浅析泄漏电缆报警系统技术的应用与发展

2019-11-29 16:43   24次浏览

众所周知,安全防范技术现在的发展方向是将视频监控、周界报警、入侵探测、门禁控制等独立的安防子系统集成整合,形成一个多功能、全天候、动态的综合安全管理系统。而周界报警作为安防系统的第一道防线,作用十分重要,已从过去被动的报警探测,发展为今天的威慑阻挡加报警。且随着安防技术的发展和安防市场的成熟,以及政策法规的进一步完善,数字化、集成化、网络化将是它发展的必然趋势。

周界报警系统是在防护的边界利用如微波、主动红外、电子围栏等技术形成一道或可见或不可见的“防护墙”,当有越墙行为发生时,相应防区的探测器即会发出报警信号,并送至控制中心的报警控制主机,发出声光警示的同时显示报警位置,还可联动周界模拟电子屏,甚至联动摄像监控系统、门禁系统、强电照明系统等。

近年来周界防范系统已经成为安防系统基本且不可或缺的安防子系统,不仅在军工厂、军营、机场、港口、政府机关等高端领域可见其“踪影”,同时还被广泛应用到住宅小区,并在这些领域保持着相当高的应用增长速度。

本文将对泄漏电缆周界防范技术进行分析,借此一窥周界防范报警系统技术的发展踪迹。

工作原理

按特定的要求,施以诸如疏编、开缝、穿孔、开槽等连续且有规则的“破坏”工艺,即能制造出特制的同轴电缆泄漏电缆。其故意引起同轴电缆中传输的电信号能量发生泄漏作用,将在泄漏电缆径向长度的周围建立起一种均匀且连续的电磁场,称之为“漏泄场”。

将泄漏电缆所开的槽孔看作一个个等距波源,对一定范围的人体产生感应,与之对应的反射波依次被接收,当泄漏电缆开始进入工作状态时,需要进行初始化,使外导体充分被极化,发射电磁波进行耦合并开始趋于稳定。这时当电缆周边有人运动时,由于人体的电容特性,使稳定的电磁场受到了干扰,干扰有从人体反射回的电磁波以及多普勒效应等,主要为扰动。接收器收到干扰信号就可以实现报警,并立即通过报警控制系统的接收设备传输到报警控制中心,由报警控制主机进行各种报警的后续处理。

埋地式泄漏电缆采用的是一种大的空间场,能对侵入的移动目标的导电性、体积、移动速度进行探测。人或车通过该电磁场都会被探测到,而小动物或鸟类却不会引起误报警。

系统组成

泄漏电缆作为周界入侵检测传感器应用时通常采用埋地敷设,该埋地敷设方式可取得隐形连续覆盖周界防区和免维护的实用效果。

实验研究表明:采用两根平行敷设的泄漏电缆,一根接入发信机,另一根接入受信机,入侵者进入两根电缆中间区域时,由于处在“漏泄场”中的人体对无线电射频能量的散射,将引起受信机端口接收信号电平的波动。泄漏电缆控制器能通过信号分析检测出漏泄磁场中的这个磁场变动,即可对防护周界的侵入行为作出定性和定位判断。

埋地式泄漏电缆利用泄漏电缆产生不可见的电磁场。泄漏电缆可以埋在任何介质里,如土壤,沙地,粘土,混凝土或沥青等,形成一个统一的,隐蔽的,依地形而建的体积探测场。泄漏电缆放在宽5米的带状区域的中间,远离任何能动的金属物体,泄漏电缆距离大型能动的金属物体如链状围栏的距离至少3米远。每个防区的长度可以从10米到200米,根据保护区的具体要求来设计。

泄漏电缆探测有二种形式:将发射和接收电缆放在同一个护套里,只需一道电缆沟,由此产生的探测场是1米高,2米宽。实际的探测场还和埋设的深度、介质及设定的门限有关;如果需要较宽的探测场,泄漏电缆是将发送电缆和接收电缆相距大概二米分开埋敷,由此产生的探测场是1米高,3米宽。

