安全技防系统的运行监测.docx
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安全技防系统的运行监测
安全技防系统的运行监测
【摘要】：
安全技防系统代替了人防，但是必须保证安防设备自身的正常、稳定运行，不能全天候正常运行的设备系统却会适得其反。
设备运行监测系统就是针对安防系统前端、传输、中心设备以及中心机房动力、环境进行监测，系统实时监测设备运行状态，及时发现故障信息后报警并启动应急预案，确保安防系统正常工作。
设备运行监测系统由前端设备运行监测、中心IT设备运行监测和中心动力环境监测等部分组成一个集中监控系统，通过系统接口并入综合实战平台内。
【关键词】：
物联网、安全技防工程、设备运行监测、系统架构、实施建议
【正文】：
一前言
自从2009年8月温家宝总理视察无锡的国家传感网中心以来，物联网作为一次新的产业浪潮引领技术已经成为全世界瞩目的焦点。
总理在十一届全国人大三次会议上作的政府工作报告时也指出，要加快物联网的研发应用，并将物联网列入未来五大必争产业制高点之一。
物联网（TheInternetofThings），这个红极一时的概念的定义很简单：
就是把所有物品通过信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
其核心思想就是全面感知、可靠传送、智能处理。
如今物联网技术已经在各领域得到了应用，如在智能交通的交通信息采集方面，车检器通过采用非接触式地感线圈来收集和感知区域内车辆的速度、车距等信息，当车辆进入传感器的监控范围后，车检器通过传感器的触发一体化像机启动视频图像捕捉来采集车辆的车辆特征、车牌等等重要信息，然后将采集信息传送给云端进行比对运算，并与黑白名单数据库进行比对，建立车辆轨迹网，提供应用查询及布控。
安防行业也是物联网的典型应用领域，从技术层面讲，安防系统符合物联网感知层、网络层和应用层的三层体系架构，近期蓬勃发展的视频智能分析技术、高清IP视频监控系统和公安部跨区域视频监控报警联网系列标准的建立，充分体现了物联网全面感知和智能处理的特征。
技术与应用的相互促进，加上国家政策的强力导向，安防产业已经在此次物联网浪潮中成为排头兵。
二问题的提出
当以物联网概念为基础的安防系统作为主要防范手段时，技防、物防与人防必须很好地结合，否则可能会出现异常危险的境地。
比如在2009年17日13时多，呼和浩特第二监狱4名囚犯杀害一名狱警后越狱逃窜。
据宁波日报2009年11月6日刊的《呼和浩特四案犯为何能突破坚固堡垒？
》一文所分析（摘录）：
在国庆节前，该监狱刚进行了一次以囚犯暴动为假想的演习，并对监舍和园区完成了突袭式大清查。
在越狱事件发生前２０天，该监狱还在出口通道内增加了第四道门，俗称“鹰眼门”，通过高科技手段用红外扫描瞳孔，以识别身份。
两个多月前被解散的防暴队很多人员被安排到各监区的监控室，通过摄像头监控犯人在宿舍内的活动。
监狱内公共空间都安装了摄像头，狱长的办公室内有专门的设备，可以看到每一个角落的情况。
而结果却是４名囚犯竟然是从设计、把守最为严密的大门逃脱！
报道没有提到呼市第二监狱的安防系统是否一直可靠运行，但是下面这个新闻却是令人担忧的。
据中国新闻网2010年03月31日的报道《纽约地铁半数监控失灵，安全部门惊出一身冷汗》，在俄罗斯首都莫斯科发生地铁恐怖袭击事件之后，美国各大城市也迅速加强了在地铁等公共交通区域的安保措施。
而最新的发现还是让美国安全部门惊出一身冷汗。
经过调查后发现，原本安置在纽约市各大地铁站的4313个摄像头竟有一半无法工作，而这些“盲点”一旦为恐怖分子所利用，将引发无法想象的可怕后果。
安防更需要安防！
我认为技防系统建设必须同时考虑对自身可靠运行进行监测。
在本次泰州市的技防城建设中我们着重考虑规划设计了安全技防系统的可靠性监测：
