智能安全系统在高等院校实验室应用效能的浅析

文│ 福建闽安投资工程有限公司 张 伟

智能安全系统在高等院校实验室应用效能的浅析

文│ 福建闽安投资工程有限公司 张 伟

实验室是高等院校教学和科研的重要组成部分，它的日常管理和安全措施是十分重要的。由门禁系统、视频监控系统、火灾报警系统组成的智能安全系统为此提供技术防范，本文将就其效能如何进行一些浅析，以供大家探讨。

实验室 门禁系统 视频监控系统 火灾报警系统 联动控制

1 引言

近年来，各院校为提高现代教学和科研水平，在实验室的建设上投资较大，陆续添置了较为昂贵的仪器和设备，因此，实验室的日常管理和安全防范的重要性凸显出来，针对实验室的特点，建立完善的智能安全系统是十分必要的。此系统可主要由门禁管理子系统、视频监控子系统、火灾报警子系统等构成，各子系统都有不同的应用层面，又互为实现联动，形成三位一体的自动化体系。在具体应用中，此类系统能发挥较好的功效，它既能为实验室提供安全防范，又能为实验室老师日常管理提供帮助。

2 门禁管理系统

2.1 高校实验室现有的管理模式

现有的高校实验室一般采用开放式管理，目的是更好地为教学和科研提供服务。实验室要做好开放式管理，门禁系统是最佳选择，主要体现在以下几点：

（1）全校师生基本每人持有一张单独的校园卡，作为个人信息载体。

（2）本科生、研究生根据课程需要使用实验室时，由管理老师事先安排使用时间段。

基于以上两点，管理老师可对不同年级学生群体合理地分配实验室使用时间段，并输入学生的校园卡。学生持卡在规定时间段内能够进入某个实验室，在使用时间段之外则无法进入实验室的。通过时间段的分配，加强了实验室的安全管理，提高工作效率。

2.2 门禁管理系统的构成及功能特点

2.2.1 组成结构

门禁系统由门禁控制器、读卡器、外接模组、电控锁和门禁管理电脑五大部分组成。

（1）门禁控制器： 作为门禁系统的控制主机，接收读卡器发来身份信息，以驱动电控锁，同时可将各种信息上传门禁管理电脑。

（2）读卡器：作为人员身份采集，将信息上传控制器加以确认。

（3）外接模组：作为信息转换和向电控锁供电的装置。

（4）电控锁：开闭门装置。

（5）门禁系统管理电脑：由门禁管理软件及电脑构成，作为实验室门禁系统的管理平台，接收和管理所有控制器的上传信息，也可对所有的门进行控制，应安装于实验室管理人员办公室。

2.2.2 功能特点

（1）持卡人管理和登记

门禁系统包括一个与出入控制系统集成的持卡人管理系统。由系统分配或修改持卡人的出入时间和级别权限，实验室的老师可运用此功能对各种类别学生卡进行合理分配使用实验室的时间段，以达到均衡有效、安全使用的目的。对于特殊实验室的出入，可通过采用带密码的读卡器，实现读卡加密码开门的双重安保功能，保证对高度安全性场所的控制。

（2）门禁系统管理软件

门禁管理电脑安装了系统管理软件后，构成管理平台具有了以下常用功能：

◆ 针对不同级别的操作人员分配多种级别的操作权限，输入不同的密码可进入不同的控制界面，如定义工作站、建立用户许可等级等；

◆ 档案管理模式，随时掌握出入口进出人员的实时动态，如姓名、照片、卡号、部门编号、出入时间、日程表、建立汇总报告等；

◆ 时段设定，对各类持卡人预先设定开放时段，自动执行门禁管制模式；

◆ 实时控制多种开门方式，如紧急/群组/指定/区域遥控开门﹐紧急开关门亦可配合发出警报声示警；

◆ 具有系统自我故障诊断功能；

◆ 可自行编辑或修改主界面的电子地图，使门禁系统管理更加直观。

（3）网络管理及警报输出功能

门禁系统具有灵活的组网功能，可将每个门禁控制器作为网络节点，融入到校园网中，建立面向全校的门禁系统管理中心，实现分散控制、集中管理的模式。

门禁系统还具有报警联动功能，如果某个门被非法侵入时，门禁系统的模块端口可输出报警信号，通过此信号联动相关子系统，同时通过网络将报警信息上传至管理中心，以便于快速出警。

