當前機場圍界報警系統技術正朝著數字化、網絡化、智能化及多技術手段相融合的方向發展。
技術發展現狀
當前國內外圍界報警系統前端探測技術種類繁多,國內各大機場主要采用的前端探測技術有:紅外對射、激光對射、張力圍欄、振動電纜、振動光纜、地埋式壓力振動探測等。
隨著圍界報警系統技術研發的不斷加深,目前國內市場上又增添了電容擾動、智能視頻分析、振動傳感探測以及雷達探測等新型技術技術應用于機場圍界,大大降低了傳統探測技術的誤報率。
機場飛行區圍界報警系統概述
總體要求
一般來說,飛行區圍界報警系統需要滿足三個基本要素:探測分析、阻擋延緩、復核響應。
1、探測分析,是指感知顯性和隱性風險事件的發生并發出報警信息,應做到準確無誤。
2、阻擋延緩,是指利用物理圍界和聲光電輔助聯動系統阻止并威懾入侵者,起到推延風險事件發生的作用,應做到長短合適。
3、復核響應,是指組織力量為制止風險事件的發生所采取的快速行動,應做到迅速響應、及時處置。
系統架構
系統通過在鋼筋網圍界和磚墻圍界上設置入侵探測報警設施,實現對非法入侵的報警,并通過圍界安防管理平臺控制視頻監控、聲光警示等措施,形成一個閉合、完整的安全防范系統。當前,主流圍界報警系統包含:前端探測子系統、視頻監控子系統、輔助聯動子系統、氣象站子系統、防雷接地子系統、供配電系統、網絡傳輸子系統、監控中心子系統
系統架構如下圖所示:
系統網絡架構圖
機場圍界探測報警系統技術研究
主流探測技術概述
當前,國內外各大機場主要采用各類探測傳感器的方式進行前端入侵探測報警,取得了良好的效果。
1、振動傳感器周界報警,是以MEMS 3軸加速度傳感器為基礎,采用3級自適應數據融合算法,具有報警準確率高、定位精度高、戶外高防護等級、增強型防雷設計、雙層防水設計、支持室外全天候運行等優點。系統一般部署在各種金屬圍欄上,也可以固定在圍墻上,通過識別敲擊、撞擊、搖晃、攀爬、剪切等行為產生報警信息。同時系統可過濾掉無意觸碰、飛鳥、天氣因素等干擾產生的誤報。
優點:單點傳感器發生故障,不影響系統報警功能,受天氣影響較低;
2、脈沖電子圍欄
可在金屬圍欄表面或磚墻頂部架設,系統由脈沖發生器產生(5~10)kV非致命脈沖高壓,當有入侵者強行攀爬翻越圍界并觸碰到電子圍欄時,會有短暫強烈的觸電疼痛感,進而觸發報警聯動設備,起到阻擋威懾報警的作用。
優點:可以起到報警、阻擋、威懾作用,安裝方便。
缺點:定位性較弱,同時電纜某處損壞將對整體圍欄的使用產生影響。
3、振動光纜
傳感光纜成對平行綁扎固定在金屬圍欄上,利用光學干涉理論,當入侵目標觸碰、撞擊、攀爬、破壞圍欄時必然會引起光纜的振動,使得光纖中傳輸的光波參量發生變化進而觸發報警。
優點:光纜不受電磁波影響,光纜價格比電纜低廉;適合復雜地形,不受地形高低、曲折、轉彎等環境限制。
缺點:易受大風、雨雪、雷電等惡劣天氣等影響。
4、電容擾動
報警探測線纜平行安裝于圍欄或磚墻的頂部(上三線)和底部(下三線),每組三線的中線為信號發射線,上下線均為信號感應線形成電容耦合感應場,當入侵目標靠近時會導致電容耦合場效能量的變化,當變化量超過事先設定值時則觸發報警。
優點:環境適應性較高,可適用于柵欄圍界、磚墻圍界,受天氣影響較小。
缺點:由于開放電磁場的物理原理,功耗相對較高。
5、安防雷達
雷達安防技術采用雷達微波進行360ddd°掃描,識別移動目標,從而達到對周界入侵的監控與告警。
優點:雷達微波對云、霧、霾、植被等具有一定的穿透作用,幾乎不受天氣影響,可全天候工作。
缺點:雷達在有地形或障礙物遮蔽時,存在覆蓋盲區問題,對空管導航雷達的相互影響有待進一步論證。
6、智能視頻分析
智能視頻分析是近幾年比較流行的監控方式,是利用計算機視覺技術,在不需要人為干預的情況下,對視頻信號進行處理、分析和理解,并對視頻監控系統進行控制,自動發現入侵跡象,提前報警,進而達到監控與告警的目的。
優點:可以在物理圍界鐵網之外設置虛擬防區,提前發現入侵跡象產生預報警,給現場安防人員提供更多的響應時間。本身具備安防視頻系統的基本功能,直接可視化。
缺點:像素比對和運動分析模式受圖像效果和分辨率影響大,雨雪、霧霾、沙塵天氣環境下工作圖像效果會受影響,圍界外樹木、建筑等復雜環境也會影響分辨效果,遮擋區域易形成盲區。
通過對以上接觸式與非接觸式圍界報警技術的描述不難看出,單純的接觸式與非接觸式圍界報警前端探測技術都存在各自的優缺點。
非接觸式技術能夠在圍界外圍預先發現入侵,接觸式技術必須非??拷蚪佑|后才能發現入侵目標;預警功能性是非接觸式技術的優勢所在,然而由于安裝方式和技術原理的原因,非接觸式技術的探測區域基本為扇形,物理圍欄或其它物體會對其探測造成遮擋,同時為了確保探測靈敏度,在人員活動密集區域,無效報警相對頻繁。
接觸式設置高靈敏度時,只要接觸肯定能發現,雖然現有探測傳感分析技術能夠對天氣、車輛、行人路過等干擾進行一定的濾除,但對于雨雪、大霧等極端天氣任會對被動式探測造成一定影響。
綜上,圍界報警系統的技術選型需因地制宜、優勢互補,盡量避免使用單一探測技術進行圍界防范。
機場圍界安防系統方案建議
為了避免單一技術手段的局限性,機場圍界報警系統建議在方案設計時可考慮采用接觸式技術配合非接觸式技術相結合的方式,并聯動必要的聲、光、電輔助報警設備和視頻監控等。即采用多種復合探測技術通過多角度、多層次融合決策的手段探測報警,不但可以及時判別入侵行為,而且相對單一技術手段能更為準確的過濾外界無關項的干擾,進而降低圍界入侵信息的漏報率和誤報率,以提升圍界報警系統的準確率。
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