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      紅外對射、電子圍欄、震動光纖等綜合周界防范系統設計方案

      2021-10-18

      【內容導讀】

      1.1系統概述

      周界防范主要在園區周界,如圍墻、柵欄、樹林、邊界、河邊等場景中,通過各種技術手段一旦發現布防區域中的異常情況,系統能夠以最快和最佳的方式發出警報并提供有用信息,從而能夠更加有效的協助安保人員處理危機,最大限度的降低誤報和漏報現象,切實提高布放區域的安全防范能力,是園區安防系統的第一道防線。

      1.2系統設計

      1.2.1系統架構

      周界防范子系統由前端報警、傳輸網絡、管理中心組成。其中前端報警部分包括周界入侵探測器和防區脈沖主機以及報警主機。報警主機到管理中心的傳輸網絡可以是公共電話交換網(PSTN)、無線信道(CDMA/GSM)、Internet網絡等。管理中心則由管理計算機以及相應軟件組成。

      整體架構如下圖所示:

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      圖1.周界防范系統架構圖

      1.2.2業務流程


      周界防范的業務流程分為:當有活動目標進入布防區域時,檢測設備開始檢測活動目標,產生周界防范報警事件,并將事件上報給后中心平臺;綜合安防管理平臺報警系統接收到事件后,可進行事件查看,并通過平臺的聯動模塊配置不同的聯動方式。其中,視頻周界防范會將報警事件發到智能分析設備進行分析,判斷是否有人后再上報給平臺。


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      圖2.周界防范業務流程圖


      1.2.3前端探測器設計


      周界防范產品主要部署在室外周界,整個報警系統給的最外層防護圈,當有人員從外部闖入時,周界防范探測器將報警信號通過報警主機上傳到監控中心,便于中心管理人員迅速處警。目前,周界產品主要類型為紅外對射、脈沖電子圍欄、振動光纖、可見光視頻周界相機、熱成像相機、入侵安防雷達、激光掃描探測器等。


      ?紅外對射


      紅外對射是目前技術最成熟、使用也最廣泛的周界探測技術之一。一對對射由一個紅外發射機和一個紅外接收機組成,當發射機和接收機之間的紅外光束被完全或部分遮斷時產生報警信號。為了減少落葉、小鳥等外界干擾造成的誤報,一般使用雙光束、三光束、四光束的對射探測器來減少誤報。
      該產品價格低、施工成本低、性價比高,適用于分界線清晰、周界平直的使用場景,但是由于紅外技術本身的瓶頸,容易被環境所干擾(霧、雪、雨天氣、強光、樹木枝葉),而造成誤報,需要視頻系統進行復核判斷。


      ?激光對射


      和紅外對射一樣,一對激光對射是由一個激光發射機和一個激光接收機組成,由于激光本身的穿透性非常高,很難被霧霾、雨雪天氣干擾,所以這種周界技術的環境適應性很強,誤報率低,同樣,激光對射的使用場景和紅外對射一樣,局限于分界線清晰、周界平直的使用場景。


      ?脈沖電子圍欄


      脈沖電子圍欄是傳統的普通圍墻與報警系統的完美結合,在具有普通圍墻的阻擋作用的基礎上,增加報警功能,同時脈沖主機發出的脈沖高壓信號又具有威懾入侵者的作用。脈沖電子圍欄具有物理屏障、主動反擊、延遲入侵、準確報警、安全防護等特性,其缺點在于外觀不隱蔽,美觀性依賴于施工管控。
      其組網架構圖如下圖所示:


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      圖3.脈沖電子圍欄組網示意圖

      ?振動光纖


      振動光纖是一種新型的智能型周界報警防范產品。主要原理是通過震動、壓力導致光纖形態被干擾而產生光信號的相位改變來達到報警的目的,為周界入侵提供了早期預警而設計,可以有效的探知周界圍欄防護網被剪切以及圍欄被攀爬的入侵企圖,是一種高效的探知周界入侵的方法。
      由于是通過檢測激光光束在光纖中的傳播軌跡變化來感知入侵,所以不會受到任何輻射、電磁干擾的影響,非常適用于安裝在易燃、易爆等高危險的應用場景。
      振動光纖在周界的布防有埋地式、貼墻式、掛網式等多重安裝方式,適應多種周界環境并能很好地和環境相結合,具有隱蔽效果,其組網架構圖如圖所示。


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      圖4.振動光纖組網示意圖

      ?可見光視頻周界相機


      視頻周界相機是通過前端相機進行周界防范偵測,或后端智能設備對前端采集的視頻進行分析,實現周界防范的報警功能。視頻周界防范具有成本低,布設方便等優勢,但也存在誤報較多的困擾,如因受樹葉搖晃、燈光照射、動物穿越、車輛等因素影響,導致誤報過多、安保人員難以應對。
      通過將周界防范前端設備接入“超腦”NVR,由“超腦”NVR實現對前端推送的報警圖片進行人體目標二次識別,有效過濾絕大部分非人體觸發的報警,提高周界防范報警準確率,解決在實際使用中報警不準確、誤報率高、防范效果一般等問題。
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      圖5.可視化視頻組網示意圖

