文│ 福建閩安投資工程有限公司 張 偉

智能安全系統(tǒng)在高等院校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用效能的淺析

文│ 福建閩安投資工程有限公司 張 偉

實(shí)驗(yàn)室是高等院校教學(xué)和科研的重要組成部分，它的日常管理和安全措施是十分重要的。由門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)組成的智能安全系統(tǒng)為此提供技術(shù)防范，本文將就其效能如何進(jìn)行一些淺析，以供大家探討。

實(shí)驗(yàn)室 門禁系統(tǒng) 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 聯(lián)動(dòng)控制

1 引言

近年來，各院校為提高現(xiàn)代教學(xué)和科研水平，在實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)上投資較大，陸續(xù)添置了較為昂貴的儀器和設(shè)備，因此，實(shí)驗(yàn)室的日常管理和安全防范的重要性凸顯出來，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)，建立完善的智能安全系統(tǒng)是十分必要的。此系統(tǒng)可主要由門禁管理子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)等構(gòu)成，各子系統(tǒng)都有不同的應(yīng)用層面，又互為實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，形成三位一體的自動(dòng)化體系。在具體應(yīng)用中，此類系統(tǒng)能發(fā)揮較好的功效，它既能為實(shí)驗(yàn)室提供安全防范，又能為實(shí)驗(yàn)室老師日常管理提供幫助。

2 門禁管理系統(tǒng)

2.1 高校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的管理模式

現(xiàn)有的高校實(shí)驗(yàn)室一般采用開放式管理，目的是更好地為教學(xué)和科研提供服務(wù)。實(shí)驗(yàn)室要做好開放式管理，門禁系統(tǒng)是最佳選擇，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

（1）全校師生基本每人持有一張單獨(dú)的校園卡，作為個(gè)人信息載體。

（2）本科生、研究生根據(jù)課程需要使用實(shí)驗(yàn)室時(shí)，由管理老師事先安排使用時(shí)間段。

基于以上兩點(diǎn)，管理老師可對(duì)不同年級(jí)學(xué)生群體合理地分配實(shí)驗(yàn)室使用時(shí)間段，并輸入學(xué)生的校園卡。學(xué)生持卡在規(guī)定時(shí)間段內(nèi)能夠進(jìn)入某個(gè)實(shí)驗(yàn)室，在使用時(shí)間段之外則無法進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的。通過時(shí)間段的分配，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室的安全管理，提高工作效率。

2.2 門禁管理系統(tǒng)的構(gòu)成及功能特點(diǎn)

2.2.1 組成結(jié)構(gòu)

門禁系統(tǒng)由門禁控制器、讀卡器、外接模組、電控鎖和門禁管理電腦五大部分組成。

（1）門禁控制器： 作為門禁系統(tǒng)的控制主機(jī)，接收讀卡器發(fā)來身份信息，以驅(qū)動(dòng)電控鎖，同時(shí)可將各種信息上傳門禁管理電腦。

（2）讀卡器：作為人員身份采集，將信息上傳控制器加以確認(rèn)。

（3）外接模組：作為信息轉(zhuǎn)換和向電控鎖供電的裝置。

（4）電控鎖：開閉門裝置。

（5）門禁系統(tǒng)管理電腦：由門禁管理軟件及電腦構(gòu)成，作為實(shí)驗(yàn)室門禁系統(tǒng)的管理平臺(tái)，接收和管理所有控制器的上傳信息，也可對(duì)所有的門進(jìn)行控制，應(yīng)安裝于實(shí)驗(yàn)室管理人員辦公室。

2.2.2 功能特點(diǎn)

（1）持卡人管理和登記

門禁系統(tǒng)包括一個(gè)與出入控制系統(tǒng)集成的持卡人管理系統(tǒng)。由系統(tǒng)分配或修改持卡人的出入時(shí)間和級(jí)別權(quán)限，實(shí)驗(yàn)室的老師可運(yùn)用此功能對(duì)各種類別學(xué)生卡進(jìn)行合理分配使用實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間段，以達(dá)到均衡有效、安全使用的目的。對(duì)于特殊實(shí)驗(yàn)室的出入，可通過采用帶密碼的讀卡器，實(shí)現(xiàn)讀卡加密碼開門的雙重安保功能，保證對(duì)高度安全性場(chǎng)所的控制。

