第七章 安防技术与产品应用
第八节 防入侵智能光纤报警安全围栏的应用

  对于任何一个区域安全而言,周界实体防护设施是阻止防范对象穿越的最重要的一道防线。边界安全,是整个区域安全的重要组成部份,其具有安防的普遍特征之外,还有其独特性。

  首先,在周界采用的实体防护是多策略的组合,以应对不同入侵威胁类型与程度。所有入侵威胁的同一个目的是为了入侵对象能够快速突破障碍而进入区域内部,因此,周界实体防护中,采用的实体屏障产品是关键,尽量延长入侵者的突破时间是该产品安全性能的唯一考量。

  其次,入侵对象对突破周界实体屏障,一般采用攀爬、工具破拆和低能量冲击的手法进行入侵行为,所以,正常实体屏障产品的选用,应当从该产品的防攀爬、防破拆和防冲击的三个方面进行评估其性能的优劣。还有一些特定的场合,如边防线保护人员的防狙击性能。总而言之,周界实体屏障的防入侵概念具体体现为防止防范对象的攀爬入侵;防止利用小型工具的破坏拆除入侵;防止采用冲击物撞击破坏入侵;防止受到狙击子弹直接命中四个方面内容。

  另外,对周界的安全防范,其作为整个区域安全防范的子系统,在整个区域安防系统下是能够独立运行的,这样才能发挥周界安防的防线作用,将事件阻止在生发状态。完整的安防系统,必需遵循“探测—延迟—反应”的基本原理,将技防、物防、人防进行有机的联系,才能快速处置各类入侵事件。

  总之,出于周界的安全防护需要,对使用在周界的各类安防产品提出以下基本要求:在入侵行为发生或即将发生时,能第一时间发出报警或预警号,并能判定入侵所在的部位。所采用的实体防护产品,应具备相应的防入侵能力,延长突破屏障时间,为后续人力反应赢取尽可能长的时间,并且实体防护产品应当为周界监控设备提供清晰的观察画面。

  一、周界安全防护产品的现状与问题

  当前,由于安防技术中视频监控技术的飞速发展,使得视频图像信息作为事后查证的重要手段在各个行业、领域中得到空前的发展。为了能得到更清晰的画面,对周界实体屏障提出了通透性的要求。在GB50348-2004《安全防范工程技术规范》中对高风险区域的周界防护明确提出了一定要采用透空式的材料或产品,但从周界防入侵的角度,提出的要求相对苍白而单薄,仅仅从建筑物、构筑物的角度对周界实体防护设施的材料、高度、基础等方面处理用了简单的描述。没有关注到周界实体防护屏障类产品的防入侵延迟能力这一重要指标。

  目前应用于透空式周界实体防护屏障类产品大部份采用了钢管栅栏、钢丝网围栏二种形式,对这些产品的安全考量停留在材料规格大小、构件之间的透空间距、高度和外观形式等建筑指标层面。对真正引起安全事件的产品结构的防拆、防破坏、防攀爬、防冲击及防子弹命中的特性要求是严重空白的。

  虽然安防行业对重要区域的周界安全防范要求具备探测报警功能,但目前常规采用的红外对射、电子脉冲、泄漏电缆、静电场、微波、张力等探测报警产品,在性能、安全、环保、造价、使用等方面都存在着弱点,制约着这些产品或技术在周界安全防范上的发展。近年来,随着光纤振动入侵探测技术的成熟,这种探测报警产品所独有的高性能、低能耗、长距离、低成本的特性,越来越受到市场的青睐和运用。

  根据目前周界实体屏障产品和探测报警技术的现状,在安防行业中体现了以下方面的问题:

  (一)安防工程中对周界实体防护的技术要求过于简单

  现行GB50348-2004《安全防范工程技术规范》中,仅在5.2.5条款中对周界实体屏障设施建筑围墙作了简单规定,对各风险等级区域周界实体防护设施或采用的实体屏障产品的形式、延迟入侵能力和防护功能没有作出具体要求。在标准中引用的其他行业(如MH7003《民用航空运输机场安防设施建设标准》)的周界实体防护标准中对围墙(栏)也只是结构和选材要求。

  (二)用于安防工程的周界实体防护产品缺失

  虽然目前市场上用于建造围墙(栏)的材料以及围墙(栏)的形式产品种类很多,但这些产品目前大多作为普通建筑材料以及装饰性围墙(栏),不是真正意义上的安防实体防护产品。《安全技术防范标准体系表》实体防护系统技术标准(210)中目前没有可执行的标准,使用得周界实体安防产品的开发缺少技术指导,导致生产厂商对周界实体安防产品的定义混乱、偏面,提供的产品也是五花八门,良莠不齐。

