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城市公共安全风险管理文献综述城市公共安全文献综述x【实用文档】doc文档可直接使用可编辑,欢迎下载摘要:随着城市规模越来越大,各种设施也越来越复杂,由复杂而生的脆弱及潜伏的危机愈加显而易见,所以城市公共安全问题日益成为城市风险与公共危机管理领域广泛关注的焦点。本文将过去与现阶段关于城市公共安全风险管理方面的各种理论和研究进行一一总结和概述。关键字:城市公共安全、风险管理、方法、评估前言1。1城市公共安全风险管理目的城市公共安全风险管理是指人们对可能遇到的各种风险进行识别和评价,并在此基础上综合利用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段,通过全过程的灾害管理,提升政府和社会安全管理、应急管理和防灾减灾的能力,以有效地预防、回应、减轻各种风险,从而保障公共利益以及人民的生命、财产安全,实现社会的正常运转和可持续发展.随着社会生产的发展和我国城市化的进程加快,城市规模日益扩大,我国城市的公共安全问题也日益突出。由于城市中聚集的人口数量及人口密度迅速增加,现代城市建筑物向高层建筑、地下建筑、大空间建筑发展;各种城市公共基础设施星罗棋布,向管道化、网络化、功能复杂化发展;社区、校园、商场、超市、车站、机场、码头、地铁等许许多多人口稠密的公共场所;城市中大量使用易燃、易爆、有毒、有害、放射性等物质;由于分布广泛、空间狭窄,并且缺少规划、管理不善、致使各类意外事故屡屡发生,令人触目惊心。事故和灾害像瘟疫一样吞噬着城市的一切,造成城市严峻的安全与环境问题,并且已经严重影响和制约了城市经济。因此,城市公共安全风险管理的目的是通过对可能发生的城市公共事故灾害进行风险分析;并对城市公共安全相关因素及其指标体系进行划分评估,实施风险减缓对策措施的风险管理,为相关部门提供参考,以达到控制减少甚至消除城市事故灾害的目的。1。2城市公共安全风险管理的意义科学的城市公共安全风险管理可以减少城市安全事件的发生,降低安全事故带来的损失,倡导安全社区已成为国际趋势.城市公共安全风险管理意义在于克服人类在城市中的经济社会活动的盲目性和主观随意性,减少由于自然灾害、人为灾害对城市的破坏,保护经济和维持社会持续协调稳定发展。1。3城市公共安全风险管理的步骤城市公共安全风险辨识城市公共安全风险辨识工业事故自然灾害道路交通事件城市建筑事件公共基础设施事件公共场所事件公共卫生事件城市生态环境破坏事件恐怖袭击与破坏城市公共安全风险评估城市公共安全风险控制可持续发展城市公共安全风险管理现状2。1城市公共安全风险辨识费南多·拉米雷斯等(2009)通过对波哥大首都区风险管理规划框架的研究,提出了灾难风险管理规划的原则、概念模型及其结构框架,为其他城市提供了一套富于实用性的概念及操作方法。胡树华等(2009)提出将城市安全划分为五大方面:食品安全、环境安全、生产安全、经济安全、社会安全。并采用模糊层次分析与模糊综合评价法,对这些指标体系进行风险分析。LewisM.Branscomb等(2006)提出城市安全涉及三类灾害:自然灾害、人为技术事故、恐怖破坏。李彤(2008)根据发生机理和过程,认为公共安全涉及自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全4大方面。叶茂威、金勤献(2011)通过收集整理城市公共区域的事故资料,进行了数据统计分析。将风险辨识结果归结为4类主要的风险类型,即人群聚集风险、建筑物结构风险、管理类风险和火灾类风险。选择变更分析和屏障分析两种方法对典型事故案例进行分析,加深了对城市重点公共区域典型事故诱因、发生、发展及伤害全过程的认识.(1)城市工业事故,主要对象为城市中的生产、使用和贮存有毒有害、易燃易爆的物质和能量的工业设备、设施、场所.目前,危险性分析和预测的方法主要有:检查表、预先危险分析、可操作性研究、故障类型、影响及严重度分析、事件树分析、事故树分析等。在化工行业陈金洪运用安全系统工程的科学方法,从消除导致事故的主要原因入手,进行危险性分析和预测。王志荣,王睿,蒋军成分析了现有各类安全与环境影响分析方法的不足之处,在此基础上提出一种基于模拟分析思想的事故后果分析方法,选取伤害范围分析法和模拟预测模型对工业重大危险源进行安全与环境影响分析,根据分析结果对其危险性进行分级,并将该方法应用到某工程项目,得到了工业重大危险源的各种事故伤害影响范围以及环境污染影响范围.吴宗之,多英全,魏利军,关磊(2006)介绍了区域定量风险评价的基本原理和评价指标,建立了基于网格差分的风险计算模型,给出了定量风险评价的程序,开发了个人风险的计算软件,提出了区域定量风险评价方法,并在某油气库区风险评价与安全规划中实际应用。通过分析计算,给出了该区域的个人风险等值线分布图和社会风险(F-N)曲线。该方法为进行城市重大危险源的安全规划提供了基础理论和技术方法,对进行城市土地使用及其他灾害领域的安全规划具有指导意义。吴宗之等(2007)从风险管理角度对生产过程中的安全防护方法进行了分类和论述,提出了基于本质安全思想的工业事故综合风险管理方法与程序。(2)城市公共场所,人群高度聚集、流动性大的公共场所,如影剧院、体育场馆、车站、码头、商务中心、超市和商场等群死群伤恶性事故的发生。牛晓霞、刘茂、朱坦(2003)在对车站、机场、港口等旅客站点火灾风险因数识别的基础上,提出火灾风险定量管理模型;对火灾风险管理的方法进行了阐述。李剑峰、刘茂、冉丽君(2006)从个人风险的基本定义出发,在前人研究结论的基础上,提出了计算人群聚集个人风险的数学模型。以公共场所的部分事故统计资料为参考数据,估算出了公共场所人群聚集个人风险最有可能的取值范围,并通过与国外普遍采用的个人风险标准进行对比,给出了一般公共场所个人风险的推荐值。