快速移動布防入侵探測系統(tǒng)在核安保工作中的應用

吳 洋 王慶磊

1 海南核電有限公司 海南 昌江 570000

2 奇點新源國際技術開發(fā)（北京）有限公司 北京 100000

1 核電面臨安防形勢

發(fā)展新能源是實現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢，核電作為低碳能源，是新能源的重要組成部分，我國核電已發(fā)展30余年，中國核電事業(yè)實現(xiàn)了自主化、系列化、規(guī)?；l(fā)展，但同時，我們應該能看到，核電領域是極為特殊的一個領域，因為其遭到破壞后能引起極大的社會恐慌和政治影響。在世界范圍內的反核勢力有所抬頭的大背景下，核電站也成了反核勢力以及國際國內恐怖分子關注的重要設施，核電站的安全問題已經越來越多地被關注，現(xiàn)代化的安防技術在核電領域的研發(fā)與應用顯得尤為重要和急迫。

2 核電傳統(tǒng)周界入侵技術/設備與標準

國內外核電站目前普遍采用紅外對射、微波雷達、振動光電纜、張力圍欄、微波對射、泄露電纜等技術實現(xiàn)核電站周界防護和實物保護，實時監(jiān)測人員非法入侵。這些技術或設備在特定時期對核電安防起到了重要的作用。同時受到技術發(fā)展的約束，也存在一定的不足，有的技術對特定氣象或干擾敏感，如植被、天氣干擾、動物干擾等，也個別存在漏報，誤報，或者出現(xiàn)不能預警的情況等，難以滿足現(xiàn)代化核電站全地形全天候全空間高準確度周界主動性安防保護需求。

目前，國家有關部門和協(xié)會正積極制定核安保方面與核電周界入侵方面的標準，與核安保相關的GB有1項，即GB/T 4960.7-2010《核科學技術術語第7部分：核材料管制與核保障》，該標準是一項基礎標準，規(guī)定了核材料 衡算、封隔、監(jiān)視和監(jiān)測實物保護、視察方面相關的術語和定義。與核安保實物保護周界入侵的行業(yè)標準有EJ/T 20180.1-2018《核材料與核設施實物保護入侵探測報警系統(tǒng)技術要求 第1部分：通用要求》；EJ/T 20180.2-2018《核材料與核設施實物保護入侵探測報警系統(tǒng)技術要求 第2部分：收發(fā)分置式微波入侵探測器》。由國家能源局，發(fā)布的能源行業(yè)（NB）核電實物保護標準有一項：NB/T 20147-2012《核電廠實物保護系統(tǒng)設備準則》和NB/T 20247-2013《核電廠實物保護系統(tǒng)設計總體要求》。

3 快速移動布防入侵探測系統(tǒng)在核電應用

3.1 應用背景

根據(jù)核安全導則《核設施周界入侵報警系統(tǒng))) (HAD501/03) 的要求，周界入侵系統(tǒng)應能有效地探測和報警入侵事件。無論入侵者從周界的哪一條路徑、以何種入侵方式入侵，探測防區(qū)的探測概率應滿足探測概率在 95%的置信水平下不低于90%的要求且躁擾報警或誤報警每天不應超過 1 次。但目前核設施實物保護周界入侵報警系統(tǒng)采用的一般為傳統(tǒng)微波探測設備，該設備容易發(fā)生故障且受天氣影響嚴重，導致防區(qū)內探測器頻繁產生誤報警或噪擾報警，影響控制中心監(jiān)控人員的正常執(zhí)勤。

目前核設施運營單位針對此類問題，采取的措施一般是對防區(qū)撤防，保衛(wèi)控制中心固定監(jiān)視防區(qū)攝像機，加強關注防區(qū)動態(tài)，并增加巡邏頻度或設立固定崗哨進行人防補償，但此類做法 需要投入人力財力，且可靠性無法保證。因此需要一款快速移動布防入侵探測設備，在設備故障或惡劣天氣情況下能夠快速有效的替代傳統(tǒng)微波探測設備并可以穩(wěn)定運行以滿足法規(guī)要求。同時，該系統(tǒng)還應該具備獨立探測功能，無需接入周界入侵報警系統(tǒng)，布防簡便、靈活，實效性強等功能。

3.2 系統(tǒng)介紹

快速移動布防入侵探測系統(tǒng)是針對核電突發(fā)性，臨時性事件自主研發(fā)的一套能夠快速部署、功能完備的入侵探測系統(tǒng)。系統(tǒng)由管理主機、探測設備、電源和警燈組成?？焖僖苿硬挤廊肭痔綔y系統(tǒng)的探測設備基于自適應微波陣列技術的嵌有若干個微波收發(fā)芯片的線纜，可適用于不同的地形，自動形成微波陣列場，與管理主機形成獨立探測系統(tǒng)。智能探測線纜中的探測器以高密度排列，構成連續(xù)的、在線纜周圍形成近似均勻的探測場，如下圖所示：

