基于智慧墻的安保中心周界入侵報(bào)警應(yīng)用

孫恒斌，李 進(jìn)，肖巍巍，李紹爽，王維鑫

(1.遼寧紅沿河核電有限公司，遼寧 大連 116001；2.蘇州熱工研究院有限公司，江蘇 蘇州 215004)

0 引言

根據(jù)公通字[1997]17號《核電廠安全保衛(wèi)規(guī)定》中關(guān)于核電站實(shí)物保護(hù)等級劃分條款，明確核電站為一級防護(hù)等級，須設(shè)置控制區(qū)、保護(hù)區(qū)與要害區(qū)，但基于綜合因素考慮，目前大部分核電站的實(shí)物保護(hù)系統(tǒng)只在控制區(qū)、保護(hù)區(qū)周界設(shè)置了探測手段，而作為實(shí)物保護(hù)系統(tǒng)的核心敏感區(qū)域——安保中心(UG樓)因自身設(shè)計(jì)位于控制區(qū)內(nèi)，僅在進(jìn)出口設(shè)置了門禁，周界無任何探測手段，無法防范內(nèi)部侵害，也不符合核設(shè)施實(shí)物保護(hù)“縱深防御與均衡防護(hù)”的原則，因此需通過相應(yīng)技術(shù)防護(hù)措施加強(qiáng)該區(qū)域的安全防護(hù)水平。

1 探測技術(shù)選型

根據(jù)HAD501/03《核設(shè)施周界入侵報(bào)警系統(tǒng)》以及周界防護(hù)常用入侵報(bào)警設(shè)備，具體有紅外對射、微波探測器、振動光纖/電纜、泄露電纜等，智慧墻入侵報(bào)警技術(shù)與之比對如表1所示。

表1 產(chǎn)品技術(shù)對比

核電廠區(qū)安保樓為廠區(qū)內(nèi)相對獨(dú)立的混凝土建筑，目前周界未布置任何探測手段，按照《核設(shè)施周界入侵報(bào)警系統(tǒng)》中提供的傳統(tǒng)周界防入侵技術(shù)手段，在實(shí)際應(yīng)用中存在各種限制。因此需根據(jù)實(shí)際選用適合于現(xiàn)場的技術(shù)手段進(jìn)行布設(shè)，智慧墻入侵報(bào)警技術(shù)以其環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、誤報(bào)率低、探測辨識度高、布設(shè)方便等優(yōu)勢成為優(yōu)選。

2 智慧墻防入侵探測系統(tǒng)介紹

2.1 技術(shù)簡介

智慧墻防入侵探測技術(shù)是近些年發(fā)展起來的防入侵傳感技術(shù)，主要由智能探測線纜、控制管理平臺組成。前端線纜內(nèi)置大量微型自適應(yīng)微波收發(fā)芯片，具備無線射頻收發(fā)和有線信號傳輸功能，通過兩條平行部署的智能探測線纜，能夠形成密度高、相互交疊、立體探測的自適應(yīng)微波陣列，智能感應(yīng)非法入侵。

智慧墻入侵探測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍的周界入侵探測，形成密不透風(fēng)的防御傳感網(wǎng)絡(luò)，靈活適應(yīng)周界地形的高低和曲折變化，顯著降低風(fēng)/雨/雪/霧/霾等氣候影響以及小動物活動/樹枝搖曳/樹葉飄落/植物生長等干擾，更加準(zhǔn)確地報(bào)告非法入侵行為、時間和地點(diǎn)，保障周界安全。

2.2 探測線纜原理

智能探測線纜是一種全新的線纜型周界探測設(shè)備，將探測信號的收發(fā)、電源供電、數(shù)字信號傳輸?shù)裙δ苋繀R聚到一條線纜中，可以如普通電纜一樣剪切、連接、彎曲、分叉，鋪設(shè)后快速構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)。智能探測線纜內(nèi)置大量射頻信號收發(fā)模塊作為探測器，每個探測器按照一個極短的周期間隔發(fā)射探測信號。

2.3 自適應(yīng)微波陣列技術(shù)

系統(tǒng)通過多發(fā)多收的方式，根據(jù)發(fā)送、接收的探測信號強(qiáng)度建立自適應(yīng)微波陣列。當(dāng)沒有入侵行為時，探測場處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)，自適應(yīng)微波陣列保持動態(tài)平穩(wěn)；當(dāng)有人入侵時，將對探測器的信號造成阻擋吸收和反射，使得陣列中部分元素出現(xiàn)大幅度的波動；信號波動可由系統(tǒng)實(shí)時檢測并記錄。

3 智慧墻防入侵探測系統(tǒng)實(shí)施

智慧墻防入侵探測系統(tǒng)從產(chǎn)品形態(tài)、探測原理、探測效果以及部署方式上均與傳統(tǒng)的周界系統(tǒng)具有明顯的區(qū)別，將探測器、信號傳輸和電源供電匯聚到一條智能探測線纜中，將智能探測線纜鋪設(shè)到設(shè)防區(qū)域周圍，即可實(shí)現(xiàn)均勻射頻探測信號的覆蓋。線纜根據(jù)區(qū)域邊界的形狀隨意彎轉(zhuǎn)、分叉，構(gòu)成無盲區(qū)的隱形圍墻。

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

(1) 管理平臺：系統(tǒng)頂層核心構(gòu)件，技術(shù)上采用B/S架構(gòu)，軟件設(shè)計(jì)全部由國內(nèi)自主研發(fā)，管理人員通過瀏覽器鏈接客戶端監(jiān)控周界運(yùn)行并管理多個入侵行為智能識別軟件。

