陳業(yè)偉, 程 偉, 陳景鎮(zhèn), 陳金鳳, 裴炎炎

(1.中建四局建設(shè)發(fā)展有限公司, 福建 廈門 361006;2.福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院, 福建 福州 350118;3.中國建筑第四工程局有限公司, 廣東 廣州 510665)

0 引 言

智慧社區(qū)概念源于西方,1992年國際通訊中心第一次正式提出了“智慧社區(qū)”建設(shè)口號。智慧社區(qū)是指充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息通信技術(shù)的集成應(yīng)用,為社區(qū)居民提供安全、舒適、便利的智慧化生活環(huán)境,形成基于信息化、智能化社會管理與服務(wù)的一種新形態(tài)社區(qū)[1]。在國內(nèi)智慧社區(qū)作為智慧城市的重要組成部分,也得到很大的推動與發(fā)展,如北京市首批的智慧社區(qū)試點就已涵蓋16個區(qū)縣的512個社區(qū)。IBM公司在2008年底提出“智慧地球”的理念,2009年IBM公司進一步提出“智慧城市”概念之后,智慧社區(qū)的實踐才開始在歐美等發(fā)達國家廣泛開展。例如英國的“Digital Britain”計劃、日本的“i-japan戰(zhàn)略2015”[2-4]。目前智慧小區(qū)主要功能需求以安防系統(tǒng)為主,占小區(qū)智能化建設(shè)投資額的70%～80%。2019年5G技術(shù)正式商用,信息的傳輸速度和并發(fā)處理能力大大提高,同時人工智能、大數(shù)據(jù)處理和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也取得較大進步,為智能小區(qū)的建設(shè)提供新的技術(shù)支撐和發(fā)展機遇[5-6]。

1 安防報警系統(tǒng)整體構(gòu)架

安防報警系統(tǒng)其主要功能就是防止外部人員的非法入侵,以及對潛在危險進行風(fēng)險評估,及時做出調(diào)整,同時對某些重要的區(qū)域、物品和內(nèi)部工作人員或重要人員進行保護,對于發(fā)生危險和產(chǎn)生不良后果進行實時監(jiān)控并記錄,作為輔助破案的重要依據(jù)?，F(xiàn)代化的住宅小區(qū),需要建立智能化、多層次、寬領(lǐng)域的安保系統(tǒng)。智慧小區(qū)的安防報警系統(tǒng)從外到內(nèi)包含由周界入侵報警系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、家庭報警系統(tǒng)等組成。安防報警系統(tǒng)以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為橋梁,各子系統(tǒng)相互聯(lián)動,當(dāng)有外界入侵信號告警時,位于安保中心的控制聯(lián)動系統(tǒng)立刻判斷信號位置,監(jiān)控范圍的攝像機立即采集視頻數(shù)據(jù),同時控制聯(lián)動系統(tǒng)分析處理所采集的視頻數(shù)據(jù),向電子巡更系統(tǒng)和出入口控制系統(tǒng)發(fā)出信號,正在巡更的保安立即前往入侵信號位置,查看現(xiàn)場情況。出入口控制系統(tǒng)具有人臉識別功能,如發(fā)現(xiàn)可疑人員,對采集來的數(shù)據(jù)進行分析處理后,進行標識與跟蹤,并及時將可疑人員位置分享給巡更保安。位于控制聯(lián)動中心的安保人員通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)核實可疑人員信息。智慧小區(qū)安防報警系統(tǒng)整體拓撲圖如圖1所示。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和控制設(shè)備三部分組成。前端設(shè)備主要是各種高清監(jiān)控攝像機,監(jiān)控的區(qū)域為住宅小區(qū)的出入口,電梯、樓梯、周界圍墻等一些重要通道。傳輸設(shè)備采用光纜?？刂圃O(shè)備是整個監(jiān)控系統(tǒng)的中樞,將前端設(shè)備采集的視頻信息進行分析、記錄和存儲,同時可以根據(jù)實際需要,向前端設(shè)備或其他有關(guān)的設(shè)備發(fā)出各種控制指令,指揮前端設(shè)備進行工作。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備采用了固定與移動兩種方式,針對室外的監(jiān)控設(shè)備,設(shè)計時需要安裝相應(yīng)的保護設(shè)施,從而保障監(jiān)控設(shè)備不被外界因素所損壞。隨著5G技術(shù)時代的到來,最先受到影響的就是視頻監(jiān)控領(lǐng)域,監(jiān)控設(shè)備將走進8K分辨率的時代。前端設(shè)備采集的畫面更加清晰,細節(jié)更加豐富,便于控制中心對圖像分析,并擁有更高的傳輸速度和數(shù)據(jù)處理能力,更低的延遲損耗,視頻監(jiān)控將不再局限于單一固定網(wǎng)絡(luò)。同時,將居民特征信息存儲于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,外來人員通過大數(shù)據(jù)分析、處理及判斷,可以有效進行標識與跟蹤。如果將居民區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與公安視頻信息系統(tǒng)有效連接,不僅可以提升小區(qū)安防水平,同時也能通過視頻信息共享識別犯罪人員,協(xié)助社會治理[7]。