      ?熱成像相機


      熱成像相機通過偵測目標對象的熱輻射,形成熱成像,結合智能分析實現周界防范的報警功能。熱成像相機探測距離遠,25mm的鏡頭焦距的有效探測距離為182米;同時,在強光、逆光等惡劣環境下做到不受影響,可有效對震動、車輛、樹木碰觸等干擾行為進行準確過濾的優勢;此外,對隱藏在深度不深、但可見光無法穿透的草叢、樹林等周邊區域進行探測,發現隱藏的危險物體,系統應能對隱藏物體進行有效探測,做到入侵事件的事前預防等諸多優勢。
      不過,熱成像相機成本較高,主要面向預算充足、較為注重周界報警準確性的項目。


      ?激光掃描探測器


      激光掃描探測器一種能探測移動物體的尺寸、速度及與探測器的距離,并利用獨特的算法處理信息,得出最小誤報率的高可靠性探測結果的創新性產品。具有智能探測分析功能和獨特的參數探測算法,擴大了應用范圍且提高了錄像監視的效率。


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      圖6.激光掃描探測示意圖


      各種周界防范產品的功能特性對比如下表所示,在實際項目中的配單選型時,應結合地形、客戶需求、防范等級、預算等因素綜合考慮。


      類型

      地形影響

      誤報率

      阻擋作用

      氣候影響

      成本

      (相對)

      脈沖電子圍欄

      圍墻類周界

      適中

      振動光纖

      全地形適應

      極低

      紅外對射

      界限清晰且周界平直類周界

      激光對射

      界限清晰且周界平直類周界

      較高

      可見光視頻

      圍墻、空地

      熱成像

      有樹林遮蔽

      極低

      激光掃描探測

      界限清晰且周界平直類周界

      極低

      1.2.4傳輸網絡設計


      報警輸入模塊信號傳輸原則上采用總線型結構,各終端探測器通過掛接在總線上的報警輸入模塊接入系統,上述結構易于擴展、布線簡捷。
      主機信號總線采用RVVP2*1.5型護套線;由于探測器報警信號傳輸速率低,電源電流小,報警輸入模塊至探測器信號線采用RVVP4*0.75型護套線,同時傳輸報警信號及12V探測器電源,報警輸入模塊至報警按鈕信號線采用RVVP2*1.0型護套線。
      可見光視頻和熱成像視頻周界防范相機的網絡可參考視頻標準方案中的傳輸網絡設計部分。


      1.3部署方案

      1.3.1總線報警主機

      拓撲圖示意圖:

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      圖7.總線報警主機拓撲示意圖

      施工布線規范:


      1、 總線必須采用優質的非屏蔽非雙絞護套線(RVVP)并和其它線路分管走線
      2、 總線的粗細決定信號的傳輸距離和質量,一般主干線采用RVVP 2×1.5mm 線纜
      3、 總線走弱電橋架需要按弱電標準和其它線路保持距離
      4、 主機支持兩條總線,每條總線最長距離控制在2.4km以內
      5、 超過2.4km需添加總線中繼器DS-19M01-BR,通過總線中繼器將擴展總線延伸至4800米時,長度超過2400米的總線上可以帶載不超過80個模塊(如果全是單防區觸發器,不超過50個)。
      6、 各類探測器到防區擴展模塊或主板防區接口,傳輸距離在100米以內可采用4x1.0mm的電纜,在50米以內可采用4x0.5mm的電纜 。


      1.3.2脈沖電子圍欄


      簡易柵欄類型的物理周界,采用側裝方式,桿件以焊接的方式固定于柵欄上,如下:


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      波浪實體墻類型的物理周界,考慮墻體的弧度,每個半圓形的最低及最高位置均設立桿件,形成無盲區防護


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      柵欄+鐵刺滾網形態物理周界,該形態周界,充分考慮線路隔離問題,采用側裝、立裝兩種方式樣式如下:


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      1.3.3振動光纖


      一般建議一個防區的長度為100米。在報警精度要求高的情況下,也可以設置防區長度為75米或者50米;振動光纖支持三種安裝方式:掛網、扣網和埋地。


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      圖8.掛網安裝

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      圖9.扣網安裝

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      圖10.埋地安裝


      聲光報警器聲光報警裝置的數量可根據實際的防區數量來配置,具體為一個防區配置一個聲光報警。
      防區處理器:根據實際項目上的需要,可以選擇2防區處理器、4防區處理器和16防區處理器。通常2防區處理器部署在前端,4/16防區處理器部署在中心。


      1.4系統功能

      1.4.1報警管理

      平臺提供了方便、快捷的報警管理界面,既能顯示當前的報警信息,用戶操作記錄、又能顯示最近一段時間內既往報警條目,并對報警受理狀態加以明顯標識分為未處理、已處理,值班人員根據標識不同進行管理,提高處警效率。在BS界面上,還可以方便地進行報警信息查詢、統計、編輯、修改等操作。