设备运行监测系统，以此保证安防设备能时刻保持正常运转，在出现异常时能及时报警，建立灵活的预警机制，确保故障报警后能迅速得到排除并修复。
三需求分析
技防城的发展
江苏省大力实施全省派出所网络警务工程，在全省73个市县110接警区中联合推进技防城建设，通过综合运用视频监控、区域联网报警、车牌识别比对等多种技术手段，加强对人、车、物、路等社会治安关键要素的网络化动态防控，全面建设“防范技术融合应用、防控时空无缝衔接、防控目标全程追踪、防控区域全网覆盖”的技防城，努力为平安和谐江苏建设提供强大科技支撑。
在大投入、大建设的背景下，一大批技防城项目将得以建设并投入应用，但是技防系统也是需要监测的，设备是否正常运行、故障是否得到及时处置等等将实质上影响技防手段的有效性，如果人防薄弱又过于依赖技防的时候，技防手段却处于瘫痪状态，那岂不是形成安防的大漏洞了。
监测需求
对安全技防设备运行状态进行监测的目的，是为了实时掌握设备工作状态、网络通信状态、设备工作环境状况，及时发现各类异常情况，以便快速有效消除，提高系统运行正常率。
同时通过对系统及设备故障率、故障原因的统计分析，评估系统设计及选用设备的稳定性、可靠性，为提高安全技防系统质量提供依据。
技防城项目主要包括大量的治安卡口系统、治安动态视频监控系统前端接入、系统光纤传输、集中编解码、中心集中存储、集中管理及应用设备、机房动力环境管理等部分。
是由多个子系统组成的复杂的安防系统，其架构如下图所示：
监测对象
基于技防城架构的设备运行监测系统，其主要的监测对象就是前端设备、传输设备、中心设备和综合应用平台设备的的监测，设备运行监测系统本身也采用前端信息传感采集、数据传输、信息处理及数据应用等部分，其矩阵式结构示意如下图。
实现功能
（1）设备注册
系统能提供对各种监控设备信息的注册和集中轮询管理，能观察到已接入系统的监控设备。
（2）信息采集
系统能实现对各种监控设备的当前运行状态信息指标进行采集，信息采集采用报送和信息处理单元问询两种方式。
（3）设备控制
系统能实现对监控设备的控制，包括断电重启、远程故障自动恢复控制、联动控制等。
（4）日志管理
系统能管理、显示和查询前端某个监控设备的状态、控制信息。
查询在规定保存期限内的任意时间段的设备状态、控制信息等。
（5）管理信息
系统能录入维护记录，设备停用或检修状态记录。
查询在规定保存期限内的任意时间段的维护记录，设备状态控制记录等。
（6）故障报警
系统具有设备运行异常状态报警输出功能，报警方式可采用声、光、短信、弹出窗口或其它方式，并有规定期限内的历史记录。
（7）信息共享
系统具有统一的互联协议，本规划使用SIP协议提供一个统一的信息访问接口,实现设备运行信息的共享，并可根据权限控制信息共享级别。
（8）访问权限控制
系统具有完整的分级权限控制。
（9）统计分析
系统具有按时段、设备种类、监控点进行异常情况分类统计。
（10）扩充和升级
系统可为扩充或与其他系统连接留有相应接口。
系统配套软件具有升级能力。
监测内容
（1）前端设备监测内容
前端设备监测系统用于实时检测治安卡口、动态视频监控系统前端机箱内供电、设备运行情况、防盗报警等信息
序号
名称
采集参数
1
前端设备监控
前端环境温度、电池电压、实时功耗
前端AC220输入和各输出状态
前端AC220输入和各输出是否自动恢复
前端视频工作状态
1、模拟摄像机
A、视频信号有无检测
B、检测视频信号中黑屏比例进行检测
2、网络摄像机
A、检测网络连接，
B、网络数据流量，可根据数据流量判断“网络摄像机”工作是否正常。
前端报警输入状态（用于机箱开门报警）
前端报警输出状态（用于快球联动）
设置设备身份码
2
前端设备供电
独立AC24V/5A
DC12V/5A
DC5.5V/1A
前端设备所需的其它低压交/直流电源
外置12V10AH胶体电池容量
3
前端控制
风扇：
状态及控制
自动复位：
状态
（当长时间市电故障时，自动进行保护状态。
市电恢复后自动进行工作状态）
（2）中心信息设备运行监测内容
