近几年,随着全民健身运动的提倡和国家对体育项目的大力支持,特别是“奥运会”、“世博会”等一些国际大型体育赛事的举办,使得安防产品与技术在体育赛事中的应用取得快速发展。这些大型体育赛事活动的观众动辄就数万人甚至十余万人,因此,对安全、舒适、娱乐和信息获取出现了综合需求,而体育场馆安保人员和各国政府对安全和反恐也提出了更高的要求。
随着应用需求的多样化,体育场馆的安防工程不再限于体育馆场馆本身,而是覆盖体育场馆内外。当今的体育场馆安防工程已经远远超越了传统的摄像机、布线、矩阵、转码服务器、显示屏的组成模式。体育场馆安防系统的建设应以预防和处置突发事件为核心,实现安防系统的应急联动和辅助分析决策,及时预警和掌控赛场内各种可疑现象、突发事件的发生。
一、大型体育赛事安防系统的特点
体育场馆建设是建筑、安全、防火、安保和业务系统的综合集成。体育场馆的不同控制系统实现集成是指把整个体育场馆的建筑、安保、生命安全与数据、语音及视频通信系统集成至一个通用的网络,建成更为安全、有保障、舒适的体育场馆,实现供暖、通风、空调、照明、升降机以及电梯、电话、防火报警、播音/语音通知(PA/VA)、CCTV、门禁和十字门控制、人员和资产管理等系统集成,实现大屏幕视频、电视、广播系统、无线网络、新闻互联网访问与体育馆的各种业务的集成。安防系统是其中的一部分,系统集成灵活性高就成为其特点之一。
系统集成需要采用一个平台或者体系来支撑各类系统的运作。因体育场馆规模大,涉及用途广,人员密集,安全等级要求高,所以,要考虑的因素比较广。体育场馆弱电系统涉及的子系统很多,安防只是其中一个组成部分,因此,还要考虑兼顾其他不同的模块和应用的需求,在设计和产品的选型上要考虑众多的因素。对于大型体育场馆的安防系统必须由下列子系统实现综合集成:CCTV和门禁控制系统;防火系统;赛事调度系统;照明控制系统;泊车管理系统;检票系统;人数计数系统;针对汇聚、空调和通风系统的机械工厂系统;电气系统;降机和电梯系统。
根据以上需求,体育场馆安防系统一般具备以下特征:
(一)图像质量要求高,控制实时
体育场馆视频监控需要覆盖整个场馆及场馆周边区域,监控点覆盖范围大,图像清晰度要求高。同时,体育场馆人员密集,当有事件发生时,需要清楚、快速地看清人员活动及变化情况,对突发现场要求快速响应和定位,需要视频监控具有很高的实时性。
(二)高度的稳定性和可靠性
对于体育场馆安防系统来说,稳定性和可靠性永远是放在第一位的,在系统方案设计上,应采用成熟的技术和产品,关键部位采用冗余设计,避免因任何一个单点故障而造成整个系统瘫痪或某个监控点的失效;同时,要结合各种设备检测措施,一旦某个环节出现问题,系统能在第一时间发现异常事件,并及时有效地解决,确保系统能稳定、可靠、持续地运行。
(三)场馆整体安全防护要求
体育场馆一般是多个功能区建筑组合而成的一个建筑群,不仅要考虑主体育场内本身的安全防护需要,还要从体育建筑群的整体出发,建设全面、安全、有效的技术防范体系,包括视频、报警、门禁、消防等多个子系统,并将这些子系统有机地结合在一起,实现平台级的互联互通和报警联动。
(四)应急联动和预案处置
体育场馆安防系统应能对敏感地区及目标实施智能监控预警,对于突发事件进行及时、准确地处理。当发生突发性事件时,系统能从大量的摄像头中迅速找到最佳的监控点位(摄像头),同时在电子地图上弹出实时图像,对事件现场进行观察,对目标进行跟踪和锁定,从而为应急处置提供最为直观的视频信息,并根据设定好的预案对突发事件进行最佳的处置。
(五)平台互联与视频资源共享
当体育场馆在举办赛事时,关注场馆安全状况的不仅仅是场馆内部的保安人员,公安、武警、消防及其他政府部门都需要实时了解和掌握场馆内部及周边情况,必要时还需要调用视频录像资料。因此,体育场馆的安防集成管理平台应是一个标准、开放的平台,允许多系统对接以提供视频图像资源共享,满足大量用户并发访问的要求,并能提供稳定的实时视频预览、历史图像下载和授权访问控制等服务。