  在实体防护产品标准(305)中,周界实体围栏产品标准严重缺失,虽然体系表中己列入《防护栅栏》的标准名称,但由于对这些产品的防护技术缺少系统化的研究,无法建立产品标准。

  (三)周界实体防护等级的论证评价机构缺失

  各风险级别的防护目标,对保护其存在区域的周界实体防护的延迟要求是不同的,出入口控制程度也是不同的。应用在不同风险级别场所的周界实体防护产品的所提供的防破拆、防攀爬、防冲撞的性能,目前无专业机构能对其能力级别进行论证评价。

  (四)对入侵周界的手段缺少专业研究

  安全防范的对象大部份是防范人的犯罪行为,周界实体防护产品的设计,由于缺少对犯罪的动机、类型、规模、手法、使用工具等因素的界定,使得不能提供有针对性的实体防护产品。

  (五)周界实体防护产品的延迟能力的论证缺少标准支撑

  当前使用在周界的实体防护产品,其所提供的阻挡延迟能力只是依靠理论或想当然来提供选用依据。而论证一种实体防护产品的延迟能力,目前在标准体系效能评价标准(204)中是缺失的。

  (六)周界实体防护产品缺乏系统性

  由于当前使用在周界的实体防护产品,在整个安防体系中的重视程度不足,相关基础研究和标准的严重缺失,使其只能作为建材产品应用到安全防范工程中,所能提供的延迟能力与技术防范、人力防范之间的有可能构不成有机的、系统的联系。

  二、防入侵光纤报警围栏产品的安全防范技术

  防入侵智能光纤报警围栏将具有高延迟性能的钢丝焊接网安全围栏,整合目前最有先进性的探测报警技术,开发出了一款智能报警安全围栏系统产品,主要用于划定区域边界、封闭和保护区域安全。系统主要由前端振动传感单元和后端报警处理单元两大部分组成。前端振动传感单元实体围栏部分由端部围栏、直线部围栏以及必要的转角部围栏、爬坡部围栏等部件组成封闭式的物理屏障,实体围栏融合尖端的光纤振动传感技术,以实体围栏作为振动传感单元,通过相应的报警处理单元实时监测围栏的入侵事件,根据不同事件的信号特征准确选择报警,并在相应的电子地图上显示事件发生的准确位置,实现威慑、阻挡、延迟破坏以及入侵探测报警的安全防范作用,达到保护区域边界安全的目的。

  系统前端实体围栏部份结构件实现标准化设计、工业化制造,现场组合应用和装配式施工。围栏外观通透简约,符合当代建筑审美,并具有防攀爬、防拆解、防破坏等安全性能。主要钢构件均采用业界领先的防腐工艺和涂层技术,具有室外使用寿命长,免维护等特点。

  完整统一的实体围栏构造为外界的入侵振动提供相同的介质,由于攀爬、敲击等入侵行为使光缆振动传感器发生形变,光路的改变导致振动光缆传输的光信号发生改变。采集器对光信号的变化进行探测,然后对探测到的信号进行数据处理,并提取出入侵信号的特征值,当特征值满足报警条件时,输出报警信号。

  本产品主要应用于各类工业和民用建筑的围墙工程以及各种高风险对象的周界安全防范工程。

  (一)产品结构与功能

  本系统产品分为前端振动传感单元、后端报警处理单元二大部份组成,前端由提供威慑、阻挡、延迟功能的实体安全围栏支撑层单元和提供感知、探测入侵振动的信号采集层单元及信号分析处理层单元组成。后端由提供布防、撤防、消警、联动和事件记录功能的报警控制层单元和实现声、光或图像警示的报警显示层单元组成。

  系统前端是本产品的核心部份,由实体围栏的端部模块、直线模块、转角模块和坡度模块以及光纤探测报警的防区分割模块和信号分析处理模块按工程实际需要组成。

  前端围栏的各个模块主要由立柱、横梁和密纹焊接网片组成,立柱截面尺寸60*80*2(mm);网片钢丝直径为4mm,网格为12.5*100。前端围栏的防入侵部份迟延性能如下表:(参考标准:ASTM2781-10)

