前言

　　当前，我国安全防范行业的发展十分迅速，生产研制安全技术防范产品的企业众多，从事安全技术防范工程设计、施工、软件开发、系统集成的企业遍及全国。智能建筑业的迅速兴起，社区安防工作的迫切需求以及国家重点要害部门、重点要害部位安全风险的加大和防范措施的加强，尤其是国家标准《安全防范工程技术规范》的颁布，各地的平安城市建设和3111工程的蓬勃开展，使得安防技术的发展无论在广度还是深度，都出现了深刻的变化——那就是数字化技术成果在安全技术防范领域的应用更加普及和深入，智能化程度更高。

　　本文试图梳理各种安防技术，指出数字化安防系统的发展方向是智能化，并澄清一些观念。

　　一、数字化安防概念

　　GB50348-2004《安全防范工程技术规范》中对安全防范产品、安全防范系统和安全防范(系统)工程等概念给出了自己的定义。它们是这样定义的：

　　安全防范产品是用于防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等领域的特种器材或设备。

　　安全防范系统是以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查系统等;或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。

　　安全防范(系统)工程是以维护社会公共安全为目的，综合运用安全防范技术和其他科学技术，为建立具有防入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏、防爆安全检查等功能(或其组合)的系统而实施的工程。通常也称为技防工程。

　　从上文可以看到，安全防范系统主要指技术防范的范畴，人们通常也简称为安防系统。以下所提到的安防概念均是指技防的意思。

　　安防(系统)工程的核心理念是建立纵深防护体系，通过探测、延迟与反应相协调的原则达到安全防范的目的。也就是及时有效地发现异常情况(入侵、盗窃、抢劫和破坏等)，快速准确地做出判断，全面无误地对现场情况做出记录，准确及时向有关人员和单位发出报警和处置信息，从而及时有效制止非法活动，消除安全隐患，保证被保护目标的安全，或者避免危险的发生和扩大。安防系统就是要以“空间”换“时间”，压缩违法犯罪空间，争取快速反应。

　　安防系统的核心工作内容是对现场信息的实时采集、处理和传输、显示和记录以及后期的再处理响应等。安防系统的信息最简单的表达就是“有”和“无”，“报警”和“正常”等等一系列离散化的判定结果，这就是数字化。安防系统从一开始就深深根治于数字化技术的沃土中。数字化安防系统，就是信息化的安防系统，在下文的介绍可以看出其中许多数字技术应用的烙印。就目前的技术而言，只要智能化，首先必是数字化。

　　由于视频和音频信号的技术囿于当时技术的局限性，保留了较多的模拟技术，但现在也正随着电子技术、计算机技术、通信技术的飞速发展迅速地数字化，这是不争的事实。

　　二、安防技术分类

　　应用于安防领域的技术有很多，这些技术对安防没有专属性，但多年来，业内已经形成了相对稳定的产品序列和技术组合，故常称为安防技术。安防技术是综合应用传感器、通信、计算机、信号处理、电子、机械、人工智能等技术，针对安防目的而产生的融合技术。

　　(一)根据技术应用的目的的不同，安防技术可以做如下划分：

　　1.以人、物为监控目标的技术：身份认证、目标识别

　　1) 以外在的卡片身份识别技术。

　　这类卡如磁卡、IC卡等。在IC卡中最值得注意的是RFID卡技术。这类技术已经形成很大的安防应用市场。比较知名的品牌有HID，INDALA，Philips的MIFARE 1，TI，EM等等，但国内在二代证技术基础上的非接触式卡技术发展和应用也值得大家关注。各类卡的技术在安全性、可靠性、方便性(距离远、识读速率快)和大容量存储等方面有了很多针对性的发展。

　　物流领域中的条码识别技术应用十分普及，在物流的管理上具有较久的历史。

　　2) 生物特征识别技术

　　针对人与生俱来的生物特征具有的独特性和一定范围的唯一性，形成了目前多种多样的生物特征识别技术。目前比较常见的生物特征识别技术有活体指纹识别技术，掌形识别技术，面相识别技术，虹膜识别技术，声纹识别技术等等。其中指纹识别技术产品化和市场推广较好。但最有应用前景的应属面相识别技术，它的最大优点是非接触。