陈志芬、陈晋、黄崇福、谭明艳(2006)以大型公共场所火灾事故因果分析图为基础,考虑大型公共场所自身的建筑特点和使用特点,依自上而下和自下而上相结合的原则组合得出大型公共场所火灾风险评价指标,并根据因果分析图中各基本事件与顶事件的关系以及各基本事件的统计频率值,确定指标权重,得出大型公共场所火灾风险评价指标体系。孙喜光、丁辉(2008)针对风险调查的结果,主要包括威胁分析和弱点分析,利用FTA(故障树)和ATA(攻击树);在风险评价中需要建立一个评价指标体系,根据风险调查和风险分析的结果对城市区域商业性公共场所的风险进行评估,从而得到城市区域商业性公共场所的安全状况。王振(2008)在对以往事故进行分析的基础上,提出了反应人群拥挤踩踏事故的发生机制PMCDT模型;提出了受力时间及致死阙值之间的函数关系;建立起事故现场中的人群密度分布函数;建立了平坦地面及台阶上发生拥挤事故的受力模型;并针对具体场景对事故持续时间、伤亡范围及伤亡后果之间的关系进行了研究,并由此得出事故后果的定量模型.隗乔(2011)采用计算流体力学的方法对城市中心区消防灾害进行数值模拟,根据获得的温度分布和速度分布数据对风与火灾、烟气蔓延的规律进行了关联分析,建立了风险态势模型,绘制出了风险态势区域,为突发事件发生时的应急处置提供了依据,并提出了以常态管理为主题,多种城市管理方式协调发展的综合应急体系的方法。(3)城市公共基础设施,城市生命线中的水、电、气、热、通讯设施和信息网络系统以及地铁、轻轨交通等设施.张淼等(2011)提出了电力应急管理的风险评估与对策。康荣学等(2009)研究提出了国内外CNG加气站的一般组成结构并指出了加气站易发生事故的关键部位及采用CNG加气站事故的统计与分析结果方法对常见危险有害因素进行了辨识与分析.周景等(2011),利用改进的层次分析法(analytichierarchyprocess,AHP)构造风险评估的层次结构模型,对电网进行自然灾害风险评估.曲丹等(2010)从功能安全角度出发,阐述城市防灾基础设施功能安全的内涵;以全寿命周期理念为指导,应用网络层次分析法,演绎具有复杂网络结构特征的城市防灾基础设施系统功能安全的影响因素,并依此提出构建城市防灾基础设施功能安全一体化模式的思路。(4)城市自然灾害,地震、洪涝、台风等灾害始终严重威胁城市的安全。易立新、陈世杰、王晓荣、郭家伟(2008)在对廊坊市进行灾害识别和财产易损性分析的基础上采用风险等级划分法和减灾措施优先级评分法等,对廊坊市的各自然灾害种类进行了风险评估。李锋等(2011)以自然灾害系统理论为基础,阐述了沙尘暴灾害风险的概念,从致灾因子危险性、孕灾环境稳定性和承灾体脆弱性三个方面分析了沙尘暴灾害风险构成;根据其风险构成特点初步研究了这三个方面的风险评估指标,探讨了这些指标在沙尘暴灾害风险评估中应用的意义.赵晓林等(2012)探讨了地质灾害风险评估的逻辑组成,提出了地质灾害风险评估为灾害体易发性、承灾体易损性、这两者耦合关系评估的结构组成。(5)城市道路交通,作为城市命脉的城市道路交通的事故率、死亡率始终是最高的。赵学刚(2011)应用道路交通安全风险理论安全心理学理论行为理论系统分析理论与方法,研究城市道路交通安全风险文化的定义、系统模型及系统的逻辑关系运行机制承载和作用形式等内容.杨天军(2005)在综合分析国内外交通安全评价研究的基础上,针对我国城市道路交通安全的现状及存在问题,提出了采用基础数据、交通安全管理、公众安全评价3个方面共13项指标组成的面向城市交通安全可持续发展的评价指标集,构建了基于BP(ErrorBackPropagation,BP误差反向传播)神经网络的评价模型,并结合算例详细分析了其计算方法。田玉国(2012)总结分析了英国城市道路交通安全管理工作的经验:科学的道路规划网络,清晰的道路语言,完善的道路交通设施,前瞻的事故预防体系,健全的机动车管理制度,高效的停车管理措施,畅通的公路交通动脉,严格的执勤执法。在调查的基础上,结合我国道路交通状况及交通管理部门的工作实际,提出了加强我国城市道路交通科学管理的对策措施,为我国城市特别是中等以上城市治理交通拥堵、提高道路交通利用率提供了借鉴经验.(6)恐怖袭击与破坏,城市中恐怖分子、暴力主义者故意制造极端事件,如恐怖爆炸、纵火、毒气施放等。张峥等(2005)依据经典的风险理论,探究易受攻击性和损失严重性的概念及其表征参数,并通过易受攻击性和损失严重性等级矩阵确定城市设施遭恐怖袭击的风险水平。吴宗之等(2005)对国内外工业设施恐怖袭击研究的进展做了较详细的评述,提出了对重要工业设施和公共设施在加强传统安全管理的同时要加强脆弱性评价和保安管理体系建设等建议.(7)城市突发公共卫生事件。突发公共卫生事件是指突然发生,造成或者可能造成社会公众健康严重损害的重大传染病疫情、群体性不明原因疾病、重大食物中毒和职业中毒以及其他严重影响公众健康的事件。进入21世界,世界范围内爆发了SARS、禽流感、甲型H1N1等重大突发公共卫生事件,其具有非常规突发事件的若干典型特征:自然危机和人类活动所造成的突发事件之间具有衍生藕合性,即重大传染病疫情的爆发往往是自然因素和人为因素的交互影响;危机具有潜在衍生危害,破坏性严重,甚至引发综合性社会经济危机,涉及卫生、经济和社会等多个领域。一些文献从传染病学角度探讨重大疫情的致病机制和自然传播途径。其中,Kermark利用动力学方法建立了经典的传染病传播SIR模型,提出了闭值理论一些学者将系统演化分析等数学模型、亲缘地理学、流行病调查等多学科方法运用在传染病动力学研究中。国内一些学者也分别运用灰色系统、时间序列模型、空间扫描统计网、演化博弈理论`、SWARM系统仿真等方法进行重大公共卫生突发事件的早期预警和预测分析。