实体防护即应用实际物体构成防范设施和设备,它依靠物质材料的物理性能及其结构特性构成实体,达到抵御损害、保护自身或预定目标的目的,实现威慑、制止、延迟损害行为的作用。对周界的实体防护一般由固定防区和活动防区二个部位组成,通俗称为围墙和围墙出入口。随着丰富的物质材料和构造设计以及先进的电子科技产品不断涌现,一些高危行业、重点领域已经开始利用集成了探测报警技术的一体化围栏和集成了识别技术和门禁控制的出入口大门,整合监控、巡更等技术防范系统产品,对周界安全形成了全面、均衡、纵深的防范系统。本文从周界前端设施、中间传输到后端硬件和软件集成所需要考量的方向和重点,对应用在周界的实体防护产品和技防产品的集成作了综合分析。
一、周界实体防范系统集成的概念
周界安全防范的对象主要是人和车辆未经授权而进入防护区域的行为,综合人防、物防、技防三种手段,利用物防的延迟保护、技防的探测监视、预知及事件记录、识别分析和人防的综合管理,使周界达到最佳的安防状态。
周界实体防范系统集成原则是利用前端周界的实体屏障的材料、结构和工艺,把技防设备提供的感知、监视、判断、控制功能融合到一起。发生入侵周界的警情时,让安保人员最短的时间知道前端的报警信息和现场情况并出警,通过周界实体防护产品的延迟保护功能拖延事件的时间,让安保人员处理事件的时间最大化,控制事件造成的危害最小化。
周界实体防范系统的集成包含:前端设施设备,用来预知、报警、延迟、监视现场发生的入侵事件;传输设备,把前端的报警、视频信号传输到安保中心;后端设备,把前端的信号通过软件或则其他形式直观的呈给安保人员,达到迅速分析处理事件及对事件的记录。
二、周界实体防范系统实体防护产品的选择和应用分析
周界固定防区(围墙)目前所用的产品形式非常丰富,应用在实体防范系统中,能提供的延迟入侵能力的产品分析如下表:
应用部位 | 围墙形式 | 围墙材质 | 集成考量指标 | ||||
防攀爬 | 防破坏 | 晃动量 | 透空性 | 抗冲击 | |||
固定防区 | 实心式围墙 | 砖 | 良 | 优 | 差 | 无 | 良 |
混凝土 | 良 | 优 | 差 | 无 | 优 | ||
透空式围墙 | 砖 | 差 | 差 | 差 | 差 | 差 | |
混凝土 | 差 | 差 | 差 | 差 | 差 | ||
铸铁 | 差 | 差 | 差 | 良 | 差 | ||
钢管 | 差 | 一般 | 一般 | 优 | 良 | ||
钢丝编织网 | 一般 | 差 | 优 | 优 | 良 | ||
钢丝焊接网 | 优 | 差 | 优 | 优 | 一般 | ||
高安全焊接密网 | 优 | 优 | 优 | 优 | 优 |
周界移动防区(出入口大门)的产品能提供的延迟入侵能力分析如下:
应用部位 | 适用通道 | 产品形式 | 集成考量指标 | ||
防攀爬 | 防破坏 | 抗冲击 | |||
移动防区 | 车行道出入口 | 伸缩门 | 一般 | 差 | 差 |
平开门 | 良 | 一般 | 良 | ||
防冲撞推拉门 | 良 | 优 | 优 | ||
推拉门 | 良 | 优 | 良 | ||
升降柱路障 | 无 | 优 | 优 | ||
翻盖式路障 | 无 | 优 | 优 | ||
车辆道闸 | 无 | 差 | 差 | ||
人行道出入口 | 平开门 | 良 | 一般 | 良 | |
防尾随旋转门 | 一般 | 优 | 良 |
由以上分析可知,对周界固定防区的围墙形式透空式围墙,墙体材料优选钢丝焊接密网围栏,其次为普通钢丝焊接网围栏及钢管围栏。实心式围墙由于不能提供良好的视野通透性,不可独立使用,但可作为其他透空式围栏及技防设备的安装基础。钢丝焊接密网围栏因有着优越的延迟入侵性能,同时在围栏的结构方面,有良好的可设计性,可以有效地隐藏、保护技防产品的元器件和线缆,实现实体防护产品的一体化、模块化和标准化。
对移动防区的大门产品形式,在管控车辆出入的通道,优选防冲撞轨道推拉门,其次为普通推拉门或平开门。对选择防撞推拉门以外的大门产品形式,在有防撞要求时,可另配升降柱路障或翻盖式路障,以弥补出入口防撞功能。车辆道闸作为形式上的管控设备,限定车辆接受检查时的停止位置,在需要办理进出手续的出入口,都需配置。管控人员出入的通道,在不需要记录出入人员信息,且出入频率较低的出入口,可采用平开门。出入口人员需记录的,优选防尾随旋转门。