（2）門禁系統(tǒng)管理軟件

門禁管理電腦安裝了系統(tǒng)管理軟件后，構(gòu)成管理平臺(tái)具有了以下常用功能：

◆ 針對(duì)不同級(jí)別的操作人員分配多種級(jí)別的操作權(quán)限，輸入不同的密碼可進(jìn)入不同的控制界面，如定義工作站、建立用戶許可等級(jí)等；

◆ 檔案管理模式，隨時(shí)掌握出入口進(jìn)出人員的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，如姓名、照片、卡號(hào)、部門編號(hào)、出入時(shí)間、日程表、建立匯總報(bào)告等；

◆ 時(shí)段設(shè)定，對(duì)各類持卡人預(yù)先設(shè)定開放時(shí)段，自動(dòng)執(zhí)行門禁管制模式；

◆ 實(shí)時(shí)控制多種開門方式，如緊急/群組/指定/區(qū)域遙控開門﹐緊急開關(guān)門亦可配合發(fā)出警報(bào)聲示警；

◆ 具有系統(tǒng)自我故障診斷功能；

◆ 可自行編輯或修改主界面的電子地圖，使門禁系統(tǒng)管理更加直觀。

（3）網(wǎng)絡(luò)管理及警報(bào)輸出功能

門禁系統(tǒng)具有靈活的組網(wǎng)功能，可將每個(gè)門禁控制器作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，融入到校園網(wǎng)中，建立面向全校的門禁系統(tǒng)管理中心，實(shí)現(xiàn)分散控制、集中管理的模式。

門禁系統(tǒng)還具有報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能，如果某個(gè)門被非法侵入時(shí)，門禁系統(tǒng)的模塊端口可輸出報(bào)警信號(hào)，通過此信號(hào)聯(lián)動(dòng)相關(guān)子系統(tǒng)，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息上傳至管理中心，以便于快速出警。

綜合以上幾個(gè)方面的系統(tǒng)特點(diǎn)，門禁系統(tǒng)很適合用于高校實(shí)驗(yàn)室開放式管理，并可取得了較好的效果。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安防系統(tǒng)中的重要組成部分。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最大特長(zhǎng)是：將被采集事件的全過程以圖像形式實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)下來，作為依據(jù)以便后期分析和調(diào)查，它獨(dú)有的技術(shù)特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，同樣視頻監(jiān)控也能為實(shí)驗(yàn)室的安全防范工作發(fā)揮重要的作用。

3.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端攝像機(jī)、信號(hào)傳輸、控制中心錄像及顯示設(shè)備構(gòu)成。

3.1.1 前端攝像機(jī)

前端攝像機(jī)的布點(diǎn)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的平面分布，攝像機(jī)應(yīng)設(shè)在實(shí)驗(yàn)室的主要通道的頂部、實(shí)驗(yàn)室出入門的外側(cè)、實(shí)驗(yàn)室中易被侵入的窗戶和通風(fēng)口旁邊、有特殊要求、需要監(jiān)控的場(chǎng)合。

前端攝像機(jī)的選型：

選用網(wǎng)絡(luò)紅外夜視攝像機(jī)或高線模擬紅外夜視攝像機(jī)，基本上能滿足實(shí)驗(yàn)室環(huán)境圖像采集的要求。如果校園網(wǎng)帶寬足夠，可選用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的分辨率優(yōu)于高線模擬攝像機(jī)，圖像清晰度更高。

3.1.2 信號(hào)傳輸和電源供電

信號(hào)傳輸：網(wǎng)絡(luò)傳輸或視頻線傳輸。

電源供電：攝像機(jī)供電必須由控制中心供電。

3.1.3 控制中心錄像及顯示設(shè)備

控制中心的錄像設(shè)備應(yīng)選擇嵌入式高清硬盤錄像機(jī)，可安裝于較為安全的機(jī)房或?qū)嶒?yàn)室的管理間，上聯(lián)校園網(wǎng)，并設(shè)定網(wǎng)絡(luò)IP地址。若前端攝像機(jī)為網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)應(yīng)加大硬盤數(shù)量，以保證足夠的錄像周期。

3.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

以此配置的視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有以下功能特點(diǎn)：

（1）無論是白天還是夜間，紅外夜視攝像機(jī)都能拍攝到較為清晰的圖像，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的主要通道、所有人員出入、重要設(shè)備及工作層面的操作過程進(jìn)行高清顯示和圖像回放。