      1.4.2周界去誤報

      可見光視頻周界防范由于存在誤報較多的困擾,可通過將周界防范前端設備接入“超腦”NVR,由“超腦”NVR實現對前端推送的報警圖片進行人體目標二次識別,有效過濾絕大部分非人體觸發的報警,提高周界防范報警準確率,解決在實際使用中報警不準確、誤報率高、防范效果一般等問題,實現周界防范去誤報功能。

      1.4.3遠程控制

      當報警主機連接到平臺后,平臺可對其進行遠程控制,對報警主機的子系統和防區的狀態進行集中的回控操作,包括子系統的布撤防,報警防區的旁路、旁路恢復、消警等。強大的遠程控制功能可以方便地根據用戶實際需要來設定報警系統的工作狀態。

      對于緊急報警柱,平臺能夠實現遠程開箱功能。當前端發生警情,緊急報警按鈕被啟動后,中心管理人員通過音視頻與前端人員確認情況,在必要情況下可遠程操控,打開報警柱上的儲物箱,將內部存放的防護工具或醫療用品等提供給求助人員。

      1.4.4報警聯動

      ?聯動視頻復核

      平臺收到用戶的報警信息后,顯示報警的同時,通過平臺配置能自動彈出報警發生所在區域的現場圖像進行視頻復核,復核時可打開聲音監聽現場環境,打開對講與現場人員通話,使值班人員可以更全面、詳細地查看,進行報警核實,幫助中心管理人員正確迅速的判斷是否需要出警及如何處警。

      ?聯動視頻進行目標跟蹤

      用戶可事先根據報警設定聯動視頻,設定防區周圍相關的4個監控點聯動,當報警發生后聯動查看關聯的4個監控點,通過視頻監控有效監控報警目標,查看目標在報警發生后行進路線,部分實現對目標的實時跟蹤,快速調集安保人員進行堵截。

      ?聲音報警聯動

      系統支持本地語音輸出,即在報警發生時,可觸發監控中心本地輸出多種不同的報警聲音或警鈴,聲音文件可自行設定或錄制。

      ?錄像及抓圖聯動

      平臺支持報警的錄像聯動和抓圖聯動功能,即當前端觸發報警后,系統會聯動監控點警情現場進行錄像抓圖,可以在事后通過查看錄像文件圖片來還原報警時現場情況。

      ?電視聯動

      平臺支持聯動上墻功能,當前端觸發報警后,可以把關聯監控點視頻投放電視墻上進行預覽,更加直觀的顯示前端現場情況。

      ?短信、郵件聯動

      當前端觸發報警后,通過平臺的聯動配置可用短信或郵件將報警信息迅速發送的相關人員,保證各方及時了解警情,迅速做出反應。

      ?門禁聯動

      通過平臺的資源共享機制和聯動設置,當報警發生時,可聯動門禁進行開門聯動,方便人員在緊急情況下進行疏散和逃生。     

      ?預案聯動

      通過預案配置,配置報警發生時的處理步驟。當平臺接收到報警信號,監控中心管理人員可根據報警關聯的預案進行操作處理。

      1.4.5電子地圖

      平臺的電子地圖主要用于配置與控制各子系統資源,展示這些資源的地理位置。可將報警防區和緊急報警設備添加到電子地圖中,當發生報警時,地圖上自動定位該報警點位,并以圖標閃爍的形式顯示報警狀態。同時,平臺支持在電子地圖中顯示防區的實時狀態,防區關聯的歷史報警事件以及對防區進行旁路和旁路恢復等反控操作。

      1.4.6移動APP應用

      平臺提供了一直配套的移動客戶端APP應用,主要包括登錄模塊、視頻、門禁、消息中心、訪客、入侵報警和車輛查詢等功能,為用戶使用iSecure Center平臺提供了極大的方便。其中,移動客戶端的入侵報警模塊能夠實現報警推送、遠程布撤防、消警以及警情的處理等。同時,配合BS端的電子地圖配置和事件中心聯動配置,可在APP中實現電子地圖應用、報警的視頻復核、抓圖和錄像聯動查看等。

      1.5系統優勢

      1.5.1全方位的防護設計

      系統通過多層報警防護體系設計、報警與視頻的有機結合、入侵報警系統防區的合理布局等實現了全方位的安全防護。

      視頻與報警的有機結合,實現了入侵行為和緊急情況的探測和警情及時上報,而視頻監控則以直觀的方式向中心管理人員反映現場狀況并記錄報警過程,能夠迅速定位精確,較少誤報,提高管理效率。

      1.5.2全面系統聯動

      系統基于綜合安防管理平臺對傳統定義的多個安防子系統進行業務整合,實現豐富的功能聯動機制,通過視頻監控和報警的功能互補避免安防疏漏,提高安防管理的業務自動化程度,對報警事件防患于未然,對警情及時響應。

      系統的聯動特性概括如下:

      ?全面的聯動觸發事件設計;

      ?可配置多種聯動結果響應警情;

      ?支持短信、電子郵件等遠程告警;

      ?可設置軟硬件聯動輸出,產生報警時與周邊設備聯動。

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