(2) 入侵行為智能識別軟件/NC：系統(tǒng)的重要智能構(gòu)件，能夠智能分析和定位人員入侵并過濾干擾，技術(shù)上采用軟件服務(wù)器設(shè)計(jì)，管理人員通過管理平臺才能對其進(jìn)行配置和管理。

(3) 前端探測分站/CC：上層構(gòu)件(指管理平臺和NC)與底層構(gòu)件(指智慧墻和智能探測線纜)的連接樞紐，能夠?qū)崿F(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)與智能探測線纜之間的物理連接以及協(xié)議轉(zhuǎn)換。

(4) 智能探測線纜：底層的核心物理構(gòu)件，以線纜的形態(tài)實(shí)現(xiàn)無線傳感探測，它能夠按照不同的組網(wǎng)策略執(zhí)行微波的收發(fā)工作。

(5) 智慧墻：底層的核心邏輯構(gòu)件，由2條物理上平行部署的智能探測線纜組成，系統(tǒng)啟動后其自然形成一道密不透風(fēng)的“透地微波陣列”墻。

3.2 系統(tǒng)功能

(1) 入侵報(bào)警：當(dāng)人或物進(jìn)入/靠近防區(qū)時對原有的信號造成阻擋、吸收、反射等，系統(tǒng)通過采集探測場的擾動分析特征，依據(jù)特征判別入侵行為并發(fā)出報(bào)警。

(2) 入侵目標(biāo)定位：系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警的同時在平臺顯示入侵位置，并聯(lián)動視頻系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核取證。

4.缺乏先天免疫力，容易得病死亡。免疫抗體是一種大分子結(jié)構(gòu)的球蛋白，由于母體血管和胎兒臍血管之間被6～7層組織隔開，限制了抗體通過血液轉(zhuǎn)移給胎兒，使新生仔豬缺乏先天免疫力，抗病能力低，易患各種疾病。初乳中含免疫抗體，其含量變化很大，母豬分娩24 h以后明顯下降，新生仔豬對初乳中抗體的最大吸收是在24 h以內(nèi)，因此，讓新生仔豬盡快吃到初乳是保健的重要措施。仔豬一般在10日齡以后自體產(chǎn)生抗體，至21日齡仍屬免疫球蛋白青黃不接階段，35～45日齡的仔豬自體產(chǎn)生抗體逐步達(dá)到成熟水平。再加上新生仔豬胃液中游離的鹽酸很少，抑菌作用很低，故易患病。

(3) “白名單”：配有專用的白名單卡，經(jīng)過授權(quán)人員攜帶白名單卡在規(guī)定時間進(jìn)入設(shè)定的區(qū)域，系統(tǒng)抑制相關(guān)報(bào)警并記錄出入事件。

3.3 項(xiàng)目實(shí)施

探測系統(tǒng)安裝在安保樓外墻墻體，建立均勻的三維立體空間的主動式(系統(tǒng)主動發(fā)射探測信號)非接觸式的(入侵人員無需碰觸探測設(shè)備)自適應(yīng)微波陣列，從而形成入侵探測報(bào)警。系統(tǒng)由智能探測線纜、智慧墻分站部署在墻體構(gòu)成探測網(wǎng)絡(luò)，入侵行為智能識別(NC)服務(wù)器、管理平臺(management platform，MP)服務(wù)器和聯(lián)動平臺(inkage platform，LP)服務(wù)器安裝在監(jiān)控中心的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)房內(nèi)進(jìn)行集中管理。

3.4 系統(tǒng)測試

該系統(tǒng)在紅沿河二期安保樓進(jìn)行現(xiàn)場安裝與調(diào)試并隨二期5號機(jī)組裝料聯(lián)合檢查前投入運(yùn)行。參考HAD501/03中系統(tǒng)探測概率測試的要求，對安裝后的安保樓進(jìn)行入侵測試。標(biāo)準(zhǔn)如下。

(1) 測試區(qū)域：安保樓周界隨機(jī)選址，即不指定測試區(qū)域。

(2) 測試人員：由專業(yè)人員現(xiàn)場隨機(jī)進(jìn)行選擇、分配。

(3) 測試方式：入侵、白名單。

測試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表2所示。由上述測試可知，系統(tǒng)雖首次應(yīng)用在核電安保樓，但是通行的入侵方式都能得到很好的響應(yīng)(因周界為2層墻體，攀越行為無法實(shí)施)，按照HAD501/03中的要求，總測試30次內(nèi)最低成功探測次數(shù)需達(dá)到30次，現(xiàn)有系統(tǒng)測試滿足上述要求。

表2 測試統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語

智慧墻入侵報(bào)警系統(tǒng)相比較于傳統(tǒng)的周界防入侵技術(shù)具有諸多的優(yōu)勢，既能解決現(xiàn)有系統(tǒng)適應(yīng)能力差、實(shí)施不便、抗干擾能力差等缺陷，又具備精度高、壽命長、自適應(yīng)能力強(qiáng)、靈敏度高，安裝不受限制等優(yōu)勢，為解決現(xiàn)有缺陷提供了一個較為合適的選擇；同時通過新產(chǎn)品、新技術(shù)的引入，提高了核電安防系統(tǒng)的國產(chǎn)化率，避免了技術(shù)與服務(wù)遭受卡脖子的現(xiàn)狀，既豐富了防入侵產(chǎn)品種類，又為周界安防產(chǎn)品選型提供了更多的選擇。