全光纖周界監控預警系統核心技術及應用

當今，恐怖組織和恐怖分子活動日益頻繁、人口流動急劇加大，社會不穩定因素不斷上升，因此，國家安全和國民財產安全的防衛任務與壓力日益加重，使我國和諧社會的建設也面臨極大的挑戰。由此，為國民經濟單位自身安防體系能否“防破壞、防入侵、防意外”并實時監控預警提出了更高要求和更大考驗，這其中，周界防護(防火墻)作為第一道防線，其是否有效決定了能否最快速度地發現不安全因素、最大限度地降低不安全系數。

傳統的周界安防解決方案應用特點

多年來，傳統的周界安防解決方案(紅外對射方案、視頻監控方案、微波對射方案、泄漏電纜方案、振動電纜方案、電子圍欄、電網等)為社會平安保障做出了應有貢獻，但受一些客觀技術條件等因素所限，還存在著一些共性或個性不足，具體如下：

紅外等傳統方案，防護等級較低，對于蓄意侵入者而言，很容易跨越或規避;同時易受地形條件的高低、曲折、轉彎、折彎等環境限制，而且它們不適合惡劣氣候，容易受高溫、低溫、強光、灰塵、雨、雪、霧、霜等自然氣候的影響，誤報率高;

泄露電纜和振動電纜報警屬于電纜傳感，傳感部分都是有源的，系統功耗很大;電子圍欄、電網等方案又有一定危害性。上述方案可監測的距離較短，單位距離成本高，在需要進行長距離監測的情況下，系統造價高昂。且傳感器單元的壽命較短，長時間連續使用，維護成本較高;

干擾機會增多(電磁干擾、信號干擾、串擾等)，靈敏性下降，誤報率、漏報率上升等;

對于大范圍監控，以上傳統方案本身沒有定位功能，遇上侵入行為，無法定位。這意味著無法及時、準確地確定危險地點，無法及時采取制止措施阻止侵入行為導致核心區域失密、被破壞。

綜上可見，基于電傳感技術的傳統周界安防解決方案受自身技術條件限制存在諸多功能缺陷，而新時期的周界安防系統要能夠對各種入侵事件及時識別響應，且須具有長距離監控、高精度定位功能、低能源依賴性、高環境耐受性、抗電磁干擾、抗腐蝕等特性。

光纖傳感器的應用優勢

與傳統的電傳感器相比，光纖傳感器在傳感網絡應用中具有非常明顯的技術優勢

體積小，重量輕、具有非常好的可靠性和穩定性;

無源系統、能源依賴性低，可大大節省供電設備與線路的成本，適合長距離使用;

抗電磁干擾、抗腐蝕，完全不受雷電影響，能在惡劣的化學環境、野外環境及強電磁干擾等場所下工作;

無輻射、無易燃易爆材料、防水、環保等。

全光纖周界監控預警系統

全光纖周界監控預警系統是利用激光、光纖傳感和光通信等高科技技術構建的安全報警系統，是一種對威脅公眾安全的突發事件進行監控和警報的現代防御體系，它是基于分布式光纖傳感技術應用于周界監控防護的新系統。

該系統利用單根光纖(光纜)作為傳感傳輸二合一的器件，通過對直接觸及光纖(纜)或通過承載物，如覆土、鐵絲網、圍欄、管道等，傳遞給光纖(纜)的各種擾動，進行持續和實時的監控。采集擾動數據，經過后端分析處理和智能識別，判斷出不同的外部干擾類型，如攀爬鐵絲網、按壓圍墻、禁行區域的奔跑或行走，以及可能威脅周界建筑物的機械施工等，實現系統預警或實時告警，從而達到對侵入設防區域周界的威脅行為進行預警監測的目的。為了精確定位，只需獲取光纖的準確長度，再根據現場情況將光纖長度距離換算為實際距離，在報警信息中得到準確可靠的定位精度，從而實現遠距離安全保障系統的定位報警功能，通過系統提供的入侵地點的位置，可以聯動CCTV監控或派遣人員到達現場。

