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1、安全防范系统的工程设计大纲安全技术防范系统的设计，是完成一个安全防范系统工程项目的第一步，也是非常关键的一步。众所周知，任何一个工程项目，设计的正确与否、合理与否，都将直接关系着后面的整个工程的实施。另外，设计要有依据，要有一定的步骤，才能既符合用户要求，又能符合工程规范。工程设计又分为初步设计和正式设计。初步设计有时也称为方案设计，是一项安防工程实施过程中的关键步骤。对于一、二级工程来说，必须先进行初步设计（方案设计），并经主管部门和有关专家论证后，才能进行正式设计。在本章中将分别对设计方面的各项要求加以详细叙述，并在本章第六节中专门阐述安防工程的初步设计问题，以供读者参考运用。1 设计程序
2、与步骤设计的最根本依据应该是用户的设计任务书以及国家的有关规范与标准。所谓设计任务书是指用户根据自己的需要，将系统应具有的总体功能、技术性能、技术指标、所用入侵探测器的数量、型号，摄像机数量、型号、摄像机镜头的要求、云台的要求、工作环境情况、传输距离、控制要求等各方面的要求以文字形式写出，并作为给设计方的基本依据。但有时由于用户本身的各种原因，可能难于以文字形式给出符合规定的或能说明全部情况的设计任务书，这时往往需设计方与用户共同完成设计任务书。有时也会出现用户口头向设计方讲述自己对系统的大致要求，同意设计方提出设计方案，再加以修改，然后直接形成设计方案。但这种做法严格说来，是不规范的。因此，
3、设计程序与步骤应按下述顺序进行：(1) 用户给出设计任务书。(2) 设计方根据设计任务书和有关的规范与标准提出方案设计。方案设计一般来说，是个粗线条的设计，所以也称为初步设计。方案设计（初步设计）应包含的主要内容有：(a) 平面布防图（前端设备的布局图）。(b) 系统构成框图（图中应标明各种设备的配置数量、分布情况、传输方式等）。(c) 系统功能说明（包括整个系统的功能，所用设备的功能、监视覆盖面等）。(d) 设备、器材配置明细表（包括设备的型号，主要技术性能指标、数量、基本价格或估价、工程总造价等）。(3) 将方案设计（初步设计）提交给用户，征求用户意见，进行修改等。待双方协调并同意后，由用
4、户签字盖章并返还设计方（用户可留有备份复印件或备份正式文本）。双方签订合同书。(4) 将方案设计（初步设计）等有关资料，按要求上报公安机关技防管理部门进行资料的初步审查，并在此基础上由建设单位（用户）的上级主管部门会同公安机关技防管理部门对方案设计（初步设计）进行论证。(5) 设计方根据用户已同意的、并经论证通过了的方案设计（初步设计）书进行正式设计。正式设计书应包含方案设计（初步设计）中的（1）、（2）、（3）、（4）四部分内容，只不过应更加确切和完善。此外，还应包含下面几个重要设计文件：(a) 施工图。施工图是能指导具体施工的图纸。它应包括设备的安装位置、线路的走向、线间距离、所使用导线的
5、型号规格、护套管的型号规格、安装要求等等。(b) 测试、调试说明。应包括系统的分调、联调等说明及要求。(c) 其它必要的文件（如设备使用说明书、产品合格证书等等）以上是设计程序和步骤的一般形式。在具体做法上，有些步骤可以简化，但总体上不应相差太远。2 设计的基本技术依据 所谓技术依据，当然是与系统设计有关的具体技术要求。这不同于设计任务书的情况。设计任务书总体上说是对系统功能的要求和描述，而技术依据是在设计中根据系统功能要求的基础上，对一些具体技术问题加以了解，考察甚至实际测试，得出技术结论后，据此再落实到设计中去。这方面的一些问题与设计任务书的要求有关，但又不是在设计任务书中能全部包括和解决
