任务2.2 安全防范系统的工程设计

2.2.1 安全防范系统工程设计的规范

安全防范系统的设计，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。

工程设计要有依据，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。对于一级、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。

1.设计程序与步骤

（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）应包含的主要内容如下：

1）平面布防图（前端设备的布局图）。

2）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）。

3）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）。

4）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，由用户签字盖章并返还设计方。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，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。

1）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、所使用导线的型号规格、护套管的型号规格、安装要求等。

2）测试、调试说明。应包括系统的分调、联调等说明及要求。

3）其他必要的文件（如设备使用说明书、产品合格证书等）。

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。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：①国家有关的标准与规范；②设计任务书；③工程现场勘察；④设备说明书中所用设备的技术指标；⑤视场角计算；⑥根据系统整体情况选择传输方式；⑦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。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。

2.2.2 安全防范系统的工程设计

1.系统中心的设计

系统中心的设计，首先要依据系统前端的入侵探测器、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是否有对应的控制功能（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是否有对应的控制功能（如云台水平、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，控制台输处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。

（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。

2.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。黑白摄像机用视频传输方式为最佳。传输距离近，选用视频传输方式。

下面介绍几个有关传输系统设计中的具体问题。

（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75Ω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。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。

（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。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。

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。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，应在图纸上标明管线的种类、型号、走向等。

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。

3.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。

（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。

（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。

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。

一个系统方案设计的最基本的依据有两条：①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；②建设单位给出的设计任务书。

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，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。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，方案设计的步骤如下。

第一步：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）。在进行上述的第二步、第三步时，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、器材明细表及其概算。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）就基本上完成了。

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。

正式工程设计是指能具体指导施工的图纸及相应的文件。通常，正式工程设计的主要任务是绘制指导施工用的图纸。

正式工程设计的主要依据有以下几个方面：

1）方案设计中的布防图、系统构成图、设备器材清单以及设计说明书。

2）施工现场的勘察和勘察过程中绘制的草图以及最后形成的现场勘察报告。

3）施工现场的有关建筑图纸。

4）布线中对管线的有关要求、标准以及具体的型号和规格。

5）国家制定的有关标准和规范。

6）对方案设计的论证意见（包括对方案设计提出的修改意见）。

对工程图纸的要求如下：

（1）具体详尽地绘制出布线图。要求注明管、线的型号、规格，布线的具体位置、高度，线的种类及数量；对于必须分开布放的线类，应加以标明。还应标明在出现交叉及平行布放线路时应采取的措施和间距；以及线的入口、出口及连接点等处的标明和应采取的措施、工艺以及对路由的要求等。

（2）对设备安装要求的说明。包括安装的位置、高度、安装方式、安装线的预留长度；以及在一起复合的设备安装时（如摄像机、镜头、防护罩、云台等复合安装在一起时），安装的顺序等。

（3）对某些设备应采取的安全措施（譬如外加防雨、防晒篷或防拆措施等）。

（4）必须给出图例以及有关的必要说明。

在工程设计（主要内容是工程图纸的绘制）完成并会签后，就是正式确定的工程文件。接下来，应组织施工人员进行现场走访对照，技术交底，解答施工人员对图纸中的尚未清楚的问题。

4.安防工程的初步设计

安防工程的初步设计是安防工程立项后，进入实质性设计工作时的重要步骤。如果不进行初步设计并经过方案论证，很难做出一个好的工程设计，当然也就更谈不上工程施工等事宜。只有经过初步设计形成的设计方案才能进入方案论证与审核阶段。

（1）初步设计的必要性。在工程设计时，国家有标准与规范的，要严格遵照执行。没有明确标准与规范的，结合用户实际情况参照国家有关标准与规范执行。根据上述的指导思想，就不难进行安防工程的初步设计。初步设计完成后，根据论证审核提出的修改意见进行修改，最后形成正式的工程设计。

（2）初步设计的必要条件。

1）国家有关的规范与标准。

2）建设单位（用户）提出的设计任务书。

3）建设单位有关的图纸和资料。

4）工程现场勘察记录（报告）。

5）拥有较丰富和较齐全的设备与部件的技术资料、报价等有关当前市场上国内外各种安防产品的素材。

6）拥有一支较高水平的专业化技术队伍及一定的设计、施工经验。

（3）如何进行初步设计。初步设计进行的顺序一般如下：

1）根据国家有关的规范与规定以及建设单位的设计任务书确定总体设计思想。

2）在总体设计思想明确和确定后，完成布防图的绘制。

3）根据布防图，清点出各种设备的数量、种类、技术指标、所在位置、对应关系列表并进行统计。

4）根据上述各点确定中心控制设备的选型与相配套设备的选型、确定数量、种类、技术要求等。

5）根据上述各点选择传输方式并完成整个系统构成的原理框图。

6）根据上述各点，写出初步设计说明书。在设计说明书中，一般应分如下几方面书写：①工程名称；②任务来源；③设计依据；④总体设计思想；⑤系统的构成与功能说明；⑥对入侵探测器、摄像机等前端设备列表标明所在位置、种类、型号、对应关系等；⑦设备器材清单；⑧工程总造价；⑨施工组织实施方案、计划、工期、售后服务与维修保障措施等；⑩附有主要设备的型号、技术指标等说明书的复印件。