　　生物特征识别技术的最大的难点是存在较高的拒认率和误识率，且识别速率受限于识别系统自身，对识别环境和识别系统本身要求得都比较苛刻。

　　生物特征识别技术在高安全区域的出入控制中得到较多应用。

　　3) 卡片身份识别与生物特征识别技术相结合是目前高安全等级应用的主流技术。

　　4) 一般目标识别

　　主要利用视频技术来对目标进行分析，从视频背景中提取出目标，并分析出目标的行为特点。最著名的就是移动目标如人、车、动物等的侦测。这是目前最前沿的技术。

　　或者利用目标的特征谱线(原子级)或化学特性等进行甄别、筛选。

　　2.以行为为探测目的的技术：入侵探测、视频移动侦测

　　1) 周界报警

　　在周界报警中经常用到的技术有利用振动电缆、振动光缆、泄漏电缆、静电场的分布构成的大区域边界检测的系统产品，有利用主动红外，红外激光的发射与接收的变化特性来识别穿越边界行为的产品。这类产品的一个最大特点，对安装条件和使用环境的要求都较高。

　　2) 室内探测器

　　在入侵报警系统中，最大量应用的探测器就是室内探测器。室内探测器依据采用的传感技术不同而被称为被动红外探测器、微波探测器、超声波探测器等。他们通常可以对探测空间中的移动入侵者做出响应和判断。

　　利用微动开关或门磁开关做出位置判断的探测器也是一类大量应用的探测器。

　　3) 视频移动探测

　　视频移动探测，是利用视频数据流中相对变化的内容超过设定的阈值而触发报警的技术。这是目前最需要智能化的应用技术，也是目前最前沿的技术，从最初的简单的视频图像的变化，到目前可以逐步自适应环境的变化而较准确地识别出目标行为，技术发展有突破，但也存在难度。

　　3.以过程为监视记录目的：视频记录、音频记录

　　利用可视技术对现场的完整过程和细节进行全面记录或针对性的抓拍，这些记录通常作为警方侦破案件的重要线索或证据来源，是事后追溯的重要手段。

　　DVR(数字录像机)已成为近几年来的视频安防监控系统的标准配置的记录设备。

　　4.以控制与阻滞为目的：执行机构、物理隔断

　　利用专业机械与电子的一体化设计，达到对特定环节的控制。这类产品如电控锁、可控道闸、可控路障等。

　　利用高强度材料或者特别组合的机械结构或者其他建筑结构构成的物体或物体组合，通常把他们列为物防的措施。

　　(二)根据在信息流程的不同阶段的特点，安防技术又可以做如下划分：

　　1.探测技术

　　1) 利用光学(包括不可见光)和声学的成像原理分析

　　这类产品通常为摄像机、照相机和音频探测器。摄像机又可根据不同的应用场所选用低照度、宽动态、彩色、高信噪比等多种类型的产品。

　　2) 利用电磁场(光场)、振动场(声场)的扰动探测

　　这类产品如泄漏电缆探测器、静电场周界报警器、振动光缆报警器、超声波驻波探测器等。

　　3) 利用目标本身发出的信息识别

　　这类产品如被动红外探测器和各类标识卡片的读卡器等。

　　4) 利用电磁波(光波)等主动探测或者机械装置的通断

　　这类产品如主动红外探测器、微波探测器、超声波探测器、微动开关、门磁开关等，再比如x射线的探测比对等。

　　2.传输技术

　　根据《安全防范工程技术规范》的要求，一般地，安防各子系统应能独立运行,强调传输的安全可靠性。故传输环节多以专线传输方式为主。从不同的实现方式可以做如下的划分：

　　1) 有线(电缆、光缆)传输与无线传输

　　目前相当一部分安防系统的信号传输是采用专用电缆传输的方式，部分系统的部分传输环节采用专用光缆传输的方式。光缆传输方式主要应用于远距离、高带宽、保密性和抗干扰要求高的环境里。

　　无线传输目前主要采用无线电传输，使用光传输的情形较少见。无线电传输的实现模式视应用条件而定，近距离的有无线报警组网系统、无线局域网(WI-FI)等，远距离的有无线视频传输系统、卫星传输和无线公网(如中国移动的2.5G，3G,4G)等。

　　2) 其他分类的传输方式

　　其他分类的传输方式如模拟与数字传输、低速传输与高速传输、普通传输与加密安全传输、工业级与电信级传输等等。

　　模拟传输主要存在于模拟信号如模拟视频信号和模拟音频信号的传输，数字化的无压缩的数字视频信号传输和有压缩的数字视频传输正成为一种新的发展趋势。

　　低速传输主要用于现场控制器与前端控制器之间的通信，以RS485接口为主;现场控制器与主机(主服务器)之间以RS485或更高速的以太网方式通信。目前的发展趋势是，通信速率高速化。