3 周界入侵報警系統(tǒng)

周界入侵報警系統(tǒng)主要包括探測器、報警器、聯(lián)動控制器和探照燈。一旦有非法人員入侵,觸發(fā)探測器,立刻發(fā)出報警信號,高清紅外監(jiān)控攝像機實時記錄報警現(xiàn)場畫面,同時監(jiān)控中心保安人員及時做出判斷,進一步核實現(xiàn)場情況。但是探測器存在誤報率和故障率高等問題,因此紅外探測器已經(jīng)逐漸被淘汰。由于外界環(huán)境如暴風(fēng)雪、飛禽、小動物等因素的干擾,報警器有時也會發(fā)出錯誤信息,在系統(tǒng)中加入模糊控制技術(shù),保證周界入侵報警系統(tǒng)準確,穩(wěn)定的運行。電子圍欄包括脈沖式電子圍欄和張力式電子圍欄,兩種都有實體防范的線網(wǎng),客觀存在的誤報率極低。兩者雖然探測原理不同,但是技術(shù)都已經(jīng)發(fā)展成熟,成為一個可信賴的系統(tǒng),被人們所接受[8]。因此,在周界入侵報警系統(tǒng)中,降低誤報率和提升識別準確度是關(guān)鍵性技術(shù)。如果將被動探測、主動防御、智能識別等多種探測識別技術(shù)融合應(yīng)用,形成立體結(jié)構(gòu)的入侵感知系統(tǒng),結(jié)合大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和環(huán)境變量模擬形成動態(tài)的入侵報警數(shù)據(jù)模型,通過多種異物入侵感知對系統(tǒng)進行檢驗,從而降低誤報率,提高識別準確度[9]。

4 電子巡更系統(tǒng)

