建筑智能化系统安防工程管理应用探究

王晓晨

（国网浙江省电力有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

智能化技术的出现和应用发展，为提升建筑安防工程的服务质量和功能效果提供了技术方面的保障和支持。将智能化技术原理应用到建筑安防工程管理应用当中，主要能够以智能化系统的方式实现对各项具体建筑管理内容的有效控制。基于此，对建筑智能化系统安防工程的管理应用进行分析，对提升建筑安防工程的建设质量和效果具有积极的意义。

1 建筑智能化系统安防设计思路

1.1 满足业务建设需求

基于确保建筑安防工程质量效果的目的，考虑在安防工程建设中融入智能化系统，应用大云物移智信息化手段来完善针对建筑楼宇安防的管理体系，进而有效提升后勤服务保障的能力。考虑当前楼宇存在较多独立运行的系统，导致系统管理入口繁杂，数据沉淀累计规模较大，缺少统一的管理平台。针对这一方面的问题，考虑建立基于物联网的楼宇管理应用，以智慧化管控的方式来实现数据融合，创新智能联动应用，在提升后勤服务效果，为客户提供高质量后勤服务保障的同时，也能够达到建筑能耗管理与节能减排的目标[1]。

基于这一目的，对建筑智能化系统安防的设计，重点围绕楼宇信息监控分析模块、楼宇安全管理、楼宇能耗管理、楼宇出入管理、配电室动环、绿色能源管理六个方面来进行楼宇智能监管体系的规划。以楼宇信息监控分析模块为例，对该模块功能的开发设计，应围绕大楼总览、楼宇安全、楼宇能耗、变配电、绿色能源等展示相关的信息[2]。同时也应能够针对楼宇其他相关问题拓展机器学习分析模型，优化工位使用策略，优化能耗管控策略，针对以往可能会消耗较多能源的设备和区域，体现建筑智能化楼宇的节能优势和特点。

1.2 楼宇网络建设

依据以上业务建设需求来构建能够支持建筑智能化安防系统运行的网络，应以保障交换机等设备的稳定高效运行为主要目的，将各个区域的相关设备搭建在同一个网络局域内，作为建筑楼宇的安防专网进行使用。整个安防专网以二层网络架构为主，保障单项传输数据流收集与管理的便利性。

在楼宇网络中，链路带宽的利用率最高为80%，其中约20%作为包头数据的开销。以保障数据传输高效安全为主要目的，要求网络接入层的设备以百兆带宽为主，网络核心交换机的容量，应在所有数据流量总和的4 倍左右，以此来应对海量数据的存储和数据交换需求[3]。基于此，对楼宇网络的建设，考虑应用树型拓扑结构，选择应用高质量的网络产品，将网络交换机与核心交换机通过光纤光缆的方式连接起来，用以保障网络设备稳定的运行状态。

2 建筑智能化安防系统设计应用分析

2.1 安防系统设计方案

在明确建筑智能化安防系统的设计要求后，结合建筑楼宇的实际情况，对建筑智能化安防系统进行设计，强调发挥网络技术的作用，以同一网域为前提来搭设具体的子系统，这样能够构建一个支持高效率数据传输的局域网，提升各个子系统的连接质量和效果。

结合建筑楼宇的实际情况，从安全、智能、管理、办公四大方面来进行安防系统的设计优化，主要强调楼宇管理具备运行态势感知、物业服务保障、事件协同处置以及决策分析辅助四方面的功能。其中，运行态势感知功能强调针对建筑楼宇中涉及的各类安防设备运行状态，以BIM 三维模型的方式，借助感应器收集相关设备的运行参数和变化情况，进而在相应的系统软件中集中展示楼宇时空多维运行态势，实现对楼宇运行状态以及相关参数变化的实时监测；物业服务保障功能强调基于数字孪生技术映射楼宇内部精细的空间布局、设施设备和重要资产的分布，保障建筑楼宇内部各项设施设备的正常运转；事件协同处置功能要求能够满足应急时间检测和感知告警的要求，依靠业务子系统提供的服务统—集成调度，实现事件协同的处置流程；决策分析辅助功能主要针对建筑楼宇管理中存在的能源利用浪费、空间布局不合理等问题，发挥算法模型以及数据建模技术的作用，借助数据来实现对楼宇问题的重视，进而给出有效的建议，提升建筑楼宇的后勤保障质量[4]。

基于此，提出安防系统硬件组成架构，如图1 所示。

图1 建筑智能化安防系统硬件组成架构

结合系统架构，在保障各个子系统独立搭建思路的前提下，可以让子系统以分别网络化的方式满足执行层对子系统提出的管理、控制、监管等方面的功能需求，从通信这一物理层面，为各个子系统的连接提供便利。

2.2 视频监控子系统

对视频监控子系统的设计，强调在应用分布式系统的前提下，能够为建筑楼宇提供安全监视、设备监控、生产运行等方面的有效技术手段。对该子系统的设计，应能够体现可扩展和开放性的特点，便于后续与其他系统集成。在综合考虑系统性价比的前提下，设计的视频监控子系统硬件架构如图2 所示。

图2 视频监控子系统硬件架构

视频监控子系统主要由前端模拟摄像机设备、硬盘录像机、视频切换矩阵、显示屏、操作台、应用软件以及其他传输和辅助类的设备为主。在前端设备部分，主要发挥模拟技术的作用，将摄像机以集中式的接入方式安装于装有空调且洁净度较高的设备间内，便于日常的管理维护和故障排查。选择的前端设备型号，考虑在应用全模拟监控架构的基础上，针对夜晚、地下车库等不同的应用场景，选择红外摄像机和低照度摄像机来达到实时监控的目的。