其次,一些文献从社会经济系统角度提出借鉴发达国家的经验教训,建立并完善我国重大突发公共卫生事件的监测预警系统、应急管理机制和防控体系.(8)城市建筑事件,主要涉及在建过程中及建筑物坍塌等建筑事件。张健采用分叉树的分析方法对施工现场进行分析,并利用层次分析法对影响因素确定权重,对施工现场安全性进行评价,并了解施工现场及施工企业安全管理状况。王颖运用预警理论、有关建筑施工管理的理论知识、现代系统理论等,对建筑施工安全进行研究,进而开展对建筑施工安全预警机制的研究,进而建立一个完善的建筑施工现场安全预警系统.采用系统工程的逻辑思维方法,从人、物、环境和管理等四个方面介绍了事故成因分析的理论知识。结合系统工程、安全预警等理论,构建了建筑安全预警管理系统,该系统可以对建筑施工安全进行实时监控,及时反馈预警信息,可以有效防止事故的发生和降低事故发生的概率。(9)城市生态环境破坏事件.叶彩华(2011)通过选择北京大城市生态系统中与生态安全密切相关的气象环境因子,建立了包括生态环境状态指标大气质量指标气象致害指标和人体健康气象指标,并采用纵横向拉开档次法确定指标权重,应用线性加权综合法进行生态安全气象环境综合值的计算与评价。在评价指标体系构建方面,汪朝辉等指出国外生态安全评价的指标主要从生态风险和生态系统的健康评价上展开.如国际经济合作与发展组织(OECD)提出的“压力—状态—响应”(PSR)评价体系。联合国可持续发展委员会(UNCSD)提出的“驱动力—状态-响应”(D-S—R)评价体系;欧洲环境署提出了“驱动力—压力-状态—影响—响应”(D-P-S—I—R)评价体系。而国内对国家区域和专业部门等不同评价尺度和对象依据上述国外的概念框架下建立了各自的评价指标体系,提出了针对国家、城市、河湖流域、湿地、农业、森林、土地利用、水环境、旅游地等的生态安全评价指标体系。如沈兴菊等采用层次分析法从资源禀赋环境质量与建设能力及社会发展能力三大方面选取指标,建立了重庆市农业生态安全评价指标体系;赵清等提出特征性指标与共性评价指标相结合的厦门生态城市指标体系构建模式.2。2风险管理及控制刘茂、赵国敏、陈庚(2005)在风险识别、风险评价基础上,针对现状安全水平与规划安全目标间的差距,找出具体的风险因素所在,积极采取对策措施,从风险的概率及后果两个方面消除或减少风险.即在事故发生前,降低事故的发生概率;在事故发生后,致力于将损失减少到最低限度,从而达到减缓和降低风险、改善现状安全水平的目的。牛晓霞、刘茂、朱坦(2003)提出对于旅客站点火灾风险的管理方法:加强消防法规的宣传,尽可能作好风险评价工作,火灾管理应由专人负责,加强消防训练,加强通讯手段。金淮、张成满等人(2010)提出了城市轨道交通安全风险技术管理模式。袁志彬(2011)认为城市工程项目风险管理可从技术风险和非技术风险管理两方面来加强风险的分析识别,采取适宜的风险管理措施,以消除风险因素,不断提高工程项目风险管理水平.2.3城市公共安全事故应急救援范维澄、刘奕提出应急平台是以公共安全科技为核心,以信息技术为支撑,以应急管理流程为主线,软硬件相结合的突发公共事件应急保障技术系统,是实施应急预案的工具;具备风险分析、信息报告、监测监控、预测预警、综合研判、辅助决策、综合协调与总结评功能.王耕以大连市环境污染事故风险预警的实际工作为例,在研究环境事故应急管理现状的基础上,分析了救援系统支持平台GIS的优势,论述了该系统的需求、功能、数据库及救援网络等设计内容,完善了环境事故管理的方法研究,为环境风险事故应急管理提供了较理想的实用型管理手段。彭冬芝、胡建勇提出建立敏捷的城市应急救援联动信息系统,利用集成的数字化、网络化技术,将现有的110、119、120、122等求助服务电话纳入统一的应急救援联动系统之一。将安全监管、技术监督、公安、消防、医疗、交通、民政等部门协调到一个系统,实现跨部门、跨警区以及不同警种统一的信息接收与处理平台,打破原有的应急系统各自为政的传统模式.3对城市公共安全风险管理现状的思考城市公共安全风险管理的难点在:(1)城市是一个庞杂的系统,涉及面广,需针对城市公共安全各个方面建立具体的评价指标体系.(2)城市公共安全风险管理涉及的各个方面不尽相同,对其进行分析研究的方法多而复杂,不易选取。(3)国内外对城市公共安全风险管理的研究都还在宏观规划建设上,对于具体如何对各个方面并没有进行系统的研究.针对各个具体方面的研究值得进一步深入探讨和关注。参考文献吴宗之.重大危险源控制技术研究现状及若干问题探讨[J].中国安全科学学报.1994,4(2):17~22吴宗之,高进东.危险评价方法与应用[M].北京:冶金工业出版社,2001陈述彭.城市化与城市地理信息系统[M]。北京:科学出版社,1999李峻.GIS决策支持可视化的研究[D].武汉:武汉大学博士论文,2001金淮,刘永勤,钟巧荣。中国城市轨道交通安全风险管理现状与展望[J],北京勘察,2008(1):1—6.吴宗之,高进东.重大危险源辨识与控制.北京:冶金工业出版社,2001吴宗之,刘茂.重大事故应急预案分级、分类体系及其基本内容.中国安全科学学报,2002(1):15~18金磊.城市灾害学原理.北京:气象出版社,1997牛晓霞,朱坦,刘茂.城市公共安全规划理论与方法的探讨.城市环境与城市生态2003.12刘军奎.城市安全视域中的减灾救灾应对机制构建.江南社会学院学报.2011.6牛晓霞,朱坦,刘茂。车站、机场、码头火灾风险管理定量方法的研究安全与环境学报2003.2袁志彬。城市工程项目风险管理.中国石油大学胜利学院学报。2011.3宋宜猛、薛玉晓、刘伟。城市公共安全管理GIS的应用探讨.中国公共安全·学术版2010刘茂、国敏、伟娜。城市公共安全规划编制要点和规划目标的研究.中国公共安全·学术版2006.3范维澄、刘奕.城市公共安全与应急管理的思考。城市管理前沿.2008.5隗乔.