安全防范技术原理与工程实践

湖南省产商品质量监督检验所公安部安全技术防范工程检测中心（湖南）

公共安全体系的基本构成一、预警系统二、预防系统三、应急反应体系安全防范的基本概念安全防范是预防和制止盗窃、抢劫、爆炸等治安事件的活动。安全防范的形式1.人防2.物防3.技防关系：互为基础、相互补充、融为一体安全防范技术的主要专业方向1.探测技术2.身份识别3.环境监控技术4.周界和出入控制技术5.通信与网络技术6.信息安全技术7.光电、机电一体化技术8.显示和控制技术9.相关技术标准和评价方法的研究安全防范的核心技术探测技术入侵探测危险品探测视频监控技术特征识别技术安全防范系统的主要应用领域入侵探测，用于金融、文博、物资仓库等高风险单位周界管理，用于机场、库区、军事基地、核设施等电视监控系统，用于环境、状态监控门禁系统，用于人流、物流的管理航空、交通部门大型公共活动及其应急系统住宅小区、智能化建筑区域联网和接警中心入侵探测技术探测的基本方式：主动探测、被动探测探测器的基本类型：微波多普勒入侵探测器、被动红外入侵探测器、微波和被动红外复合入侵探测器、主动红外入侵探测器、超声和被动红外复合入侵探测器、遮挡式微波入侵探测器、磁开关入侵探测器、振动入侵探测器、玻璃破碎探测器、声控报警器、紧急报警装置、周界电缆探测器等报警系统报警系统的基本构成：前端探测器报警控制器（显示、系统状态监控、信息存储）通信线路有线方式多线制、总线制无线方式报警控制器的基本功能入侵报警通信故障报警防拆报警紧急报警延时报警自检功能系统设置记录功能报警信号转发功能入侵探测器器的主要技技术指标灵敏度探测器范围围探测几率响应时间防破坏功能能抗干扰能力力可靠性环境适应性性电源适应范范围报警系统的的评价指标标系统响应探测几率灵敏度探测范围（（探测区））误报率防破坏功能能抗干扰能力力可靠性系统功能（（报警、设设防、撤防防、声音、、图像、自自检）信息存储视频监控系系统视频技术的的特点1.图图像像具具有有时时间间、、空空间间分分辨辨能能力力2.图图像像信信息息包包含含景景物物空空间间完完整整亮亮度度信信息息3.目目标标静静态态、、动动态态信信息息4.不不可可视视信信息息可可转转化化为为可可见见的的图图像像视频频监监控控技技术术的的特特点点是一一种种主主动动的的探探测测手手段段，，通通过过实实时时监监控控可可实实现现安安防防系系统统的的全全部部要要求求（（探探测测、、监监控控、、周周界界、、门门禁禁））是其其他他技技术术的的有有效效辅辅助助手手段段记录录具具有有完完整整性性和和真真实实性性可以以与与其其他他系系统统进进行行资资源源共共享享安全全防防范范系系统统技技术术集集成成、、功功能能集集成成的的核核心心对防防范范区区域域的的日日常常业业务务影影响响最最小小视频频监监控控的的应应用用领领域域防范范领领域域的的实实时时监监控控探测测信信息息的的复复核核图像像信信息息的的记记录录指挥挥决决策策系系统统视频频探探测测安全全管管理理电视视监监控控系系统统的的组组成成前端端设设备备（（摄摄像像机机））传输输系系统统终端端系系统统显示示设设备备、、记记录录设设备备、、操操控控设设备备电视视的的制制式式黑白白制制式式黑白白制制式式有有A~N共共14种种，，我我国国采采用用D制制式式彩色色制制式式NTSC、、PAL、、SECAM等等，，我我国国采采用用PAL制制式式625线线（（每每帧帧图图像像的的扫扫描描线线数数））每秒秒25帧帧图图像像、、场场频频为为50Hz摄像像机机的的分分类类色彩彩黑白白摄摄像像机机、、彩彩色色摄摄像像机机环境境照照度度普通通摄摄像像机机、、低低照照度度摄摄像像机机、、微微光光摄摄像像机机摄像像器器件件摄像像管管摄摄像像机机、、固固体体摄摄像像器器件件摄摄像像机机（（CCD、、CMOS)CCD摄摄像像机机电荷荷耦耦合合器器件件CCDCCD摄摄取取光光图图像像的的基基本本原原理理是是对对反反映映信信息息的的电电荷荷进进行行存存储储、、转转移移和和输输出出。。CCD实实际际上上是是一一种种模模拟拟移移位位寄寄存存器器。。