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光纤振动探测系统在不同围栏上的安装

来源:网络整理 热度:℃ 时间:08-09
摘要:关于光纤振动探测系统在不同围栏上的安装的描述:利用线形声学传感电缆来进行入侵探测的周界系统现已被广泛应用。钢制的链节式围栏是最常见最经济的围界屏障,所

在不同的国家,不同类型的场所,经常使用不同结构的围栏,用于符合特别的外观要求或安防等级,达到延缓入侵(阻挡入侵)或探测的效果。因此,有必要简要地说明如何在不同类型的围栏上安装光纤振动探测系统,并且进行功能介绍。例如,在某些国家使用的是术语所称的“铁艺”或装饰性金属围栏的围界,上面带有方型或管状围栏横杆和立柱。我们发现这种围栏被广泛应用在VIP住宅和工业、企业总部等地,保证了外部的美观。还有一种围栏类型,术语称作“木栅式”的围栏,组成部分一般含有垂直或拱形轧制钢板条。这样的围栏多用在英联邦国家的从管道站到工业区。另外一种围栏,主要部分是金属网面板,多见于欧洲的工业场区和北美国家。为了应对新式的入侵威胁,更有特制的结构和变形围栏来达到较高的安防等级,例如嵌入式车辆防撞栏,尖顶围栏。这些都需要特别加以考虑。

在布设光纤振动探测系统时,除了区分围栏类型外还要注意光缆的安装方式。例如,光缆一定要完全且服帖地固定在围栏上,防止被轻易破坏,同时还要注意不能影响围栏的美感。

系统的设计
以新近发布的基于光纤传导的传感器产品Intelli-FIBERTM光纤振动探测系统为例,它是独特的光纤探测技术的升级版本,全绝缘、非传导,使用最新的技术,防雷击、防电磁干扰,并且沿周界进行高灵敏度的探测。感应光缆与数字处理器连接。

产品硬件设计为该系统的上一代产品Intelli-FLEXTM处理器模块的改进型设备,其可以非常容易地把原有的基于静电的系统升级为光纤系统。图示1是该系统的光纤探测原理的简单示意,其以Rowe的论著为基础。

本系统采用偏振探测方法,与过去的相位探测、光束以及图形等探测方法相比,这种方法即使在低光能的情况下也可以保证高探测灵敏度的一致性。系统中使用的是多元传感光纤,能够保证整个周界探测的可靠性和均一性。Leach在已发表的论文中对重要目标进行了讨论,并且提供了全光纤围界的选择方案

技术特点
该系统包括可独立安装的传感器系统,使用DC电源工作,以及可以继电器触点方式提供报警信号输出;或者可通过并行通信方式进行联网工作,然后输出的报警信号被连接到控制中心和中控室的显示设备上。系统还能提供可选的辅助音频输出卡,对特定的防区进行音频监控响应;系统还可配置气象模块,支持自适应的探测运算法则,以补偿本地区风力等气候因素的影响。

在信号的处理过程中,接收的信号要通过传输频带的过滤,有条件地对入侵信号进行数字分析,能够区分剪切或攀爬围栏行为的不同特征。剪切和攀爬的门限值可以分别设置,这样可更加降低环境影响造成误报的可能性。此外,自适应算法不停地分析背景“噪音”的性质和等级,随时调整门限值以保证在不同环境条件下灵敏度的一致性。高级算法也可以自动分析围栏传感系统的潜在弱点,指出其具**置以防被攻破。

运行和安装
该系统的安装可将单防区或双防区处理器置于户外机箱中。传感光纤被配置在一根光缆中一般每隔30厘米用扎带固定在围栏上。备选的音频卡也可以被安装在处理器机箱内。传感器的现场调试有专用的便携式测试器,其可以和防区处理器内置的光学接收分析器直接连接,并可按要求设置调整测试的参数。另外一种远程网络式测试方式,使用StarNeTTM测试工具,即可通过网络进行远程校准,测试结果同时将修整的参数记载在各个防区的处理器中。探测光缆有多种不同类型,在同一护套中的多根光纤可以有能力同时提供周界探测和数据传输。[nextpage]