6、的。所以，技术依据有它单独的一些特点和具体问题。一般说来，设计的技术依据来自以下几个方面：(a) 国家有关的标准与规范(b) 设计任务书(c) 工程现场勘察(d) 设备说明书中所用设备的技术指标(e) 视场角计算(f) 根据系统整体情况选择传输方式(g) 其他必要的技术依据 以上这些，工程现场勘察是非常重要的一个环节。任何一种不通过现场勘察就进行设计的情况，可以说是没有的。现场勘察对设备的配置、安装位置、传输距离、工作环境、传输方式等诸多方面都是决定性因素。所以对这个问题必须非常重视。在现场勘察时，应做出记录，画出草图等，以备设计时作为依据。3 系统中心的设计 系统中心的设计，首先要依据系统前
7、端的入侵探测器、摄像机等设备的数量和布局以及整个系统的情况和要求进行。这里大致分以下几种情况：(1) 由入侵探测器的配置确定报警主机的型号与功能；(2) 由摄像机配置的数量决定视频切换主机输入的路数；(3) 由摄像机配置的数量决定监视器的数量，比如采用4：1方式时，假设有16台摄像机，则应配4台监视器，并由监视器的数量决定视频切换主机输出的最少路数。这里还应说明的是，如控制台上有录像机等设备，还应考虑是否用专用的监视器对应录像机或有关设备。(4) 由摄像机所用镜头的性质决定控制台应该有否对应的控制功能（如变焦、聚焦、光圈的控制等）。(5) 由是否使用云台决定总控制台应该有否对应的控制功能（如云
8、台水平、垂直运动的控制）。(6) 由是否用解码器决定控制台输出控制命令的方式（用解码器时，控制台输出的编码信号用总线方式传送给解码器；不用解码器时，控制台输出直接控制信号。一般来说，摄像机距离控制台较远，且摄像机相对较多，又都是有变焦镜头和云台的情况下，用解码器方式。反之，可以用直接控制方式）。(7) 由传输方式决定控制台上是否应加装附加设备。比如射频传输方式，应加装射频解调器；光纤传输时应加装光解调器，等等。(8) 由传输距离决定是否采用远端视频切换方式，并由此决定控制台的切换控制方式以及对远端切换的控制方式。在远距离传输时，还可能采用视频传输、光纤传输、微波传输等其他传输方式。(9) 根据
9、用户单位的风险等级、用户要求、摄像机数量等因素，综合考虑决定是否用录像机、长延时录像机、多画面分割器等。(10) 根据上述情况决定电源容量的配置、不间断电源以及净化稳压电源的配置等。(11) 根据风险等级、用户要求决定采用单独的电视监控系统，还是电视监控系统与防盗报警系统相结合。总之，系统中心的设计应在实用、可行、节约的情况下尽量满足用户要求和保证系统的功能和可靠性。4 传输系统的设计 由于防盗报警系统信号的传输问题，在本书前部分的有关章节已有讨论，因此在这里重点介绍电视监控系统信号传输的设计问题。传输系统的设计，重要依据有两条：(1) 传输距离；(2) 摄像机的数量、种类及分布情况。 传输距
10、离远、摄像机多的情况，宜选用光纤传输、射频传输、视频平衡传输、远端视频切换方式等。黑白摄像机用视频平衡传输方式为最佳。传输距离近，选用视频传输方式。 有关上述的一些传输方式及选取的原则在本书前面的有关章节中，均做了较为详细的介绍，读者可参考选择。下面要说的是有关传输系统设计中的几个具体问题。1传输图像信号所用电缆的选择 传输图像信号用的电缆线，也即特性阻抗为75的同轴电缆。我国的此类电缆型号主要有SYV-75-5、SYV-75-7、SYV-75-9、SYV-75-12等。型号中的尾数愈大，电缆愈粗，损耗愈小，但价格愈高。所以，根据传输距离和所选用的传输方式，合理地选择电缆是很必要的。究竟选择什
11、么样的电缆线，最好根据传输距离和传输方式以及电缆线型号（主要是确定单位长度的衰减量）通过计算后确定。另外，还要考虑电缆线在户外架设时的环境情况，气候情况，决定电缆线的强度，耐高低温的性能。有时还要考虑外加护套管、加铠甲等。有些质量低劣的电缆，从外表上可能看不出什么问题，但其特性阻抗及其他有关技术指标，可能都达不到规定指标的要求。这种情况要特别注意，否则会出现许多意想不到的麻烦。需要时，可对所选择的电缆线进行必要的测试。2合理地选择传输用的部件和部件插入的位置 这主要是指在射频传输的情况下，应综合考虑摄像机所处位置，与主传输线的距离等因素，考虑使用什么样的传输部件更为合适。譬如，当摄像机在某一处