二、大型体育赛事安防系统的构成
体育场馆一般是由多个功能单位组合而成的建筑群,在设计安全防范系统整体方案时,需要从体育场馆整体防范要求出发,运用多种安全防范技术手段,实现对体育场馆安防系统的集中管理和控制。
安防系统分布在场馆外围和场馆内部,包括入侵报警系统、视频监控系统、防爆安检系统、出入口控制系统,并在这些子系统的基础上建立综合信息管理平台,实现智能分析预警和突发事件应急管理。
(一)入侵报警系统
体育赛事的入侵报警系统一般包括两部分,一是周界报警系统,二是防盗报警系统。
周界报警系统主要是对体育赛事活动场馆外围和周边的安全防范。体育场馆的安防设施是为了保障比赛的开幕、进行、闭幕和人员撤离的安全而设,保证各项赛事圆满举行。其中的周界防范系统可谓安全防护的第一道屏障,是利用周界围墙(栏)等实体防护设施,结合探测器将一定区域的周界控制起来,并连接到管理中心的计算机。当周界有非法入侵时,一方面围墙(栏)等实体防护设施对入侵对象进行警示和威慑,对入侵行为起到有效的阻挡、迟滞作用;另一方面探测器便发出警情信息,通过中心的控制器和联动设备,让中心了解现场的情况,同时系统自动开启灯光和声音及摄像设备,进一步警告入侵对象,接警人员应快速反应,到达现场处理入侵事件。可以说,周界防范系统好似“金钟罩”一般,将外来的不安全因素排除在运动场馆之外。周界报警系统一般由两大部分组成,即围墙(栏)等实体防护设施和探测报警系统,其中探测报警设备由信号探测器、信号传输及控制设备和中心接收处理设备组成。周界防范系统宜同视频监控系统联动。
防盗报警系统一般运用在重要物品库、楼内财务出纳室、重要工作室、信息中心、监控中心等部位,通过部署入侵检测系统或紧急求助按钮,防止体育场馆内重要设备器械、财物等受到盗窃或破坏。
(二)视频监控系统
视频监控系统是体育场馆安防系统建设的重点,并且可以实现与报警、出入口控制等多个子系统的联动。
由于视频监控系统的图像质量、系统稳定性和可靠性,直接影响体育场馆安防系统的技术水平和应用效果,因此,体育场馆一般采用高清视频监控技术,实现高质量的视频图像采集、存储和显示。
根据各自监控的风险等级的不同,可将体育场馆里各种各样的区域划分为不同防护级别的区域,根据各自防护级别的不同,选择不同的设备(设备高中低档、动点或固定点)。
在体育场馆通道,裁判席区、媒体记者区、新闻发布厅、贵宾室外通道、看台贵宾席、颁奖台区等区域设置固定彩色高清摄像机。
在交通要道,专用车辆停车区、要人专用停车区、供电房、供气房、供水房等区域设置彩色高清晰日夜型摄像机。
在普通停车区,体育馆外围交通主干道设置高速球摄像机,进行全方位监控,使监控系统盲区减到最小。
在重要的需要监控面积大的区域采用智能高速球摄像机,不仅效果清晰度高,而且云台转速快,能够在短时间快速定位到所要监控的对象,适合于对大面积区域重点监控的需求,如体育馆比赛区域、室外停车场、体育场、观众席等。
在出入口部位使用超宽动态固定摄像机,此类摄像机的最大特点是强光抑制性能比较强,在出入口等逆光环境下使用,可以获得清晰的图像。
在体育场馆的安全防范系统的控制与显示上,要由视频服务器上监控平台软件来管理控制前端摄像机,切换显示电视墙上的图像,并转发流媒体服务。该部分是整个数字化监控系统的中心,既是整个系统信号的传输、切换、分配中心,也是整个系统的控制中心,所以该系统质量的优劣、功能的配置是否完备和先进直接影响整个系统的功能和运行质量。
(三)防爆安检系统
防爆安检工作是确保体育赛事安全的一个关键环节,通过安检可以排除很多不安全因素,如爆炸物、危险物探测及非法人员进入比赛场地等。体育场馆的安检系统一般分为人员安检入口和车辆安检入口,主要由门票管理系统、爆炸物探测系统、门禁控制系统组成。
在体育赛事中,人流量容易在小时段内产生高峰期,而且人员密集,做好安检预防性工作十分必要。其中,对于人员的安检流程与车站有着相似之处,需要对行李物品和人体分别进行安检,而对于车辆的安检,则要做好登车前的检查和入场检查。车辆安检采取人、器材相结合进行初检、复检。安检的常用设备一般采用便携式安检门、X光机行李安检仪和手持金属探测器等。
