陈 思， 张 帅， 谢 娟， 马国军， 金 华

(1.中国人民公安大学信息网络安全学院， 北京 102600； 2.敦煌研究院， 甘肃酒泉 736200)

0 引言

文物是珍贵的历史文化遗产，是不可再生的珍贵资源，也是国家文化安全的重要载体[1]。由于文物承载的文化属性和不可再生的特点，一旦文物流失或被破坏将产生不可挽回的后果，文物保护单位建设有效的安全防范系统是十分必要的。我国文物资源丰富，对文物保护工作也十分重视。国家文物安防标准《博物馆和文物保护单位安全防范系统要求》(GB/T 16571—1996)[2]规定了博物馆和文物保护单位安全防范系统的实体防范、人力规范、技术防范要求。目前，对于文物保护单位安防系统的研究多集中在不同文物防护场景下的文物防护系统设计和改进、文物风险识别以及新技术在文物安防系统应用等。王波[3]提出了一种可以整合原有文物安防系统和文物管理系统的基于物联网技术的新型文物安防系统。李宏松[4]提出了由风险评估、风险监测、风险预防和应急管理构成的不可移动文物自然风险管理体系。张悦等[5]综述了红外摄影、红外光谱和红外热成像在文物安防领域的最新应用成果。这些研究对文物保护起到一定的作用，但是相对宏观和缺少针对性，特别是对安防系统的建设缺少一定的风险指引。本文提出了针对文物犯罪的文物保护单位安防系统风险评估模型。在通用风险评估方法上，建立了针对性的指标体系和流程化的计算方法，可以对不同类型的文物保护单位进行具体且便捷的安全防范系统风险评估。

1 风险评估方法

在安全防范系统风险评估中，通常使用风险方程进行评估，通用的风险方程如公式1所示。

R=PA(1-PE)C

(1)

其中，R为与敌对袭击相关风险；PA为袭击可能性；PE为安防系统有效抵抗袭击的概率；(1-PE)为安防系统无效性；C为袭击造成损失的后果；

风险R是一个包含敌方袭击可能性PA、安全防范系统无效性(1-PE)和袭击造成后果C3个参数的函数。PA是对敌方袭击可能性的定性分析，(1-PE)是对敌方成功的定性估计或系统有效性PE的补集，C是对后果的定性估计[6]。

针对文物保护单位，风险方程各参数需要根据文物保护单位面对威胁特征和文物保护单位安防系统特征进行对应的具体量化和计算，最终构成文物保护单位安防系统风险评估模型。

2 模型改进

2.1 风险发生可能性PA

风险发生可能性PA是对发生针对文物保护单位犯罪行为可能性的定性分析，威胁方的能力、意图以及文物保护单位对文物犯罪行为的吸引力都会影响风险发生的可能性。因此，风险可能性由犯罪实施能力、犯罪实施意图、吸引力系数组成，如图1所示。

图1 风险发生可能性组成

评估中使用公式2度量风险可能性：

PA=T×B

(2)

其中：T表示威胁可能性评分，由犯罪分子的犯罪实施能力和犯罪实施意愿度共同决定；B表示文物保护单位吸引力系数，由对文物犯罪判决案例统计结果进行修正得出。我们从互联网上收集并筛选了1986～2020年179起文物犯罪判决案例，对其作案工具、作案手法、作案目标进行了分析，为风险发生可能性PA提供确定依据。