围栏应用
应用光纤技术对入侵者进行探测,在大多数情况下是考虑其与链节式围栏相结合,因为此类围栏较为常见,且成本低,相关描述见以往论文。但是,除美国以外的其它国家所常用的围栏类型多种多样,还有其它新型栅栏。

例如,在某些国家使用的是术语所称的“铁艺”或装饰性金属围栏的围界,其上面带有方型或管状围栏横杆和立柱。我们发现这种围栏被广泛地应用在VIP住宅和工业、企业总部等地,保证了外部围界的美观。对于安防等级要求极高的场所,围栏都加强了安全性,如加高,增加横杆密度;或者在围栏顶部加刺和以倾斜拱形来达到阻止和延缓攀爬的目的。现在出现一类更加特别的围栏,横杆里内置了机动车止动缆,既能够阻止入侵者,也可以阻挡车辆闯入。

还有一种围栏类型,术语称“木栅式”围栏,其一般由垂直或拱形轧制钢板条组成。这样的围栏多用在英联邦国家和其它欧洲国家。

还有另外一种围栏,其主要部分是金属网面板,多见于欧洲的工业场区和北美国家。这类金属围栏的成本要比链节式围栏高得多,但是由于连接处非常坚固(像焊接网),入侵者试图破坏就要花费更多的时间。还有顶部加装了刺圈的欧式金属网围栏。

每一种围栏都有相应的感应光缆的布设方式,探测性能也可能会不同。

传感器的设置
必须强调的是,在进行周界安防设计的时候最好兼顾到安防探测需求和阻挡需求,因为这两者息息相关。一般人们都希望旧能延缓入侵,这一延缓可以为探测到入侵行为后争取到更长的响应时间,同时不引起错报或误报。例如,在一个极端的设计案例中,使用的是2.4米高的松散链节式围栏,无顶部防护。这样的围栏延缓入侵时间很短,松散的结构也会对声学探测传感器造成误报影响,而且对于攀爬者脚步声的记录时间也很短。较好的方案是:使用3.7米拉紧的链节式围栏,并加装顶刺圈。将一道或两道感应光缆平行布设在围栏上。这样的设置可以在入侵者攀上刺顶之前就触发报警,而且没有多余的噪音。当然,延缓时间应当根据评估时间和响应时间来确定,确保响应时间不会过短,也不会有太长的延缓(例如,有效撞击)。

对于声学传感探测和视频评估来说,理想的围栏状况是整个围栏平面一致。例如,在围栏网面之间设置大型的石制立柱可能比较美观,但是入侵者可以借助它来躲避摄像机的监控,同时也会影响到探测光缆的探测效果。

围栏的类型决定了安装探测光缆的方式。在链节式围栏上,最简单、最标准的固定方式是用扎带直接将光缆布设成一道直线,也可将光缆套上套管再固定。直线布设的单根探测光缆就可以控制标准的2.5米高的链节式围栏,这是光纤振动探测系统的技术优势,目前无其它方式可比。这种固定方式在金属网围栏上也同样适用。在装饰性金属围栏和木栅式围栏上一般会有横杆,可以直接将感应光缆固定在一条横杆上,既不破坏外观,也保证了探测效果。同样的固定方式也可以应用在阻越围栏上。对于装饰性金属围栏,如果横杆是管状的,可以把光缆直接穿入布设。在某些应用中,一般要求根据入侵威胁的大小来决定安装方式,在围栏上将光缆呈波浪型或脉冲方波型布设更为实用。当然,这样的安装方式需要更长的感应光缆,也使光缆在围栏上更明显,在设计过程中还要考虑围界大门的存在。

测试经验
下列关于安装、观测和性能的描述是在Senstar-Stellar公司(SSC)测试场SITE进行的。[nextpage]

Senstar-Stellar公司的传感器集成测试环境(SITE)临近公司厂区,位于加拿大安大略湖的Carp。场地面积4公顷,在加拿大东部严酷的温度条件下,以整年为一基本测试周期进行Senstar-Stellar公司户外周界传感设备的设计定型测试和演示。SITE测试场已运行了13年以上,是渥太华早期测试场“ITRAPS”的扩建场。在以往其它的文章中都曾对SITE测试场有过描述。