三、周界实体防范系统技防产品集成选择和应用分析
周界实体防范系统的前端设施包括了实体防护产品和技术防护产品二大部份。实体防护产品又作为区域界限的标志,是永久性的建筑设施,在发挥物防手段的同时又为技防设备提供集成基础,优越的周界实体防护产品同样为技防产品提供了安全保护。反过来,技防产品要求周界实体防护产品需要具备一些特有的功能,来发挥技防技术。所以分析采用何种技防产品集成在何种围栏和出入口大门上是周界前端产品应用的关键,同时还需要考虑对应人防的管理软件集成。
周界用常规技防产品要求周界实体防护产品功能分析表:
技防类别 | 常规技防技术 | 要求 | 需要周界实体防护产品的实现功能 | 适用周界部位 |
监控 | 摄像(影)机 | 视野通透无可以藏匿的部位 | 较高的透空率,单个构件不能提供完全隐蔽人员的尺寸 | 固定防区 活动防区 |
报警 | 红外对射 | 发射与接收极之间阻断或发生错位产生报警 | 1、使防护面基本处于同一平面,且红外检测面与防护面不能提供可容纳人员的空间。 2、围栏具有一定的晃动量 |
固定防区 活动防区 |
电子脉冲 | 避免误伤需在围栏顶部安装;底部围栏防止破坏、拆除 | 围栏立柱顶部提供对接装配条件 围栏具有防剪切、防拆能力 |
固定防区 | |
振动电缆 | 引发、传递、放大振动,附着围栏安装 | 具有一定晃动量,隐藏、保护、敷设线缆 | 固定防区 | |
振动光纤 | 引发、传递、放大振动,附着围栏安装 | 具有一定晃动量,隐藏、保护、敷设光纤线缆 | 固定防区 | |
张力铁丝 | 良好的围栏立柱强度和围栏整体刚度 张力丝与围栏共用立柱安装 |
围栏立柱间受拉张力后基本无位移,张力丝与围栏防护面不能有可容纳人员的空间;保护、安装检测元器件及线缆 | 固定防区 | |
微波 | 尽量延长穿越微波墙的时间且隐藏安装 | 较高延迟破坏和攀爬入侵时间 保护微波元器件及线缆 |
固定防区 | |
静电场 | 尽量延长穿越静电场的时间 | 较高延迟破坏和攀爬入侵时间,保护敷设线缆 | 固定防区 | |
泄漏电缆 | 尽量延长穿越的时间且隐藏安装 | 具有较高延迟破坏和攀爬入侵时间 隐藏、保护、安装线缆 |
固定防区 | |
识别 | 卡识别 | 输出信号与执行元件对应,防止冲关 | 自动启闭、锁定;防冲撞 | 移动防区 |
车牌识别 | 输出信号与执行元件对应;识别范围、角度有限制;防止冲关 | 自动启闭、锁定;通道限制;防冲撞; 反馈事件记录 |
移动防区 | |
生物识别 | 输出信号与执行元件对应;识别环境;防止冲关 | 自动启闭、锁定;特定识别部位满足识别环境要求;防冲撞;反馈事件记录 | 移动防区 | |
人防管理 | 周界巡更 | 固定巡更点 | 在实体防护产品上设置、标记、保护巡更点 | 固定防区 移动防区 |
由分析可知,周界实体防范系统的集成技术防范产品中,有四个方面技防类别。而技术产品对实体防护产品的首要要求是周界必需是通透的,才能发挥监控的功能。对固定防区的技防集成,主要是探测报警技术,优秀的报警技术产品应对攀爬、破坏、冲击入侵周界时都会发生感知,并且让入侵者无法观察到报警设备的存在,所以,选择振动探测报警技术产品与高安全焊接密网围栏进行一体化集成是最优的方案。在活动防区的技防集成,主要考虑通行授权的自动识别,识别技术的可靠性、简便性是选择识别技术产品的标准。巡更技术相对独立,在集成时应考虑安保人员辨别巡视核对点的位置以及对巡更检测点元件的保护。
四、高安全焊接密网围栏与振动探测报警技术的产品集成应用
目前可用于周界报警的振动探测报警产品有振动电缆、振动光纤和微机电振动探测三大种类,下表重点分析了这三种报警技术产品对于满足周界安防要求的高安全焊接密网围栏集成的优势和劣势。
报警类型 | 用于周界实体防护围栏中的优劣势 | 备注 |
