智慧小区安防报警系统分析

陈业伟, 程 伟, 陈景镇, 陈金凤, 裴炎炎

(1.中建四局建设发展有限公司, 福建 厦门 361006;2.福建工程学院生态环境与城市建设学院, 福建 福州 350118;3.中国建筑第四工程局有限公司, 广东 广州 510665)

0 引 言

智慧社区概念源于西方,1992年国际通讯中心第一次正式提出了“智慧社区”建设口号。智慧社区是指充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息通信技术的集成应用,为社区居民提供安全、舒适、便利的智慧化生活环境,形成基于信息化、智能化社会管理与服务的一种新形态社区[1]。在国内智慧社区作为智慧城市的重要组成部分,也得到很大的推动与发展,如北京市首批的智慧社区试点就已涵盖16个区县的512个社区。IBM公司在2008年底提出“智慧地球”的理念,2009年IBM公司进一步提出“智慧城市”概念之后,智慧社区的实践才开始在欧美等发达国家广泛开展。例如英国的“Digital Britain”计划、日本的“i-japan战略2015”[2-4]。目前智慧小区主要功能需求以安防系统为主,占小区智能化建设投资额的70%～80%。2019年5G技术正式商用,信息的传输速度和并发处理能力大大提高,同时人工智能、大数据处理和物联网技术也取得较大进步,为智能小区的建设提供新的技术支撑和发展机遇[5-6]。

1 安防报警系统整体构架

安防报警系统其主要功能就是防止外部人员的非法入侵,以及对潜在危险进行风险评估,及时做出调整,同时对某些重要的区域、物品和内部工作人员或重要人员进行保护,对于发生危险和产生不良后果进行实时监控并记录,作为辅助破案的重要依据。现代化的住宅小区,需要建立智能化、多层次、宽领域的安保系统。智慧小区的安防报警系统从外到内包含由周界入侵报警系统、出入口控制系统、视频监控系统、电子巡更系统、家庭报警系统等组成。安防报警系统以视频监控系统为桥梁,各子系统相互联动,当有外界入侵信号告警时,位于安保中心的控制联动系统立刻判断信号位置,监控范围的摄像机立即采集视频数据,同时控制联动系统分析处理所采集的视频数据,向电子巡更系统和出入口控制系统发出信号,正在巡更的保安立即前往入侵信号位置,查看现场情况。出入口控制系统具有人脸识别功能,如发现可疑人员,对采集来的数据进行分析处理后,进行标识与跟踪,并及时将可疑人员位置分享给巡更保安。位于控制联动中心的安保人员通过视频监控系统核实可疑人员信息。智慧小区安防报警系统整体拓扑图如图1所示。

2 视频监控系统

视频监控系统主要由前端设备、数据传输设备和控制设备三部分组成。前端设备主要是各种高清监控摄像机,监控的区域为住宅小区的出入口,电梯、楼梯、周界围墙等一些重要通道。传输设备采用光缆。控制设备是整个监控系统的中枢,将前端设备采集的视频信息进行分析、记录和存储,同时可以根据实际需要,向前端设备或其他有关的设备发出各种控制指令,指挥前端设备进行工作。视频监控系统的监控设备采用了固定与移动两种方式,针对室外的监控设备,设计时需要安装相应的保护设施,从而保障监控设备不被外界因素所损坏。随着5G技术时代的到来,最先受到影响的就是视频监控领域,监控设备将走进8K分辨率的时代。前端设备采集的画面更加清晰,细节更加丰富,便于控制中心对图像分析,并拥有更高的传输速度和数据处理能力,更低的延迟损耗,视频监控将不再局限于单一固定网络。同时,将居民特征信息存储于视频监控系统中,外来人员通过大数据分析、处理及判断,可以有效进行标识与跟踪。如果将居民区视频监控系统与公安视频信息系统有效连接,不仅可以提升小区安防水平,同时也能通过视频信息共享识别犯罪人员,协助社会治理[7]。