城市消防安全风险态势计算方法研究.北京工业大学学报.2011。5倪永智.城市消防评价体系研究.中国安全生产科学技术。2011.4翁韬、朱霁平、麻名更、廖光煊、吴宗之。城市重大危险源区域风险评价研究。中国工程科技.2006.9叶茂威、金勤献.城市重点公共区域风险辨识2011。6吴广谋、赵伟川、江亿平。城市特重大事故情景再现与态势推演决策模型研究。2011.1易立新、陈世杰、王晓荣、郭家伟。城市综合防灾减灾规划方法研究—廊坊市为例.2008.12陈志芬、陈晋、黄崇福、谭明艳。大型公共场所火灾风险评价指标体系Ⅱ—指标及其权重确定.2006.4李剑峰、刘茂、冉丽君.公共场所人群聚集个人风险的研究。2006。10何明、高霞.关于城市安全规划的研究.2010.7吴宗之.国内外安全(风险)评价方法研究及进展.99。4高惠瑛、郭红霞、冯启民.基于GIS的城市重大危险源选址研究。2010.10廖爱红、侯福均。基于逼近理想点和层次分析法的城市安全评价.2009。3侯遵泽、杨瑞.基于层次分析方法的城市火灾风险评估研究.2004.10陈秋玲、张青、肖璐。基于突变模型的突发事件视野下城市安全评估.2010。6刘茂、赵国敏、陈庚.建立城市公共安全系统的研究2005。6高进东、吴宗之.六城市重大危险源现状分析99吴宗之、多英全、魏利军、关磊.区域定量风险评价方法及其在城市重大危险源安全规划中的应用2006。4吴宗之、关磊。重大危险源安全规划与监控是城市安全的重要保障2006全国建筑生产安全形势分析报告2000-2007张仕廉,董勇,樊承仁.建筑安全管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2005,9:15—17王颖建筑安全事故成因分析及预警管理的研究中国安全生产科学技术2011任宏,兰定筠建筑工程安全管理[M].北京:中国建筑工业出版社,2005张健等建筑施工现场安全评价指标与权重值确立沈阳建筑大学学报(自然科学版)2012徐桂芹我国建筑业安全生产状况浅析[J].中国安全生产科学技术,2010,6(6):145—149鄢林昙,赵飞伟.建筑工程全过程安全管理[J]。价值工程,2010,29(5):37—39张本绍。建筑施工安全管理的现状及发展方向[J].山西建筑,2009,35(25):224-225黄艳等浅析我国建筑安全管理存在的问题及对策中国安全生产科学技术2012曹康泰。突发公共卫生事件应急条例释义[M].北京:中国法制出版社,2003:117。徐寅峰,马丽娟,刘德海信息交流在公共卫生突发事件处理中作用的博弈分析[J]。系统工程2005余雷薛惠锋突发公共卫生事件危机管理的进化博弈仿真[J]病毒学报2007曹杰杨晓光等突发公共事件应急管理研究中的重要科学问题[J]公共管理学报2007曹广文突发公共卫生事件应急反应基础建设及其应急管理[J]公共管理学报2004刘德海基于演化博弈的重大突发公共卫生事件情景预测模型与防控措施系统工程理论与实践2012田玉国英国城市交通安全管理的调查与思考中国安全生产科学技术2012。5宇仁德基于DEA理论的交通安全评价模型系统工程理论与实践2007。8杨天军基于BP神经网络的城市道路交通安全评价研究中国矿业大学学报2005闻卉关于城市生态安全的模式评价原理及模型数学的实践与认识2007张小飞城市综合生态风险评价生态学报2011叶彩华城市生态安全气象环境综合评价方法自然资源学报2011。7赵学刚城市交通安全风险文化系统三维结构体系构建中国安全科学学报2011Health&SafetyCommission。AdvisoryCommitteeonMajorHazards,FirstReport[R].London:Health&SafetyCommission,1976Health&SafetyCommission.AdvisoryCommitteeonMajorHazards,SecondReport[R].London:Health&SafetyCommission,1979Health&SafetyCommission。AdvisoryCommitteeonMajorHazards,ThirdReport,TheControlofMajorHazards[R].London:Health&SafetyCommission,1984GPSΠGISapplicationsforemergencyresponse[J].PublicWorks。1994,.125(10):96~100ReillyJJ。Managementprocessforcomplexundergroundandtunnelingprojects[J].Tunneling&UndergroundSpaceTechnology,2000,15(1):31-44。EskesenSD,TengborgP,KampmannJ,eta.lGuidelinesfortunnellingriskmanagement[J].TunnellingandUndergroundSpaceTechnology,2004,19(3):217-237.HowarthDJ.Firesafetymanagementatpassengerterminals[J]。DisasterPreventionandManagement,1999,(5):362~369JiangYongkun(蒋永琨),XiaoDawei(肖大威)andJiangYibing(蒋亦兵).UrbanFireFightingPlanningandManagement(城市消防规划与管理技术)[M].Beijing:EarthquakePress,1996.135~138,256~259BramhallDW。Firesafetyinlargeenclosedspaces[J]。