振动电缆 | 在一根塑料护套内装有三芯导线的电缆两端,分别接上发送装置与接收装置,并将电缆波浪状或呈其它曲折形状固定在网状的围墙上。用这样有一定长度的的电缆构 成一个防区。每两个或四个、六个防区共用一个控制器。当有入侵者触动网状围墙,破坏网状围墙等行为使其震动并达到一定强度时,产生报警信号。 | 可加装集成 |
振动光纤 | 利用入侵者入侵时,引起光纤中传播的光偏振态的变化产生的光强变化,从而获取入侵信息。可以隐藏在围栏内部,对翻越围栏、破坏围栏都会引起报警。 | 非常适用一体化隐藏集成 |
微机电振动 | 利用人体走动、攀爬等动作,引起短时间多频率的震动源信号采集,振点频率经后端分析,获取报警信号。可以隐藏在围栏内部,对翻越围栏、破坏围栏都会引起报警。 | 非常适用一体化隐藏集成 |
从表中可以看出来微机电振动传感报警技术和光纤振动传感报警技术最适用于高安全焊接密网围栏的一体化隐藏集成,这两种报警技术都具备可以探测到振动信号源并分析信号源达到智能识别对比的能力,而防入侵安全围栏的一个防入侵要素就是晃动量,良好地利用这一要素,与振动探测结合,使防入侵安全围栏具有了预知和感知能力。
下表分析二种振动探测技术在防入侵安全围栏中应用的特点。
光纤振动报警技术 | 微振动传感报警技术 | |
前端报警信号源 | 光纤本身(属于无源) | 微振动探测器(属于有源) |
报警传输 | 光纤本身作为传输 | 需要6芯传输线缆,2芯作为设备电源、2芯为485信号电源、2芯为传输信号。 |
设备节点 | 可以沿围栏敷设,每一处的光纤都能采集到振动信号 | 沿围栏敷设,每个振动探测器为一个节点,节点的位置必须能感应到围栏震动。 |
前端报警精确范围 | 理论上一路单芯光纤一个报警地址,报警的识别范围一般精确在50米内 | 每档围栏可以设置一个振动报警点,报警的范围可以精确到3米内。 |
传输中继 | 不需要传输中继,一根单芯光纤可以直接到终端设备。现实工程中因为分多个防区,一般在分区的时候需要加光纤分线箱。 | 走485总线协议,一般在1219米的距离需要加中继器。 |
故障率 | 光纤本身为前端信号源和传输设备,不会发生故障,只要考虑光纤分线处的工艺及后端设备的产品工艺 | 前端设备为电子设备,在室外温差条件下,比较容易出现问题,还需要考虑设备接线处理。 |
从上述表格可以看出来光纤报警一体化隐藏集成高安全焊接密网围栏适用于周界防护范围比较大的场所,精确报警地理位置在五十米内。另外光纤报警产品因为前段信号源和传输都采用光纤,不需要考虑信号端和传输端的对接处理,前端基本没有故障率,这个是其他报警技术都没有的最大优势。光纤报警还适用于必须无源要求的场所,前端无设备,成本也比较低廉。微振动传感一体化隐藏集成高安全焊接密围栏的优势是报警点精确到三米范围内。
五、出入口大门与识别技术产品的集成应用
出入口大门和技防产品的集成,主要考虑采用何种识别技术产生的开关量信号控制操作大门,核心要素是对识别技术的分析应用。现在应用在出入口大门上,的比较多的是RFID卡识别、视频图像分析识别及生物识别技术。
识别技术类型 | 周界室外门整合的优缺点及要点 |
卡识别技术 | 分了磁卡和射频卡技术,是现在安防中应用最多,技术最成熟的一种识别技术。缺点是持卡人必须带卡,任何人持有允许通过的卡都能通过大门。 |
虹膜识别技术 | 虹膜识别是将人的虹膜信息存储在计算机中进行对比,虹膜识别技术在国内应用的还是比较少,是最为可靠的生物识别技术,不过价格比较昂贵,应用的范围不是很广。 |
静脉识别技术 | 静脉识别系统一种方式是通过静脉识别仪取得个人静脉分布图,依据专用比对算法从静脉分布图提取特征值,另一种方式通过红外线 CCD摄像头获取手指、手掌、手背静脉的图像,将静脉的数字图像存贮在计算机系统中,实现特征值存储。现在市场上此类产品也比较成熟,价格趋于平民化。 |
掌纹指纹识别 | 指纹识别技术把一个人同他的指纹对应起来,通过比较他的指纹和预先保存的指纹进行比较,就可以验证他的真实身份。 |
人脸识别技术 | 人脸识别技术先把人脸的个人特征存储在计算机中,通过区分人脸的特征来进行生物识别。 |
视频识别技术 | 利用摄像机拍的图像对比进行分析,现在市面上成功应用的为车牌识别技术,分了硬件分析识别和软件分析识别。 |