2.1.1 威胁可能性评分T计算

威胁可能性评分通过指标分级描述的方式表示。将每个指标分成5个等级，分别对应1、2、3、4、5数值，每个量化数值对应用于评估赋值的等级描述。

(1)犯罪实施能力

收集的179起案例中犯罪分子的作案工具主要有：铁锹、撬棍、挖掘机、洛阳铲、装载机、螺丝刀、铁锨、探杆、钩机、镐、绳子、电钻、锤子、铁钎、翻斗车、梯子、钳子、手摇钻、钢丝绳、钢板、减速机、多用电工刀、木棒、千斤顶、头灯、鼓风机、拖车、稳压器、切割机、硅胶、分离剂、废机油、废柴油、龙门架、美工刀、剪刀、蛇皮袋、炸药、雷管、手锯等。案例中出现的作案工具，大部分为日常生产生活中的常用工具，获取简单，使用门槛低。但少数案例也出现了洛阳铲、探杆、炸药、雷管等较为专业的工具。而挖掘机、装载机、钩机等大型施工机械多出现在破坏文物的案例中，使用者的目的主要为工程施工、修路、挖排水渠、取土等。

收集的179起案例中，犯罪分子的作案手法有翻墙、撬锁、墙壁挖洞、驾车直接盗窃、使用农具进行盗掘等。但也有一部分案例，作案人员具备一定的专业水平，使用了较为复杂的作案手法，具有一定代表性，如白天踩点、绘制地图，夜间翻墙、翻窗进入博物馆盗窃；通过探杆等探得古墓位置后进行盗掘；在景区租房后以开店装修为掩护挖掘地洞盗墓；自制炸药用于盗墓；勾结文物保护大队工作人员，在其值班时间盗掘古墓等。

针对以上特点和分析，给出犯罪实施能力等级描述及其对应量化值，如表1所示。

表1 犯罪实施能力等级描述及其量化值

(2)犯罪实施意愿

不同地区针对文物保护单位的犯罪实施意愿不同，因此该指标使用评估对象所在县、市或省份的犯罪分子对文物保护单位实施犯罪的历史状态和相关情报信息进行描述。参考《安全风险评估和管理——建筑物及基础设施防护指南》[6]，借鉴美国国防部标准UFC 4-020-01[7],文物保护单位实施犯罪意愿度等级描述及其量化值如表2所示。

表2 犯罪实施意愿等级描述及其量化值

(3)威胁可能性评分计算

威胁可能性评分由犯罪实施能力和犯罪实施意愿两个指标共同进行度量，其度量值由图2所示矩阵进行确定。上述两个指标量化值对应的矩阵元素数值即为威胁可能性评分值。

图2 威胁可能性评分矩阵图

2.1.2 吸引力系数计算

吸引力系数B根据收集的文物犯罪数据和文物保护系统的分类动态确定。在2019年发布的《国务院关于核定并公布第八批全国重点文物保护单位的通知》[8]中，按照文物类型将文物保护单位分成了古遗址、古墓葬、古建筑、石窟寺及石刻、近现代重要史迹及代表性建筑、其他六类。本文根据文物保护单位的安防系统属性特点将近现代重要史迹及代表性建筑和其他合并为其他文物保护单位，将文物保护单位安防系统建设分为古建筑、古墓葬、古遗址、石窟寺及石刻、其他文物保护单位共五类进行分析。

为了确定不同类型文物保护单位的吸引力系数，本文对从互联网上收集并筛选的179起文物犯罪判决案例的文物种类进行统计分析，按照案例数占比给出各类文物犯罪风险发生概率Pb。参考《建筑物防范恐怖袭击风险评估与防护设计》[8]，将目标吸引力系数B设定在0.5～1.5之间，目标吸引力系数B使用文物风险发生概率Pb∈[0,1]映射至区间[0.5,1.5]得出。

本文将文物保护单位种类分为5种，则最大可能概率1对应最大吸引力系数1.5，最小可能概率0对应最小吸引力系数0.5，平均概率0.2对应一般吸引力系数1，发生概率Pb在[0,1]区间内对应的吸引力系数B的值单调增加。

由Pb1=0,B1=0.5;Pb2=0.2,B2=1;Pb3=1,B3=1.5，且B在Pb∈[0,1]区间内单调增加，使用MATLAB计算得到拟合函数如图3所示。