FireEngineersJournal,1996,(183):6~11BudnickEK。Quantitativefirehazardanalysisanoverviewofneeds,methodsandlimitilions[J].FireSafetyJournal,1986,1(1):13~14KleinR。Riskassessmentanexerciseinapplmonsense[J]。FireEngineersJournal,1996,(7):31~34PengJL,PanAD,ChenWF.Approximateanalysismethodformodulartubularfalsework[J].JournalofStructuralEngineering,ASCE,2003,127(3):256-263。PoulosHG.Apracticaldesignapproachforpileswithnegativefriction[J].GeotechnicalEngineeringIssueGEI,2008,161(1):19-27。FaberMH.Riskandsafetyincivilengineering[M].Switzerland:SwissFederalInstituteofTech—nology,2001。WadeDC.Buildingperformancestandardsintodatadevelopmentanalysisstructures[J].IIETrans-ac-tion,2005,3(7):267-275。KermackWO,McKendrickAG.Acontributiontothemathematicaltheoryofepidemics[J]。ProcRoySocLondA。1927,115(772):700-721FreedmanB。EnvironmentalScience:ACanadianPerspective.Scarborough:PrenticeHall,1998:509-523.HarwellMA,GentileJH,BartuskaA,HarwellCC,MyersV,ObeysekeraJ,OgdenJC,TosiniSC.Ascience-basedstrategyforecologicalrestorationinSouthFlorida.UrbanEcosystems,1999,3(3/4):201-222.山东建筑大学课程设计说明书题目:消防火灾自动报警及联动系统课程:建筑公共安全技术课程设计院(部):信息与电气工程学院专业:电子信息工程班级:电信091学生姓名:学号:指导教师:完成日期:2021年6月目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、摘要项目背景根据自治区党委,地委和市委,市政府的部署和要求,以维护稳定和长治久安为着力点,以“基层基础建设”为抓手,在市委政法委的精心指导下,大力推进复杂区域“庭院化”管理,不断整合技术资源,全面深化社区网络覆盖,努力实现管理区域化、管控网络化、安防群众化,努力开创社区管理服务新局面。项目目标1.达到对人员、车辆出入进行科学管理;2.方便管理,掌握人员、车辆出入情况,又智慧便捷;3.建设完成社区庭院化管理系统建设,包括软硬件平台建设、人员出入管理系统和车辆出入管理系统建设等。社区公共安全系统总体设计3.1系统概述建设完成社区公共安全系统建设,包括软硬件平台建设、人员出入管理系统和车辆出入管理系统建设,并满足小区庭院化管理需求。3.2系统功能和工作模式按照“人、车通道分离”的模式,系统分为人行通道和机动车通道。人员出入小区,通过刷指纹(内部人员)、身份证(内、外部人员)或人像比对(内部人员)三种方式,驱动人行摆闸启动放行;车辆出入小区,通过车牌识别和身份信息登记后,刷身份证出入小区,最终达到对人员、车辆出入进行科学管理监控,并通过网络将抓拍的图像实时记录保存。即方便管理,掌握人员、车辆出入轨迹,又智慧便捷。为了更准确的管控外来人员,能够相对准确掌握外来人员进入后的去向。在每个住户家房门内侧安装电子标签,外来人员进入小区时凭身份证换取智能终端后,登记要去的住户的信息后进入小区,进入小区后到要访问的住户家里后通过智能终端刷该住户电子标签,表示访客入户,当访客出门时再次通过智能终端刷该住户电子标签,表示访客出户,访客到社区大门出口时提交智能终端换取身份证后完成出社区动作。3.2.1系统功能(1)指纹和人像信息绑定指纹信息、人像信息与本小区人员的身份信息绑定。(2)身份证信息识别部署在人行通道和车行通道的身份信息验证终端能自动识别身份证信息,成功读卡后的后台数据库不允许手动修改来访人的姓名、性别、民族、家庭住址、识别时间等信息。(3)指纹信息识别部署在人行通道的身份验证终端能自动识别指纹信息,成功识别后的后台数据库不允许手动修改来访人的姓名、性别、民族、家庭住址、识别时间等信息。(4)人像信息识别部署在人行通道的身份验证终端能自动识别图像信息,成功识别后的后台数据库不允许手动修改来访人的姓名、性别、民族、家庭住址、识别时间等信息。(5)车牌信息识别控制车牌自动识别系统,对来访人驾驶的车辆自动采集号牌并导入到访客系统中,成功采集车牌信息的后台数据库不允许手动修改车牌信息。(6)人脸照片获取刷身份证或指纹时自动触发控制摄像头采集人脸照片,在摄像头取景框检测到人脸范围后才允许拍照捕获人脸照片。(7)信息上传调用后台接口将采集的信息实时上传到服务器端,断网情况不能实时上传的数据可由后台线程在网络恢复后第一时间自动上传。(8)数据加密数据通过网络传输至后台服务器过程中加密。(9)信息保存将采集到的人员、车辆进出小区的相关信息保存到本地数据库。