（2）嵌入式高清硬盤錄像機(jī)具有網(wǎng)絡(luò)功能，客戶端軟件設(shè)有授權(quán)等級(jí)和密碼，對(duì)系統(tǒng)安全加以保護(hù)。實(shí)驗(yàn)室的管理人員可通過校園網(wǎng)對(duì)其實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、圖像回放和查詢。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用為實(shí)驗(yàn)室管理人員提供如下幫助：

（1）可對(duì)某些意外事件進(jìn)行圖像調(diào)查。

（2）便于對(duì)持卡人使用情況進(jìn)行抽查，以避免卡互換，卡借用的現(xiàn)象發(fā)生。

綜合以上功能特點(diǎn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)與門禁系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)互為補(bǔ)充和完善。

4 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)

高校實(shí)驗(yàn)室一般都有較多的儀器設(shè)備，有的儀器價(jià)值較為昂貴，加之實(shí)驗(yàn)室供電負(fù)荷較大，時(shí)間工作長(zhǎng)以及實(shí)驗(yàn)操作過程的因素都有可能產(chǎn)生火災(zāi)隱患，所以實(shí)驗(yàn)室安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是很有必要的，以防范為主來實(shí)現(xiàn)火災(zāi)隱患的早期預(yù)警。在消防要求等級(jí)較高的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，除了安裝火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，還需加裝氣體滅火裝置。

4.1 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）前端采集設(shè)備：感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、聲光報(bào)警器、控制模塊等。

（2）傳輸：信號(hào)總線、電源線。

（3）控制中心設(shè)備：火災(zāi)報(bào)警控制器、不間斷電源。

4.2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

新一代的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)已全面結(jié)合了先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，使其具備了智能分析判斷、控制、自我診斷等功能，具體體現(xiàn)以下幾方面。

（1）感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器具有數(shù)字處理功能，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)參數(shù)（如煙霧濃度、溫度等）進(jìn)行分析運(yùn)算，并與真正的火災(zāi)參數(shù)曲線進(jìn)行比對(duì)和判斷，自動(dòng)消除環(huán)境背景干擾，大大減少了誤報(bào)，提高了報(bào)警的準(zhǔn)確性。

（2）火災(zāi)報(bào)警控制器通過信號(hào)總線向前端探測(cè)器供電，同時(shí)也能通過總線尋址的方式接收探測(cè)器發(fā)回的報(bào)警信號(hào)，并能快速準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換和處理，以聲、光形式發(fā)出報(bào)警，同時(shí)顯示火災(zāi)具體位置，進(jìn)而按要求聯(lián)動(dòng)相關(guān)消防設(shè)備。

（3）火災(zāi)報(bào)警控制器能自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，對(duì)特定的故障可通過自檢方式發(fā)出報(bào)警提示，前端感煙探測(cè)器、感溫探測(cè)器一旦發(fā)生故障便可確定地址和位置。

4.3 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

由于實(shí)驗(yàn)室存在一定的火災(zāi)隱患，供電負(fù)荷高，易燃易爆物品較多，因此火災(zāi)隱患的早期預(yù)警和方位的確定十分重要，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)能較好地解決這一矛盾，下文介紹具體方法。

4.3.1 前端傳感器

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室不同工作面特征安裝感煙探測(cè)器或感溫探測(cè)器，以采集火災(zāi)隱患煙霧和溫度為對(duì)象。

（2）負(fù)荷較大電纜應(yīng)安裝線型定溫探測(cè)器，以采集電纜溫度過熱為對(duì)象。

（3）在主要通道和出入口安裝手動(dòng)報(bào)警按鈕和聲光報(bào)警器。

有了各類的前端傳感器，能自動(dòng)采集火災(zāi)隱患，并將信號(hào)通過總線傳輸至報(bào)警控制器。

4.3.2 火災(zāi)報(bào)警控制器

（1）火災(zāi)報(bào)警控制器，配不間斷電源，安裝于實(shí)驗(yàn)室管理辦公室便于對(duì)各個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)和管理。

（2）火災(zāi)報(bào)警控制器可通過模塊上聯(lián)校園網(wǎng)，可與學(xué)?？傁刂行倪M(jìn)行通信和聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)報(bào)警信息上傳和接收的集中管理。