图3 吸引力系数拟合函数图像

该函数图像可由公式(3)近似表示：

(3)

图4 文物保护单位安防系统脆弱性指标体系

使用MATLAB由拟合函数图像计算得到各类文物保护单位吸引力系数。各文物保护单位风险发生概率及对应的吸引力系数如表3所示。

表3 文物保护单位吸引力系数对照表

由于文物保护单位安防系统情况和各类文物犯罪发生比例在不同地域各不相同，因此本文只给出确定风险概率的方法和参考值，在实际取值时应当根据各地实际情况及最新文物犯罪数据对文物保护单位吸引力系数进行实时动态的计算。

2.2 安防系统有效抵御犯罪概率PE

2.2.1安防系统有效性指标体系建立

为确定文物保护单位现有安防系统有效性，本文通过对文物保护单位现场调研和对文物犯罪案例分析，结合专家意见，依据博物馆和文物保护单位安全防范系统要求》(GB/T 16571—1996)[2]和《风险管理原则与实施指南》(GB/T 24353—2009)[6]的要求，针对文物保护单位无法进行转移只能就地建立安防系统的特点，建立了文物保护单位安全防范系统有效性指标体系。指标体系包含目标层、指标层1、指标层2，共14个指标，利用层次分析法[9-10]进行分层赋权。指标体系及层次结构如图4所示。14个指标的描述如下。

C1:巡逻、巡查人员感知及防范文物犯罪能力。本指标隶属于人防B1指标，用以描述巡逻人员和巡查人员能及时发现并制止文物犯罪或进行后续处理的能力。由巡逻或巡查人数、巡逻或巡查路线、巡逻或巡查时间间隔决定。

C2:夜间安保人员数量及安保能力。本指标隶属于人防B1指标，用以描述在犯罪行为发生率较高的夜间，安保人员威慑和制止针对文物保护单位犯罪的能力。由夜间安保人员数量、安保人员夜间值班备勤情况、夜间安保人员接受报警时到达报警点时间决定。

C3:监控中心值班情况。本指标隶属于人防B1指标，用以描述监控中心发现异常行为，串联人防、物防和技防系统，接受、处置报警信息的能力。由值班人员数量、班次轮换情况、工作人员在值班时间工作状态决定。

C4:安保人员专业素养。本指标隶属于人防B1指标，用以描述园区安保人员在进行安保工作时的职业素养高低。由安保人员身体素质、组织纪律性、能否熟练使用安防器具、能否选择正确处置方式决定。

C5:安保器械配备情况。本指标隶属于人防B1指标，用以描述在安保人员进行安保工作时可以提供的硬件支持的强度。由安保器械种类、安保器械数量、安保器械质量决定。

C6:天然周界防非法入侵能力。本指标隶属于物防B2指标，用以描述拥有天然周界的文物保护单位的天然周界阻止犯罪分子进入的能力。由天然周界地形、天然周界地质决定。

C7:周界围栏防入侵破坏能力。本指标隶属于物防B2指标，用以描述人工建设的周界围栏阻止犯罪分子进入的能力。由周界围栏翻越难度和周界围栏破坏难度决定。

C8:重要目标大门防盗防破坏能力。本指标隶属于物防B2指标，用以描述展厅、洞窟、库房等拥有封 闭周界的重要目标的大门阻止犯罪分子进入的能力。由重要目标大门的防撬锁能力和防破坏能力决定。

C9:防护区域夜间照明情况。本指标隶属于物防B2指标，用以描述在物防系统在夜间可以为人防和技防系统提供照明支持的能力。主要由防护区域照明覆盖范围、防护区域照明设施合理点位布置、防护区域照明设施在不同季节和天气下工作情况、照明设施备用电源配置情况和供电能力。

