基于核電廠低空空域安防系統(tǒng)建設(shè)及實(shí)踐分析

黨珂

摘要：核電廠是現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展當(dāng)中的重要能源供應(yīng)場所，對(duì)于地區(qū)電力發(fā)展具有著十分積極的意義。在核電廠運(yùn)行當(dāng)中，安防工作不容忽視，需要能夠充分結(jié)合實(shí)際做好安防系統(tǒng)的建設(shè)，以此保證能夠滿足電力運(yùn)行需求。在本文中，將就核電廠低空空域安防系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：核電廠;低空空域;安防系統(tǒng);建設(shè);

1 引言

核電具有著安全、清潔的特征，近年來在我國多個(gè)地區(qū)獲得了快速的發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)于滿足地區(qū)電力能源發(fā)展起到了十分重要的作用。在核電廠運(yùn)行當(dāng)中，做好低空飛行物入侵的防范十分關(guān)鍵，將直接關(guān)系到核電廠的運(yùn)行安全。對(duì)此，即需要能夠做好安防系統(tǒng)建設(shè)，保障核電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在本研究當(dāng)中，以某核電廠為例，對(duì)低空空域安防系統(tǒng)的建設(shè)情況進(jìn)行分析。

2 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)的主要功能有：第一，識(shí)別發(fā)現(xiàn)與跟蹤。應(yīng)用光電輔助探測、雷達(dá)探測與電磁偵測手段，確保能夠在運(yùn)行當(dāng)中發(fā)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)存在的低空飛行物，以連續(xù)的方式進(jìn)行跟蹤;第二，能夠以飛行物運(yùn)行情況，使用可見光成像、紅外技術(shù)的應(yīng)用分類識(shí)別目標(biāo);第三，入侵取證。對(duì)于非法進(jìn)入到基地范圍內(nèi)的飛行物，將進(jìn)行拍照與錄像，同時(shí)記錄日期、位置、時(shí)間信息;第四，威脅評(píng)估。能夠以飛行物分類特征、同保護(hù)目標(biāo)之間的距離、屬性與運(yùn)動(dòng)參數(shù)情況評(píng)定目標(biāo)飛行物的等級(jí);第五，信息處理。對(duì)于不同來源的數(shù)據(jù)類型，能夠以科學(xué)的方式進(jìn)行融合處理，在完成信息處理后，將相關(guān)信息發(fā)送給相應(yīng)的部門與單位;第六，電子對(duì)抗處置。對(duì)于判定非法進(jìn)入的飛行物，將應(yīng)用GPS、通信鏈路等方式對(duì)其進(jìn)行控制，保證其能夠處于核電基地控制區(qū)域的外部;第七，驅(qū)離處置。對(duì)于非法進(jìn)入的飛行物，將通過強(qiáng)光、聲音等方式驅(qū)離;第八，指示引導(dǎo)。在運(yùn)行當(dāng)中，能夠?yàn)轱w行物攔截提供引導(dǎo)與位置等信息。

3 功能實(shí)現(xiàn)

在整個(gè)體系當(dāng)中，雷達(dá)系統(tǒng)是其中的核心部分。該系統(tǒng)使用到的低空監(jiān)測雷達(dá)由全固態(tài)、全相參、相控陣多功能特征的雷達(dá)組成，主要任務(wù)即是在運(yùn)行當(dāng)中全面搜索探測電廠周邊的低空飛行物，全天24h運(yùn)行，能夠在無人值守情況下對(duì)飛行物目標(biāo)的距離、速度與方位等信息進(jìn)行記錄。同時(shí)，該雷達(dá)使用到了先進(jìn)的俯仰電掃以及方位控制體系，具有較快的探測與反應(yīng)速度。同時(shí)，該系統(tǒng)使用到了無伺服轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的隱蔽性與可靠性，能夠?qū)Σ煌愋偷穆?、低目?biāo)進(jìn)行探測，為指控中心的運(yùn)行提供準(zhǔn)確的預(yù)警信息。該系統(tǒng)由天線罩、波控電路、數(shù)字接收機(jī)、射頻收發(fā)組件與信號(hào)處理模塊等組成。

