浅谈安防系统的可靠性设计

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当今安防系统实现其可靠性要求的重要性不可低估，达不到可靠性要求会降低系统的任务效能，会增加系统寿命周期内大量的使用、维修和保障费用。可靠性指标是是客户关心的重要指标，是定量可靠性工作的基础。

浅谈安防系统的可靠性设计

文／彭喜东中国人民公安大学

可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。所谓规定条件是指产品在全寿命周期（设计、生产、使用、退役）内的外部条件。按ＧＢ／Ｔ１９０００－２０００《质量管理体系基础和术语》对产品的定义：“一组将输入转换为输出的相互关联或相互作用的活动的结果。”安全防范系统自然也是产品，其可靠性的标志自然也就是在规定的条件（人为条件、自然条件）下和规定的时间内（系统投入运行至退役的时间）完成规定功能（安防系统设计时应有的功能和应达到的指标）的能力。安防系统要达到完成规定功能的能力，就应从系统设计、工程施工和使用等环节严把质量关，以

此来提高安全防范系统的可靠性。由于本人水平所限，此文仅从系统设计角度谈点肤浅的看法，供参考。

防市场。公安部的８６号令《金融机构营业场所和金库安全防范设施建设许可实施办法》第七条明令：新建、改建金融机构营业场所／金库安全防范设施应提供“安全产品检验报告、国家强制性认证证书或者安全技术产品生产登记批准书。”这一条款虽说是针对金融系统而言，笔者认为它应对所有的安防工程都适用。ＧＢ５０３４８－２００４《安全防范工程技术规范》３．１．４条规定：“安全防范系统中使用的设备必须符合国家法规和现行相关标准的要求，并经检验或认证合格”。可见，国家法规和国家标准对安防工程使用的设备从质量上均提出了要求，因此安防工程建设方、工程公司以及相关部门或人员均应在国

一、设备选择

安全防范系统应选择成熟而先进的技术，可靠而适用的产品。产品质量直接影响系统的可靠性，劣质的产品必然是故障不断，图像模糊，误报警频发等。要解决这些问题，从产品生产厂家说，应努力提高安防产品质量，打造优质名牌产品；从工程公司的角度说，应拒绝使用未经国家授权的检验机构检验合格或认证合格的产品；从管理部门说，应加大对假冒伪劣产品的打击力度，绝不允许劣质产品进入安

26２００８年１－２月家法律、法规和标准的约束下从事安全防范工程建设，为预防和制止违法犯罪、减少治安灾害事故、维护公共安全、保护国家和人民生命财产安全贡献力量。从技术层面讲，合理选择安防设备是关键，因为决大多数安防设备都有适用范围和局限性，所选设备必须能在现场环境下稳定可靠工作，否则系统可靠性无任何保证。例如：多雾区不宜选用主动的外探测器，因为雾对波长为０．８５μｍ的红外线吸收比很高，很容易引起主动红外探测器的误报警；靠近振源不宜选用振动探测器（如必须使用应在系统中加用振动分析仪），因为日常生活中震源的频率就足以引起振动探测器的误报警；空气污染严重城市（室外）不宜选用球型摄像机，因为球罩需维护人员频繁的擦拭，否则图像很快就模糊不清；易遭雨淋处或尘土较多的地方，不宜选用接触式ＩＣ卡式读卡器等，因为此类设备在这种环境下工作很容易异常……参与工作的部件或分系统全部失效时，整个系统才失效。图１为ｎ个部件组成的并联系统的逻辑框图。并联系统的特点是所有并联部件同时参与工作，可靠性高，但价格较高。备份系统（备份设计）是在关键部件或分系统、易出故障部件或分系统留出预备件，当参与工作的二、并联设计与备份设计并联系统（并联设计）就是当１２１２ｎ图１并联逻辑框图ｎ图２备份逻辑框图２００８年１－２月27

产业发展

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部件或分系统失效时，立即转换成备件或备用系统工作。图２是这种系统的逻辑框图。备份系统的特点是参与工作的部件或分系统未失效时，备件不参与工作，可靠性较高，价格较低于并联系统。

