安全技术防范系统的集成技术参考.docx
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安全技术防范系统的集成技术参考
第五章安全技术防范系统的集成技术第一节系统集成概述
一、系统集成的概念
如第一章所述，系统的概念是一个含义十分宽泛而又具有相对性的概念。
一个系统可以是一个独立的系统，又可以是从属于另一个系统的子系统。
系统集成的概念也有各种不同的含义。
将各种设备、计算机硬件、软件、操作平台等组成为一个系统的全过程，可以称为系统集成；将若干个子系统构成一个资源共享、通信自由的大系统也叫系统集成。
安全技术防范系统的集成技术一般是指大楼安防系统的集成、小区安防系统的集成和移动目标安防系统的集成等。
为了具体深入地讨论问题，本章以智能建筑安防系统的集成为例，具体讨论集成的概念、方法与应用。
随着生产的发展，社会的进步和人民物质文化生活水平的提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高。
各种各样高标准的要求，可以概括为“舒适、安全、高效”几个方面。
为了达到这一要求，建筑的各种自动化系统应当集成到一个统一的监测、控制平台上，这就需要系统集成。
系统集成的意义虽然多种多样，但其核心是：
通过将各个独立的自动化系统集成到一个统一的计算机平台上，实现各系统之间的资源共享和信息互通。
一座大楼、楼群或者小区各个自动化系统实现系统集成后，除了可以在统一的计算机平台上实现统一的监测与控制外，每个系统的终端都能调用各系统的信息，实现资源共享。
智能建筑的基本要素之一是系统一体化集成，这也是智能建筑概念中最重要的一个要素，它是区别于其他传统建筑弱电系统和所谓独立5A系统的最根本的特征。
因此，智能建筑的系统一体化集成既是建设智能建筑所追求的目标，又是反映智能建筑智能化程度和管理水平的客观评审标准。
智能建筑系统一体化集成的核心技术是建立在系统集成、功能集成、网络集成和软件界面集成等多种集成技术基础之上的一门新型高科技。
建筑智能化的实质是信息、资源和任务的综合共享与全局一体化的综合管理。
也可以这样来理解：
建筑智能化是建立在系统一体化集成的基础上，通过系统集成，实现资源综合共享，提高服务和管理的效率，达到舒适、安全、高效的目标。
为了实现系统集成，就要求智能建筑各个系统采用开放式的通信协议或者统一的通信协议，还要求各个系统资源库的格式统一，以便实现相互通信，资源共享和集中监控。
二、系统集成的原理和特点
智能建筑管理系统（IBMS）的人机界面应使用中文菜单和具有图形及动态图形符号的特点，从而为用户提供一个方便、友善、便于操作的人机环境。
为此，应采用倍受人们欢迎的多媒体技术，使系统具有处理文字、声音和影像的能力。
尽管智能建筑管理系统是一个十分繁杂、功能全面的计算机系统，但在人一机界面上，特别是集中体现在监视、控制、参数的设定和修改的操作界面方面，应采用十分简单、易于识别的动态图形状态显示和运用简易、方便的开关量与模拟量的图形控制方式，以及使用图形表格化的程序和参数设定的编制方式。
以使系统的操作者、管理者能以最简单易行的方法来运行、操作、管理整个智能建筑管理系统（IBMS）。
用户要全面掌握系统的操作和功能运用。
因此，系统的所有操作与功能模块的显示界面都必须是中文化的。
这些中文显示应包括系统的主菜单、子菜单、操作界面和表格上的文字提示，只有做到这一点才能使系统的各级各层次的操作和管理人员都能够通过简单的培训就可以学会掌握系统。
系统的监视与控制界面应是采用静态图形与动态图形符号相结合的界面。
即系统对信息点的监视可以通过在预先绘制的静态建筑平面图、设备运行图、系统联动图和设备安装配线图上，旋转随信息点状态改变的动态图形符号。