综合以上几个方面的系统特点，门禁系统很适合用于高校实验室开放式管理，并可取得了较好的效果。

3 视频监控系统

视频监控系统是安防系统中的重要组成部分。视频监控系统的最大特长是：将被采集事件的全过程以图像形式实时显示和存储下来，作为依据以便后期分析和调查，它独有的技术特点被广泛应用于各个领域，同样视频监控也能为实验室的安全防范工作发挥重要的作用。

3.1 视频监控系统

视频监控系统主要由前端摄像机、信号传输、控制中心录像及显示设备构成。

3.1.1 前端摄像机

前端摄像机的布点：根据实验室的平面分布，摄像机应设在实验室的主要通道的顶部、实验室出入门的外侧、实验室中易被侵入的窗户和通风口旁边、有特殊要求、需要监控的场合。

前端摄像机的选型：

选用网络红外夜视摄像机或高线模拟红外夜视摄像机，基本上能满足实验室环境图像采集的要求。如果校园网带宽足够，可选用网络摄像机，网络摄像机的分辨率优于高线模拟摄像机，图像清晰度更高。

3.1.2 信号传输和电源供电

信号传输：网络传输或视频线传输。

电源供电：摄像机供电必须由控制中心供电。

3.1.3 控制中心录像及显示设备

控制中心的录像设备应选择嵌入式高清硬盘录像机，可安装于较为安全的机房或实验室的管理间，上联校园网，并设定网络IP地址。若前端摄像机为网络摄像机应加大硬盘数量，以保证足够的录像周期。

3.2 视频监控系统的功能特点

以此配置的视频监控系统具有以下功能特点：

（1）无论是白天还是夜间，红外夜视摄像机都能拍摄到较为清晰的图像，可实现24小时对实验室的主要通道、所有人员出入、重要设备及工作层面的操作过程进行高清显示和图像回放。

（2）嵌入式高清硬盘录像机具有网络功能，客户端软件设有授权等级和密码，对系统安全加以保护。实验室的管理人员可通过校园网对其实现远程监控、图像回放和查询。

视频监控系统的应用为实验室管理人员提供如下帮助：

（1）可对某些意外事件进行图像调查。

（2）便于对持卡人使用情况进行抽查，以避免卡互换，卡借用的现象发生。

综合以上功能特点，视频监控系统与门禁系统可实现互为补充和完善。

4 火灾报警系统

高校实验室一般都有较多的仪器设备，有的仪器价值较为昂贵，加之实验室供电负荷较大，时间工作长以及实验操作过程的因素都有可能产生火灾隐患，所以实验室安装火灾报警系统是很有必要的，以防范为主来实现火灾隐患的早期预警。在消防要求等级较高的重点实验室，除了安装火灾报警系统，还需加装气体灭火装置。

4.1 火灾报警系统的构成

（1）前端采集设备：感烟探测器、感温探测器、手动报警按钮、声光报警器、控制模块等。

（2）传输：信号总线、电源线。

（3）控制中心设备：火灾报警控制器、不间断电源。

4.2 火灾报警系统的功能特点

新一代的火灾报警系统已全面结合了先进的数字技术和计算机软件技术，使其具备了智能分析判断、控制、自我诊断等功能，具体体现以下几方面。

（1）感烟探测器、感温探测器具有数字处理功能，可对现场探测参数（如烟雾浓度、温度等）进行分析运算，并与真正的火灾参数曲线进行比对和判断，自动消除环境背景干扰，大大减少了误报，提高了报警的准确性。

（2）火灾报警控制器通过信号总线向前端探测器供电，同时也能通过总线寻址的方式接收探测器发回的报警信号，并能快速准确的转换和处理，以声、光形式发出报警，同时显示火灾具体位置，进而按要求联动相关消防设备。