CCD摄摄像像机机的的电电路路组组成成CCD外外围围电电路路、、同同步步电电路路、、预预放放电电路路、、图图像像信信号号处处理理电电路路彩色色CCD摄摄像像机机分色色方方式式镜头头分分色色方方式式滤光光片片分分色色方方式式基色色滤滤光光法法、、补补色色滤滤光光法法彩色色摄摄像像机机电电路路1.CCD外外围围电电路路2.同同步步电电路路3.基基色色图图像像信信号号分分离离电电路路4.彩彩色色编编码码电电路路5.图图像像信信号号处处理理电电路路6.电电源源电电路路实际际应应用用的的CCD摄摄像像机机1.黑黑白白CCD摄摄像像机机2.彩彩色色CCD摄摄像像机机三片片式式彩彩色色摄摄像像机机、、单单片片彩彩色色摄摄像像机机3.主主动动红红外外CCD摄摄像像机机4.黑黑白白/彩彩色色自自动动转转换换摄摄像像机机5.宽宽动动态态摄摄像像机机摄像像机机的的主主要要技技术术指指标标1.视视频频输输出出1Vp－－p，，正正级级性性，，75ΩΩ2.水水平平分分辨辨率率，，又又称称图图像像的的清清晰晰度度（（TVL)摄像像器器件件、、镜镜头头质质量量、、系系统统电电路路通通道道频频道道宽宽度度有有关关（（1MHz～～80TVL））3.灰灰度度等等级级4.视视频频信信噪噪比比（（S/N））5.最最低低可可用用照照度度6.几几何何失失真真7.彩彩色色还还原原性性8.摄摄像像机机的的同同步步方方式式（（内内同同步步、、外外同同步步、、电电源源同同步步））摄像像机机的的主主要要接接口口1.镜镜头头接接口口C、、CS接接口口，，通通过过转转换换圈圈可可将将CS转转换换为为C接接口口2.自自动动光光圈圈控控制制输输出出方方式式，，DC或或VIDEO，，接接头头的的接接线线。。3.PC接接口口，，RS232摄像像机机的的主主要要配配套套设设备备1.摄摄像像镜镜头头2.云云台台3.摄摄像像机机的的防防护护装装置置（（罩罩））4.一一体体机机摄像像机机镜镜头头影响响镜镜头头成成像像的的主主要要因因素素：：光光阑阑、、渐渐晕晕、、景景深深；；摄像像镜镜头头的的主主要要技技术术参参数数：：成像尺尺寸、、焦距距、相相对孔孔径、、视场场角、、镜头头安装装接口口常用的的摄像像机镜镜头1.普普通镜镜头2.自自动光光圈镜镜头3.变变焦距距镜头头4.小小孔镜镜头5.红红外镜镜头和和宽光光谱镜镜头云台的的构成成和技技术参参数构成：：摄像像机或或防护护装置置的安安装面面、旋旋转机机构、、驱动动电机机与电电路、、技术参参数：：输入入电压压、输输入功功率、、负载载能力力、旋旋转范范围、、云台台转速速、环环境适适应性性、外外形、、重量量及安安装尺尺寸摄像机机的防防护罩罩1.室室内防防护罩罩2.室室外全全天候候防护护罩3.特特殊环环境防防护罩罩4.球球型防防护罩罩视频信信号的的传输输传输介介质1.同同轴电电缆中心导导体、、屏蔽蔽层、、绝缘缘介质质、防防护层层2.双双绞线线3.光光纤4.无无线传传输5.网网络光纤视视频传传输光纤通通信的的主要要特点点：损耗小小、信信号传传输距距离长长、频频带宽宽、图图像质质量高高、系系统噪噪声小小、非非线性性失真真小、、保密密性好好、施施工、、敷设设方便便光纤的的主要要技术术指标标：数字孔孔径NA、、传输输损耗耗、传传输带带宽、、均匀匀性光纤传传输的的三环环节：：光源、、探测测器、、光缆缆光纤视视频传传输系系统1.模模拟基基带方方式2.PFM方式式3.常常用多多路传传输方方式频分多多路（（FDM)、波波分多多路（（WDM)图像的的显示示设备备视频监监视器器黑白监监视器器、彩彩色监监视器器、新新型平平板显显示设设备（（液晶晶显示示器、、等离离子体体显示示器、、背投投影监视器器的主主要技技术指指标水平分分辨率率（清清晰度度，1MHz～～80TVL)、灰灰度鉴鉴别等等级、、光栅栅的几几何失失真、、同步步范围围、彩彩色还还原性性数字视视频记记录设设备（（DVR)机型操作系统压缩方式图像格式其他基于PC工控机单机嵌入式WindowsLinuxRTOSJPGE小波MPEGXH.264CIFQCIFD1储存容量250G或外挂磁盘阵列可集成视频控制功能ADSLTCP/IPDDN视频监监控系系统视频监监控系系统基基本技技术环环节：：前端设设备、、传输输环节节、系系统中中心控控制室室视频监监控的的基本本模式式：1、集集总式式视频频监控控系统统2、分分布式式监控控系统统视频监监控技技术的的发展展趋势势数字化化、智智能化化、网网络化化出入口口控制制系统统出入口口控制制系统统三要要素特征载载体、、特征征读取取（识识别））、锁锁定（（联动动）机机构出入口口控制制系统统的模模式一、前前置型型：单单机型型离线线式二、网网络型型：前前端控控制器器、传传输线线路、、系统统控制制器（一））前端端控制制器，，其基基本功功能有有：1、特特征识识别。。2、、锁定定机构构和联联动功功能的的控制制。3、监监控功功能。。4、、联网网功能能。5、辅辅助输输入/出接接口、、报警警探测测器、、巡更更系统统、联联动装装置的的控制制接口口等。。（二二））系系统统控控制制器器：：1、、系系统统的的授授权权；；2、、显显示示、、报报警警及及控控制制；；3、、信信息息存存储储；；4、、网网络络管管理理和和状状态态监监控控；；5、、出出入入控控制制系系统统与与其其他他自自动动系系统统集集成成的的专专用用网网关关。。出入入口口控控制制系系统统的的网网络络结结构构网络络型型系系统统的的基基本本特特点点是是前前端端控控制制器器与与系系统统控控制制器器之之间间的的通通信信（（数数据据交交换换）），，实实现现这这一一功功能能的的网网络络结结构构有有多多种种方方式式，，目目前前应应用用较较多多的的有有总总线线方方式式、、环环线线方方式式及及它它们们的的级级连连。。1、、总总线线方方式式。。出出入入口口控控制制系系统统的的前前端端控控制制器器通通过过总总线线与与系系统统控控制制器器相相联联，，如如最最常常用用的的RS-485总总线线，，各各个个前前端端控控制制器器是是跨跨接接在在总总线线上上，，最最后后的的前前端端控控制制器器要要端端接接匹匹配配电电阻阻，，以以保保证证线线路路的的阻阻抗抗匹匹配配。。2、、环环线线方方式式。。其其实实环环线线也也是是一一种种总总线线方方式式，，所所有有的的前前端端控控制制器器都都跨跨接接在在线线路路上上，，可可以以从从两两个个方方向向与与系系统统控控制制器器连连接接。。3、、系系统统的的级级连连：：单单级级结结构构、、多多级级结结构构。。出入入口口控控制制系系统统的的硬硬件件结结构构单出出入入口口（（门门））控控制制型型：：指指一一个个前前端端控控制制器器只只管管理理和和控控制制一一个个出出入入口口（（门门）），，俗俗称称单单门门机机，，并并不不是是系系统统只只控控制制一一个个出出入入口口。。多出出入入口口（（门门））控控制制型型：：指指由由一一个个前前端端控控制制器器同同时时对对两两个个以以上上出出入入口口实实行行管管理理控控制制的的系系统统，，使使用用的的设设备备通通称称为为多多门门机机。。多多入入出出口口控控制制型型的的控控制制器器由由于于要要同同时时进进行行多多个个请请示示的的鉴鉴权权和和相相关关机机构构的的控控制制。。因因此此数数据据处处理理能能力力要要比比单单门门机机强强，，但但并并不不意意味味着着系系统统可可以以实实现现的的功功能能比比单单门门机机多多。。前端端控控制制器器的的结结构构根据据特特征征读读取取与与数数据据处处理理和和控控制制单单元元的的结结构构，，前前端端控控制制器器有有一一体体型型和和分分体体型型两两种种：：1、、一一体体型型。。2、、分分体体型型。。出入入口口控控制制系系统统的的产产品品分分类类：：（一一））门门口口机机（二二））系系统统控控制制器器（三三））系系统统软软件件（四四））读读卡卡器器：：IC卡卡读读卡卡器器、、指指纹纹机机、、条条码码识识别别器器、、磁磁卡卡机机、、面面像像识识别别装装置置等等（五五））锁锁具具类类产产品品：：磁磁力力锁锁、、阳阳极极锁锁、、阴阴极极锁锁、、电电控控锁锁生物物特特征征识识别别技技术术生物物特特征征是是指指人人或或（（动动物物））自自身身具具有有的的、、个个性性差差异异的的表表征征，，它它具具有有极极高高的的唯唯一一性性（（极极大大的的密密钥钥量量）），，并并且且具具有有与与持持有有者者的的同同一一性性。。