3.1 電磁偵測設(shè)備

該設(shè)備能夠監(jiān)測報(bào)警區(qū)域周邊的電磁空間信號(hào)，在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，能夠?qū)芸貐^(qū)域進(jìn)行全方位、全頻段的掃描，同時(shí)建立本地的數(shù)據(jù)庫。在日常運(yùn)行當(dāng)中，能夠科學(xué)監(jiān)測分析區(qū)域內(nèi)存在的無線電信號(hào)，同時(shí)輔助雷達(dá)工作，使其能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)無人機(jī)等異常信號(hào)。

3.2 接收機(jī)

該設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中，能夠輻相補(bǔ)償多路輸出，做好數(shù)據(jù)矩陣的計(jì)算，在經(jīng)過特征分解后，通過波束處理算法的應(yīng)用對(duì)輸出波束當(dāng)中存在的微弱信號(hào)，做好信號(hào)個(gè)數(shù)的估計(jì)。在具體處理當(dāng)中，首先將通過方位與分選信號(hào)，在將某方向信號(hào)選定完成后，使用最大信噪比、零陷等方式逐個(gè)分離有用的信號(hào)。對(duì)于存在單個(gè)的信號(hào)，則通過單信號(hào)方式的應(yīng)用識(shí)別、估計(jì)參數(shù)。對(duì)于當(dāng)中超出了分辨率的信號(hào)，則將會(huì)從頻域、視域等方面分選識(shí)別信號(hào)，同時(shí)做好參數(shù)的估計(jì)。

3.3 光電探測系統(tǒng)

該系統(tǒng)由中波紅外探測器、視頻跟蹤器、接口模塊、高清攝像機(jī)、操縱桿、搜索控制模塊與控制盒等組成。該系統(tǒng)將通過可見光攝像目標(biāo)、紅外被動(dòng)探測結(jié)合設(shè)備的應(yīng)用，確保能夠在雷達(dá)信息指引下搜索跟蹤飛行物目標(biāo)，同時(shí)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行錄像取證以及成像的識(shí)別。同時(shí)，該設(shè)備也能夠搜索探測距離較近的低空飛行物，在發(fā)揮輔助作用的情況下使雷達(dá)能夠在低空狀況下開展監(jiān)視活動(dòng)。在該類設(shè)備當(dāng)中，結(jié)合了紅外被動(dòng)探測與可見光探測，能夠在雷達(dá)信息指引下跟蹤目標(biāo)飛行物，同時(shí)進(jìn)行科學(xué)的成像識(shí)別。

3.4 綜合指揮中心

該中心由計(jì)算機(jī)軟硬件組成，主要的任務(wù)包括有處理探測情報(bào)、目標(biāo)識(shí)別、指揮控制、輔助決策、情報(bào)顯示與數(shù)據(jù)記錄等：第一，該中心能夠?qū)怆娞綔y、電磁偵測、民航空管外部情報(bào)與ADS-B信息進(jìn)行收集，進(jìn)行情報(bào)綜合與信息融合處理，以此形成具有統(tǒng)一特征的低空空域態(tài)勢(shì)圖以及電廠情況圖等，能夠?qū)邮斋@得的探測情報(bào)進(jìn)行處理;第二，顯示功能方面，能夠?qū)Φ乩硇畔?、空情態(tài)勢(shì)、設(shè)備工作狀態(tài)相關(guān)信息進(jìn)行顯示;第三，目標(biāo)識(shí)別方面，能夠使用光電、雷達(dá)的方式分類時(shí)被處理;第四，雷達(dá)在運(yùn)行中通過窄帶信號(hào)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)識(shí)別功能。在目標(biāo)回波當(dāng)中，所具有的信息細(xì)節(jié)豐富，包括有RCS序列變化特征、起伏特征、脈內(nèi)調(diào)制特征與多普勒特征等，且能夠結(jié)合目標(biāo)間回波差異、特性情況，以目標(biāo)回波特征為基礎(chǔ)分類辨別運(yùn)動(dòng)特征情況;第五，光電方面，能夠應(yīng)用背景同目標(biāo)間溫差形成的紅外圖像進(jìn)行判定，通過目標(biāo)紋理、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)、目標(biāo)形狀與亮度等信息，同時(shí)融合雷達(dá)的目標(biāo)速度與目標(biāo)距離信息，以此實(shí)現(xiàn)識(shí)別水平的提升;第六，輔助決策方面，能夠根據(jù)目標(biāo)識(shí)別結(jié)果與空中態(tài)勢(shì)情況評(píng)估飛行物威脅程度，根據(jù)等級(jí)給出相應(yīng)的建議。