同时，单一信息点的动态图形符号应具有旋转到多个静态图形画面上的能力。
当信息点状态改变时，静态图形上代表相应信息点的动态图形符号会随着该信息点的实时状态的改变而改变。
动态图形符号可由用户自行绘制和组合绘制，以反映该类型信息点的不同状态（例如：
信息点的开／停状态、运行状态、报警状态等）。
同时用户可以激活代表信息点的动态图形符号，提取反映该信息点的初始设定参数和采样记录。
对于控制点，可以同样通过激活代表该控制点的动态图形符号进行手动控制（例如，照明灯和开启和关闭；改变读卡机的控制方式；调节阀门的开度大小等）。
系统的参数设定和应用程序的编制界面应采用表格化的填充或选择方式。
例如编制一条应用程序，只需填入或选择“延迟时间”、“控制对象”、“控制点地址”和“控制方式”四个数据和相应的参数即可。
从而可以降低程序编制人员的专业水准，甚至剐以做到普通高中以上学历的操作者就可以从事这方面的编程工作。
系统的软件模块应该是“可重组的”。
即把系统的操作按功能分解成一个个单一的而且独立的最基本的功能模块，然后再拨照不同的连续关系和各种所需的监控模型把这些基本的模块组合成为不同的软件功能组。
系统软件可重组功能模块，可以建立系统中任意监控点之间相互的逻辑关系和控制方式，并对应于欲冗成的各项任务。
在软件上实现针对监控点的操作共性进行归类，分成为地址设置、状态图形组设置、监控算法设置、信息点参数设置、信息点传送路径设置、采样方式和周期、时间响应、事件响应、回路响应等各个基本操作。
并据此编制调试各种各样规范化的基本模块，每个模块实施一个操作功能，并具有统一的软件接口协议。
最后再分别根据各个监控点的性质和作用挑选不同的模块组成相应的控制程序。
可重组模块技术不仅简化了软件开发工作，节省了开发工作量，还缩短了系统开发周期，增强了系统集成能力。
可重组模块中每一个基本模块都经过事先的独立调试，为软件系统的正确性奠定了基础，从根本上避免了系统的失败。
可重组模块技术使得工程实施过程中可以逐点设置、逐点调试、逐点调整、逐点开通，极大地提高了系统的灵活性和智能建筑系统工程分步实施的可行性。
采用了可重组模块技术，智能建筑业主可以在系统运行过程中随时根据不同区域、不同时间的要求自行改变系统的控制参数，满足设备增减和调整变动的要求，从根本上增强了智能建筑对系统运用和管理的能力
第二节先进的4C系统
智能建筑管理系统（IBMS）概念中第一个基本要素是采用先进的4C技术，即现代计算机技术，现代控制技术，现代通信技术和现代图形显示技术，它们是实现智能建筑的技术手段。
一、现代计算机技术（Cmputer）
当代最先进的计算机技术应该首推的是并行处理、分布式计算机系统。
该技术是计算机多机系统联网的一种新形式，是计算机网络发展的高级阶段。
目前它在国际计算机科学领域备受青睐，它也是计算机发展的一个主导方向。
该技术的主要特点是采用统一的分布式操作系统，把多个数据处理系统的通用部件合并为一个具有整体功能的系统，各软件、硬件资源管理没有明显的主从管理关系。
分布式计算机系统更强调分布式计算和并行处理，不但要做到整个网络系统硬件和软件资源的共享，同时要做到任务和负载的共享。
该系统对于多机合作以及系统动态重构、冗余性和容错能力都有很大的改善和提高。
因而系统具有更快的响应，更强的输入／输出能力和更高的可能性，系统的造价也是最经济的。
同时，“微内核”技术是计算机操作系统方面的研究和发展方向。
该技术利用计算机科学几十年的研究成果，集多家操作系统之所长，它的优点在于：
能够直接支持多处理机及分布式系统，能够支持多种操作系统的用户界面（如UNIX、DOS、WINDOWSNT、QNX等，并可提供MVS系统界面）。
“微内核”结构易于根据用户的要求进行拼接，克服了现有操作系统适应性和开放性差，以及效率不高的缺点。
二、现代控制技术（Control）
