眾所周知，安全防范技術(shù)現(xiàn)在的發(fā)展方向是將視頻監(jiān)控、周界報(bào)警、入侵探測、門禁控制等獨(dú)立的安防子系統(tǒng)集成整合，形成一個(gè)多功能、全天候、動(dòng)態(tài)的綜合安全管理系統(tǒng)。而周界報(bào)警作為安防系統(tǒng)的第一道防線，作用十分重要，已從過去被動(dòng)的報(bào)警探測，發(fā)展為今天的威懾阻擋加報(bào)警。且隨著安防技術(shù)的發(fā)展和安防市場的成熟，以及政策法規(guī)的進(jìn)一步完善，數(shù)字化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化將是它發(fā)展的必然趨勢。
周界報(bào)警系統(tǒng)是在防護(hù)的邊界利用如微波、主動(dòng)紅外、電子圍欄等技術(shù)形成一道或可見或不可見的“防護(hù)墻”，當(dāng)有越墻行為發(fā)生時(shí)，相應(yīng)防區(qū)的探測器即會(huì)發(fā)出報(bào)警信號，并送至控制中心的報(bào)警控制主機(jī)，發(fā)出聲光警示的同時(shí)顯示報(bào)警位置，還可聯(lián)動(dòng)周界模擬電子屏，甚至聯(lián)動(dòng)攝像監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、強(qiáng)電照明系統(tǒng)等。
近年來周界防范系統(tǒng)已經(jīng)成為安防系統(tǒng)基本且不可或缺的安防子系統(tǒng)，不僅在軍工廠、軍營、機(jī)場、港口、政府機(jī)關(guān)等高端領(lǐng)域可見其“蹤影”，同時(shí)還被廣泛應(yīng)用到住宅小區(qū)，并在這些領(lǐng)域保持著相當(dāng)高的應(yīng)用增長速度。
本文將對泄漏電纜周界防范技術(shù)進(jìn)行分析，借此一窺周界防范報(bào)警系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展蹤跡。
工作原理
按特定的要求，施以諸如疏編、開縫、穿孔、開槽等連續(xù)且有規(guī)則的“破壞”工藝，即能制造出特制的同軸電纜——泄漏電纜。其故意引起同軸電纜中傳輸?shù)碾娦盘柲芰堪l(fā)生泄漏作用，將在泄漏電纜徑向長度的周圍建立起一種均勻且連續(xù)的電磁場，稱之為“漏泄場”。
將泄漏電纜所開的槽孔看作一個(gè)個(gè)等距波源，對一定范圍的人體產(chǎn)生感應(yīng)，與之對應(yīng)的反射波依次被接收，當(dāng)泄漏電纜開始進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，需要進(jìn)行初始化，使外導(dǎo)體充分被極化，發(fā)射電磁波進(jìn)行耦合并開始趨于穩(wěn)定。這時(shí)當(dāng)電纜周邊有人運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于人體的電容特性，使穩(wěn)定的電磁場受到了干擾，干擾有從人體反射回的電磁波以及多普勒效應(yīng)等，主要為擾動(dòng)。接收器收到干擾信號就可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警，并立即通過報(bào)警控制系統(tǒng)的接收設(shè)備傳輸?shù)綀?bào)警控制中心，由報(bào)警控制主機(jī)進(jìn)行各種報(bào)警的后續(xù)處理。
埋地式泄漏電纜采用的是一種大的空間場，能對侵入的移動(dòng)目標(biāo)的導(dǎo)電性、體積、移動(dòng)速度進(jìn)行探測。人或車通過該電磁場都會(huì)被探測到，而小動(dòng)物或鳥類卻不會(huì)引起誤報(bào)警。
系統(tǒng)組成
泄漏電纜作為周界入侵檢測傳感器應(yīng)用時(shí)通常采用埋地敷設(shè)，該埋地敷設(shè)方式可取得隱形連續(xù)覆蓋周界防區(qū)和免維護(hù)的實(shí)用效果。實(shí)驗(yàn)研究表明：采用兩根平行敷設(shè)的泄漏電纜，一根接入發(fā)信機(jī)，另一根接入受信機(jī)，入侵者進(jìn)入兩根電纜中間區(qū)域時(shí)，由于處在“漏泄場”中的人體對無線電射頻能量的散射，將引起受信機(jī)端口接收信號電平的波動(dòng)。泄漏電纜控制器能通過信號分析檢測出漏泄磁場中的這個(gè)磁場變動(dòng)，即可對防護(hù)周界的侵入行為作出定性和定位判斷。