C10:周界摄像机覆盖及非法入侵行为报警。本指标隶属于技防B3指标，用以描述工作人员可以通过视频监控系统对防护区域周界进行实时监控、报警复核和提供视频取证的能力。主要由周界摄像机覆盖率、摄像机点位设置是否合理、摄像机能否正常工作、摄像机在不同季节、天气和光照条件下图像清晰度决定。

C11:防护区域内摄像机覆盖及异常活动行为报警。本指标隶属于技防B3指标，用以描述工作人员可以通过视频监控系统对文物保护单位防护区域内部进行实时监控、报警复核和提供视频取证的能力。主要由防护区域内部摄像机覆盖率、摄像机点位布置是否合理、摄像机能否正常工作、摄像机在不同季节、天气和光照条件下的视频图像清晰度来决定。

C12:周界入侵探测器覆盖及非法入侵行为报警。本指标隶属于技防B3指标，用以描述技防系统及时、准确发现针对文物保护单位防护区域周界的非法入侵行为、发出报警并确定入侵位置的能力。主要由周界入侵探测器种类、周界入侵探测器覆盖范围、周界入侵探测器不同季节及天气情况下的工作情况、周界入侵探测器漏报率和误报率、周界入侵探测器对入侵盗窃行为的定位准确度决定。

C13:防护区域内非法入侵探测器覆盖及非法入侵行为报警。本指标隶属于技防B3指标，用以描述技防系统及时、准确发现已入侵进入防护区域内部的非法入侵行为、发出报警并确定入侵人员位置的能力。主要由防护区域内部入侵探测器种类、防护区域内部入侵探测器覆盖范围、防护区域内部入侵探测器在不同季节及天气情况下的工作情况、防护区域内部入侵探测器误报率和漏报率、防护区域内部入侵探测器对入侵人员位置定位的准确度决定。

C14:重要目标失窃、破坏探测报警。本指标隶属于技防B3指标，用以描述技防系统及时发现重要目标失窃和受损的能力。由重要目标失窃、破坏报警器设置及工作情况决定。

2.2.2 安防系统有效性指标赋权

层次分析法是通过构建层次结构模型对复杂的多属性问题进行分析的方法，层间元素通过两两比较法构建判断矩阵计算该层元素对上层元素的权重。本文使用层次分析法分层处理的思想进行权重确定。

两两比较法是通过比较每两个元素之间的相对重要程度得出估计分值，构建判断矩阵，求出各元素权系数的方法[11]。本文采用两两比较法对所提指标进行赋权，相对重要程度分值采用9级序数分值的求法，相对重要程度分值如表4所示。

表4 相对重要程度分值Cij求法

经两两比较后可得判断矩阵：

(4)

使用层次分析法对指标体系各层建立判断矩阵如下：

指标层1对目标层元素的判断矩阵为：

指标层2对指标层1中各元素的判断矩阵为：

一致性检验结果CRA=0，CRB1=0.045,CRB2=0.007 7,CRB3=0.008 8均小于0.1，故4个判断矩阵一致性均可以接受。计算最大特征值对应特征矩阵并归一化得各判断矩阵对应权向量为：

wA=(0.4,0.2,0.4)
wB1=(0.141,0.176,0.458,0.149,0.077)
wB2=(0.312,0.280,0.280,0.127)
wB3=(0.259,0.102,0.259,0.102,0.279)

经计算后的最终权重如表5所示。

表5 各指标权重表

由14个指标的权重构成安防系统权向量

W=(w1,w2…w13,w14)

为每个指标设定四个等级：高、中、低、无。他们各自对应的分值为：1，0.66，0.33，0。根据待评估文物安防系统情况选择各指标对应的等级。由对各指标的分值组成分值向量。

E=(e1,e2…e13,e14)

将安防系统的防范能力F描述为各指标的加权和：

(5)

当所有指标都为高时，F=1;所有指标都为无时，F=0。为保持风险方程中风险可能性、系统无效性、风险后果3个参数量纲统一，将F∈[0,1]线性映射至区间[0,5]，最终安防系统有效性PE取值如公式6所示：