因因此此，，把把它它作作为为特特征征（（载载体体））构构成成的的出出入入控控制制（（特特征征识识别别））系系统统具具有有极极高高的的安安全全性性，，是是个个体体身身份份认认证证最最准准确确和和有有效效的的手手段段。。常见见的的生生物物特特征征识识别别技技术术：：（（一一））指指纹纹识识别别；；（（二二））掌掌形形识识别别（（三三））虹虹膜膜识识别别（（四四））面面相相识识别别出入入口口系系统统的的评评价价指指标标1.通通过过率率2.系系统统容容量量3.误误识识率率和和误误拒拒率率4.反反应应方方式式拒绝绝、、报报警警、、启启动动联联动动机机构构5.安安全全性性6.友友好好性性7.信信息息的的储储存存电子子巡巡查查系系统统的的分分类类（一一））离离线线式式电电子子巡巡查查系系统统：：安安全全人人员员在在巡巡查查过过程程中中生生成成（（采采集集））的的巡巡查查信信息息通通过过数数据据载载体体由由其其输输入入到到系系统统信信息息终终端端的的系系统统。。显显然然，，系系统统的的前前端端（（信信息息采采集集点点））标标志志设设备备与与系系统统管管理理器器之之间间没没有有任任何何电电路路连连接接，，是是由由人人传传递递数数据据载载体体来来实实现现信信息息的的传传送送，，所所以以这这种种方方式式必必须须有有一一个个独独立立的的数数据据载载体体。。（二））在线线式电电子巡巡查系系统：：系统统的前前端信信息标标志设设备通通过有有线或或无线线方式式与管管理终终端进进行数数据传传送，，常用用的通通信方方式是是RS485总总线，，也可可通过过以太太网、、电话话线传传输。。电子巡巡查系系统的的管理理模式式1、本本地管管理模模式；；2、远远程管管理模模式。。电子巡巡查系系统的的主要要技术术指标标巡查信信息的的采集集、存存储、、故障障监测测、数数据输输出、、识读读响应应、识识读距距离、、计时时精度度、软软件登登陆和和操作作权限限、信信息显显示、、信息息查询询、信信息统统计、、脱机机和联联机、、报警警停车场场管理理系统统停车场场管理理系统统主要要由入入口/出口口控制制、场场内车车位管管理、、中心心管理理/控控制部部分组组成。。综合合的系系统还还包括括出入入口与与场内内的监监控。。（一））入口口控制制部分分：数数据（（特征征）识识读装装置、、前端端控制制单元元、执执行（（锁定定）机机构3个部部分组组成。。根据据安全全与管管理的的要求求，配配置自自动发发卡设设备、、识读读状态态、车车辆引引导指指示装装置、、图像像监视视系统统、对对讲设设备等等。（二））出口口控制制部分分（三））停车车场监监控（四））中心心管理理/控控制部部分安全防防范系系统基本要要素：：1、、探测测；2、监监控；；3、、周界界及出出入管管理。。特点：：1、安安全防防范系系统的的外在在表现现：综综合性性、系系统对对基础础环境境的依依存性性、社社会效效益为为主。。2、安安全防防范系系统的的技术术特点点：系系统的的集成成、安安全防防范系系统（（工程程）不不同于于一般般的自自动化化系统统，不不是一一个纯纯技术术系统统，在在它的的控制制环节节（环环路））上要要考虑虑一些些非技技术的的、不不可量量化的的因素素，系系统必必须有有加固固措施施。安防系系统的的调试试基本本要求求调试的的时机机，应应在建建筑物物内装装修和和系统统施工工结束束后进进行。。调试前前应具具备系系统设设计图图纸、、变更更文件件、隐隐蔽工工程施施工验验收记记录，，编写写调试试大纲纲。调试人人员应应熟悉悉该系系统，，并具具备中中级以以上或或相当当工程程师资资格专专业技技术职职称。。调试用用仪器器设备备应满满足系系统要要求并并经过过计量量。查验设设备数数量、、型号号规格格并做做好与与施工工人员员的交交接。。报警系系统的的调试试1.检检查线线路，，保证证线路路畅通通，对对错接接、断断路、、短路路、虚虚焊等等应先先行处处理。。2.调调试应应分区区进行行，由由小到到大，，先局局部后后全面面。3.