(四)出入口控制系统
体育场馆的安全性要求高,一般都有比较完善的出入口控制系统。因此,将体育馆出入口、重要部位各工作室(房)、贵宾室(区域)的出入口、重要物品库和楼内财务等主要出入控制口,分成专业类和公众类。其中,专业入口应与活动的证件管理系统结合,通过读取证件载有的信息,实现身份和权限的认证,进行专业人员(运动员、官员、记者、工作人员)的出入控制和管理;公众出入口与票务系统结合起来,进行观众的入场控制和管理,一般包括智能门禁管理系统、智能停车管理系统等。智能门禁管理系统能够利用IC卡等相关技术,对发售、核对门票进行智能化管理,实现快速认证、防止造假和人数统计,实现在体育场馆内的一卡通消费。智能停车管理系统能够利用好每一个车位,以最快的速度引导车辆找到系统,对体育场馆的停车场需配备车位引导功能,引导车辆以最短时间寻找到车位,增加车流量,提高使用效率。
体育场馆安全防范系统是场馆智能化系统中的一个有机组成部分,是场馆功能正常运行的重要保障。作为一种特定的智能建筑或智能建筑群,体育场馆具有大空间/大主体、人员集中聚集等特殊性,因此,对场馆安防提出了更高的要求,对人和物的防范要求更高,安防系统的建设越来越需要从被动防御转向主动防范。
体育场馆的安防系统,应以及时发现不安全因素、处置突发事件为主要目的。通过视频分析技术,用户可以根据视频内容分析功能,通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则,一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为,系统会自动发出报警;监控工作站则自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息,实现报警的场景重组并采取相关措施。
多种安防子系统的联网平台,具备权限管理、设备管理、流媒体转发和存储管理等功能,可管理从几十到几千个监控点位规模的监控系统。系统需支持模拟、数字和数模等同时接入的构架模式,并支持防盗报警、智能分析报警、门禁报警和消防报警等各种报警信号源的接入,实现多个子系统和其他安防系统的集成管理,以满足体育场馆安防系统分步或一次性统一部署的要求,实现系统整体投资最优化。为公安和其他政府部门或单位授权开放接口,实现视频资源的共享。
三、我国大型体育赛事安防存在的问题
目前,我国大型体育场馆的安防系统基本都是选用国外的安防品牌。国外品牌又分为两类,一是完全在国外组装的产品,二是在国内组装的产品。前者比较贵,比后者的价格高几倍。尽管品牌厂家众多,但是,它们只能提供监控系统所需配套设备当中的某一部分,并不是一个厂家能够做全系列的产品。没有一家公司能够提供从前端至后端的全系列产品。
通常情况下,一个体育场馆的安防工程至少要涉及5~6个品牌的产品。因此,不同品牌产品之间的匹配问题就成为了安防工程中必须解决的问题。这就要取决于厂家的能力以及集成商的能力。如何实现匹配是考察集成商水平的一个依据,只有达到一定的技术水平,才能把这些事情做得很好。集成商的主要工作就是设备选型和设备匹配。设备选型主要是选用原装、国内组装或定制产品。设备匹配包括硬件和软件两个方面,硬件主要是接口的问题,软件主要是通信协议和标准接口的问题。
体育场馆目前存在的问题主要是盲区比较多,安防工程项目完成之后,管理人员还是会觉得有些地方看不到。体育场馆的安防工程集成实际上就是硬件和软件的集成。许多情况下,集成商都是根据客户的需求来做项目,像体育场馆这样的大项目通常都是由设计院或第三方设计公司来做设计和规划。他们采用的产品和方案与当前行业的发展相比,存在滞后的现象,许多新的应用他们并没有考虑到。
另外,从应用集成上来看,面临的最大问题是,许多厂家的设备根本无法实现集成。此外,软件集成在中国目前的市场状况下很难取得高利润。硬件的集成则要遵循一些硬性的标准或接口的要求。