PE=5F

(6)

安防系统无效性(1-PE)取值如公式7所示：

(1-PE)=5(1-F)

(7)

2.3 文物损失后果

依据《全球减少灾害风险评估报告》[12]和《风险管理原则与实施指南》(GB/T 24353—2009)[13]对风险严重性的定义，后果严重程度取决于其对人员、财产、环境、声誉以及运营5个维度的影响。结合文物保护单位面对威胁的主要特点和对过往案例的分析，将文物损失后果确定在财产、声誉和运营3个维度。本文使用本体损毁程度、声誉影响范围、运营受影响程度3个指标度量文物损失后果严重程度，如图5所示。

图5 后果严重程度指标体系

后果严重程度指标分为5个等级，每个等级分别量化为1/2/3/4/5数值，最终对后果严重程度的评估结果取3个维度指标所评估等级的最大值。各指标等级描述及量化数值分别如下。

(1)本体损毁程度

本体损毁程度是指违法犯罪行为对文物保护单位本体造成的损毁程度，根据《风险管理原则与实施指南》(GB/T 24353—2009)[13]，参考《最高人民法院最高人民检察院关于办理妨害文物管理等刑事案件适用法律若干问题的解释》以及《中华人民共和国文物保护法》对不可移动文物的分级，对文物保护单位本体损毁程度等级描述及量化值如表6所示。

表6 本体损毁程度等级描述及其量化值

(2)声誉影响范围

声誉影响范围是指文物犯罪对文物保护单位管理机构声誉带来负面影响的范围，根据《风险管理原则与实施指南》(GB/T 24353—2009)，参考《中华人民共和国文物保护法》对文物保护单位的分级以及曾毅在其硕士论文《建筑物防范恐怖袭击风险评估与防护设计》[8]中对建筑物恐怖袭击声誉影响范围的分级，文物保护单位损毁产生声誉影响范围等级描述及其量化值，如表7所示。

表7 声誉影响范围等级描述及其量化值

(3)运营受影响程度

运营受影响程度是指违法犯罪行为对开展经营性活动的文物保护单位运营功能造成影响的程度，若文物保护单位受损前并不具备开展经营性活动条件，则此项等级值设为0。根据《风险管理 原则与实施指南》(GB/T 24353—2009)，参考《国有文物保护单位经营性活动管理规定(试行)》中对国有文物保护单位开展经营性活动的要求，对文物保护单位运营受影响程度进行分级结果，如表8所示。

表8 运营受影响程度

3 风险评价

风险评价是将风险分析得出的分值与预设的风险准则进行比较，或者对不同评估对象的风险分析分值进行比较，用以确定当前风险分析分值应当采取何种应对措施[8]。根据《风险管理原则与实施指南》(GB/T 24353—2009)和《博物馆和文物保护单位安全防范系统要求》(GB/T 16571—1996)[2]，参考《安全风险评估和管理——建筑物及基础设施防护指南》中的风险管理策略，结合文物保护单位安防系统特点确定文物保护单位风险评价等级，如表9所示。

表9 文物保护单位安防系统风险评价等级

4 结语

文物保护单位安防系统建设需要一定的风险防范指引，本文提出了基于通用风险评估公式的文物保护单位安防系统风险评估模型。本文结合文物保护单位特点，综合专家建议和现场调研结果，参考相关法律文献，综合运用层次分析法等数据处理方法，给出了文物保护单位安防系统建设风险计算方法，确定了各相关参数量化标准和文物保护单位安全防范系统风险评价等级。希望通过对这一模型的构建，为相关从业人员提供一种简单可行的安防系统风险评估工具。这一模型可以通过输入相关行业从业人员基于日常工作的主观经验，经过流程化的计算评估出文物保护单位安防系统风险，为安防系统建设、升级等其他工作提供一定的依据。