1.1 安全防范系统基本概念

安全防范系统是智能建筑的核心系统之一，是根据建筑的使用功能、建筑标准及安全管理的需要，综合运用电子信息技术、计算机网络技术和安全防范技术构成的安全技术防范体系。

1.1.1 安全防范系统（Security&Protection System，SPS）的定义

安全防范系统是以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其他相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等，或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络系统。

安全防范系统是在国内标准中定义的，而国外则更多称其为损失预防与犯罪预防（Loss Prevention&Crime Prevention）。损失预防是安防行业的任务，犯罪预防是警察执法部门的职责。

1.1.2 安全防范系统的三种基本手段

安全防范是包括人力防范（Personnel Protection）、物理防范（Physical Protection）和技术防范（Technical Protection）三方面的综合防范体系。

人力防范（简称人防）是指执行安全防范任务的具有相应素质的人员或人员群体的一种有组织的防范行为，包括人、组织和管理等。

物理防范（也称实体防范，简称物防）是用于安全防范中能延迟风险事件发生的各种实体防护手段，包括建筑物、屏障、器具、设备、系统等。

技术防范（简称技防）则是利用各种电子信息设备组成系统和/或网络以提高探测、延迟、反应能力和防护功能的安全防范手段。

对于保护建筑物目标来说，人力防范主要有保安站岗、人员巡更、报警按钮、有线和无线内部通信；物理防范主要是实体防护，如周界栅栏等；而技术防范则是以各种技术设备、集成系统和网络来构成的安全保证的屏障。

安全防范需贯彻“人防、物防、技防”三种基本手段相结合的原则。任何安全防范工程的设计，如果背离了这一原则，不恰当地、过分地强调某一手段的重要性，而贬低或忽视其他手段的作用，都会给系统的持续、稳定运行埋下隐患，使安全防范工程的实际防范水平不能达到预期的效果。

1.1.3 安全防范系统工程基础

1.安全防范工程概念及其三个基本要素

1）安全防范工程的概念。

安全防范工程（Engineering of Security&Protection System）是以维护公共安全为目的，综合运用安全防范技术和其他科学技术，为建立具有防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等功能的系统而实施的工程，通常也称为技防工程。

2）安全防范工程的三个基本要素。

安全防范有三个基本防范要素，即探测、延迟和反应。首先要通过各种传感器和多种技术途径（如电视监视、门禁、报警等），探测到环境物理参数的变化或传感器自身工作状态的变化，及时发现是否有人强行或非法侵入的行为；然后通过实体阻挡和物理防范等设施来起到威慑和阻滞的双重作用，尽量推迟风险的发生时间，理想的效果是在此段时间内使入侵不能实际发生或者入侵很快被终止；最后在防范系统发出警报后采取必要的行动来制止风险的发生，或者制服入侵者，及时处理突发事件，控制事态的发展。

安全防范的三个基本要素中，探测、反应、延迟的时间必须满足T探测+T反应≤T延迟的要求，它们之间应该相互协调，否则，系统所选用的设备无论怎样先进，系统设计的功能无论怎样齐全，都难以达到预期的防范效果。

2.安全防范工程设计应遵从的基本原则

安全防范工程设计的原则是所有安全防范工程设计（包括固定目标和移动目标）应遵从的基本原则。这七项原则的设立，是国内外安全防范工程技术界多年来理论研究和实践经验的高度概括和总结：

①系统的防护级别与被防护对象的风险等级相适应；

② 人防、物防、技防相结合，探测、延迟、反应相协调；

③ 满足防护的纵深性、均衡性、抗易损性要求；

④ 满足系统的安全性、电池兼容性要求；

⑤ 满足系统的可靠性、维修性与维护保障性要求；

⑥ 满足系统的先进性、兼容性、可扩展性要求；

⑦ 满足系统的经济性、适用性要求。

3.安全防范工程设计中应注意的主要问题

1）要重视高科技在安防过程中的应用。

安全防范工程不是传统意义上的建筑工程，而主要是电子系统工程。它的设计应该吸收电子信息系统工程、计算机网络工程设计的新成果、新要求，只有这样，才能适应未来高科技发展的趋势，体现安防标准与时俱进的创新精神。安防工程应包括安全性设计、电磁兼容性设计、可靠性设计、环境适应性设计、系统集成设计等内容。

2）要明确安防技术的专业划分界面。

国内外安防技术界普遍认为，安全防范技术一般分为电子防护技术、物理防护技术和生物统计学防护技术三大专业门类。

（1）电子防护技术主要是指利用各种电子防护产品、网络产品组成系统或网络，以防范安全风险。这类防护技术与传感—探测技术、自动控制技术、视频多媒体技术、有线—无线通信技术、计算机网络技术、人工智能与系统集成等科学技术的发展关系极为密切。

（2）物理防护技术通常也称实体防护技术，主要是指利用各类建筑物、实体屏障及与其配套的各种实物设施、设备和产品构成系统，以防范安全风险。这类防护技术与建筑科学技术、材料科学与工艺技术的发展极为密切。

（3）生物统计学防护技术是法律科学的物证鉴定技术与电子信息科学的模式识别技术相结合的产物，主要是指利用人体的生物学特征进行个体识别，从而防范安全风险的一种综合性应用科学技术。这类防护技术与现代生物科学、生物工程技术、现代信息科学技术及法庭科学技术的发展极为密切。