在信号传输方面，前端摄像机图像信号以视频同轴电缆满足传输需求，在超出距离的情况，则借助光端机来进行中继传输，用以确保图像质量符合检测和分析的要求。

在图像显示与控制方面，本文主要选择拼接屏，在结合现场实际情况的基础上，对图像显示屏进行灵活搭配。这种显示屏具有高亮度、高对比度、快速相应以及超宽视角的应用优势。对于图像的控制，则要求视频信号在经由硬盘录像机环通输出至视频矩阵后，由操作控制键盘来对视频矩阵进行间接控制。这一过程主要依靠大屏拼接控制器来发挥作用，应用专用的高速图像处理芯片，能够实现更丰富的功能[5]。

在录像存储方面，基于视频监控系统本身拥有的案后备查功能，考虑从前端摄像机传送来的视频信号不容易被管理人员发现，因而以模拟硬盘录像机、图像采集和传输使用模拟技术，在录像机内部视频录像方面应用数字编码技术，在规定基于不同区域要求的储存格式和时间后，实现对于录像数据的保存。

2.3 报警子系统

对建筑智能化安防系统中的报警子系统进行设计时，主要强调分别管理的方法，对小区范围内每个单体建筑楼宇中设计一套报警系统，让报警子系统能够与其他子系统实现联动，尤其是与视频监控和门禁等子系统的有效连接。

报警子系统硬件架构如图3 所示。该系统主要由前端设备、传输设备以及中心控制设备三部分组成。前端设备主要包括周界入侵探测器、出入口部位入侵探测器、室内用入侵探测器3 种类型。

图3 报警子系统硬件架构

为体现报警子系统的智能化特点，在信号传输方面，该系统主要以工业总线结构为框架进行设计，基于报警输入模块信号的要求，让实际的终端探测器能够以挂接的方式接入系统。依据报警子系统的不同模块，选择应用更符合实际情况的护套线。例如，在主机信号总线部分采用RVV4*1.0 型护套线，在报警输入模块至探测器信号线部分应用RVV4*0.75 型护套线。

在中心管理方面，将防盗报警系统的控制中心设置在安保管理中心，依靠报警管理主机来实现对于异常情况的快速处理。这一过程中应用的报警系统主机主要选择具备远距离传输功能的串口模块，实现报警联动的管理与控制。

2.4 门禁管理子系统

对建筑楼宇智能化安防系统中门禁管理子系统的设计，考虑建筑楼宇的建设要求差异，共规划提出了3种监控实现方式。

（1）可以通过安装门磁感应器的方式，在通行门开关时基于感应器获得的参数向系统管理中心发出相应的状态信号，这一过程也能够自动将系统开关门的时间、状态以及位置坐标记录储存下来。在搭配时间响应程序后，可以通过设定某一时间区间内被监视的门开关状态，对在非设定时间区间内门的开关状态变化情况进行报警。

（2）还可以通过安装电动门锁的方式，同样基于时间响应程序设定某一时间区间，在超出规定时间区间后，门处于闭锁的状态。也可以应用事件响应程序，在发生火灾等危机情况下，联动响应开启楼层的通道门和防火门。

（3）第三种方式则是安装感应读卡机，依靠系统权限来发挥管控功能和作用，基于系统预先设置的程序，自动决定是否允许相关人员通过。对有人非法强行通过的行为，可以借助报警功能来向监管人员发出警示和提醒。

以第三种监控实现方式为例，在实际的安防工程设计建设中，可以选择单向刷卡、双向刷卡等多种不同的门禁管制方式，要求使用者授予其不同的进出权限，以此来达到多级控制的目的。这一过程中，也可以对建筑楼宇内不同区域或特定的门和通道加强进出管制。为保障建筑楼宇的安全，还应让门禁控制子系统与消防实现联动，以硬件联动模式，在发生紧急状态时，消防系统可以直接借助门禁管理子系统中的消防模块来控制门禁的打开和关闭状态，达到配合消防人员灭火行动的要求。

2.5 停车管理子系统

对于停车管理子系统的设计，则主要应用感应IC卡读感技术，以对车辆出入进行管理为主要目的，对进出大楼车辆进行维护、登记以及权限设置，也能够根据车辆道闸系统，按时间、车辆统计查询车辆出入信息。

具体而言，在出入口管理部分，主要考虑内部车辆和外部临时车辆两种车辆类型进入停车场的情况。对内部车辆的进出进行管理，要求内部车辆在管理中心等级并录入相关信后，凭借获得的远距离感应卡通行停车场。这一过程中，当车辆靠近停车场出入口，被设在车道下的检测线圈检测到，就可以启动远距离的读卡器工作，由读卡器对卡片信息进行判断。当卡片为有效卡片时，系统就会提示欢迎的信息，代表车辆可以正常通行。

在收费管理部分，主要由管理岗亭、收费管理电脑、IC 卡台式读写器、票据打印机、收费显示屏、操作台等构成。支持收费管理的电脑除了与出入口卡箱实现通信外，还可以向收费显示屏发出相应的控制信号，支持同一号码入口下入口车辆图像与出厂车辆图像的对比功能，便于系统储存和维护。在这一过程中，系统也可将各类数据汇总起来，供给业主管理部门进行参考。

3 结语

综上所述，将智能化系统应用到建筑安防工程的施工建设中，能够在满足建筑安防基本要求的同时，提升建筑整体的服务质量和水平。结合当前建筑安防工程建设的情况，对安防工程的设计，应能够从满足建筑基本安防功能的角度，以综合性的智能化系统来实现对基础建设内容的管理控制，围绕视频监控、报警、门禁管理以及停车管理来构建功能更健全，响应效率更高的智能化建筑安防系统。