3 周界入侵报警系统

周界入侵报警系统主要包括探测器、报警器、联动控制器和探照灯。一旦有非法人员入侵,触发探测器,立刻发出报警信号,高清红外监控摄像机实时记录报警现场画面,同时监控中心保安人员及时做出判断,进一步核实现场情况。但是探测器存在误报率和故障率高等问题,因此红外探测器已经逐渐被淘汰。由于外界环境如暴风雪、飞禽、小动物等因素的干扰,报警器有时也会发出错误信息,在系统中加入模糊控制技术,保证周界入侵报警系统准确,稳定的运行。电子围栏包括脉冲式电子围栏和张力式电子围栏,两种都有实体防范的线网,客观存在的误报率极低。两者虽然探测原理不同,但是技术都已经发展成熟,成为一个可信赖的系统,被人们所接受[8]。因此,在周界入侵报警系统中,降低误报率和提升识别准确度是关键性技术。如果将被动探测、主动防御、智能识别等多种探测识别技术融合应用,形成立体结构的入侵感知系统,结合大量的现场数据采集和环境变量模拟形成动态的入侵报警数据模型,通过多种异物入侵感知对系统进行检验,从而降低误报率,提高识别准确度[9]。

4 电子巡更系统

电子巡更系统是一套专门为保安设计的安防子系统,保安在规定的时间巡逻系统设置好的地点,巡逻地点的设置要保证巡逻监控的全面性。保安每经过一个巡逻点时向控制中心发送信息。如果在规定的时间内没有收到信息,视为巡更异常,控制中心通过最后一次收到的位置信息查看该巡更点与设置好的下一个巡更点之间的监控录像,及时了解现场情况。保安巡逻人员配备对讲机,在巡逻过程中发现可疑情况及时向控制中心反馈,控制中心通过周围监控摄像机进一步查看现场情况,做出判断。在电子巡更系统中,巡更路线与巡更时间要定期更改。随着科技的不断发展,智能读卡系统已经被广泛的应用,保安通过智能读卡器和巡更系统可以更好地进行巡逻。通过使用保安巡更系统能够合理的分配巡逻人数和地点,而且管理人员可以及时地得到反馈信息,有利于突发事件的处理[10-11]。基于安卓手机NFC功能的电子巡更系统可以将NFC标签、手机客户端、PC控制端通过网络连接起来,并利用安卓系统开发电子巡更系统APP,安装在手机客户端上,将巡更点信息和巡更人员信息录入到NFC标签上,再结合百度、高德地图实时掌握巡更信息。PC管理端对不断更新的信息进行分析,找出事故问题多发地,优化巡更点的设置,开发出新的巡更路线[12]。近年来,5G网络逐渐被商用,5G安防机器人借助5G网络在社区内快速部署,实现安防巡逻、摄像监控、环保监测、安防告警等功能。其具有全天候、全时段、不间断巡逻的优势,提高智慧小区安防巡逻效率[13]。