目前，国际上最先进的控制系统应为集散型监控系统（Dis－tibutedcontrolsystem，DCS）。
DCS即所谓的分布式控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统。
它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的，是目前国际上所采用的主流过程控制技术。
该技术适应现代化生产的控制与管理需求，采用多层分级的结构形式，从下而上分为过程控制级、控制管理级、部门管理级和决策管理级。
每级用一台或数台计算机，级间连接通过数据通信总线。
分散控制系统采用分散控制、集中操作、分级管理和分而自治的设计原则。
其安全可靠性、通用灵活性、最优控制性能和综合管理能力，为过程计算机控制开创了新的篇章。
DCS系统采用具有微内核技术的实时多任务、多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快速响应。
组成集散型监控系统的硬件和软件则采用标准化、模块化和系列化的设计。
系统的配置具有通用性强，开放性好，系统组态灵活，控制功能完善，数据处理方便，显示操作集中，人机界面友好，以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能。
三、现代通信技术（Communication）
现代通信技术实质上是通信技术与计算机网络技术的结合。
在目前通信技术方面主要体现在（综合业务数字网）功能的通信交互系统。
该系统具有多种通信接口，除模拟用户接口、B+D、2B+D数字用户接口和模拟中继接口外，还有用于公网和专网的各种信令接口，如用于组成全透明数字网的Co+Net信令接口、中国一号信令接口E&M接口等。
它可以实现在一个通信网上同时实现语音、计算机数据及图像通信。
在一个建筑物内，通过一体化的综合布线系统实现上述功能。
在计算机网络技术方面异步传输模式ATM（AsychrouousTransferMode）已获得世界上主要计算机、网络与通信设备供应商的广泛支持，是一种具有广阔发展前景的新兴网络技术，其技术特点是：
采用交换方式为无限的用户提供专用的高速节点，各个节点并行工作，使得ATM交换机同时支持多路传送，从而消除了共享介质（ShareMedia）网络中通常遇到的带宽限制和数据瓶颈问题。
在一个ATM网络中，增加用户数量不会降低网络上连接用户的平均带宽，网络上每个节点的最大带宽和平均带宽是相同的。
目前的ATM为15－5Mbps，可以扩展到622Mbps以至更高的速率。
ATM采用所谓信元交换（CellSwitching）技术，把信息帧拆成长度较短的信元（Cell），来提高网络的传输效率，ATM交换机的带宽已从其他网络的M级（每秒百万位），提高到G级（每秒十亿位）。
因此ATM具有高速、大容量，按需分配带宽和有效网络管理等特点；最大限度地提供局域网与广域网的动态透明连接，可同时集成专用与公用子网；具有高性能／价格比的优势oATM网络不但可以支持传统的文字和数据的传输，还特别适合于传输图像、视频、音频等多媒体应用。
四、现代图形显示技术（CRT）
现代图形显示技术是一种新兴的技术门类，并且有着极其广阔的发展前途。
目前主要体现在计算机的操作和信息显示的图形化，即窗口技术（Windows）和多媒体技术的完美结合。
通过窗口技术可以实现简单方便的屏幕操作，即可完成对开关量或模拟量的控制；信息的状态和参数变化，甚至信息所处的地理位置都可以通过动态图形和图形符号来加以显示，达到对信息的采集和监视的目的；系统应用程序的编制或工程参数的设定和修改，均采用表格化的填充或选择方式。
多媒体技术是近年来在计算机技术应用领域发展最为迅速的一个方面。