(10)来访记录关键字查询姓名、来访时间查询,身份证号码等敏感信息需隐藏。(11)来访人员黑名单设置每条查询结果可直接设置为黑名单存入服务器后台数据库,被设为黑名单的人员禁止进入小区。同时,该系统可直接对接到公安访客平台,与全国在逃人员库、重点人员库进行实时对接。现场发现报警在逃人员、重点人员。(12)预警排查小区采取“严进严出”的原则,当有外部人员&车辆进入小区后超过一定时限未出小区,系统会自动弹出报警信息,警卫人员展开排查。(13)设计手动开关,必要时手动开启人行闸和车闸。3.2.2工作模式A.人员出入管理(1)本小区居民本小区居民分为业主和租户2种,业主的身份证的权限时长是永久性的,而租户的身份证的权限时长与租房时长保持一致,超过租房时长则相应权限自动失效。本小区居民需持二代身份证先到物业办公室进行身份证信息登记和指纹、人像采集,办公室审查确认后将业主的身份证信息和指纹信息录入系统,激活授权后,居民方可通过身份证、指纹验证或人像系统出入本小区。人行通道装有闭合式人行摆闸,依据“严进严出”的原则。本小区居民通过人行通道时,通过刷指纹、人像或刷身份证驱动摆闸放行,每次只能进(或出)一人。刷指纹或身份证信息被识别后连同拍摄的照片信息一起打包上传并保存到后台服务器。(2)非本小区居民非本小区居民不能直接通过刷身份证驱动摆闸放行,而需要先到值班室通过访客系统进行信息登记,访客系统将人员向信息传入到人行通道管理系统,访客人员通过身份证刷卡每次只能进(或出)一人,刷卡时身份证信息被识别后连同拍摄的照片信息一起打包上传并保存到后台服务器。B.机动车出入管理(1)本小区车辆本小区车辆通过机动车通道进入小区时,车牌识别相机自动识别车牌信息并给车辆拍照,然后车主通过刷身份证驱动人脸摄像机拍照,信息采集完成后驱动车行道闸抬杠放行。身份证信息被识别后连同拍摄的车辆照片信息一起打包上传并保存到后台服务器。车辆通过车行道闸进入小区,当压上地感线圈时,会触发车辆检测器控制车行道闸落杆。本小区车辆通过机动车通道出小区时,车牌识别相机自动识别车牌信息并给车辆拍照,信息采集完成后驱动车行道闸抬杆放行。(2)非本小区车辆非本小区车辆通过机动车通道时,车牌识别相机自动识别车牌信息并给车辆拍照,车主需要到值班室进行登记后,车主再次通过刷身份证驱动人脸摄像机拍照,信息采集完成后驱动车行道闸抬杠放行。身份证信息被识别后连同拍摄的车辆照片信息一起打包上传并保存到后台服务器。车辆通过车行道闸进入小区,当压上地感线圈时,会触发车辆检测器控制车行道闸落杆。非本小区车辆通过机动车通道出小区时,车牌识别相机自动识别车牌信息并给车辆拍照,信息采集完成后驱动车行道闸抬杆放行。3.3运作拓扑图3.4社区庭院化管理系统图3.5基于车牌识别的道闸系统结构图3.6出入口车牌识别系统3.6.1概述车牌识别系统(VehicleLicensePlateRecognition,VLPR)是指能够检测到受监控路面的车辆并自动提取车辆牌照信息(含汉字字符、英文字母、阿拉伯数字及号牌颜色)进行处理的技术。车牌识别是现代智能交通系统中的重要组成部分之一,应用十分广泛。它以数字图像处理、模式识别、计算机视觉等技术为基础,对摄像机所拍摄的车辆图像或者视频序列进行分析,得到每一辆汽车唯一的车牌号码,从而完成识别过程。通过一些后续处理手段可以实现停车场收费管理,交通流量控制指标测量,车辆定位,汽车防盗,高速公路超速自动化监管、闯红灯电子警察、公路收费站等等功能。对于维护交通安全和城市治安,防止交通堵塞,实现交通自动化管理有着现实的意义。汽车牌照号码是车辆的唯一“身份”标识,牌照自动识别技术可以在汽车不作任何改动的情况下实现汽车“身份”的自动登记及验证,这项技术已经应用于公路收费、停车管理、称重系统、交通诱导、交通执法、公路稽查、车辆调度、车辆检测等各种场合。3.6.2识别原理识别流程车牌自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备(监测车辆是否进入视野)、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机(如计算机)等,其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些车牌识别系统还具有通过视频图像判断是否有车的功能称之为视频车辆检测。一个完整的车牌识别系统应包括车辆检测、图像采集、车牌识别等几部分(如图1所示)。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元,采集当前的视频图像。车牌识别单元对图像进行处理,定位出牌照位置,再将牌照中的字符分割出来进行识别,然后组成牌照号码输出。车辆检测车辆检测可以采用埋地线圈检测、红外检测、雷达检测技术、视频检测等多种方式。采用视频检测可以避免破坏路面、不必附加外部检测设备、不需矫正触发位置、节省开支,而且更适合移动式、便携式应用的要求。系统进行视频车辆检测,需要具备很高的处理速度并采用优秀的算法,在基本不丢帧的情况下实现图像采集、处理。若处理速度慢,则导致丢帧,使系统无法检测到行驶速度较快的车辆,同时也难以保证在有利于识别的位置开始识别处理,影响系统识别率。因此,将视频车辆检测与牌照自动识别相结合具备一定的技术难度。号码识别为了进行车牌识别,需要以下几个基本的步骤:1)牌照定位,定位图片中的牌照位置;2)牌照字符分割,把牌照中的字符分割出来;3)牌照字符识别,把分割好的字符进行识别,最终组成牌照号码。车牌识别过程中,牌照颜色的识别依据算法不同,可能在上述不同步骤实现,通常与车牌识别互相配合、互相验证。1)牌照定位自然环境下,汽车图像背景复杂、光照不均匀,如何在自然背景中准确地确定牌照区域是整个识别过程的关键。