四、大型体育赛事安防系统的发展趋势
体育场馆安防系统智能化、IP化和网络化是未来的发展趋势,其高度的开放性、集成性和灵活性,智能视频监控成为网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。智能视频监控系统能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效地协助安全人员处理危机,并最大限度地降低误报和漏报现象。
对于场馆智能化集中控制系统建设来说,场馆中央监控管理系统采用基于网络的分层集成结构,分为管理层和监控层,对场馆建筑中的各种运行支撑系统,如楼宇自控、安全防范、火警消防等进行一体化集成管理,从而规范管理流程、降低管理的复杂度、提高管理效率,节约人力、物力,降低运行成本,使场馆运行环境更加稳定可靠、高效安全。
体育场馆的监控系统正在从模拟系统走IP化、网络化、智能化的发展道路,在整个视频监控的核心业务模块中,必将集成越来越多的最新前沿科技,包括行为识别技术、主动防御技术等。
(一)IP化
网络监控从观看角度讲,具有随时随地的优良特性,系统基于TCP/IP协议,全面解决了语音、视频、数据在网络上的传输问题,可以达到更多传统安防系统所达不到的需求。当前,IP化系统建设中已实现千兆到桌面,万兆主干的网络架构建设,一些主流网络设备厂商还陆续推出了十万兆的核心设备,无线网络的发展也非常迅速,对于布线不方便的地点,无线成为很好的补充,通过网络实现语音、视频、数据的实时交互已成为可能。网络视频系统具有色彩还原逼真、背光补偿好、有足够的清晰度、语音质量好的特点,并通过POE传输,可省却中间线路,任意布点,方便就近接入。从技术发展来看,数字化监控产品的百万像素摄像机将会成为最适用的选择,既能提供模拟视频所不能比拟的高清画质,又便于和数字化系统的集成,可谓一举两得。网络视频及语音处理系统在解决了大范围、大规模监控联网、多层次复杂管理的需求后,网络视频系统的应用,已不能叫作安防和监控应用了,而是集合视频、音频、数据多媒体流的数字通信系统应用。
目前,体育场馆安防工程的现状和特点是场馆面积大、监控点位分散,面临的技术挑战在于如何将远程的视频传输至监控中心统一管理,如何在海量的视频中获取有用的信息以提前作出预警。针对这些挑战,IP监控方案是目前最理想的选择,它具备百万像素清晰画质、视频可即时分析等功能,唯一不足是目前整体造价比模拟系统要高。
为了提高分析的效率,针对出入口、人口密集区域设定智能视频分析功能,并让分析功能尽量在前端摄像机完成,由后台软件做事后的分析和管理,这样可以充分地发挥智能分析的作用。
体育场馆的安防工程既要保证大流量人员的安全,又要确保体育场馆、设施本身的安全。为了把体育场馆的监控、广播、报警、消防、后端管理平台等子系统集成起来,只有采用IP的传输方式才能将各子系统融入到一个管理平台中,因此,需要集成商从技术角度积极引导客户,各厂商只需提供SDK即可交由软件开发商进行二次开发和整合。
体育场馆安防工程原先采用的都是CCTV(闭路电视)系统,这要事先为传输这些信号铺设众多的布线,既繁琐也不易维护。目前,IP摄像机大部分都具备PoE供电功能,并且设备自身都带有双向音频和报警输入接口,只需一根网线即可节省线缆,而在无法布线的场所,无线将是一个不错的可选方案。
在基于IP摄像机的体育场馆安防工程中,画质达到百万像素,清晰是最基本优势,并且所见即所得,录像和实时画面一样清晰,所以,重要视频可进行事前分析,安防各子系统可由软件集成,从而以更少的成本实现更有效的管理系统。而通过机器和算法可减少人员引起的遗漏重要画面的问题,真正做到防患于未然。通过采用综合管理平台可减轻客户对各子系统进行管理的复杂度,简化操作。
(二)网络化