（3）火灾报警控制器能自动检测系统是否正常运行，对特定的故障可通过自检方式发出报警提示，前端感烟探测器、感温探测器一旦发生故障便可确定地址和位置。

4.3 火灾报警系统在实验室应用的优势

由于实验室存在一定的火灾隐患，供电负荷高，易燃易爆物品较多，因此火灾隐患的早期预警和方位的确定十分重要，火灾报警系统能较好地解决这一矛盾，下文介绍具体方法。

4.3.1 前端传感器

（1）根据实验室不同工作面特征安装感烟探测器或感温探测器，以采集火灾隐患烟雾和温度为对象。

（2）负荷较大电缆应安装线型定温探测器，以采集电缆温度过热为对象。

（3）在主要通道和出入口安装手动报警按钮和声光报警器。

有了各类的前端传感器，能自动采集火灾隐患，并将信号通过总线传输至报警控制器。

4.3.2 火灾报警控制器

（1）火灾报警控制器，配不间断电源，安装于实验室管理办公室便于对各个实验室进行集中监测和管理。

（2）火灾报警控制器可通过模块上联校园网，可与学校总消控中心进行通信和联网，实现报警信息上传和接收的集中管理。

（3）利用火灾报警控制器的控制模块联动相关子系统，作出应急反应。

5 门禁系统、视频监控系统及火灾报警系统的互为联动控制

门禁系统、视频监控系统、火灾报警系统的应用层面不同，其各自功能和构成是独立的，若不加以整合，显得整体协调性不够且整体功能不强。作为系统集成商的重要工作，其在系统配置时应充分发挥各自子系统的性能特长，进行优化整合，实现之间的互为联动控制，构架协调性好、自动化程度高的智能安全管理体系才能使整体的综合性得到进一步提高。可将子系统进行以下优化，实现互为联动控制。

5.1 统一整合门禁系统与视频监控系统的管理平台软件

应选择同时兼容门禁系统和视频监控系统的管理平台软件，由一台电脑统一管理，可在此界面上编辑涵盖两个子系统的电子地图，显示运行状态直观明了，门禁控制器的报警信号作为联动控制，通过管理平台软件与监控系统融合起来，可在事先进行编程设置，这种联动方式快速准确，可靠性高。其功能有：实验室出入门一旦被非法侵入时，门禁系统的控制器将上传信号，管理平台上自动地显示报警具体位置，同时弹出该出入门的视频图像，便于警情复核；实验室的各种警情数据和图像由管理平台实时记录，同时通过校园网将警情数据和图像上传到学校的总监控中心。

5.2 火灾报警系统联动控制门禁系统、视频监控系统

火灾报警系统通过控制模块对门禁系统、监控系统实现联动控制，控制模块对火灾报警系统来说，既起到外联动控制作用，又起到隔离外部信号的作用，所以是安全的。通过控制模块联动门禁系统和视频监控系统，其逻辑控制关系可事先在火灾报警控制器上编程设置，这种联动控制快速准确、可靠性高。其功能有：

（1）若某间实验室发生火灾警情，火灾报警系统通过控制模块联动相关门禁系统的控制器，自动切断电控锁电源，实验室的门可开启，便于人员及时撤离。

（2）若某间实验室发生火灾警情，火灾报警系统通过控制模块联动视频监控系统，自动显示该实验室现场的视频图像，便于火灾警情复核。

（3）火灾报警系统通过控制模块启动管理平台，将警情数据和图像记录下来，同时通过校园网将警情数据和图像上传到学校的总监控中心。

经过对各系统的优化整合，互为联动控制，使综合性的指标得到提高，其中包括警情快速处理、自动化程度高、实现警情双系统复核、系统使用界面显示直观和易操作。

6 结束语

在建立门禁系统、视频监控系统、火灾报警系统的基础上，通过优化整合及子系统间实现互为联动控制，从而形成自动化程度高、综合能力强的智能安全管理系统，具备了集防盗、防火、出入口控制三位一体的技术防范能力，为高校实验室的人身安全、财产安全提供了有力保障。