围栏型号

高度(mm

攀爬迟延性能

破拆延迟性能

攀爬方式

延迟级别

破坏工具

延迟级别

标准型EC790D2-0

1510

徒手

L5-L9.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L0-L4.9

小型电动工具

A10-A14.9

2010

徒手

L5-L9.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L0-L4.9

小型电动工具

A10-A14.9

2510

徒手

L10-L14.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L5-L9.9

小型电动工具

A10-A14.9

3010

徒手

L15-L19.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L10-L14.9

小型电动工具

A10-A14.9

+刺条型EC790D2-1

1510

徒手

L5-L9.9

手工工具

A20-A30

带抓勾的绳索

L0-L4.9

小型电动工具

A15-A19.9

2010

徒手

L5-L9.9

手工工具

A20-A30

带抓勾的绳索

L0-L4.9

小型电动工具

A15-A19.9

2510

徒手

L10-L14.9

手工工具

A20-A30

带抓勾的绳索

L5-L9.9

小型电动工具

A15-A19.9

3010

徒手

L15-L19.9

手工工具

A20-A30

带抓勾的绳索

L10-L14.9

小型电动工具

A15-A19.9

+刺刀圈型EC790D2-4

1510

徒手

L10-L14.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L5-L9.9

小型电动工具

A10-A14.9

2010

徒手

L10-L14.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L5-L9.9

小型电动工具

A10-A14.9

2510

徒手

L15-L19.9

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L10-L14.9

小型电动工具

A10-A14.9

3010

徒手

L20-L30

手工工具

A15-A19.9

带抓勾的绳索

L15-L19.9

小型电动工具

A10-A14.9

 

  系统后端可根据用户需求有二种控制显示方式选择配置。当产品独立使用,用户端不具备PC设备、网络监控中心时,产品后端配置由报警控制主机单元和警灯组成;用户需要产品进行安防组网联动,具备PC设备、网络监控中心时,可在PC设备上安装专用智能报警管理软件进行控制显示。采用开关量一缆式时可同时配置该二种后端控制方式。报警装置性能如下表:

报警处理方式

设备名称

项目

性能

开关量一缆式

信号采集处理器

工作电压

DC12V

警戒功耗

<2.5W

报警功耗

<2.0W

平均无故障工作时间(MTBF

20000hC级)

响应时间

<3

输出方式

开关量常开或常闭

继电器输出容量

DC110V AC125V DC30V

LED指示

报警指示、编程指示、工作状态指示

电源浪涌保护

二级防雷保护

通流容量:10KA8/20μS;钳位电压:18VDC

软件助手接口

网口

报警控制主机

输入输出

ü   本地8路开关量输入,本地2路触发器输出

ü   485扩展14路触发器输出

ü   报警打印机

ü   报警联动输出,事件触发输出/关闭

ü   112V/1A受控警号输出,112V/750mA辅电输出

远程控制

ü   2组独立的电话接警中心

ü   Contact ID protocol,支持话机复用

ü   电话远程回控

ü   无线RF遥控器回控

存储管理

ü   1个安装员用户,1个主用户,15个操作用户

ü   250CID报告缓存

其他

ü   8个报警键盘,包括LED报警键盘和LCD报警键盘

ü   外置辅助电源--标准蓄电池,自动充电控制,电压实时监测,掉电保护

ü   AC 220V主电源接口,主/辅电源可自动切换

ü   硬件复位

GNT周界报警系统软件W4.0

运行环境

Cpu:睿2 双核;内存: 2G;硬盘:160G;操作系统:Windonws XPWin7 ;网口:100M ;显示:1024*768;音箱;IP192.168.1.129

操作界面

管理员界面;值班员界面

系统功能

记录管理、值班员管理、系统备份、系统恢复、防区图防区配置

系统型一缆式

信号采集处理器

工作电压

AC220V

系统功耗

6W8W

接口类型

数据传输接口DB25   

通信接口

RJ45

指示灯

电源指示,状态指示

输出信号

标准开关量

工作环境

工作温度: 0℃--70℃;存储温度:-25℃--80℃;工作湿度: 35%--80%;存储湿度: 20%--90%

 

GNT周界报警系统软件V1.2

最大管理防区数量

3×16

 

 

操作界面

管理员界面、操作员界面

 

 

系统功能

记录理、值班员管理、系统备份、系统恢复、防区图防区配置

 