它实现了在语音和影像两个方面一体化的结构，这种形象生动、具体的操作与显示方式，备受人们的欢迎。
随着计算机技术、通信与网络技术以及多媒体技术的发展，人们通过多媒体技术与交互式电视（ITV）技术结合，我们可以实现“三电合一”，完成电话、电脑和电视“三位一体”的综合功能。
虚拟现实技术（VirtualReality－VR）就是在这个基础上发展起来的，通过VR系统，我们不但可以“进入”计算机所产生的虚拟世界，而且可以通过视觉、听觉、触觉（操作与控制）、三维地与该世界沟通。
VR技术是一种崭新的人机交互界面，人们甚至不必到现场办公，就可以完成自己的一切工作。
VR技术可以广泛运用于工业控制、商业、建筑业、制造业、医疗业、娱乐业等领域。
这就是我们所追求的现代图像显示技术的目标。
第三节安全技术防范系统集成的功能
统—集成在计算机高一级平台上的安全技术防范系统（SMS），应具有以下功能。
包括：
防盗报警与声控系统功能、出人口监控系统功能、闭路电视监控系统功能、巡更管理系统功能、周界防卫系统功能等。
一、防盗报警与声控系统功能
●四状态实时报警；
●报警与声控跟踪；
●在线监视；
●报警等级设定；
●多路报警；
●自动定时／实时布防与撤防；
●报警自动弹出；
●报警联动；
●报警信息自动记录与打印；
●报警信息确认与复核。
二、出入口监视系统功能
●通行门的状态显示；
●非法入侵的报警；
●电控锁的定时／实时控制；
●读卡机的状态显示；
●读卡机控制方式的更改；
●读卡机的定时／实时控制；
●时间组别设定；
●进入组别设定；
●员工考勤；
●黑名单设定；
●智慧卡制作；
●读卡机有智慧功能，能贮存所有的出入信息，当中央监控设备非正常停电或出故障时，读卡机能独立控制出入及存储必要的信息；
●读卡机能存储多达2万个用户的信息（用智慧卡）；
●每台读卡机的内存容量可记录500次出入信息；
●智慧卡系统可支持31个不同的时间组；
●智慧卡系统能支持512个不同授权用户组；
●每台读卡机能提供多次非法入侵的资料；
●每台读卡机能提供强行闯入的信息，包括威逼报警连到中央监控系统；
●常规操作，任何用户插入合法的智慧卡，能直接顺利出入，不用键人密码；
●不加锁操作，此方式为自由出入，无需读卡；
●密码操作，用户必须键人密码，才能顺利通过，当密码输入错误，读卡机允许用户再输入一次，当第三次再错时，读卡机会向中央监控系统报警；
●双卡键人方式，在此方式下，必须通过两张卡和两组密码来开启门锁，通过这种方式能提供更高的安全性；
●识别控制方式，当用户插入智慧卡时，中央监控室会收到读卡人的个人资料和影像，通过中央监控室保安人员批准才能进入。
在这种方式下，中央监控室可以联动CCTV的摄像机监视现场，确认是否批准开启门锁；
●门的关闭时间可设定在0～240秒之间，以方便用户在限定的时间内进出。
当门的开启时间超过设定时间，读卡机能将超时信息传至中央监控系统，同时发出报警信号。
三、闭路电视监控系统功能
●顺序切换；
●定时切换；
●报警与图像跟踪；
●报警与图像联动显示；
●报警与图像组联动显示；
●报警与录像机联动控制；
●图像的多媒体显示与传输。
四、巡更管理系统功能
●巡更路线设定；
●巡更组别设定；
●巡更站设定；
●巡更到位显示；
●巡更到位超时报警；
●巡更站与图像的联动；
●巡更状态的实时记录。
五、周界防卫系统功能
●周界入侵报警；
●周界报警与图像联动。
六、火灾报警系统（FAS）功能
火灾报警系统（FAS）的功能集成，包括：
火灾报警系统功能、自动喷淋系统功能、报警联动功能等。
（一）火灾报警系统功能
●火灾报警探测器；
●防排烟正压送风功能；
●消防泵控制功能；
●二氧化碳气体自动灭火功能；
●紧急广播功能；
●消防专用电话功能；
●手动报警系统功能。
（二）自动喷淋系统功能
●喷淋头及喷淋泵控制功能。
（三）报警联动功能
