技术防范在安全防范三要素中的实践应用
摘 要：安全防范包括人力防范、实体（物）防范和技术防范三种基本手段，三种基本手段要实现防范的最终目的，都要围绕探测、延迟、反应这三个基本防范要素开展工作。故宫博物院近年来在安全技术防范建设方面成果显著，相关技术应用于探测、延迟、反应三要素中，起到了十分重要的作用。技术防范是人防和物防的有效补充，是功能的延伸和加强，在重视技防建设的同时，做好三防的有机结合，不断完善安全防范体系，是做好博物馆安防工作的基础。
关键词：安全防范系统；技术防范；探测；延迟；反应
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）14-0045-03
安全防范包括人力防范、实体（物）防范和技术防范三种基本手段，三种基本手段要实现防范的最终目的，都要围绕探测、延迟、反应这三个基本防范要素开展工作。探测（Detection）是指感知显形和隐性风险事件的发生并发出报警；延迟（Delay）是指延长和推延风险事件发生的进程；反应（Response）是指组织力量为制止风险事件的发生所采取的快速行动。
技术防范是人防和物防功能延伸和加强，在探测、延迟、反应三个基本要素中不断地增加高科技含量，不断提高探测能力、延迟能力和反应能力，使防范手段真正起到作用，达到预期的目的。本文主要介绍故宫博物院安全技术防范在安防三要素中所起到的作用。
1 探测
基础的人力防范手段（人防）是利用人们自身的传感器（眼、耳等）进行探测，发现妨害或破坏安全的目标，作出反应。而技术防范则是通过技术手段，通过传感器技术、电子技术、计算机技术等先进的科学技术协助进行探测预警。在探测方面我们主要用到：
1.1 防盗入侵报警系统
故宫博物院防盗入侵报警系统在外城墙、室外院落连廊门窗、室内空间布设三道防线，形成纵深防护，室内外均配置不同报警技术的报警器，如主动红外报警器、被动红外报警器、微波报警器、双技术报警器、缆式报警器、激光报警器等。系统主要设备包括报警通信设备、前端报警控制器和各类报警探测器，负责收集、传送和处理报警信号。因其点位多、分布广泛的特点，系统的实时性能非常重要，按照相关规范的要求，报警响应时间必须在2秒以内。通过并发型的多总线报警回路和总线型的报警控制器能够很好的解决这个问题。采用高性能网络串口服务器为服務器扩展出多个串口，各个串口可独立工作形成一条总线，系统服务器负责控制每个串口进行轮询。通过串口服务器扩充总线数量，软件并发轮询的模式能够满足大规模报警系统的需要，其他客户机通过与服务器的数据交换实现数据共享和子系统之间的联动。服务器软件采用多线程并发模式，总线之间互不影响。系统架构图如图1。
此外，正在实施的文物藏品全时空技术防范工程，基于射频识别、超宽带以及无线传输技术的电子化标签应用于单体文物上，实现文物本体状态、信息的持续监测，并与防盗报警系统相融合，可定位、追踪、感知文物状态，是故宫安防系统的重要补充，实现室外周界防范、室内空间防范和单体文物防范的立体交叉防范。其工作原理是电子标签与文物绑定，标签内部集成微型传感器，可检测文物藏品振动、倾斜、加速、标签脱落等状态信息。电子标签为双频工作模式，低频部分接收位置标识器数据，并通过高频单元将位置编码、传感器数据上传给读写器，读写器经有线网络上传给后台数据管理中心服务器，信息管理中心检测到数据中包含异常信息，则会触发报警。
1.2 声音复核系统
通过独立安装的或与摄像机集成的拾音器，可采集防区内的声音信号，与防盗入侵报警系统联动，报警后可联动播放现场声音，协助值班员进行警情复核。
1.3 视频监控系统
故宫博物院现已安装各类监控摄像机2603台，其中高清摄像机占比约41%，监控范围基本做到全覆盖，视频监控系统主要应用包括警情复核、实时监控、录像取证、内部管理、隐患排查、观众服务等。通过视频监控平台的视频报警功能，也可实现进入禁区报警、越界报警、移动侦测报警、物品遗留报警等，基于画面分析进而实现“探测”功能，变被动为主动，更好地发挥视频监控资源的效用。视频监控系统架构请见图2，录像存储采用NVR数字化网络视频存储，高清摄像机可直接接入存储网络，模拟摄像机通过视频编码器进行数字化转换后接入存储网络。
1.4 门禁系统
故宫博物院开创性的将电子挂锁应用于文物古建当中，既保留了机械挂锁原有安装形式，对古建本体做到最小干预，又实现了更高效更安全的出入管理，使锁具本身具备了“探测”功能，内置芯片通过无线通讯传输设备，可将门锁开启、闭合信号上传至中控室，异常状态可发出报警并联动视频监控系统让值班员第一时间发现并核实现场情况。
多个电子挂锁和其相连的无线转发器组成一个星型通信网络，无线转发器负责电子挂锁开启、关闭、异常报警等信息的采集与传输，接挂锁发出的无线报警信号和数据，并经智能判断处理，自动发送诸如挂锁开启时间、挂锁闭合时间、非法开启、电池低电压等报警信号到中控室的报警接收主机上。电子挂锁具备无线数据传输功能，配合远程无线监控报警系统，实时监控挂锁的状态并实时上传开锁、锁闭、非法开启等数据，实现与中控室的无线连接，通过LORA传输技术和扩频通信技术，提高传输距离和抗干扰性，通过数据加密技术提高数据传输安全性和可靠性。
2 延迟
故宫博物院占地面积大，院落众多，尤其闭馆后各独立院落大门均要上锁，遇突发事件快速处置时要开启一道道门锁，为快速处理警情增加了难度。现有防盗入侵报警系统、视频监控系统、门禁系统等技术防范措施为事前防护提供了有力的技术支撑，但事中处置存在短板，即犯罪实施盗窃时缺乏自动化的、及时有效的制止犯罪分子作案过程的干预措施。为此，故宫博物院2015年启动了立体安防喷雾器工程，在前端机房、部分展室和库房安装喷雾器，喷雾器与中控室联网，遇警情可自动也可由值班员手动开启喷雾，喷雾器装置可在0.5秒内启动烟雾，喷射大团无害白色烟雾，对周围空间进行快速完全覆盖，将周围可视范围降为零，使盗贼失去方向感进而丧失作案能力，起到立即震撼驱赶犯罪，保护文物不受损失的作用。