3.5 電子對(duì)抗設(shè)備

該設(shè)備在運(yùn)行當(dāng)中，能夠以指控中心指令為基礎(chǔ)，在電磁偵測設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備指引的基礎(chǔ)上對(duì)飛行物目標(biāo)進(jìn)行GPS、北斗、圖像傳輸、通信鏈路等干擾，在有效阻擋的情況下，使其能夠迫降在控制外部區(qū)域。在核電廠保護(hù)范圍內(nèi)，將在不同位置設(shè)置多臺(tái)電子對(duì)抗設(shè)備，以此保證在多個(gè)目標(biāo)同時(shí)到來時(shí)，能夠保證在復(fù)雜的環(huán)境狀態(tài)下提升對(duì)抗能力水平。

3.6 強(qiáng)光警告設(shè)備

該設(shè)備能夠以指控中心發(fā)出的指令為基礎(chǔ)，由雷達(dá)信號(hào)提供指引，對(duì)于駕駛飛行物目標(biāo)進(jìn)行強(qiáng)光警告。同時(shí)，該設(shè)備在夜間也能夠?yàn)楣獬上裨O(shè)備提供補(bǔ)光的功能。

3.7 系統(tǒng)接口

該系統(tǒng)也具有較多接口的提供。在有必要的情況下，能夠向武警、空管、公安等部門通報(bào)飛行物信息，以此幫助相關(guān)部門更好的了解相關(guān)情況，同時(shí)將采取的應(yīng)急處置措施、取證措施上報(bào)給相關(guān)部門報(bào)備。

4 系統(tǒng)應(yīng)用情況

該系統(tǒng)在建設(shè)完成后，在經(jīng)過一定時(shí)間的調(diào)試后在該核電廠當(dāng)中投入運(yùn)行，有效的提升了電廠的安全防范水平。在投運(yùn)之后，如果在電廠區(qū)域內(nèi)使用無人機(jī)，需要等級(jí)申報(bào)，由系統(tǒng)解除限制，否則無法正常飛行。在一年的運(yùn)行時(shí)間當(dāng)中，還沒有發(fā)生未經(jīng)允許飛行器進(jìn)入到核電廠當(dāng)中的相關(guān)情況。對(duì)于部分在核電廠外部區(qū)域飛行的無人機(jī)，系統(tǒng)記錄的錄像、軌跡無論是在及時(shí)性、完整性還是清晰性方面都能夠較好的滿足使用需求。

5 結(jié)束語

核電廠運(yùn)行安全直接關(guān)系到地區(qū)的用電安全，同時(shí)，其在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中也將面臨到多方面因素的影響，需要通過科學(xué)防空系統(tǒng)的建設(shè)防范空中干擾。在上文中，我們以某核電廠為例對(duì)核電廠低空空域安防系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行了一定的研究，并獲得了較好的應(yīng)用效果。在未來工作當(dāng)中，可以對(duì)系統(tǒng)光電設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)，切實(shí)提升系統(tǒng)的觀測精度與相應(yīng)速度。同時(shí)也可以擴(kuò)充飛行器數(shù)據(jù)庫，以此保證能夠快速識(shí)別、定位入侵目標(biāo)，在保證系統(tǒng)在可用性方面具有更好表現(xiàn)的情況下，使其能夠在核電廠安全防護(hù)方面更好的發(fā)揮出作用。

參考文獻(xiàn)

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