電子巡更系統(tǒng)是一套專門為保安設(shè)計的安防子系統(tǒng),保安在規(guī)定的時間巡邏系統(tǒng)設(shè)置好的地點,巡邏地點的設(shè)置要保證巡邏監(jiān)控的全面性。保安每經(jīng)過一個巡邏點時向控制中心發(fā)送信息。如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到信息,視為巡更異常,控制中心通過最后一次收到的位置信息查看該巡更點與設(shè)置好的下一個巡更點之間的監(jiān)控錄像,及時了解現(xiàn)場情況。保安巡邏人員配備對講機,在巡邏過程中發(fā)現(xiàn)可疑情況及時向控制中心反饋,控制中心通過周圍監(jiān)控攝像機進一步查看現(xiàn)場情況,做出判斷。在電子巡更系統(tǒng)中,巡更路線與巡更時間要定期更改。隨著科技的不斷發(fā)展,智能讀卡系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用,保安通過智能讀卡器和巡更系統(tǒng)可以更好地進行巡邏。通過使用保安巡更系統(tǒng)能夠合理的分配巡邏人數(shù)和地點,而且管理人員可以及時地得到反饋信息,有利于突發(fā)事件的處理[10-11]?；诎沧渴謾CNFC功能的電子巡更系統(tǒng)可以將NFC標簽、手機客戶端、PC控制端通過網(wǎng)絡(luò)連接起來,并利用安卓系統(tǒng)開發(fā)電子巡更系統(tǒng)APP,安裝在手機客戶端上,將巡更點信息和巡更人員信息錄入到NFC標簽上,再結(jié)合百度、高德地圖實時掌握巡更信息。PC管理端對不斷更新的信息進行分析,找出事故問題多發(fā)地,優(yōu)化巡更點的設(shè)置,開發(fā)出新的巡更路線[12]。近年來,5G網(wǎng)絡(luò)逐漸被商用,5G安防機器人借助5G網(wǎng)絡(luò)在社區(qū)內(nèi)快速部署,實現(xiàn)安防巡邏、攝像監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測、安防告警等功能。其具有全天候、全時段、不間斷巡邏的優(yōu)勢,提高智慧小區(qū)安防巡邏效率[13]。

5 出入口控制系統(tǒng)

出入口控制系統(tǒng)是將門禁系統(tǒng)與停車場管理系統(tǒng)融合而成的綜合控制系統(tǒng)。門禁系統(tǒng)屬于智能弱電系統(tǒng)中的一種安防系統(tǒng),自動識別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施的應(yīng)用融合了物聯(lián)網(wǎng)門禁系統(tǒng),將大大提高智慧小區(qū)的無人值守實時監(jiān)控和訪問權(quán)限管理能力,提高運維效率,降低人工成本。通過門禁系統(tǒng)可以實時控制每個訪問端口的訪問對象和訪問時間。系統(tǒng)自動進行人臉識別,通過人臉代替鑰匙開門,獲取身份信息和門禁權(quán)限信息。只有當(dāng)驗證者在規(guī)定的時間和有權(quán)限的門禁點進行驗證時,門禁點才能自動開門并允許進入。在此基本功能之上,可以增加訪客系統(tǒng)。訪客可在網(wǎng)上預(yù)約,填寫訪客、預(yù)約、輸入人臉等項目。預(yù)約申請獲得指定人員批準后,預(yù)約結(jié)果信息將發(fā)送至預(yù)約人。被訪者也可以在現(xiàn)場填寫預(yù)約表,可以大大減少不必要的人員聚集和接觸,有效提高前臺工作人員的工作效率。訪客預(yù)約時,線上通過企業(yè)微信實名身份證拍照,線下通過線控系統(tǒng)拍照,采集訪客人臉數(shù)據(jù)創(chuàng)建臨時人臉密鑰。小區(qū)停車場管理是小區(qū)公共安防管理的重要內(nèi)容。通過建設(shè)停車場云平臺系統(tǒng),可以及時獲取小區(qū)內(nèi)的開放停車位信息,并將原有道路停車位進行有效整合,實現(xiàn)車輛余位查詢、車位預(yù)約、車輛引導(dǎo)和移動終端繳費等功能,極大地方便城市居民對于停車資源的需求。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的停車管理系統(tǒng)一般采用車牌識別方式,在停車場出入口安裝主控電腦、車牌識別攝像頭、顯示屏、自動道閘,對本小區(qū)登記車輛進行車牌識別自動放行,對外來車輛進行車牌登記按時收費[5]。在出入口控制系統(tǒng)功能中,安全和安保是設(shè)計人員必須要考慮的兩個方面。但是在地震、火災(zāi)等意外發(fā)生時,出入口控制就變成了矛盾體,一方面對小區(qū)出入進行嚴格限制,另一方面就是無障礙的快速疏散小區(qū)內(nèi)部人員,因此出入口控制系統(tǒng)必須滿足緊急情況人員疏散要求。然而在實際設(shè)計中,更多地考慮了安全性,忽略了對疏散要求的設(shè)計。在疏散控制中,最為關(guān)鍵的就是與家庭報警系統(tǒng)進行聯(lián)動,一旦發(fā)生火災(zāi),火災(zāi)報警位置距離出口最近的一條疏散通道所有門禁就會自動打開,便于人員逃生。同時對聯(lián)動控制進行特殊處理,防止人為制造報警事故[14]。出入口控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