埋地式泄漏電纜利用泄漏電纜產(chǎn)生不可見的電磁場。泄漏電纜可以埋在任何介質(zhì)里，如土壤，沙地，粘土，混凝土或?yàn)r青等，形成一個(gè)統(tǒng)一的，隱蔽的，依地形而建的體積探測場。泄漏電纜放在寬5米的帶狀區(qū)域的中間，遠(yuǎn)離任何能動(dòng)的金屬物體，泄漏電纜距離大型能動(dòng)的金屬物體如鏈狀圍欄的距離至少3米遠(yuǎn)。每個(gè)防區(qū)的長度可以從10米到200米，根據(jù)保護(hù)區(qū)的具體要求來設(shè)計(jì)。
泄漏電纜探測有二種形式：將發(fā)射和接收電纜放在同一個(gè)護(hù)套里，只需一道電纜溝，由此產(chǎn)生的探測場是1米高，2米寬。實(shí)際的探測場還和埋設(shè)的深度、介質(zhì)及設(shè)定的門限有關(guān);如果需要較寬的探測場，泄漏電纜是將發(fā)送電纜和接收電纜相距大概二米分開埋敷，由此產(chǎn)生的探測場是1米高，3米寬。
探測是基于入侵者的導(dǎo)電性，體積和速度。對于34公斤以上的入侵者探測概率大于99%，10公斤以下的目標(biāo)將不會(huì)觸發(fā)報(bào)警。入侵者的移動(dòng)速度在2.5cm/s到15m/s都會(huì)被探測到。對于特殊情況，還可以根據(jù)入侵者的奔跑或跳躍速度設(shè)置更敏感的門限，同時(shí)任何試圖破壞泄漏電纜或泄漏模塊或箱體的行為都會(huì)觸發(fā)報(bào)警。
優(yōu)缺點(diǎn)
埋地式泄漏電纜的自適應(yīng)算法可以濾除環(huán)境的影響，如植被、雨、雪、風(fēng)沙等。同時(shí)泄漏電纜敷設(shè)不影響被保護(hù)區(qū)域的美觀，探測場不可見，所以入侵者感覺不到埋地式泄漏電纜的存在，亦不知具體位置，就更無法繞過或破壞，故泄漏電纜周界報(bào)警系統(tǒng)具有最不容易被破壞的特點(diǎn)。
發(fā)展趨勢
泄漏電纜周界入侵防范系統(tǒng)與各種不同原理的周界系統(tǒng)相比，在服務(wù)特性方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢。但這類系統(tǒng)在國內(nèi)安防市場占有率不高。其成本偏高，是影響推廣使用最主要的原因。研究開發(fā)低成本經(jīng)濟(jì)型適用性泄漏電纜周界報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)該是行業(yè)內(nèi)需要關(guān)注的重點(diǎn)。爭取在充分消化泄漏電纜周界入侵傳感器機(jī)理的基礎(chǔ)上，研發(fā)出堪與SYV-75型同軸電纜價(jià)格相當(dāng)?shù)男孤╇娎|。
民族品牌的泄漏電纜周界入侵防范系統(tǒng)雖起步較早，但技術(shù)粗糙，導(dǎo)致十多年來發(fā)展停滯。在調(diào)制方式、頻率優(yōu)選、環(huán)境媒質(zhì)補(bǔ)償、分段中繼、檢測信號判決等方面均有值得期待的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。
振動(dòng)光纜
工作原理
振動(dòng)光纜報(bào)警系統(tǒng)是一種利用振動(dòng)光纜作為傳感器的周界入侵報(bào)警系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的不同可分為圍欄式和地埋式兩種，既可以應(yīng)用于各種類型的地表圍欄，也適用于地下隱藏防護(hù)。系統(tǒng)采用一纜式結(jié)構(gòu)，在周界保護(hù)范圍不需鋪設(shè)任何供電及通信線路，可廣泛應(yīng)用各種野外環(huán)境、邊界線等不便鋪設(shè)供電線路的場所，為客戶大大節(jié)約供電設(shè)備與線路的成本，并簡化施工。