（3）利用火災(zāi)報(bào)警控制器的控制模塊聯(lián)動(dòng)相關(guān)子系統(tǒng)，作出應(yīng)急反應(yīng)。

5 門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)及火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的互為聯(lián)動(dòng)控制

門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的應(yīng)用層面不同，其各自功能和構(gòu)成是獨(dú)立的，若不加以整合，顯得整體協(xié)調(diào)性不夠且整體功能不強(qiáng)。作為系統(tǒng)集成商的重要工作，其在系統(tǒng)配置時(shí)應(yīng)充分發(fā)揮各自子系統(tǒng)的性能特長(zhǎng)，進(jìn)行優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)之間的互為聯(lián)動(dòng)控制，構(gòu)架協(xié)調(diào)性好、自動(dòng)化程度高的智能安全管理體系才能使整體的綜合性得到進(jìn)一步提高?？蓪⒆酉到y(tǒng)進(jìn)行以下優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)互為聯(lián)動(dòng)控制。

5.1 統(tǒng)一整合門禁系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理平臺(tái)軟件

應(yīng)選擇同時(shí)兼容門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理平臺(tái)軟件，由一臺(tái)電腦統(tǒng)一管理，可在此界面上編輯涵蓋兩個(gè)子系統(tǒng)的電子地圖，顯示運(yùn)行狀態(tài)直觀明了，門禁控制器的報(bào)警信號(hào)作為聯(lián)動(dòng)控制，通過管理平臺(tái)軟件與監(jiān)控系統(tǒng)融合起來，可在事先進(jìn)行編程設(shè)置，這種聯(lián)動(dòng)方式快速準(zhǔn)確，可靠性高。其功能有：實(shí)驗(yàn)室出入門一旦被非法侵入時(shí)，門禁系統(tǒng)的控制器將上傳信號(hào)，管理平臺(tái)上自動(dòng)地顯示報(bào)警具體位置，同時(shí)彈出該出入門的視頻圖像，便于警情復(fù)核；實(shí)驗(yàn)室的各種警情數(shù)據(jù)和圖像由管理平臺(tái)實(shí)時(shí)記錄，同時(shí)通過校園網(wǎng)將警情數(shù)據(jù)和圖像上傳到學(xué)校的總監(jiān)控中心。

5.2 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通過控制模塊對(duì)門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，控制模塊對(duì)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)來說，既起到外聯(lián)動(dòng)控制作用，又起到隔離外部信號(hào)的作用，所以是安全的。通過控制模塊聯(lián)動(dòng)門禁系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其邏輯控制關(guān)系可事先在火災(zāi)報(bào)警控制器上編程設(shè)置，這種聯(lián)動(dòng)控制快速準(zhǔn)確、可靠性高。其功能有：

（1）若某間實(shí)驗(yàn)室發(fā)生火災(zāi)警情，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通過控制模塊聯(lián)動(dòng)相關(guān)門禁系統(tǒng)的控制器，自動(dòng)切斷電控鎖電源，實(shí)驗(yàn)室的門可開啟，便于人員及時(shí)撤離。

（2）若某間實(shí)驗(yàn)室發(fā)生火災(zāi)警情，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通過控制模塊聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，自動(dòng)顯示該實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像，便于火災(zāi)警情復(fù)核。

（3）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)通過控制模塊啟動(dòng)管理平臺(tái)，將警情數(shù)據(jù)和圖像記錄下來，同時(shí)通過校園網(wǎng)將警情數(shù)據(jù)和圖像上傳到學(xué)校的總監(jiān)控中心。

經(jīng)過對(duì)各系統(tǒng)的優(yōu)化整合，互為聯(lián)動(dòng)控制，使綜合性的指標(biāo)得到提高，其中包括警情快速處理、自動(dòng)化程度高、實(shí)現(xiàn)警情雙系統(tǒng)復(fù)核、系統(tǒng)使用界面顯示直觀和易操作。

6 結(jié)束語

在建立門禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化整合及子系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)互為聯(lián)動(dòng)控制，從而形成自動(dòng)化程度高、綜合能力強(qiáng)的智能安全管理系統(tǒng)，具備了集防盜、防火、出入口控制三位一體的技術(shù)防范能力，為高校實(shí)驗(yàn)室的人身安全、財(cái)產(chǎn)安全提供了有力保障。