探测是基于入侵者的导电性,体积和速度。对于34公斤以上的入侵者探测概率大于99%,10公斤以下的目标将不会触发报警。入侵者的移动速度在2.5cm/s到15m/s都会被探测到。对于特殊情况,还可以根据入侵者的奔跑或跳跃速度设置更敏感的门限,同时任何试图破坏泄漏电缆或泄漏模块或箱体的行为都会触发报警

震动光缆的特点分析

发展趋势

泄漏电缆周界入侵防范系统与各种不同原理的周界系统相比,在服务特性方面有其独特的优势。但这类系统在国内安防市场占有率不高。其成本偏高,是影响推广使用最主要的原因。研究开发低成本经济型适用性泄漏电缆周界报警系统应该是行业内需要关注的重点。争取在充分消化泄漏电缆周界入侵传感器机理的基础上,研发出堪与SYV-75型同轴电缆价格相当的泄漏电缆。

民族品牌的泄漏电缆周界入侵防范系统虽起步较早,但技术粗糙,导致十多年来发展停滞。在调制方式、频率优选、环境媒质补偿、分段中继、检测信号判决等方面均有值得期待的技术进步和发展。

工作原理

振动光缆报警系统是一种利用振动光缆作为传感器的周界入侵报警系统。系统根据实际应用的不同可分为围栏式和地埋式两种,既可以应用于各种类型的地表围栏,也适用于地下隐藏防护。系统采用一缆式结构,在周界保护范围不需铺设任何供电及通信线路,可广泛应用各种野外环境、边界线等不便铺设供电线路的场所,为客户大大节约供电设备与线路的成本,并简化施工。

系统组成

系统由光缆震动采集装置、报警主控装置、专用接续盒(模块)、国标单模铠装光缆、对等式风雨探测环、联动软件等部分组成。该系统使用光缆作为传感单元,整根光缆通过接续包将周界划分为多个防区,每个防区灵敏度、识别模式可根据用户的需求在软件上单独配置。计算机将根据用户设置对每个防区的数据进行采集、分析和处理。当入侵者试图翻越或破坏周界时,直接或间接造成光缆震动,从而改变光缆内的物理光波信号,系统接收到异常信号经光缆震动采集装置分析处理后由报警主控装置输出报警信号。如果系统连接计算机接处警系统,计算机接警中心软件便会将前端报警以电子地图形式显示,甚至联动该防区监控视频信号(画面同步窗口弹跳)。

传感光纤采用铠装的通信光缆,它能保证在不受外界多变的气候和恶劣环境的影响下,仍然能采集到细小的震动。

当光信号由激光器输送进光纤时,探测器会处理接收到的光信号的相位。假设传感光缆没有受到任何干扰,则光的传输没有变化,光信号的相位也不发生变化;当传感光纤受到运动或震动的干扰时,光信号的传输模式就会发生变化。

运动、震动、压力都会导致形态被干扰而令光信号相位的改变。光振动探测器对光信号相位改变进行探测,探测干扰的强度和类型,然后对探测到的信号进行处理,判别它是否符合触发“事件”的条件。如果符合条件,触发一个“事件”,否则,忽略该信号。判断探测到的信号是否符合触发“事件”的标准是用户在软件中对每个防区设置的参数依据。

优缺点

·防区无源:系统采用光缆作为无源探测器,除主机需要供电外,户外整个防区实现无源化,并能有效避免雷电干扰,特别适用于易燃易爆及强电磁干扰等场所,如:油库、电站、弹药军火库、机场、高铁等。

·适用性强:光缆具有灵活特性,不受周界界质、形状、环境等因素的限制,特别适用于无界质或界质不规则、多种界质、环境恶劣、地理复杂等区域,同时可根据界质的不同采取最适合的敷设方式。

· 施工方便:光缆可直接敷设在周界界质上(如:铁网、铁艺栏杆、石柱和砖墙等),无需挖电缆沟、破坏地基草坪等,大量减少了施工费用及时间。

· 兼容匹配:该产品可作为物联网的前端设备,能配置多种数据连接端口,可与其它集成平台兼容,实现数据对接达到系统联动。

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