（4）安全防范系统工程设计的招标技术条件的编制及示例。

我国自2000年1月1日起推行招标投标法，它是在社会主义市场经济条件下，采用招标方式以实现建设承包的一种经营管理制度。招标是工程建设项目某一阶段业主对自愿参加一些特定目标的承包者的审查、评比过程，是对特定目标实施者进行最终选择和采购设备的过程。而安全防范系统工程设计的招标技术条件的编制则是安全防范系统工程设计的重要的组成部分，以下将以安全防范系统中闭路电视监控系统和安防报警管理系统的招标技术条件的编制示例来讲述安全防范系统工程设计的招标技术条件的编制。

2.2.3 工程图的绘制

为了提高安全防范系统的工程质量，必须做好安全防范系统工程图的绘制。工程图的设计和绘制必须与有关专业密切配合，做好电源容量的预留，管线的预埋和预留，以保证以后能顺利穿线和系统调试。

工程图的绘制应认真执行绘图的规定，所有图形和符号都必须符合公安部颁布的《安全防范系统通用图形符号》的规定，以及《工业企业通信工程设计图形及文字符号标准》。不足部分应补充并加以说明。绘图要清晰整洁，字体规整，原则上要求书写宋体字，力求图纸简化，方便施工。既详细而又不烦琐地表达设计意图。

1.设计图纸的规定

（1）防范系统的总平面图。标出防范系统在总建筑图中的位置，标出监控范围、控制室的位置，传输线的走向，系统的接地等。

（2）系统图。确定完成安防任务的设备和器材的相互联系；确定探测器、摄像机和中心控制设备的性能、数量，以及安装的位置；确定报警控制器和视频切换控制器的功能、容量；确定所有主要设备的型号、数量、性能、技术指标，以满足订货要求。

（3）每层、每分部的平面图。确定探测器和摄像机的安装位置，注明标号，确立传输线的走向，管线数量，管线埋设方法以及标高。有可能的话绘出探测器及摄像机的探测区域或范围。

（4）主要设备材料表。

（5）复杂部位安装的剖面图。

2.绘图标准

绘制图纸的线条粗细原则是，以细线绘制建筑平面，以粗线绘制电气线路，以突出线路图例符号为主，建筑轮廓为次，这样做法主要是为了达到主次分明方便施工的目的。

（1）有关安全防范工程所用图例及代号，均应按现行的国家标准或部颁标准执行。

（2）各计量单位的中文名称及代号，一律按照国务院发布《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》《中华人民共和国法定计量单位》以及《全面推行我国法定计量单位的意见》等文件规定执行。

（3）所有设计图纸幅面均须符合表2.1的规定，尺寸代号如图2.1所示。

表2.1 图纸幅面规格

（4）图标一般分国内工程图标、对外工程图标，特殊用的图标，可以根据需要自行规定。国内工程图标（0～4号图纸）的宽度不得超过180mm，高度以40mm为宜。对外工程图标的宽度不得超过180mm，高度以50mm为宜。图标格式如图2.2所示。图标位置应在图纸右下角。

图2.1 图纸标题和尺寸代号

图2.2 图标的格式（单位：mm）

会签栏规格一般为75mm×20mm，如图2.3所示。

图2.3 会签栏

（5）制图时所用比例可选用1：100，1：50，1：20，并必须采用阿拉伯数字表示，不得采用“足尺”或“半足尺”等方法表示。比例注写在图名右边。当整张图纸只用一种比例时，也可注写在图标内图名的下面。

（6）图纸上所有字体，包括各种符号、字母代号、尺寸数字及文字说明等，一般用黑墨水书写；各种字体应从左向右横向书写；并注意标点符号清楚。

（7） 制图中实线、点划线、虚线等各种线条一般区分为粗、中粗、细三种，折断线、波浪线一般为细线，如图2.4所示。

图2.4 制图用线实例

3.设计图纸的标注

设计图纸标注图例符号，应执行国家统一标准规定，计量应用公制标准。不应滥行标注，避免混淆不清。标注语言力求简洁，原则上应采用宋体楷书，要工整不得潦草，保证图面清晰，方便施工。为了确保设计图纸质量，一般应按下述方法进行标注。

（1）平面图结构曲角变化复杂，应用细线标注轴线编号。建筑轮廓不应过粗，标注位置应选择适当，不要过度集中。平面图上不同电压线路并列时，应以粗细线严格分清，并分别标注清楚。如图2.5折断图形所示。

图2.5 折断图形举例

（2）引进电源线路，在平面图进线口附近应注明相别，电压等级、导线规格型号、根数、保护管类别、管径及安装高度等。

（3）各种管形的标注（单位：cm）如下。

金属管一律用“G”表示，管径均按公称直径：15，20，25，32，40，50，70，80，100。

硬质塑料管用“VG”表示，管径规格为16，20，25，32，40，50，63，75，100。

半硬塑料管用“SG”表示，管径为16，20，25，32，40，50。

软塑料管（绝缘套管）用“RG”表示，管径为16，18，20，22，25，28，30，36，40。

PVC波纹管用“BG”表示，管径为11，13，20，25，32，40，50，80，100。

在标注以上各类管型时，凡单项工程中，采用了同一类型时，则在平面图上可以省略标注不重复。如局部采用不同类型，可局部分别标注。如全部采用同一类型管形则在图纸说明中加以注明。

（4） 配电箱、板的标注按供电类别分别标注，在平面图配电箱、板位置附近的明显空隙处标注。配电箱进出线标准如图2.6所示。

图2.6 配电箱进出线标注