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由光纜震動(dòng)采集裝置、報(bào)警主控裝置、專用接續(xù)盒(模塊)、國標(biāo)單模鎧裝光纜、對等式風(fēng)雨探測環(huán)、聯(lián)動(dòng)軟件等部分組成。該系統(tǒng)使用光纜作為傳感單元，整根光纜通過接續(xù)包將周界劃分為多個(gè)防區(qū)，每個(gè)防區(qū)靈敏度、識(shí)別模式可根據(jù)用戶的需求在軟件上單獨(dú)配置。計(jì)算機(jī)將根據(jù)用戶設(shè)置對每個(gè)防區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析和處理。當(dāng)入侵者試圖翻越或破壞周界時(shí)，直接或間接造成光纜震動(dòng)，從而改變光纜內(nèi)的物理光波信號，系統(tǒng)接收到異常信號經(jīng)光纜震動(dòng)采集裝置分析處理后由報(bào)警主控裝置輸出報(bào)警信號。如果系統(tǒng)連接計(jì)算機(jī)接處警系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)接警中心軟件便會(huì)將前端報(bào)警以電子地圖形式顯示，甚至聯(lián)動(dòng)該防區(qū)監(jiān)控視頻信號(畫面同步窗口彈跳)。
傳感光纖采用鎧裝的通信光纜，它能保證在不受外界多變的氣候和惡劣環(huán)境的影響下，仍然能采集到細(xì)小的震動(dòng)。
當(dāng)光信號由激光器輸送進(jìn)光纖時(shí)，探測器會(huì)處理接收到的光信號的相位。假設(shè)傳感光纜沒有受到任何干擾，則光的傳輸沒有變化，光信號的相位也不發(fā)生變化;當(dāng)傳感光纖受到運(yùn)動(dòng)或震動(dòng)的干擾時(shí)，光信號的傳輸模式就會(huì)發(fā)生變化。
運(yùn)動(dòng)、震動(dòng)、壓力都會(huì)導(dǎo)致形態(tài)被干擾而令光信號相位的改變。光振動(dòng)探測器對光信號相位改變進(jìn)行探測，探測干擾的強(qiáng)度和類型，然后對探測到的信號進(jìn)行處理，判別它是否符合觸發(fā)“事件”的條件。如果符合條件，觸發(fā)一個(gè)“事件”，否則，忽略該信號。判斷探測到的信號是否符合觸發(fā)“事件”的標(biāo)準(zhǔn)是用戶在軟件中對每個(gè)防區(qū)設(shè)置的參數(shù)依據(jù)。
優(yōu)缺點(diǎn)
防區(qū)無源：系統(tǒng)采用光纜作為無源探測器，除主機(jī)需要供電外，戶外整個(gè)防區(qū)實(shí)現(xiàn)無源化，并能有效避免雷電干擾，特別適用于易燃易爆及強(qiáng)電磁干擾等場所，如：油庫、電站、彈藥軍火庫、機(jī)場、高鐵等;
適用性強(qiáng)：光纜具有靈活特性，不受周界界質(zhì)、形狀、環(huán)境等因素的限制，特別適用于無界質(zhì)或界質(zhì)不規(guī)則、多種界質(zhì)、環(huán)境惡劣、地理復(fù)雜等區(qū)域，同時(shí)可根據(jù)界質(zhì)的不同采取最適合的敷設(shè)方式;
施工方便：光纜可直接敷設(shè)在周界界質(zhì)上(如：鐵網(wǎng)、鐵藝欄桿、石柱和磚墻等)，無需挖電纜溝、破壞地基草坪等，大量減少了施工費(fèi)用及時(shí)間;
兼容匹配：該產(chǎn)品可作為物聯(lián)網(wǎng)的前端設(shè)備，能配置多種數(shù)據(jù)連接端口，可與其它集成平臺(tái)兼容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對接達(dá)到系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。
結(jié)語
綜上所述，周界防范系統(tǒng)無論選用哪種防范手段，都能在第一時(shí)間發(fā)出警示，并及時(shí)告知安保人員趕往案發(fā)地點(diǎn)進(jìn)行處理，從而使入侵者在實(shí)施不法行為前就終止犯罪，將損失降低到最小。每種防范方式都有各自的最佳適應(yīng)范圍及優(yōu)勢，因此根據(jù)不同的項(xiàng)目特點(diǎn)選用適合的防范手段，使損失和誤報(bào)率降到最低，這才是所要做的。
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