经全面测试,提示注意如下:尽管木栅式围栏或类似的围栏本身很坚固,但是在立柱和横杆的连接处常会有松动,我们发现这些松动处在有风的时候会相互撞击,发出的噪音将影响传感器的探测。对松动的连接处进行妥善处理,能够显著提高传感器的探测性能,因此在向围栏厂家采购前,应当提出对修正响应的要求。

我们为探测每一种攀爬企图而对围栏进行校准,另外还有多种校准“测试”工具,用于模拟围栏撞击,例如摆锤或自动冲子,以检查整个传感探测系统的性能。

我们也发现木栅式围栏有其独特优势,即在板条平滑的一面很难攀爬。从结构上讲,如果板条的距离太远,就非常容易攀上横杆;如果像阻越围栏一样在横杆上有突起的结,它的威慑作用甚微,入侵者就可以借力攀爬。同样的,与链节式围栏相比,焊接网面就不易踏足或用手握住。

阻越式围栏,这只是一小段测试围栏,包括三个8 x 8的底面板,四个横杆,全长24米设置了Intelli-FIBER系统,固定在上下横杆上。横杆中的止动电缆不属于探测系统的一部分。Intelli-FIBER的目标是探测任何一种攀爬企图,同时也评估其它类型的威胁,例如用锯破坏围栏,用力拉开围栏架构和使用梯子翻越。

为获得精确的测试结果,使用的是一段很短的围栏。攀爬测试在每个立柱和每块围栏网面上进行,测试结果显示出了一致的探测长度。

通常的攀爬探测都与我们在测试围栏上的结果相比较,测试围栏是100米长3.7米高的链节式围栏。测试时间为5个月,仅发生7起误报,3起是链节引起的。这些误报都非常典型,是前文提到的由于风吹链节引起振动而触发的报警。对于拉开围栏杆的入侵方式,由于杆之间有距离限制,不弄断很难形成一个足够钻入的洞,因此而产生的声响必然触发报警。类似地,用锯破坏围栏也很容易被探测到。这种破坏性的测试也模拟了金属夹钳对围栏杆的作用。入侵者以梯子为辅助工具翻越围栏也会被探测到,若围栏顶部安装了支架和附加感应光缆则效果更好。

木栅式围栏
测试围栏的长度是50米,高度2.4米,双横杆,竖直杆之间的距离是15厘米。光纤振动探测系统的感应光缆固定在上下两条横杆上。测试时,入侵者攀爬立柱和围网,测试目的是测试系统的持续探测能力。入侵者再敲击围栏,测试目的是测试探测的一致性。

经长期性能的测试,木栅式围栏与3.7米链节式围栏相比,在超过5个月的测试时间时报警是18次。典型的误报仍旧是风吹引起的松动连接处相互撞击发出的噪音。但这样高度的围栏用于安全防范显然不够,但却是最常见的一种,但已可证明系统测试的效果。若3.7米高的围栏上有三根横杆,可以达到更好的探测效果,并起到更好的延缓作用。拉开围栏的行为也可以探测到,但是由于横杆之间的距离宽,拉开足够大的洞所用时间很短。相比攀爬,对探测借助梯子翻越的行为有一定的挑战性。 [nextpage]

金属网围栏
SITE测试场的围栏长130米,由2.4 x 2.4米的网面组成,其中一段的高度达到4.2米,在围栏中部设置单缆探测,灵敏度的设定以探测攀爬刺丝顶和剪切为标准。此类围栏有非常好的均一性,而且本身不产生噪音扰动。没有在围栏顶上进行攀爬测试,那样可能会造成更多的噪声和延缓,测试人员用手触及网面的顶部。测试进行了7周,只有3次误报发生,而引起误报的原因是严重的风暴。

结语
光纤振动探测系统可以安装在多种类型的围栏上,探测效果均比较理想。把传感器的安装设计与围栏类型结合起来考虑,作为整体周界安防解决方案,可以达到最好的阻挡、延缓、探测和评估等综合效果。

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