无论是并联设计还是备份设计都将极大地提高安防系统的可靠性，但是，安防系统没必要都做并联设计或备份设计，设计人员只要充分利用这一思想，在系统关键部位、易出故障部分采用这种设计方法就可以满足安防系统的高可靠性要求了。下面是几个并联设计或备份设计的例子：纵深防护体系（兼有周界、监视区、防护区和禁区的防护体系），从理论上说是并联设计，就其防范效果来说又是典型的备份设计，我们姑且说它是两种设计思想的融合吧；安防系统要求有备用电源（对入侵报警系统、紧急报警系统更重要），这种备用电源设计就是典型性备份设计；ＧＢ５０３４８－２００４《安全防范工程技术规范》，４．２．１０条第１款规定：“展厅内应配置不同探测原理的探测装置。”是典型的并联设计；该标准的４．３．５条第３款第２项“现金业务库区应安装２种以上探测原理的探测器”，也是典型的并联设计……

常用的安防器材很多都体现了并联设计或备份设计的思想，设计人员只要合理选取就可以了。例如：双鉴探测器。这种探测器的原理是当两种探测技术同时或几乎同时探测到危险信号时，双鉴探测器才进入报警状态。该设备的使用极大地减少了系统的误报警。这种双鉴器有些是当一种探测技术失效时，自动转换成单技术探测器工

作。足见其并联设计和备份设计的灵活运用。目前，应用较多的双鉴探测器有：微波－被动红外双鉴器、声控－振动玻璃破碎双鉴器等。又如：彩色／黑白摄像机。为了更多地捕捉信息，人们总希望看到彩色图像。然而彩色摄像机对防范现场照度要求比黑白摄像机高５倍。彩色／黑白摄像机当防范现场照度较高时进行彩色摄像，而当光线较暗时能自动转换成黑白摄像，以此来提高监视图像的清晰度。这种彩色／黑白摄像机也是备份设计的体现。

试、维修设备也是必须的，例如：万用表、示波器、信号发生器、电缆信号测试仪、光时域反射仪、光功率计等是迅速查找故障、修复系统的必备工具。

四、人机工程设计

在工程可靠性设计中，把操作设备的人和他操作的设备看作统一的整体，叫人机系统。人机系统设计工作包括：合理分配人机系统中人和设备的职能；使设计的设备充分适应人的操作特点和要求；排除不良环境对人机系统的影响，保证操作者安全、舒适、高效地工作。安防工程设计也应充分体现这一点。以计算机为核心的安防系统人机界面友好、中文字符显示、报警部位显示、预案显示等功能主要取决于系统软件，因此做好软件的开发工作尤为重要。就人的工作环境来说，应考虑到值班人员的观看屏幕距离，适合的观看的范围是：值班人员到其正前方监视器的距离应为该监视器屏幕对角线的４－６倍。再者，系统设计时应以记录为主，直接观看为辅，这样才符合人机工程的理论。监控中心应设为禁区，保证监控中心和值班人员的安全。监控中心应有适宜的温度（１６－３０℃）和湿度（３０－７５％），给值班人员提供舒适高效的工作环境。

总之，提高安全防范系统可靠性的关键环节是提高系统的可靠性设计，提高可靠性设计的途径是：选择优质产品、合理选择产品系统关键部位采用并联或备份设计进行可维修设计和人机工程设计。

三、可维修设计

安全防范系统是一个可修复系统。为减少系统的平均修复时间，系统设计时必须考虑到可维修性。可维修设计在安防中的典型应用有：选择通用设备或模块化结构的设备，当故障部位确定后，通过更换设备或模块，达到迅速修复系统的目的；留出足够的维修空间、检修孔／测试孔，维修人员或维修工具能迅速抵达故障部位；线缆的备份、冗余、标识，安防系统的线缆很多，在关键部位／易损部位敷设备份线缆，既方便维修，又节省因维修产生的费用。线缆的标识是说在线缆引入设备端做耐久性的标记，以备维修时查找。

从设备生产厂家来说，增强或改进设备的自检功能很重要，安全防范系统需要良好的自检功能，最好能确定故障的类型和具体部位。采用通用协议，开发前端设备（特别是探测器）底座等，将给维修工作带来极大便利。

对工程公司来说，提高维修人员的素质最为重要，当然，测

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