信息设备运行检测系统主要用于监测机房内主要交换机、服务器、中间件等的运行信息。
序号
名称
采集参数
1
服务器管理模块
服务器状态：
CPU利用率，内存利用率，磁盘利用率、系统服务的运行、系统、应用、安全日志进行监测、进程管理、端口管理
2
网络设备管理模块
网络设备PING监控、交换机端口监控，流量监控控、接口丢包率的监控、接口状态的监控。
3
应用系统管理模块
监测指定URL访问过程中的返回码、下载时间及文件大小；监测指定DNS服务器对指定主机域名的查询，IP地址校验；监测指定FTP服务器的下载文件大小及下载速率等；监测指定Web服务器（仅限IIS）的请求速率及传输速率；监测指定IIS服务器的当前连接数、GET请求速率、POST请求速率及错误的请求总数等性能参数；监测指定发件服务器和收件服务器是否可以完成邮件的正常收发，发件验证；监测ExchangeServer的POP3当前的连接总数，IMAP4当前连接数及SMTP当前的连接总数等性能参数
4
数据库管理模块
通过ODBC连接方式监测ORACLE数据库；监测ORACLE数据库的连接数、死锁数、会话数、表空间、物理IO次数、逻辑IO次数、每分钟逻辑IO次数、磁盘排序总次数、每分钟磁盘排序次数、内存排序总次数、每分钟内存排序次数、每分钟提交次数、每分钟回滚次数、缓冲池命中率、库Cache命中率；监测指定SQLServer数据库的BufferCache击中率、每秒Lazy_writes数、每秒发出的物理数据库页读取数、所发出的物理数据库页写入的数目、由要求刷新所有脏页的检查点或其它操作每秒刷新到磁盘的页数、页若不被引用将在缓冲区池中停留的秒数、SQLServer使用的内存总量、维护连接的动态内存数、每秒成功获得一个工作空间内存授权的进程总数、查询优化的内存总数、动态SQL高速缓存的动态内存总数、SQLServer的用户连接数、每秒启动的登陆数、每秒开始的注销操作总数、SQLServer的高速缓存命中次数和查找次数的比率、高速缓存对象所使用的8（KB）页的数目、高速缓存中高速缓存的对象数、每类高速缓存对象已使用的次数/秒、SQLServer的每秒自动参数化尝试数、每秒收到的Transact–SQL命令批数、每秒的SQL编译数、每秒的SQL重新编译数、SQLServer的数据库所占空间、剩余空间、DataSpaceUsage、SQLServer的空闲页数、总页数、索引查询/秒、缓冲点击率、活动连接数、数据文件大小、LOG文件使用率、事务数/秒、批量请求/秒、加锁请求数/秒、加锁内存数、总使用内存大小、SQLServer的每秒导致死锁的锁请求数、每秒要求调用者等待的锁请求数、锁在最后一秒内的总等待时间（毫秒）、每秒超时的锁请求数、锁管理器每秒请求的新锁和锁转换数、每个导致等待的锁请求的平均等待时间（毫秒）等；
5
拓扑管理模块
监测服务器、网络设备、数据库、中间件的具体监测指标；
6
故障管理模块
监测故障、故障确认、故障连锁诊断和及时报警等功能,以及监控错误日志,形成故障统计;能自动对常见故障通过脚本或Post数据等方式进行重启服务、重启机器、恢复配置文件等处理
7
统计报表管理模块
通过对历史统计数据的分析,生成各类统计报表，管理员可以按照所需的周期（如：
按年、月、日、小时）进行查询、统计这些数据，统计结果也可以报表的形式打印出来;能对计算机具体监测指标提供1季度至半年的趋势报表;能对不同计算机的同一监测指标提供对比报表;系统以图形化的方式显示各项性能指标,可以生成XML格式报表供用户查看;
8
用户权限管理模块
无限级别设置：
可以将网管软件的所有功能如监测功能、配置功能、报表功能、报警功能等分类列出，让超级管理员为新建用户定义权限，不同用户登录系统所看到的界面也不尽相同，从而实现按照任意类别划分权限
（3）中心机房动力环境监测内容
机房动力环境监控系统用于实时监控派出所机房、分局数据中心机房、分局监控指挥中心机房的动力设备、环境、安保等情况的信息。