圖1：快速移動布防入侵探測系統(tǒng)示意圖

3.3 系統(tǒng)特點

當入侵探測器發(fā)生故障或天氣環(huán)境較惡劣(如臺風期間)時，快速移動布防入侵探測系統(tǒng)的干觸點報警信號線替換微波探測器接入就地綜合箱端子排中，進而接入周界入侵報警系統(tǒng)。一套快速移動布防入侵探測系統(tǒng)可以代替多個微波探測防區(qū)。當探測設備觸發(fā)報警信號時，由管理主機分析信號數(shù)據(jù)，判定為入侵事件，向周界入侵報警系統(tǒng)提供報警信號?？焖僖苿硬挤廊肭痔綔y系統(tǒng)可作為探測段內一個或多個周界探測器使用，確保周界入侵報警系統(tǒng)有效性。系統(tǒng)具體特點如下：

(1) 與周界入侵系統(tǒng)防護能力一致

快速移動布防入侵探測系統(tǒng)功能與同一保護區(qū)域各部分安防設備的安全防護水平一致，快速布防后形成的防御周界無明顯薄弱環(huán)節(jié)與隱患。

(2) 快速布防、報警及時迅速

快速移動布防入侵探測實現(xiàn) 20 分鐘內對不大于 100 米的防區(qū)進行布防，系統(tǒng)具備無線探測感應能力，可以在入侵行為發(fā)生的第一時間發(fā)現(xiàn)非法入侵行為并推送報警信息。

(3) 減少自然環(huán)境因素干擾

快速移動布防入侵探測系統(tǒng)可針對特殊天氣情況靈活部署，對前端報警信息進行智能分析，自動濾除天氣、動植物、環(huán)境等帶來的非預期報警以降低誤報數(shù)量。

(4) 適應不同地理條件

快速移動布防入侵探測系統(tǒng)能夠隨地形彎曲起伏鋪設，并具備多種部署方案與模式以適應各種不同的地理條件。

(5) 系統(tǒng)具有無線傳感能力

自適應微波收發(fā)芯片收發(fā)信號組成多組收發(fā)向量對，進而形成自適應微波陣列場，入侵者進入探測場范圍，對無線信號場造成遮擋、吸收、反射等干擾，造成接收信號強度變化以感應入侵。

(6) 系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)分析能力，

系統(tǒng)能夠多點聯(lián)合檢測確定擾動范圍、幅度，擾動波形特征以判定擾動類型。

(7) 室外型產品，系統(tǒng)具有查詢定位能力

系統(tǒng)通過對大量數(shù)據(jù)的分析，通過多點擾動結果聯(lián)合計算，可判斷入侵并對入侵位置進行精確定位，依據(jù)現(xiàn)場使用環(huán)境及業(yè)主要求的不同，定位精度最高可以達到1～5米。

(8) 系統(tǒng)指標符合法規(guī)要求

快速移動布防入侵探測系統(tǒng)的探測概率應滿足探測概率在95%的置信水平下不低于 90%要求且躁擾報警或誤報警每天不應超過1 次。

3.4 系統(tǒng)優(yōu)勢

快速移動布防入侵探測系統(tǒng)可在探測器不能正常工作的防區(qū)進行補防，實現(xiàn)了技防代替人防，提升了周界入侵探測可靠性且節(jié)省人力財力投入。

系統(tǒng)能夠簡便、靈活部署，探測設備可安裝于防區(qū)的任何位置，可根據(jù)現(xiàn)場地形的要求，隨意彎轉、分叉，不需要輔助基建設備或設施。20分鐘內可實現(xiàn)對不同地理條件防區(qū)的布防且受自然環(huán)境因素影響較小，即可自成體系獨立工作，也可便捷接入周界入侵報警系統(tǒng)。

探測線纜自動構成聯(lián)合聯(lián)測陣列，系統(tǒng)可主動感知周圍的物體，支持多點入侵軌跡跟蹤能力，確保防區(qū)內探測水平不降低，達到同一保護區(qū)域各部分的安全防護水平基本一致，無明顯薄弱環(huán)節(jié)和隱患的導則要求。

4 結束語

新形勢下核安保面臨的挑戰(zhàn)隨著社會的快速發(fā)展，核安保面臨一些新形勢下的挑戰(zhàn)，隨著物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術以及無人機、機器人，主動防御類的周界安防系統(tǒng)等不斷被引入到安防行業(yè)中，安防產品和系統(tǒng)將變得更加立體化、網絡化、智能化，全球安防行業(yè)將進入智慧安防的發(fā)展新階段，民用高端安防產品成為市場的熱點。安防無人機，安防機器人，人工智能，大數(shù)據(jù)技術的應用對安防技術進行了有力推動。采用AI、物聯(lián)網等技術的主動探測設備為代表的目標驅動類的圍界安防系統(tǒng)，具備高探測精度，可精準識別目標類型、準確定位目標位置、追蹤目標軌跡等特點。這種能適應核電特殊場景、具備新的產品形態(tài)、將物聯(lián)網和大數(shù)據(jù)技術結合在一起的新的裝備，是未來核安保設備與系統(tǒng)的一個方向。