5 出入口控制系统

出入口控制系统是将门禁系统与停车场管理系统融合而成的综合控制系统。门禁系统属于智能弱电系统中的一种安防系统,自动识别技术和现代安全管理措施的应用融合了物联网门禁系统,将大大提高智慧小区的无人值守实时监控和访问权限管理能力,提高运维效率,降低人工成本。通过门禁系统可以实时控制每个访问端口的访问对象和访问时间。系统自动进行人脸识别,通过人脸代替钥匙开门,获取身份信息和门禁权限信息。只有当验证者在规定的时间和有权限的门禁点进行验证时,门禁点才能自动开门并允许进入。在此基本功能之上,可以增加访客系统。访客可在网上预约,填写访客、预约、输入人脸等项目。预约申请获得指定人员批准后,预约结果信息将发送至预约人。被访者也可以在现场填写预约表,可以大大减少不必要的人员聚集和接触,有效提高前台工作人员的工作效率。访客预约时,线上通过企业微信实名身份证拍照,线下通过线控系统拍照,采集访客人脸数据创建临时人脸密钥。小区停车场管理是小区公共安防管理的重要内容。通过建设停车场云平台系统,可以及时获取小区内的开放停车位信息,并将原有道路停车位进行有效整合,实现车辆余位查询、车位预约、车辆引导和移动终端缴费等功能,极大地方便城市居民对于停车资源的需求。当前广泛应用的停车管理系统一般采用车牌识别方式,在停车场出入口安装主控电脑、车牌识别摄像头、显示屏、自动道闸,对本小区登记车辆进行车牌识别自动放行,对外来车辆进行车牌登记按时收费[5]。在出入口控制系统功能中,安全和安保是设计人员必须要考虑的两个方面。但是在地震、火灾等意外发生时,出入口控制就变成了矛盾体,一方面对小区出入进行严格限制,另一方面就是无障碍的快速疏散小区内部人员,因此出入口控制系统必须满足紧急情况人员疏散要求。然而在实际设计中,更多地考虑了安全性,忽略了对疏散要求的设计。在疏散控制中,最为关键的就是与家庭报警系统进行联动,一旦发生火灾,火灾报警位置距离出口最近的一条疏散通道所有门禁就会自动打开,便于人员逃生。同时对联动控制进行特殊处理,防止人为制造报警事故[14]。出入口控制系统结构如图2所示。

6 家庭报警系统

家庭报警系统应用智能化技术,包含多个方面,如煤气一旦发生泄漏,应在第一时间发出警报,提醒住户有安全问题;一旦发生火灾,报警器会自动发出警报,从而保障人身安全,减少财产损失[15]。近年来,安防市场迅速发展,更多的安防产品出现在我们的家庭之中,解决了大多数外出上班人员对于独自在家的老人、儿童无法照顾等问题,同时,通过手机远程控制家中的监控摄像机,可了解家中实时情况。在家中的重要地点设置烟雾传感器,厨房设置燃气泄漏报警器,阳台窗户设置防翻越报警器等。住宅报警装置根据室内安装的各种探测器监测结果,在紧急情况下发出警报,并提供紧急呼救功能,保证住户的人身安全[16]。根据应急管理部消防救援局发布2021年全国消防救援队伍接处警与火灾情况分析,从引发火灾的直接原因看,因电气引发的占28.4%,而较大以上火灾则有三分之一系电气原因引起,且以电气线路故障居多,占电气火灾总数的近八成。因此家庭报警系统设计要充分考虑家用电器,电气线路的检测,在主要接线位置设置电流感应器,对过流、过压等危险情况进行自动保护,同时记录采样,及时判断出故障点,从根源上解决安全隐患。随着人工智能、云计算、大数据、5G、物联网等新型基础设施的建设和应用,以及视频技术的不断迭代更新,“AI+安防”能力已经突破安防的内涵,安防系统集成的业务边界正不断拓宽,除了家庭安防,同时也深入到各行各业的业务应用之中,意味着行业正在进入广泛安防时代,需要更坚实的网络支撑[17]。

7 结 语

智慧小区的安防报警系统要充分体现“以人为本,服务于人”的设计理念,设计人员要根据住宅小区的规划要求、实际特点和周围环境等因素,采用合理的方案。随着科学技术的不断进步,安防产品更新速度不断加快,因此设计时在满足智慧小区的安防需要的前提下,最大限度地保留升级空间。从小区住户需求出发,将安防报警系统、社区服务平台、小区物业管理平台、综合服务控制中心运用“万物互联”的物联网技术构建小区综合服务信息平台。同时运用楼宇对讲系统,在综合服务信息平台功能中实现住户、物业、线上线下商户的互联网平台,为小区住户提供安全、高速、舒适、方便的生活空间。