6 家庭報警系統(tǒng)

家庭報警系統(tǒng)應(yīng)用智能化技術(shù),包含多個方面,如煤氣一旦發(fā)生泄漏,應(yīng)在第一時間發(fā)出警報,提醒住戶有安全問題;一旦發(fā)生火災(zāi),報警器會自動發(fā)出警報,從而保障人身安全,減少財產(chǎn)損失[15]。近年來,安防市場迅速發(fā)展,更多的安防產(chǎn)品出現(xiàn)在我們的家庭之中,解決了大多數(shù)外出上班人員對于獨自在家的老人、兒童無法照顧等問題,同時,通過手機遠程控制家中的監(jiān)控攝像機,可了解家中實時情況。在家中的重要地點設(shè)置煙霧傳感器,廚房設(shè)置燃氣泄漏報警器,陽臺窗戶設(shè)置防翻越報警器等。住宅報警裝置根據(jù)室內(nèi)安裝的各種探測器監(jiān)測結(jié)果,在緊急情況下發(fā)出警報,并提供緊急呼救功能,保證住戶的人身安全[16]。根據(jù)應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布2021年全國消防救援隊伍接處警與火災(zāi)情況分析,從引發(fā)火災(zāi)的直接原因看,因電氣引發(fā)的占28.4%,而較大以上火災(zāi)則有三分之一系電氣原因引起,且以電氣線路故障居多,占電氣火災(zāi)總數(shù)的近八成。因此家庭報警系統(tǒng)設(shè)計要充分考慮家用電器,電氣線路的檢測,在主要接線位置設(shè)置電流感應(yīng)器,對過流、過壓等危險情況進行自動保護,同時記錄采樣,及時判斷出故障點,從根源上解決安全隱患。隨著人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和應(yīng)用,以及視頻技術(shù)的不斷迭代更新,“AI+安防”能力已經(jīng)突破安防的內(nèi)涵,安防系統(tǒng)集成的業(yè)務(wù)邊界正不斷拓寬,除了家庭安防,同時也深入到各行各業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用之中,意味著行業(yè)正在進入廣泛安防時代,需要更堅實的網(wǎng)絡(luò)支撐[17]。

7 結(jié) 語

智慧小區(qū)的安防報警系統(tǒng)要充分體現(xiàn)“以人為本,服務(wù)于人”的設(shè)計理念,設(shè)計人員要根據(jù)住宅小區(qū)的規(guī)劃要求、實際特點和周圍環(huán)境等因素,采用合理的方案。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,安防產(chǎn)品更新速度不斷加快,因此設(shè)計時在滿足智慧小區(qū)的安防需要的前提下,最大限度地保留升級空間。從小區(qū)住戶需求出發(fā),將安防報警系統(tǒng)、社區(qū)服務(wù)平臺、小區(qū)物業(yè)管理平臺、綜合服務(wù)控制中心運用“萬物互聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建小區(qū)綜合服務(wù)信息平臺。同時運用樓宇對講系統(tǒng),在綜合服務(wù)信息平臺功能中實現(xiàn)住戶、物業(yè)、線上線下商戶的互聯(lián)網(wǎng)平臺,為小區(qū)住戶提供安全、高速、舒適、方便的生活空間。