核心技術

作為特殊的帶定位功能的分布式光纖傳感監控監測技術，所需元器件、零件全部國產化，整個系統工程實施和應用較為簡單，其與其它傳統安防系統相比，先進之處在于：

組合光路設計，單根光纖融合外界侵入檢測和定位于一體;

模式識別系統，降低系統誤報率;

信號處理系統，對高危地區實現語音監聽和記錄;

獨特的系統構架，可融合其它傳感監測系統。

核心功能

1、長距離入侵監測

沿光纖敷設區域全程任意點全天候不間斷地實時監測。

2、侵入定位

在判斷有威脅侵入行為發生時，系統根據光信號調制分析，可以實時對侵入行為發生點進行定位，從而便于安保人員對目標明確地及時采取有效措施，制止侵入行為后續事件發生。

3、模式識別

對非危害性環境干擾如雷鳴、鞭炮、汽車鳴響、雨聲等進行識別，做出無害判斷;還能識別走路、攀爬、觸摸、挖掘等侵入行為并報警。

4、重要部位語音監聽

對于局部高危區域，系統可實現語音監聽和記錄。該功能完全無需采用電或金屬的傳感器，僅用光纖即可實現，豐富了用單一光纖實現監控系統的功能和防護等級。

5、可與其它監控系統(聲光電報警)聯動

系統結構

全光纖周界監控預警系統由監控器、主控儀、引導光纜、傳感光纜和外部組件這五大部分組成。其中，系統監控器、主控儀位于中心監控室內，引導光纜、傳感光纜和外部組件安裝于室外，可根據需要設置分控制中心

典型應用

系統可根據各種周界的不同需要而采用不同的光纜敷設方式：隱蔽地埋、圍欄、圍墻敷設，明敷、隱蔽敷設皆可。

1、長距離邊界的警戒系統

重要國境線、保稅區隔離帶、海關港口等長距離大范圍防止侵入或越境的場所警戒，特別是崇山峻嶺、沙漠荒野、人工巡邏查檢十分不易場所敷設光纖警戒線。

2、重要設施的周界安全防衛

軍事要地、國防設施：如部隊、機場、軍港、導彈/火箭發射基地、雷達、通訊站點;

國民經濟重要設施：電力站、變電所、文博館、金融庫房、體育場館;

易燃易爆場所的防衛：油庫、氣站、油氣儲存罐區、炸藥庫等;

重要防全防護場所：監獄、學校、水庫、工業廠礦、重要住宅區等。

3、石油天然氣管線的防護(防開挖、防偷盜、防破壞)

4、通訊電力線纜的防護

基于光纖傳感技術的光纖周界安防警戒系統，隨著光電子技術和光纖傳感技術的不斷發展，已在歐美發達國家陸續得到成功應用，實現了移動、震動感應、微應變檢測和定位等報警功能，并已被廣泛用于軍事基地、指揮所、國防、航天基地等場所，現已向民用方向迅速推廣。

目前，國外產品正逐步進入中國，但由于這些產品剛剛由軍用轉向民用，價格昂貴，無法在國內有效應用;同時，在對國家有重要意義的監控場合及重要場所的周界防范系統，其系統的運行和維護都必須是實時的，不能中斷。采用國外壟斷技術的設備、產品，在產品調試、安裝指導、后期維護、性能升級上，會帶來相當多的不便，甚至對保密性帶來了潛在的威脅。

由此，重要場所的安全防范，既要求采用的設備具有先進性，又需結合保密性要求，確保采用的監控技術最好具有原創性、獨特性，這就對研制具有自主知識產權的、具有國際先進水平的、技術性能獨特的、能提高我國周界防范技術水平的、滿足我國現階段對安全技術防范系統需求的光纖智能安全防范系統提出了迫切的需求。隨著全光纖周界入侵報警產品在國內的普及應用，全光纖周界監控預警系統將迎來更廣闊的發展空間。

文章編輯：重慶監控 http://www.wvz.net.cn