　　电信级的传输技术正逐渐向安防领域渗透，在更大范围的安防系统联网整合方面开始发挥巨大的作用。传输环节可管理性正逐渐增强。传输协议的标准化势头很强。

　　3.处理与分析技术

　　在各类信号处理与信息分析的技术中，以下几种技术正不同程度地应用于前端探测器，系统级分析环节等：

　　1) 简单累计计数技术――应用举例：被动红外探测器。

　　2) 强度量阈值分析――应用举例：声控报警器。

　　3) 信号变换处理技术――如微波(多普勒)探测器、超声波驻波报警器，生物特征识别技术。

　　4) 频谱特征分析等――应用举例：拾音型双鉴玻璃破碎报警器(低频和高频)。

　　5) 目标特征提取分析――应用举例：图像识别技术，声纹识别技术。这种类型的技术目前是一个热门的发展方向，是数字化安防的核心内容之一。

　　6) 现场场景与目标的特征分离的自适应分析――应用举例：图像分析技术。这是目标特征提取分析的延伸技术，是视频领域具有革命性的技术。

　　4.记录与归档技术

　　在安防领域中，历史数据的记录和归档是一个极其重要的环节。在这个环节充分展现了数字化安防大规模应用IT技术成果的情形，它们是：

　　1) 数据库技术

　　2) 数据的关联技术(信息联动)

　　3) 数据挖掘技术

　　这些技术在未来的时光里正成为数字化安防智能化的重要发展方向。

　　5.信息显示技术

　　在安防领域以各种直观快捷的方式给出报警信息的准确内容，或者现场信息具体图像等是人机交互的重要环节。目前常见的方式有计算机显示终端方式的电子地图、模拟地图、组合图像显示(如电视墙)、信息记录提示等。

　　6.各类执行控制技术

　　如最典型的电控锁等。

　　7.其他技术

　　以下这些技术更是安防系统作为电子系统和安全系统的首要保证，目前正沿着系统防护越来越完善和系统性能越来越稳定的方向发展。

　　1) 电磁兼容技术：抗雷击与防静电和其他电磁干扰，防电磁泄漏等。

　　2) 设备的物理安全防护技术：抗破坏、防尘、防水等等

　　3) 信息安全保密技术

　　4) 本地供电技术

　　三、安防技术未来发展趋势

　　一直以来，安防系统规模越来越大，技术复杂度也越来越高，对本地的信息处理的能力要求越来越高，安防系统的数量越来越多，社会治安防控体系对系统互连和信息互通的要求越来越强。所有这些都在呼唤着安防技术新一轮的信息整合。这就是在数字化、网络化和标准化基础上，正在发展的智能化安防技术。这项技术不是单一技术，它是从单一设备到整个系统，从前端点到后端用户界面的功能和性能的全面提升。

　　(一)探测智能化

　　利用本地的MCU或DSP等具有一定智能判断的处理芯片对采集的信号进行实时的就地处理，直到滤除噪声，取得真实目标信号，或者利用传感器网络之间的互相通信认证和组合构成新的目标含义。

　　如引入被动红外计数能力的红外探测器可以有效降低被动红外探测器的误报率，利用多种入侵探测器准确判断入侵者的行踪等。

　　利用引入图像分析能力的一体化摄像机可以自动跟踪活动目标的移动。利用并行DSP处理的CMOS摄像机方便实现了超宽光学动态范围的摄像机(DPS)。

　　探测器自身的智能诊断和提示，使得系统的自我诊断保护能力进一步增强，提高了系统的可维护性。

　　探测智能化是分布智能化的标志之一。

　　(二)传输智能化

　　对传输带宽、路由和冗余度的智能化管理，使得传输的可靠性进一步提高，可管理性进一步增强。尤其是分组交换、光交换传输和IP技术使得传输的智能化程度明显提高，对于系统内、系统间信息的交换更为便捷。这方面的技术和产品研发正在许多厂家积极展开。电信技术应用于安防的内容正日益增加：接入网技术也在深深影响着安防系统的通信手段的发展。

　　(三)信息整合的平台化、层次化与智能化

　　随着安防系统的规模扩大，安全管理系统所要求的集成管理平台已成为现在和未来的关键技术而凸现出来。集成管理平台的目的是要解决各类安防监控过程信息的相关提示，解决各类报警信息的联合判断，解决相应系统的快速响应，解决异构系统信息的快速整合，提供突发事件的预案和预决策信息，为解决更大范围的安防系统集成——如社会治安监控整合或者3111工程联网提供必要的技术支撑。

　　平台化的思想，首先是一个集成信息交换平台，然后是一个数据库的融合平台，这使得系统的可操作性、互操作性和信息传递及时性、信息判断的完整性更加完备，具有良好的应用前景。国内已有多个厂家推出这样的系统。