●防火卷帘门联动控制；
●空调管道防火阀联动控制；
●电梯联动控制；
●保安门联动控制。
七、广播系统（PA）功能
广播系统（PA）功能集成，包括背景音乐和紧急广播的功盲皂。
（一）背景音乐功能
●用软件程序控制播音；
●可根据需求分区和分层，播放不同的音响内容；
●应有广播、背景音乐及扬声器线路检测功能。
（二）紧急广播功能
●紧急广播与背景音乐采用同一套系统设备和线路；
●当发生紧急事故时（例如火灾），可根据程序指令自动切换到紧急广播工作状态；
●火灾报警时，可进行报警层与相邻上下两层的报警广播；
●提供任何事件的报警联动广播；
●手动切换的实时广播。
八、停车场管理系统（CPS）功能
停车场管理系统（CPS）功能集成，包括：
出口收费站功能和中央收费站功能。
（一）出口收费站功能
●计时票功能；
●月票功能；
●入口处满车位显示；
●收费金额显示；
●收费班次统计报表；
●入／出口闸手动控制；
●月票和储值票的制作和发售。
（二）中央收费站功能
●具有上述出口收费站的所有功能；
●多入／出口站的联网与监控管理；
●整体停车场收费的统计和管理；
●分层的车辆统计与满车位显示；
●设定出口站的宽容时间；
●与BMS系统联网。
九、智慧卡系统（SCS）
智慧卡系统在智能建筑中是一个新的系统。
该系统是利用智慧卡的脱机运行、高保安、大存储容量的能力，对智能建筑各S系统的综合利用。
其功能集成包括：
保安系统的出入口控制，楼宇设备自控系统的电梯运行控制、物业管理系统的水、电、气统计与计费、租金结算，大厦内商业消费结算系统（POS）的现金卡功能，停车场管理系统的月票或储值票功能等。
（一）出入口的控制
●出入口控制功能以用户特权和时间为控制基准，每位授权用户依权限及时间实施对出入通道的限制，出人权限将依授权用户的出入次序、要求和时间范围设定。
（二）电梯运行控制
●读卡控制电梯运行；
●限制持卡人运行电梯至指定楼层；
●记录运行电梯持卡人个人资料、运行时间、指定层；
●设定由时间控制电梯运行方式（持卡或不持卡）；
●手动操作电梯运行至指定层，并记录操作员姓名、时间、指定层。
（三）物业管理功能
●水、电、气统计与计费；
●水、电、气系统启停控制；
●租户门的开／闭控制；
●月租金的结算。
（四）大厦内商业消费结算系统功能
●消费结算；
●自动取款机；
●自动售货机；
●自动票务处理；
●设施的预定和结算；
●现金卡功能。
（五）停车场管理系统功能
●固定车位识别；
●月票功能；
●储值票功能；
●免费票功能；
●优惠票功能。
第四节安全技术防范系统集成的技术基础
一、安全技术防范系统（SMS）的主要子系统
安全技术防范系统（SecurityManagementSystem，SMS），是确保大厦内人身和财产安全的重要手段。
安全技术防范系统的设计应该是一体化地实现对大厦内各种保安防范措施和功能的集成监控管理、报警处理和联动控制。
安全技术防范系统的主要监控功能包括防盗报警与声控功能、出／入口监控功能、闭路电视监视功能、紧急报警功能、巡更管理功能和周界防卫功能等。
安全技术防范系统（SMS）与BMS系统可以处于同一个网络系统中，对于那些商业性大厦的保安管理工作站，可由BMS系统的监控管理工作站代替。
对于那些需要高保安系统的银行大厦、博物馆等，可以独立设置保安管理工作站，并采用独立的网络结构体系。
是否与BMS系统联网可由业主自行决定。
如果需要采用系统集成监控管理，只需将保安管理工作站与BMS系统监控管理工作站同处同一并行处理分布式计算机网络中，运行相同的监控管理软件即可。
这样SMS的监控管理中心和BMS系统的监控管理中心可以成为统一的管理中心。
二、安全技术防范系统集成的计划与实施
（一）用户需求分析
用户需求分析包含的内容：
1．限定目标。