通电电后，先先检查系系统功能能，依次次为：报报警功能能、报警警响应时时间、自自检功能能、对各各探测器器按编号号进行部部位和报报警检查查、控制制器的布布防和撤撤防功能能、监听听和对讲讲功能，，报警记记录功能能，电源源自动转转换功能能报警系统统的调试试4.调整整探测器器灵敏度度和安装装角度，，使系统统处于最最佳状态态。5.将整整个系统统至少连连续通电电12h，记录录其工作作状态，，如有故故障或误误报警应应认真分分析原因因，有效效处理6.出具具调试报报告视频监控控系统的的调试前前准备工工作1.电源源检测：：交直流流，总电电源，分分电源，，分回路路2.线路路检查，，检查各各种接线线是否正正确：控制电缆缆，用250V兆欧表表，线芯芯对线芯芯、线芯芯对地绝绝缘电阻阻不应小小于0.5MΩΩ；电源电缆缆，用500V兆欧表表，线芯芯对线芯芯、线芯芯对地绝绝缘电阻阻不应小小于0.5MΩΩ3.接地地电阻的的测量：：系统的的金属护护管、电电缆桥架架、金属属线槽、、配线钢钢管及各各种设备备的金属属外壳均均应有效效接地，，保证可可靠电气气通路，，接地电电阻应＜＜4Ω。。摄像机的的调试1.闭合合控制台台、监视视器电源源开关，，若设备备指示灯灯亮，即即可闭合合摄像机机电源，，监视器器屏幕上上便会显显示图像像。2.调节节光圈及及聚集，，使图像像清晰。。3.改变变变焦镜镜头的焦焦距，并并观察变变焦过程程中图像像清晰度度的变化化。4.遥控控云台，，观察云云台静止止和运动动时图像像的变化化。云台的调调试1.遥控控云台，，使其上上下、左左右转动动到位，，转动中中应无明明显噪音音，无抖抖动、卡卡机现象象、电机机不发热热。2.云台台大幅度度转动时时，如遇遇下列现现象应及及时处理理：a.摄像像机、云云台尾线线被拉紧紧；b.转动动过程中中遇阻挡挡物，如如解码器器阻挡摄摄像机的的转动；；c.重点点监控部部位是否否有逆光光现象。。视频监控控系统调调试1.系统统应在各各单机调调试完成成后进行行。2.按设设计图纸纸对每台台摄像机机进行编编号。3.用综综合测试试卡测量量系统的的水平清清晰度和和灰度。。4.检查查系统的的联动功功能5.检查查系统的的录像质质量6.检查查并调整整视频切切换控制制主机的的操作程程序、图图像切换换、字符符叠加等等功能，，保证工工作正常常，满足足设计要要求视频监控控系统调调试7.调整整监视器器、录像像机、打打印机、、图像处处理器、、同步器器、编码码器、解解码器等等设备，，保证工工作正常常，满足足设计要要求。8.观察察各部位位、各时时间段图图像质量量，灯光光配备是是否充足足。9.连续续运行至至少24h，若若无异常常，调试试结束。。10.出出具调试试报告出入口控控制系统统调试1)按按《出入入口控制制系统技技术要求求》GA/T394等等国家现现行相关关标准的的规定，，检查并并调试系系统设备备如读卡卡机、控控制器等等，系统统应能正正常工作作。2)对对各种读读卡机在在使用不不同类型型的卡（（如通用用卡、定定时卡、、失效卡卡、黑名名单卡、、加密卡卡、防劫劫持卡等等）时，，调试其其开门、、关门、、提示、、记忆、、统计、、打印等等判别与与处理功功能。3)按按设计要要求，调调试出入入口控制制系统与与报警、、电子巡巡查等系系统间的的联动或或集成功功能。4)对对采用各各种生物物识别技技术装置置（如指指纹、掌掌形、视视网膜、、声控及及其复合合技术））的出入入口控制制系统的的调试，，应按系系统设计计文件及及产品说说明书进进行。访客（可可视）对对讲系统统调试1)按按国家家现行标标准《楼楼寓对讲讲电控防防盗门通通用技术术条件》》GA/T72《黑白白可视对对讲系统统》GA/T269的的要求,调试门门口机、、用户机机、管理理机等设设备,保保证工作作正常。。2)按按国家家现行标标准《楼楼寓对讲讲电控防防盗门通通用技术术条件》》GA/T72的要求求，调试试系统的的选呼、、通话、、电控开开锁等功功能访客（（可视视）对对讲系系统调调试3)调调试试可视视对讲讲系统统的图图像质质量，，应符符合黑黑白可可视对对讲系系统》》GA/T269标标准的的相关关要求求。4)对对具具有报报警功功能的的访客客（可可视））对讲讲