　　平台化的思想并不排斥判断决策的层次化。这种层次化实际上是一种层层嵌套的结构，不同层次的决策有着不同的判断水平，同时又为高一级的层次提供判断和决策的依据(如图1所示)。这也是分布智能化的必然要求。从技术实现来看，这是分布并行计算的合理分配计算负载的比较好的解决方案。

　　在平台化和层次化之上的集成管理平台才有可能利用这些信息重新整合，生成一定的智能化结果，用于进一步的事件处置等。

　　(四)执行机构的机电一体化与智能化(人性化)

　　执行机构的机电一体化趋势，使得执行机构本身具有了自我探测和自我判断、自我诊断的能力，从而可以更有效地避免不必要的误动作和非正常的危险事件的发生，提高了系统的可管理能力。例如具有防夹人功能的通道闸机，带有门位置检测的电插锁等等。

　　四、几个有必要澄清的误区

　　近些年来，安防系统工程无论在技术水平、设计思想，还是工程质量都上了更高的台阶，再也不是什么“别的也干不了什么，就干干安防吧”的状况。但毕竟这个市场是一个新的正在逐步规范化的市场，还存在着许多误区。这些误区都或多或少地影响着安防技术的发展，影响着安防系统的作用发挥。下面从技术角度，列出几个误区供大家研讨，希望会有助于安防市场的健康发展：

　　(一)安防系统设计实施简单

　　按照子系统和设备组合进行简单配置，功能可实现一些，而可靠性和系统响应时间等指标无法确认或无法达到实用的效果。

　　这种情形缺乏各子系统的有机整合，有的连最起码的联动都很可怜，更没有完善的电子地图等类的信息提示手段。不知道安防的目的是什么，随意设置系统设备，更加上没有合格的人员对应值守，缺乏系统性，缺乏规范性，使得安防系统成为摆设，无法发挥应有的作用。

　　(二)安防系统设置应独特和专有

　　安防系统独有的安全特性，使得它有别于一般的IT系统，有别于一般的弱电特别是BA系统。

　　借口安防系统的独特性，不与新的技术更好的融合，极力排斥最新的数字化和智能化的技术的融入，从而无法提升安防系统的整体水平。

　　(三)安防系统配置突出某些技巧和手段

　　例如安防系统中过分强调电子地图的美观程度，强调视频系统中图像的实时存储能力(保存时间)，不管存储的资料是否有效和可利用，忽视信息的关联、整合和特征提取;强调应用生物特征的识别，忽视其不足(较低的识别速率，较高的拒认率和误识率);推广“一卡通”，却忽视其中的安全识读的环节;强调系统的整合，却忽视各子系统的独立运行(弱耦合机制);等等。

　　这些都不利于提高安防系统的综合应用效果，相反往往会使得初期投资成本急剧膨胀。

　　(四)安防系统完全IT化

　　由于安防的核心问题是对各类实时信息的采集和处理，故突出强调IT技术的应用能力。

　　这样的情形，是一部分软件集成的人员易犯的错误。他们容易忽视安防各类信息间的关联关系，忽视安防的软硬件结合的问题，忽视安防管理中，人防、物防与技防的有机配合与安防系统自身的安全性问题。

　　安防信息处理、显示和记录不是目的，但却是必要过程，制止不法活动，消除安全隐患才是真正的目的。

　　(五)安防工程弱电化实施

　　忽视安防的特殊的安全特质，仅仅因为系统工程性质属于弱电系统而采用了普通的施工规则，这样的后果是导致系统设计的不完备，导致系统的施工的简单化，导致系统的安防指标达不到要求，导致其他应用影响安防系统的正常运行。

　　术业有专攻，安全须保证。技术虽相似，要求难全用。信息是核心，安防专内容。

　　(六)安防系统全能化

　　以为安防系统可以解决一切安全问题，忽视管理，忽视人防和物防措施的配合，忽视信息安全管理。强调安防系统对外来入侵事件的防护能力，忽视自身系统的安全防护。这种情况较多见于一些技术出身的保卫部门的管理者身上。

　　结束语

　　和谐社会是法治社会。我们相信，安防系统作为现代治安管理和刑事侦破的依法执法的重要手段，数字化、智能化的安防系统作为人的感官和大脑的功能延伸，将发现问题和处理事件的速度和效率提高到一个新的水平。

　　社会经济的发展呼唤着平安，数字化安防技术的发展必将推动平安社会的到来。我们期待着!我们努力工作着!

　　(作者单位：北京联视神盾安防技术有限公司，原载于《智能建筑与城市信息》杂志2006年10期)