大型体育赛事中应用的摄像机必须能够从多个不同的视角以高清晰度捕获运动员的细节运动,与此同时,让远端的管理人员能够方便地裁剪监控图像并调节镜头的位置,摄像机应具备智能功能,能够自动地重新聚焦在运动员发生运动的地方,从而实现真正意义的无盲区监控。不仅仅能完成传统的安防监控的功能,而且已经涉足体育赛事过程对运动员的监控和录像,其根本目的在于提高观众的体验。因此,百万像素以上高清IP摄像机的应用是发展的主旋律,只有在百万像素高清IP摄像机被安装之后,才有可能开展一系列的增值服务。
体育场馆安防系统全程数字化、网络化是视频监控系统的发展趋势,其高度的开放性、集成性和灵活性,智能视频监控就是网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。智能视频监控系统能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效地协助安全人员处理危机,并最大限度地降低误报和漏报现象。在场馆安防系统应用中,压缩存储、人脸识别、智能检索以及网络传输技术也应用在了视频监控产品中。
对于场馆智能化集中控制系统建设来说,场馆中央监控管理系统采用基于网络的分层集成结构,分为管理层和监控层,对场馆建筑中的各种运行支撑系统,如楼宇自控、安全防范、火警消防等,进行一体化集成管理,从而规范管理流程、降低管理的复杂度、提高管理效率,节约人力、物力,降低运行成本,使场馆运行环境更加稳定可靠、高效安全。
(三)智能化
智能化是一个复杂的集成系统工程,它将实现对多种信息的集成与综合处理,使建筑物具有全局事务处理的能力,高度的信息综合管理的能力,集成通信与网络的功能,集中监视、控制与管理的功能。
智能化系统工程是一项难度较大的工作,不但要考虑系统(软硬件)的界面问题,同时还要考虑集成系统与建筑内的机电设备的界面(如电梯系统、空调系统、变配电设备等),办公自动化的各种通信界面、智能化工程综合管理,土建工程的施工界面、智能化工程与装饰工程的施工界面等等。
智能化工程的系统设计,不但应保证各个子系统所能实现的功能,而且要注意所选用产品对外能提供什么样的通信接口和通信协议,通信协议的开放性及标准化程度决定了智能化工程集成的基础及水平,因此分析各子系统之间的通信接口及它们之间的联动要求是做好智能化工程系统集成的关键,这也是智能化系统集成综合考虑的主要方面。
体育场馆安防系统发展到现在的阶段,关键在于如何把不同的安防系统有效地整合起来,不仅仅指技术层面上的系统集成,而且包含应用层面的集成。尤其是通过应用集成来满足客户的需求,这是一个非常重要的挑战,也是未来发展的主要趋势之一。
所谓应用集成是指能够在管理平台上面做一些预案编程。也就是说,需要实现在应急情况下的系统间自动地联动响应,协助体育场馆相关管理部门进行高效的处理报警及其他突发事件,这些联动需要根据用户的实际需求和管理运营流程来制订,同时系统设置要简便易行。一些大的系统方案供应商和系统集成商目前都在推进这方面的工作,当然这就要在起初设计阶段把应用需求和系统设计最佳地结合在一起考虑。技术集成则是指有不同的软件接口和硬件接口,当然,在一些特殊的情况下,还是考虑要一些硬线的连接。例如,消防就是以硬线连接为主的系统,要求具有实时性和高可靠性。
如何充分考虑点面结合的综合设计,也是个挑战。所谓面就是指系统的技术集成和应用集成等总体设计;而点是指在各个子系统的选型,各个系统前端设备的布点等深化设计。总体而言,体育场馆的安防工程还是在不断地发展和完善的过程之中。在深化设计时,我们也需要关注关键点的监控,尤其是根据体育场馆的特殊性,对子系统需要考虑系统组网技术及技术演进的因素;对于特殊的监控点需要考虑包括宽动态范围的摄像机、低照度环境摄像机、易爆环境使用的摄像机等,以及红外摄像机等前端设备;此外,还要关注一些重要场所使用的多技术探测器等。
从全球范围来看,体育场馆安防工程的建设将随着重大赛事的不断推出而持续发展,对于中国安防工程商和集成商来说,关键在于尽快提升综合系统集成的IT能力,这样才有可能在大型体育场馆的安防工程建设中分得一杯羹,不能再仅仅满足于获取中小体育场馆的安防工程建设项目。