3）安全防护技术不仅涉及自然科学和工程科学，还涉及社会人文科学。

不管是物理防护技术，还是电子防护技术、生物统计学防护技术，它们都会随着科学技术的不断进步而不断更新。因此它是一门跨学科、跨专业、多学科、多专业交叉融合的综合性应用科学技术。同时，在科学技术迅猛发展的当今时代，几乎所有的高新技术都会或迟或早地被移植、应用于安全防护工作中。传统意义上的学科界限、专业界限将越来越淡化，各种防范技术的交叉、渗透、融合将是安全防范技术未来发展的总趋势。因此安全防范工程的设计者要密切关注各个领域科学技术的新发展，不断吸收新理论，采用先进而成熟的技术，完善系统的设计。同时还要注意，在综合应用各种新技术的同时，一定要注意探测、反应、延迟三个基本要素的协调，人防、物防、技防三种基本手段的配合，才能实现防范风险的最终目的。

1.1.4 智能建筑安全防范的基本结构

安全防范系统是智能建筑的核心系统之一，智能建筑安全防范系统的主要任务是根据不同的防范类型和防护风险的需要，为保障人身与财产的安全，运用计算机通信、电视监控及报警系统等技术形成的综合安全防范体系。它包括建筑物周界的防护报警及巡更、建筑物内及周边的电视监控、建筑物范围内人员及车辆出入的门禁管理三大部分，以及集成这些系统的相关管理软件，组成框图如图1-1所示。

一般而言，防入侵报警系统有报警探测器、报警接收及响应控制装置和处警对策三大部分组成。门禁管理系统由各类出入凭证、凭证识别、出入法则控制设备和门用锁具四大部分组成。

1）入侵报警系统（Intruder Alarnl System，IAS）是利用传感器技术和电子信息技术探测并指示非法进入设防区域的行为、处理报警信息、发出报警信号的电子系统或网络系统。

2）视频安防监控系统（Video Surveillance&Control System，VS&CS）是利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络系统。

这里所指的视频安防监控系统不同于一般的工业电视或民用闭路电视系统，它是特指用于安全防范的目的，通过对监视区域进行视频探测、视频监视、控制、图像显示、记录和回放的视频信息系统或网络系统。

3）出入口控制系统（Access Control System，ACS）是利用自定义符识别和/或模式识别技术对出入口目标进行识别并控制出入口执行机构启闭的电子系统或网络系统。

4）电子巡更系统（Guard Tour System，GTS）是对保安巡更人员的巡查路线、方式及过程进行管理和控制的电子系统。

5）停停车场管理系统（Parking Lost Management，PLM）是对进、出停车场的车辆进行自动登录、监控和管理的电子系统或网络系统。

6）防爆安全检查系统是检查有关人员、行李、货物中是否携带爆炸物、武器和/或其他违禁品的电子设备、电子系统或网络系统。

7）安全管理系统（Security Management System，SMS）是对入侵报警、视频安防监控、出入口控制等子系统进行组合或集成，实现对各子系统的有效联动、管理和/或监控的电子系统。

1.1.5 安全防范系统的本质及实现途径

安全防范系统从本质上而言，除了控制云台运动和镜头缩放功能外，可归纳为如图1-2所示的四种切换控制。安全防范系统对应的四种切换控制分别是：①视频图像矩阵切换控制；②音频信号矩阵切换控制；③报警信号与对应摄像机的切换控制；④门禁控制条件与对应门锁的启闭控制。

为了对整个智能建筑提供安全防范保障，要确定是否需要对智能建筑建立周界保护，是否要做巡更监控，对智能建筑的哪些出入口需要进行控制和管理；对智能建筑需要防护的区域和某些特定的目标需做出监控报警的具体设计和方案，确保不存在视觉盲区和报警探测盲区。对重点保护目标更需要有实体防护措施付诸实现。

在以此构成的安全防范系统中，报警系统最为关键，因为它是第一道防线；电视监控系统最直观，能够立即看到现实的景象，因此成为安全防范系统的核心；出入口控制与管理系统最可靠，因为它铁面无私、执法如山；而系统的集成则使整个系统的功能更加全面和有效。

实现安全防范系统的技术途径依技术层次的不同可分为三类。

（1）安全模拟实现方案——已经成为现实但趋于被淘汰。

摄像前端装置是保证清晰成像的关键，视频图像控制主机的传输主要采用同轴电缆，也可采用光缆构成有线传输方式，以及由发射机、接收机组成的无线传输信道。视频矩阵切换和音频矩阵切换全部采用模拟电子开关实现，以决定模拟量，视、音频信号的传输通道和显示对象，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打开控制，则属于开关量控制，信号以数字方式传送。在后端图像显示记录装置中，图像的显示采用模拟式监控器，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、部分数字的混合式实现方案——是目前应用的主流。

在此种方案中，视频和音频的矩阵切换仍采用模拟开关来决定视、音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打开控制，因是开关量控制，所以信号以数字方式传送。与全模拟实现方案不同的是，图像的记录采用数字硬盘录像机，以数字方式存储，不仅存储容量巨大，也能快速读取和检索。图像的分割也通过硬盘录像机或者以计算机软件方式实现，同时，分布式的报警传输网络将得到广泛应用。

（3）全数字和网络的高端实现方案——正逐步发展。

摄像机输入由计算机采集，每幅图像经压缩后转化为一组像素流，此后，计算机将这些图像像素记录于计算机的硬盘中，可对每幅图像做快速读取和检索。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不同的位置来实现。

视频和音频的矩阵切换此时将采用数字式切换，其实现方式可以由多个CPU或DSP芯片且有100MHz以上的系统频率，加上能对切换方式作编程的LSI芯片构成，再由高速数字传输系统将输入图像的像素组送往指定监视器的显示存储器来实现，也可通过计算机网络来实现远程的切换和传送。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打开控制，同样以数字方式传送。