生物识别技术除了以上技术外还有声音识别技术和心率识别技术,对环境要求比较苛刻,不适用于常规周界大门集成。现在市面上比较成熟、能大范围推广的生物识别基本就静脉识别、指纹识别、人脸识别3类。而周界出入口大门所需要做的就是针对些识别技术产品的特性和要求,做出对应的结构上改变,例如室外结构设计成防水,人脸识别对光线有要求,室外大门在结构上考虑到光线的遮挡。
六、周界信号传输和高安全焊接密网围栏的集成应用
信号传输一般由传输线缆和传输设备组成。传输线缆包括电源线和信号线。用于周界的传输线缆数量较少,而且以弱电线缆为主,利用高安全焊接密网围栏的连续性和现场装配性,将围栏的连接横梁构件用作线槽形式,将线缆进行集成和保护。传输设备包括信号中继设备和现场电源变压设备,利用高安全焊接密网围栏的立柱柱构件,作为设备箱,使围栏与信号传输系统呈一体化,从而保护信号传输系统。该方式与传统的布线提高了寿命和经济性。
埋地管路 | 线槽式围栏 | |
寿命 | 长期浸水寿命短 | 有围栏线槽保护寿命长 |
成本 | 围栏和管路需要2次施工,需要另外购买预埋管路 | 只需要一次购买、安装围栏 |
维护 | 埋地维护可能性小 | 设计翻盖式线槽围栏可维护 |
实用 | 可以考虑所有强弱电 | 只需要考虑周界布线 |
七、终端技防产品和实体防护软件的集成应用
安防行业做的系统集成比较成熟的产品有博世集成平台、霍尼韦尔集成平台和海康集成平台等。这些集成平台最主要的特点是以视频监控系统和出入口控制系统为中心,而从纵深防护、分区均衡防护和联动防护的理念下,恰恰需要系统集成主以周界实体防范系统为中心。
周界实体防范系统集成分软件集成和硬件集成,集成设计需完全符合安防三要素探测、延时、反应中的基本原理。
软件是人和硬件交流的一个窗口,软件的设计与使用者有直接的关系,要考虑到集成软件是给谁使用。一般周界实体防范系统集成软件的使用者有3类:一是现场安保的操作员,二是系统管理员,三是安装调试员。那么对于软件的设计就要考虑到三个界面:“操作员界面,管理员界面和调试员界面”。管理员界面和调试员界面必须设置权限。
操作员界面是给安保人员使用,操作员界面应当具备实时界面和部分查询功能。实时界面需要简单明了,让操作人员第一时间了解警情位置、发生时间和实时状况。实时界面包含地图对话框和记录对话框,地图对话框显示周界防护范围的整体二维或三维地图,能显示出入口大门的开关状态及位置,同时显示出周界的范围、周界的防区分布、防区对应的地址编码等。对应非报警状态为绿色,报警状态为红色。记录对话框是记录报警时间、地点并可以历史查询,在查询报警信息记录时,地图上能对应跳出地址信息。
管理员界面主要是事后查询使用,对应集成的门禁、报警、监控、巡更的查询。能查询门禁点的开关门时间并在地图弹出该门禁的地址、查询历史报警记录,也可以地图弹出报警地址及对应报警, 联动, 的监控抓拍和历史录像。巡更查询是对安保人员的管理查询,把巡更点的位置和地图对应, 起来,每天巡更结束输入到软件中,软件可以记录巡更的日期、巡更的线路、巡更人,可以设计成月日历的形式,点开日期就能看到当天的所有巡更记录,点开巡更记录在地图上显示出所有巡更走过的点和巡更人的名字。
调试员界面是给安装调试人员使用,属于后台软件,最主要是针对现场实际情况设置一些参数的调整,比如报警编程、摄像机码流、光纤振动报警幅度值和频率值设置等。
硬件集成更多是根据软件功能来定的,报警信号基本都是给出开关量信号给监控,监控要做针对这个信号的调取,现在硬件产品集成也比较成熟,就不多阐述。
八、结语
周界实体防范系统集成技术未来的方向是以围栏和大门为主的实体防护产品结合技防的报警、监控、识别等技术融为一体,使得围栏和大门本身具有报警和监控等其他功能。这样的产品在结构实现一体化,产品制造实现工业化,产品应用实现标准化,产品功能实现系统化。高安全焊接密网一体化隐藏集成的振动探测产品经过厂家内部调试,达到了报警的漏、误报率要求,产品在现场集成稳定性更高,故障率更少,而且安装调试更便捷,软件也更具有集成性。防冲撞大门产品集成智能识别和门禁控制,为实现出入口的智能化管理提供了产品基础。
(供稿:徐律 吴海 张家港固耐特围栏系统有限公司公司)