12、相对集中时，可以考虑用混合器将各路摄象机的射频调制信号（摄像机输出的视频信号经调制器调制后的信号）混合后一起送入主传输线。当摄像机分散在主传输线的沿途时，则采用定向耦合器将各路射频信号送入主传输线。又如，干线放大器应该是在传输电平开始低于80dBmV时的那一点插入。如在高于80dBmV时插入，则会产生自激振荡或插入信号限幅等情况；在太低于80dBmV时插入，会出现雪花状噪声等。还有，在可能的情况下，放大器插入的级数愈少愈好。3控制线与电源线的有关问题 控制线与电源线除要考虑其强度，工作环境等要求外，重要的是应考虑其传输损耗。这两种线的传输损耗，可以用线路的直流电阻去评估，或摸拟实验出单位长度的
13、电压降。特别是控制线，一般是用来传送数码信号或开关信号，而数码信号一般为TTL或负逻辑电平，而开关信号或为TTL电平，或一般也不会高于12V（DC）。如果传输距离很远，到达终端时已达不到TTL电平的标准或低于需要的开关信号的电平要求，也应考虑中间加装放大器的问题。这种放大器是专用的数字信号放大器或电平变换器。这类放大器某些厂家也有定型产品，有些生产厂家称为中继器或中继盒。4管线设计的问题在进行传输系统的设计时，特别是在绘制施工图纸时，往往对于管线的设计与绘制不太重视。其实，在施工中或系统调试中往往在传输线路上出现问题。虽然这不一定都是由于在设计时不重视而引起的，但如果在设计和绘制工程图纸时是认
14、真负责，并按规定进行的，那么就会真正起到指导施工的作用。 我国目前电气线路的设计一般是按照建筑工程中电气工程的有关规范和标准进行的。虽然关于安全技术防范工程没有做出专门的标准，但沿用建筑电气工程的规范和公安部下发的有关标准进行设计和绘制施工图是完全可行的。在建筑电气工程的规范中，有弱电方面的规范和标准，参照它们进行设计和绘制工程图即可。待今后有关部门下发了专门用于安全技术防范工程有关管线方面的规范和标准后，再按其执行。就此问题，这里还要说明如下几个问题：(1) 目前在进行安全技术防范工程的管线设计和工程图纸的绘制时，大多数情况下都是直接绘制在用户提供的建筑物的平面图纸上。在这种情况下，应在图纸
15、上标明管线的种类、型号、走向等。如果原图纸上已有其他电气线路图，则一定要用符号或说明标出安防工程方面的管线。在可能的情况下，最好根据用户提供的平面图自行单独绘制工程图。在建筑物之外进行施工的施工图，则一定要专门绘制。(2) 220V的交流供电线路在设计时就应标明需单独布线，而不能与视频信号线及控制线布在一起。(3) 线路的护套管，应根据规范要求及用户意见，符合防火、防破坏以及屏蔽效果等方面的要求。(4) 管线的路由部分，应专门标明，并采取防破坏及符合环境要求的措施。5 大型安全技术防范系统的设计 一个规模很大的安全技术防范系统，在进行初步设计（方案设计）和正式工程设计时，比起一个小规模的安全技
16、术防范系统来说，无论在要求上和复杂程度上，都要高很多、难很多。这有以下几个原因：(1) 大型安全技术防范系统一般多用于风险等级高的单位。而风险等级高的单位必然要求高、防范的区域大、防范的技术手段先进。一般为防盗报警与电视监控等多种防范措施相复合使用的系统。(2) 对于风险等级高的单位，在整体重点防范的要求上，还必然有重中之重。比如，对一个较大银行的安全技术防范来说，营业场所、金库、进出金库的通道以及运钞车的进出场所、计算机室等就是防范的重中之重。(3) 风险等级高的防范单位，要求不能有防范的漏洞，并且不允许产生漏报以及在发生警情时必须能立即通过防范系统掌握警情、案发现场的具体情况以及采取相应措
17、施。也就是说，必须快速准确地做出反应。(4) 风险等级高的防范单位，在防范手段和措施上，对于重中之重一般采取双保险的防范措施，并且要求增加一些一般防范单位不一定要采取的防范手段。譬如门禁系统、电控门锁等。同时，要求一旦出现警情后，安全技术防范系统的本身应有一定的应急处理能力。(5) 通信措施、供电保障等均要求严格。譬如监控中心与本单位的保卫部门以及与附近的公安部门的直通电话；有线通信与无线通信相结合；以及不间断供电等。 鉴于以上原因，一个风险等级高、规模大的安全技术防范系统，必然是一个要求高、技术手段先进、既全面又有重中之重的防范系统。所以这样的系统在设计时，既复杂、又有较高的难度。但是，如果