首先对采集到的视频图像进行大范围相关搜索,找到符合汽车牌照特征的若干区域作为候选区,然后对这些侯选区域做进一步分析、评判,最后选定一个最佳的区域作为牌照区域,并将其从图像中分离出来。2)牌照字符分割完成牌照区域的定位后,再将牌照区域分割成单个字符,然后进行识别。字符分割一般采用垂直投影法。由于字符在垂直方向上的投影必然在字符间或字符内的间隙处取得局部最小值的附近,并且这个位置应满足牌照的字符书写格式、字符、尺寸限制和一些其他条件。利用垂直投影法对复杂环境下的汽车图像中的字符分割有较好的效果。3)牌照字符识别方法主要有基于模板匹配算法和基于人工神经网络算法。基于模板匹配算法首先将分割后的字符二值化并将其尺寸大小缩放为字符数据库中模板的大小,然后与所有的模板进行匹配,选择最佳匹配作为结果。基于人工神经网络的算法有两种:一种是先对字符进行特征提取,然后用所获得特征来训练神经网络分配器;另一种方法是直接把图像输入网络,由网络自动实现特征提取直至识别出结果。实际应用中,车牌识别系统的识别率还与牌照质量和拍摄质量密切相关。牌照质量会受到各种因素的影响,如生锈、污损、油漆剥落、字体褪色、牌照被遮挡、牌照倾斜、高亮反光、多牌照、假牌照等等;实际拍摄过程也会受到环境亮度、拍摄方式、车辆速度等等因素的影响。这些影响因素不同程度上降低了车牌识别的识别率,也正是车牌识别系统的困难和挑战所在。为了提高识别率,除了不断地完善识别算法还应该想办法克服各种光照条件,使采集到的图像最利于识别。3.6.3系统架构3.6.4系统性能类目项目指标车辆管控系统自动抬杆放行支持内部车辆、VIP车辆的自动抬杆放行布控报警支持对黑名单车辆、特殊车辆的布控报警报警联动方式支持软件提示、声光报警或LED显示等多种方式本地车辆出入记录存储支持对车辆信息、车辆出入记录的本地存储本地数据管理支持本地进行数据查询、备份和维护车辆捕获率≥99%抓拍图像及号牌识别时间≤200ms车牌识别准确率≥95%识别牌照种类车牌类别:民用车牌(除5小车辆),警用车牌,04式新军用车牌,07式武警车牌。车牌颜色:黑、白、蓝、黄、绿。采集图像分辨率140W系列:1360×1024pixel;200W系列:1600×1200pixel。存储图像分辨率、格式及占用空间140W系列:1360×1024pixel,JPEG,约150KB;200W系列:1600×1200pixel,JPEG,约200KB。通用系统性能指标系统数据查询时间小于≤2s系统的接收告警信息响应时间≤3s平均无故障连续运行时间MTBF≥20000h工作温度-10℃~+60℃工作湿度≤95%无凝露供电电源100VAC~240VAC,50Hz±2Hz3.7主要设备参数3.7.1人证合一人员通道智能闸机人证合一核查终端核验智能闸机闸机,主要应用在人员出入口核验。为了满足多种领域对自助服务产品的市场需求,公司推出自主研发的自助公共安全身份信息核查管控系统。持居民身份证的公民可通过指纹和人脸识别技术自助通过闸机通道,通过时间一般小于1.5秒/人。是新一代具有高安全性、高稳定性、高效率的自助闸机设备。既提高了工作效率,又避免了冒用他人身份通行的行为发生。序号名称技术参数1标准技术参数机箱尺寸:1400长*300宽*1000高(MM)伸缩臂长:机箱外265mm单边最大通道宽度:570mm重量:140Kg机箱材料:国产标准(304号)不锈钢电源电压:AC220±10%V,50HZ驱动电机:直流有刷电机(24V)输入接口:继电器开关信号或12V电平信号或脉宽>100ms的12V脉冲信号,驱动电流>10mA正常使用寿命:300万次通信接口:RS485标准通行速度:30-40人/分钟闸门开、关时间:0.6秒上电后进入通行状态所需时间:3秒出现故障后的自动复位时间:10秒工作环境:室内、室外(阴棚)温度:-10℃——50℃相对湿度:≤90%,不凝露2功能及特点具有故障自检和报警提示功能,方便用户维护及使用;通过主控板上的内置小按盘,可编程设备的运行状态;机械结构、感应双重防夹功能,在伸缩臂复位的过程中遇阻时,自动停止或在默认的时间内电机停止工作,默认延时后再次复位(直到复位为止),且力度很小(≤2Kg);声、光报警功能:含非法闯入、尾随报警并关闸;防冲功能,在没有接收到开闸信号时,挡臂自动锁死;伸缩臂同步功能具有自动复位功能,开闸后,在规定的时间内未通行时,系统将自动取消用户的此次通行的权限,标准为开启后5秒自动复位;断电后通道自动敞开,上电自动闭合;可与多种读卡设备相挂接,接收继电器开关信号工作;可单向或双向控制人员进出;可直接通过管理计算机实现远程控制与管理;3触摸电脑一体机产品名称:触摸电脑一体机包装体积:
470*390*200屏幕尺寸:
15英寸摄像头类型:
无摄像头是否无线:
无线是否触摸屏:
触摸屏毛重:
4.17能效等级:
一级触摸屏类型:
电阻屏附加功能:
可壁挂是否宽屏:
否垂直可视角度:
170°黑白响应时间:
5毫秒灰阶响应时间:
5毫秒点距:
0.264mm面板类型:
TN接口类型:
VGA平均亮度:
500cd/m^2分辨率:
1024x768水平可视角度:
160°屏幕比例:
4:3标称对比度:
1000:1屏幕类型:
LCD是否自带音箱:
