过 1 0 b a s e - t 以太网的一个r 1 4 5 插座上网或者经由路由器连接到i s d n 网上，这 样，多台摄像机图像可通过网络服务器的控制在l a n 上传输。 ( 5 ) 数字化画面分割显示 可以同时接收最多1 6 路视频输入图像，并对所有输入的视频图像依次序 作压缩处理，然后以1 5 0 秒的速度作串行输出并以单帧方式将其记录于硬盘 上，按序号贮存。可以显示全屏单画面图像，也可以显示4 画面、9 画面或1 6 画面图像。 因采用时基校正电路从时间上“分割”视频输入信号，从而能够补偿在非 同步摄像机之间频率和相位的差异，起着同步发生器的功效。同时由于它采用 时间复用技术。因此能够实现以一台硬盘来记录1 6 个同时产生的视频信号。 武汉理_ = i ：= 大学硕士学位论文 具有两倍图像放大和图像冻结功能。可方便用户对图像的观察。此外，可 用字符发生器标明每个画面所对应的摄像机号码、位置、时间、日期等信息， 对图像的观察带来方便。 ( 6 ) 数字化图像采集和处理部件 图像输入若采用各类数字式摄像机，则其输出的图像数据流可以直接与电 脑控制主机快速进行数据交换。若采用模拟式摄像机，则单路图像输入和显示 速度可以达到实时，即每秒2 5 帧；但是对于1 6 路图像扫描输入速度，因有各 路问的采集切换时问和系统开销，故一般在每秒6 1 3 次之间，但已有每秒3 0 帧以上的产品问世1 ”j 。 在保证图像清晰度的前提下采集速度越高越好。除采用帧切换外，更可以 场切换来加速影像捕获。图像清晰度多在3 2 0 2 4 0 7 2 0 4 8 0 之问。 目前图像压缩方法大多采用j p e g 静态压缩、m o t i o n j p e g 动画画像压缩、 m p e g 2 压缩等。 图像压缩实现途径大多采用硬件压缩方式，但也有的采用软件压缩方式， 为了提高压缩比，有的系统甚至采用了小波( w a v e l e t ) 压缩技术。由于系统以p c 机为平台，因此解压缩大多采用软解压方案。 图像记录和显示输出速度与硬盘存储周期相关。为了提高速度，应采用接 口传输速率为8 0 m b p s 、旋转速度为7 2