18、掌握了大型系统的设计原则和设计方法，还是能设计出一个既符合要求、又能把经费控制在较低水平的系统的。下面，较为详细地论述一下大型安全技术防范系统的设计原则和设计方法。 一个系统的设计，总是要先进行方案设计（初步设计），待方案设计通过后，才能进行工程设计。方案设计搞好了，工程设计也就不难了。 一个系统方案设计的最基本的依据有两条，一条是国家及国家有关部门对该类型建设单位在安全技术防范上的要求和规定；另一条是建设单位给出的设计任务书。这里值得指出的是，建设单位给出的设计任务书，按理说应该是建设单位按国家的规定和要求，结合本单位的实际情况，对该安全技术防范系统要求的具体化。但是，许多建设单位本身或由于
19、对国家有关要求和规定理解和掌握的不够，或由于技术上等其他原因，最终拿不出一份合格的设计说明书，甚至根本不做设计任务书。这为系统的方案设计带来了很大的困难和障碍。目前，许多安防工程的设计任务书往往是建设单位请设计、施工单位代做。严格地说，这是不符合规定的。但鉴于目前的实际情况，设计、施工单位帮助建设单位提出设计任务书也是常见的办法。这里需要指出的两点是：第一，由设计施、工单位帮助建设单位提出设计任务书时，一定要根据国家的有关要求和规定，认真负责地去完成；第二，不允许用方案设计（初步设计）来代替设计任务书，或根本不做设计任务书。在完成了根据国家规定和要求以及根据建设单位的实际情况制定出设计任务书之
20、后，设计、施工单在大型的安防系统中，根据设计任务书及建设单位提供的建筑图纸，方案设计的第一步，是划出防区的区域。即一号区、二号区、三号区等。第二步：根据防区的划定，画出整个系统的布防图。第三步：根据布防图确定具体防范手段和采用的防范措施（报警探头、摄像机、门禁、电控锁以及其他防范方式）。在进行上述的第二、三步时，应对设置的探头、摄像机等计算并给出防范的覆盖面（区域）等。第四步：认真检查、核对、计算布防图及防范手段的形成有否漏洞或死角（盲区）。第五步：根据前几步设计，绘制出由前端（探头、摄像机）至控制中心的信号传输系统以及其他所有设备、部件的系统构成框图。 系统构成框图必须标明或能看出设备与设备
21、之间的关系；各种信号的流向、设备对应的位置、设备的种类和基本数量等。总之，应从系统构成框图上一目了然整个系统构成的全貌。第六步：根据系统构成框图做出设备、器材名细表及其概算。在设备、器材明细表上，应注明设备的型号、规格、 主要性能和技术指标以及生产厂家。第七步：做出工程总造价表（系概算，但应包含设备、器材概算、工程费用概算、税金以及其他取费）。第八步：根据上述各个步骤，写出设计说明书。 设计说明书应对整个系统的构成、性能与功能，整体技术指标、采用的技术手段、实施的方案、各个分系统之间以及各分系统与整个系统之间的关系，并对其他必要的事项做出较详细地说明和论述。至此，方案设计（初步设计）就基本上完
22、成了。 在进行上述的方案设计中，应注意前后之间的联系和统一，也即应使布防图、系统图、设备器材清单、设计说明书和工程总造价等是一个完整的、没有矛盾的、能充分表达设计思想和设计方案的统一体。 在设计中，对于设备、器材的数量和选型，既要保证质量和性能指标上满足要求，又应尽量选型合理、降低造价。譬如，对电视监控系统来说，用黑白摄象机能满足要求的，就不要用彩色的；国产设备能满足要求的，就不必用进口的。这不仅仅是从降低造价的角度出发，而且还因为在某些场合下，前者可能比后者更加合理、可靠（比如黑白摄像机所需照度低，清晰度高；国产设备有利于售后服务等）。 方案设计完成后，经过建设方、设计方以及有关主管部门、管理部门和必要的专家论证、修改并最终认可确定为正式的工程文件。