  (二)产品特点与应用领域

  系统集警示和威慑、阻挡和迟滞、探测和感知等安防要素于一身;前端围栏多种配置,可实现不同风险等级区域边界安全与应用环境协调的完美平衡;前端围栏良好的视觉通透性可为其他技术防范和人力防范提供清晰的视野;前端围栏极好的阻挡和迟滞功能,能完全阻挡人员徒手攀爬越界,并能有效抵御小型机械手工工具的拆解及破坏,为人力防范争取反应时间;传感光纤内置于围栏顶部横梁内,安全隐蔽,入侵者不易发现进行技术破解;传感光纤对电磁干扰、雷电、射频、磁场等具有抗干扰能力,环境适应力极强,同时其无源特性适合安装于任何危险环境;独特的围栏构造、领先的金属防腐工艺和涂层技术,保证了超常的室外使用寿命,真正做到十年以上免维护。前端围栏为装配式结构,安装便捷,并可开放提供一体化线缆桥架,节约工程成本;前端围栏结构统一,为报警系统提供同一介质,对于风、雨、雪具有极强的抗干扰及抵御能力,全天候工作,误报率极低;系统有用户校准系统,可以通过对报警处理单元模块进行设置来屏蔽没有威胁事件所引起的误报,而对真正入侵信号的探测最优化;根据需要可任意设置不同防区的报警处理单元,最多可实现48个防区,所有围栏型号的开关量一缆式报警处理单元可以直接接入局域网或广域网,支持TCP/IP协议通讯;系统可独立使用,亦可集成于其他安防集控管理平台。

  围栏的每个模块由立柱、网片、线槽式横梁及其他安全附件组成,所有构件工业化生产制造,规格标准通用,安装简单快捷。立柱采用特制的“M”形冷弯开口型钢,使围栏能抵御12级的风压;开口的型材使立柱的内外都能得到涂层的有效防腐保护,同时使围栏的防护面平整无可供蹬踏的着力点;“M”形的凹部,为连接网片的紧固螺栓提供隐藏空间,限制拆除工具的运动范围;立柱与立柱压板按模数相互咬合,为立柱与网片的连接提供均衡的防拆保护。网片由高强度冷拔镀锌钢丝电阻熔焊而成,防护面横向钢丝8.5mm的净间距,符合人体工程学原理,提供极高的视觉通透性,并限制了一般断线钳的工作空间;550Mpa以上的钢丝抗拉强度,有效抵抗小型手工剪的破坏,极大地延长了小型电动切割工具的破坏时间;2000N以上的焊点抗拉力,极大地延长了采用撬棍破坏的时间。线槽式横梁由热镀锌钢板冷弯成型而成,围栏安装时起到了控制立柱中心距的标尺作用,使安装精度控制简便快捷;线槽内部在提供容纳振动光纤的同时,也可铺设一定数量的其他线缆,并对线缆提供保护。多种防攀爬措施积木式装配,为不同安全区域的围栏选型提供选择。

  采集器所选器件均为军工器件,涵盖市场最主流的报警输出形式以满足不同客户的更多需求。融合了数十年的信号处理经验,引入了自适应和自学习两种信号处理思想,是一款智能型报警设备。内部采用模块化设计,易于产品的维护、维修。电路部分采用了安全可靠的防雷保护措施,既可以有效的防止因感应雷对设备造成的损坏,又可以防止各种强磁场、高脉冲对设备造成的冲击,抗干扰能力强。外部采用即插即用与现场熔接的设计模式,成品光缆振动传感器可直接插接在采集器上,即插即用的模式不但易于施工还能有效的节约施工成本。现场熔接为传统的防区构建方式,根据客户的不同需要灵活的把握防区距离、提高使用效率。系统采用通信光缆作为振动光缆,具有防磁、防雷、防腐、防水、防紫外线等优点。该设备添加了温控模块,提高了在高寒环境下的工作稳定性。设备现场安装完成后,连续运行24小时,设备的自适应能力将会达到最佳效果,使得该设备更具人性化、智能化。采集器不但可以探测到多种方式的入侵,有效的排除了各种干扰、屏蔽因环境因素引起的多种误报,探测准确率高。

  防入侵智能光纤报警围栏由于具备优越的实体防护延迟性能,在防入侵的指标上远超市场上同类的围栏产品,并且从结构上将目前探测报警技术最先进的光纤振动产品进行完美的结合,可适用于各级风险区域的周界实体防护。特别对于如核电的保护区和要害区;监狱的监区;军队的边境线、弹药库;企事业单位重要部位等需要高安全保护级别的区域周界实体防护产品的选用。

  (供稿:徐律, 吴海 张家港固耐特围栏系统有限公司)

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