收集和整理用户对系统的集成所提出的设想、要求和问题，限定集成后的系统所达到的目标，并明确评价基准。
2．现状调查。
对智能建筑设计的现状进行全面的调查和了解。
一般从以下几方面入手：
（1）建筑的环境和功能；
（2）系统的功能要求：
系统应达到的功能指标；
（3）系统的性能要求：
例如，系统响应时间，系统的存储容量，容错程度和安全性指标等；
（4）系统的运行环境要求：
例如采用何种操作系统，应用软件和中文平台等；
（5）系统的扩展要求：
对将来软件、硬件升级换代、扩充和维护；
（6）费用和效果要求：
经费预算等。
调查手段包括：
（1）通过与业主口头交谈和讨论；
（2）通过图纸（或初图）进行分析研究。
3．制定系统集成的开发目标。
在需求分析的基础上，对业主的要求明确化，定量化，形成科学的、严格的、可操作的具体目标，从功能、性能、实施和费用等方面结合现有的产品和各类相关技术确定系统集成的开发目标。
主要从以下几个方面进行考虑：
（1）功能条件：
集成内容以及各个子系统的接口、协议、互连设备和输入／输出信息的流向和处理等；
（2）性能条件：
系统的互连性、互操作性、响应特性、处理量、可靠性等；
（3）费用：
设备费用、开发费用、集成费用和其他等；
（4）实施计划：
系统集成商的选择，工程计划；
（5）运行管理和培训；
（6）其他。
（二）初步方案设计
在系统集成开发目标基础之上，规划和设计系统集成的初步方案。
它围绕用户需求和建筑物的功能，从宏观的角度对集成系统的总体规模和性能指标，各个子系统的规模和性能指标、所选的技术和如何实现等进行叙述和论证，使用户对集成后的系统有一个总体概念和了解，对今后的实施和经费做到心中有数，同时它也是系统分析阶段的文档资料。
初步设计方案要以图文并茂的形式和通俗易懂的语言，将设计意图充分地表达出来，以供有关决策和技术人员作为论证和评价的基础。
初步设计方案一般包括以下内容：
目标系统的总体概貌；目标系统的总体结构；各个子系统的描述。
其中各个子系统的描述包括：
系统目标；系统功能指标；系统运行环境；系统网络结构；系统布线结构；系统实施计划；系统经费概算。
（三）可行性论证
可行性论证是指分析研究系统集成的方案和实施，评价它是否具备了必要的资源和其他条件，是否可行。
总之，通过组织用户、技术人员和专家对初步设计方案的研究和论证，亦即对方案从产品的选择、技术的应用、费用效果到具体实施等方面进行综合评价以得出进一步的改进方案。
在进行可行性论证时应考虑以下要点：
1．限定目标的评价基准
2．智能建筑的等级确定和与其相应的结构、系统、服务和管理功能；
3．设备的先进性、性能、通信接口和连网能力。
一般应从以下几个方面进行论证：
1．技术方面。
这是根据现有的技术条件能否解决初步设计方案中的要求所做的分析，技术的可行性应建立在已经普遍使用和成熟的并已成为商品的技术基础之上，不能以刚出现或正在研究中的技术为依据。
2．经济方面。
除了评价所选用的技术、设备、开发、宰施和人员等方面的第一次投资外，还要分析今后的运行管理、维护、日常材料消耗和人员素质提高等第二次投资。
另外，还要对系统集成所带来的社会和经济效益进行评价。
3．社会方面。
除了以上两种因素外，还要论证社会或个人和组织方面的因素是否影响着系统的可行性。
4．子系统的论证。
（1）性能指标；
（2）组成结构；
（3）网络结构和服务；
（4）控制点数量、通信量、带宽?
、用户接口和支持的协议；
（5）系统平台的选择、界面的中文化；
（6）其他特征。
5．集成系统的论证o
（1）互联接性。
传输媒体、网络拓扑结构、通信类型、通信容量、数据传输速率、网际互联设备的选择等；
（2）互操作性。
与各个子系统的接口和协议转换的解决方案，系
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