否4360°旋转挂架材质:优质ALA6063航空铝材工艺:高档铝合金,表面镜面抛光上下可调倾仰角:-50°/+30°承重范围:6.6Ibs(3kg)~261Ibs(12kg)支持空位:75x75、100x100、100x200/200x200mm5踏板底座材质:优质方管、角钢、防滑花纹铝板工艺:高精度焊接、打磨抛光、烤漆处理有良好的奶腐蚀性,硬度,防锈性能3.7.2人证合一车辆司机核查终端外来车辆司机读取二代身份证核验比对进入,系统通过“人证合一”验证完成后通过,同时抓取车辆车牌、司机现场图像保存。每条采集信息数据将最终上传至(实时上传数据、实时比对信息、实时反馈结果)公安警综平台进行黑名单人员比对。如果当前刷卡人是黑名单人员,系统会有语音和警告或者远程报警到最近的派出所,便于派出所布控。内部车辆使用蓝牙或者车牌识别自动放行。序号名称技术参数1公共安全身份信息核查管控系统公共安全身份信息核查管控系统是新一代人员综合识别技术,(二代身份证+抓拍图像识别+黑名单比对)有效地杜绝违法犯罪嫌疑人生存空间,对于流动人口可提前管控报备重点形成网络化集中管控,使公安卡点安检、口岸安检、火车站、汽车站及大型人流密集场所及出租屋、封闭式社区进出的管理者和使用者得到最大的安全保障。(每条采集信息数据将最终上传至公安警综平台进行黑名单人员比对)(实时上传数据、实时比对信息、实时反馈结果)2机具箱体采用1.5mm钢板折弯焊接,坚固厚实,防锈、防水、耐久抗腐蚀。3主板W-H110:1*COM、1*LVDS、1*HDMI、1*RJ-45、8*USB4CPUInteii3-6100、双核、主频:3.7GHz、LGA:11515硬盘三星PM851MSATA128GSSD固态硬盘6内存三星DDR42133MHz4GB笔记本7液晶屏液晶屏:10寸分辨率:1024*768亮度:10008身份证阅读器安全模块:内置公安部专供“居民身份证验证安全控制模块”供电方式:USB供电,5V500mA通讯方式:USB2.0/RS232串口(两种通讯方式不同机)物理接口:MiniUSB外形尺寸:125*90*26mm重量:200g感应区面积:70*70mm最大感应距离:50mm卡片与感应区平面最大张角:70度校验:循环冗余校验(CRC)工作环境:工作温度:0—+50℃使用相对湿度:15%—90%可靠性:平均无障碍工作时间(MTBF)大于5000小时适用标准:《GA450-2021台式居民身份证阅读器通用技术要求》《GA467-2021居民身份证验证安全控制模块接口技术规范》11高清摄像头像素:200-299万清晰度:高清捕获幅面:1920x1080接口:USB驱动:免驱可进行1080p全高清视频通话视频压缩具有20步自动对焦功能的卡尔蔡司镜头带有自动降噪12人脸比对匹配模式:1:1、1:N人脸识别率:大于99.9%识别速度:百万级数据库,一秒内返回结果数据库容量:支持十万至亿级人脸数据库构成犯罪嫌疑人员库查找身份查重照片采集器:实时采集现场人脸图像信息人脸处理器:检测图片人脸信息,提取人脸特征比对服务器集群:将现场人脸信息和数据库进行实时比对并返回结果数据库服务器:存储注册人员信息,可支持百万级人员信息存储
报警服务器:报警信息集中发布客户端:实时显示报警信息,查询历史报警记录及人员、设备等信息可用性,并发比对请求处理,快速、准确的比对结果返回灵活性,根据不同需求对系统灵活配置
伸缩性,根据不同需求安装1至多台比对服务器,系统性能成倍增长
兼容性,与各种应用系统无缝结合完整性,配备功能强大的多种客户端程序和SDK开发接口界面友好:可视化报警管理、图形化监控列表管理集中管理:采用分布式架构,对多路摄像头进行集中管理3.7.3出入口补光抓拍一体机出入口补光抓拍一体机主要用于小区车辆抓拍摄像机加管理系统的出入口的车辆抓拍和识别。成像参数传感器类型1/1.8”ProgressiveScanCMOS最小照度彩色0.002Lux@(F1.2,AGCON)黑白0.0002Lux@(F1.2,AGCON)快门1/30秒至1/100,000秒镜头电动镜头5.2-13mm自动光圈DC驱动ICR切换支持压缩标准视频压缩标准H.264/MJPEG压缩输出码率32Kbps~16Mbps图像图像格式JPEG最大图像尺寸1920*1080帧率25fps(1920*1080)图像设置饱和度,亮度,对比度,白平衡,增益,3D降噪通过软件可调网络功能存储功能支持SD/SDHC支持协议TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP,RTSP,NTP,支持FTP上传图片通用功能心跳,密码保护,NTP校时抓拍功能图片格式采用JPEG编码,图片质量可设智能识别车牌识别、车型识别、车标识别、车身颜色识别补光灯控制补光灯自动光控、时控可选;接口通讯接口1个RJ4510M/100M/1000M自适应以太网口串口1个RS-485接口,1个RS-232接口内置LED灯支持2个内置LED灯音频输入1路音频输入音频输出1路音频输出触发输入4路触发输入,其中2路IO触发输入、2路报警输入触发输出2路(光耦隔离2500VAC),可作为闪光灯同步输出控制继电器输出3路继电器输出,支持道闸开、关、停视频输出1个CVBS接口内存卡插槽1个TF卡插槽,内置8GTF卡,最大支持容量64G无线模块(选配)1个GLE电信全网通模块一般规范工作温度和湿度-30℃~70℃,湿度小于90%(无凝结)电源供应AC100V~240V±10%防护等级IP67功耗22WMAX3.7.4出入口控制终端出入口控制终端是一款专用于记录所有通行车辆,自动抓拍、记录、传输和处理的数据采集类终端。该产品采用X86架构、嵌入式无风扇设计,集图像采集、实时处理和数据传输等功能于一体,支持4车道数据接入,支持收费功能;支持过车数据存储、管理、查询;丰富的接口:3个232、2个485、4个百兆网口、2个千兆网口、4个USB、2路报警输入、4路继电器输出、1个VGA、1个音频输入、1个音频输出;具有智能集成度高、连续运行时间长、抗恶劣环境能力强的特点。项目规格CPUIntel赛扬J1900CPU1.99GHz;内存内存4GB;其他接口4个10/100Mbps网口+2个1000Mbps网口、3个RS232、2个RS485、4个USB2.0;2个开关量输入,4个继电器开关量输出、1个VGA输出接口,1个预留SATA接口
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