序号
名称
采集参数
1
机房配电
电压、电流、三相有功功率、频率、功率因数、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度等
2
机房精密空调
温度、湿度、温度设定值、湿度设定值、空调运行状态、风机运转状态、压缩机运行状态、加热器加热状态、加湿器加湿状态、压缩机高压报警、风机过载、除湿器溢水、加热器故障、气流动故障、过滤器堵塞、制冷失效、加湿电源故障、压缩机低压报警、压缩机高压报警
3
机房UPS
输入电压、输入电流、输入频率、负载电压、负载电流、负载频率、旁路电压、旁路电流、旁路频率、逆变器电压、逆变器电流、逆变器频率、各相有功功率、标称功率、视在功率、负载率、电池备份时间
输出电压超范围，电池工作模式，旁路工作模式，电池电压高，电池电压低，系统报警，系统暂停，电池电压低报警，旁路电压超限，主电压超限
4
机房环境
温湿度、漏水、消防、视频监控、门禁
四系统架构
设备运行检测系统主要由三部分组成：
前端设备监测系统、机房动力环境监控系统、信息设备运行监测系统
通过以上三个监测系统的建设可综合监测系统内各设备的运行情况，给管理者提供直观、及时的设备运行情况，有利于提高系统正常运行率和售后服务工作。
（1）前端设备监测系统架构
模拟视频监控点：
前端设备管理主机通过原监控网络中一条独立的双向COM485通道进行通信。
多个监控点信息在中心机房通过通信服务器集中后转换为以太网通信，由前端设备管理平台进行信息处理。
数字视频监控点：
前端设备管理主机通过原监控网络中以太网链路通道进行通信。
多个监控点信息在中心机房通过交换机集中后，由前端设备管理平台进行信息处理。
（2）中心信息设备（IT设备）运行监测系统架构
IT设备运行监测系统的核心设计思想是通过模拟系统管理人员的日常操作，对整个网络系统的运行状况进行7X24的实时监测和管理。
它通过一台监测主机，采用轮循方式采集网络内整个信息平台及其应用的关键数据，通过监测主机控制中心实时对数据进行处理，并通过浏览器界面将网络整个系统的运行状况一目了然的显示出来。
IT设备运行监测系统结构主要分为数据采集模块、实时监控模块、故障与告警模块和报表模块等。
（3）中心机房动力环境监测系统架构
机房动力环境集中监控系统包括配电监测子系统、UPS监测子系统、空调监控子系统、漏水检测子系统、温湿度监测子系统等，分别通过不同的采控模块采集数据，以RS485/IP方式传输至现场智能控制器，进入现场工控机。
在工控机管理摸块的管理下，现场的数据按预先的安排，有条不紊地进入软件系统，由于响应的时间迅速，所以监控计算机能对现场设备达到实时监控，在现场设备异常报警情况下，系统可自动播放语音报警信息，系统会自动拨打设定的电话号码，采用语音方式通知有关人员。
监控主机通过网卡与用户内部局域网相连，经过服务端采集后的所有数据通过软件设定，可将其数据往网上发送。
通过安装客户端远程操作软件，在局域网上可多点实现远程监测。
五结语
未来物联网必将影响安防行业的发展，包括其理念、技术、形态和效果。
物联网与各种安防技术的集成、融合之后的应用前景将会更加广阔。
安防产业需要紧密关注物联网的发展，吸收相关技术和概念，结合不同的应用领域，推出创新的应用模式，从技术和应用方面去推动安防产业发展。
【参考文献】：
[1]中华人民共和国公安部，城市监控报警联网系统，GA/T669-2008（系列标准）
[2]中华人民共和国公安部，系统运行维护与报警响应管理要求，GA/T792.3-2008
[3]浙江省质量技术监督局，视频安防监控设备运行监测系统技术规范（讨论稿）DB33/XXX-2010
[4]江苏省公安厅，全省公安机关道路监控网“3.20”工程建设规划及技术指导意见，2010
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