各类围界安防报警技术及优缺点说明-2

从当今国内外机场围界的技术防范手段来看，围界安防与入侵检测主流方式有：主被动融合型振动电缆、主被动融合型振动探测器、振动电缆、振动光纤、智能视频分析、泄漏电缆、红外探测、微波传感器、脉冲电子围栏、毫米波雷达等，本篇文章选取振动光纤、智能视频分析、热成像、泄漏电缆四种技术方式进行分析。

1.振动光纤（传统探测技术）

光纤即传感器，基于光在光纤中传播时其强度、频率、相位等光参数受光纤周边环境影响而变化的机制，利用光时域反射（OTDR）等技术实现对光纤周边物理量（振动、应力、温度）的测量、分析、监控和定位。振动光纤传感产品主要分为防区型和定位型两种。防区型以一根光纤作为振动检测单元（防区），不区分事件在该段光纤中的具体位置，多个防区需要布设多根光纤。定位型将一根光纤逻辑划分防区，可精确定位振动事件沿光纤的位置。定位型产品又分：分布式振动传感（DVS）和分布式声波传感（DAS）两种。

定位型振动光纤属于无源传感，其原理是利用光纤作为感应体，通过发送预定重复率的光脉冲进入光纤，采用相干检测技术，检测光纤里的反向瑞利散射光，探测发生在光纤上的信号变化。当光缆附近有扰动发生时，反射的光信号相位会发生相应的变化，相位变化的大小提示扰动的强弱。由于光在光纤里的行进速度是固定的，根据光脉冲发送后接收到散射光的时间，可以计算出异常振动发生的位置，精准打击。

同时定位光纤可以和视频进行联动，对围界发生的报警进行二次复核，提高报警准确率，减少误报，通过监管平台划分虚拟防区，监管平台接入报警主机、导入物理防区，通过物理防区和虚拟防区的一对一映射关系，进行视频、振动光纤、灯光、声光报警器等多系统间的联动，达到精准监测的目的。

振动光缆绑扎固定在金属围栏上，利用光学干涉理论，当入侵目标触碰、撞击、攀爬、破坏围栏时必然会引起光缆的振动，使得光纤中传输的光波参量发生变化进而触发报警。

优点：

1)光缆价格比电缆低廉。

2)超长距离：监测距离长达50～100km。

3)线缆式产品布设方便。

4)可软件划分虚拟防区。

缺点：

1)属于单一被动探测，可探测攀爬、敲击、切割、踩踏等，无主动预警功能，当有人架梯子翻越围栏或无接触围栏入侵的时候，有漏警风险。

2)采用振幅探测算法，易受到雷雨、大风、飞行器尾气喷射等干扰因素影响，误报率较高。

3)单台主机探测距离长，一般用于几十公里以上的围界安防。定位误差较大：在50km以上监测距离时，定位误差达数百米。

4)单点故障或单点被剪切，影响整体系统运行。当对某一个防区人为破坏光缆时，可能导致其它防区设备与系统遭到破坏、整体瘫痪，造成围界大范围受防护失效。

5)由于前端周界只需要一根光缆贯穿整个周界，只能统一调节灵敏度，各防区间感应相互干扰，导致误报多。

6)单台主机造价极高，光纤损坏，修复时间长

7)机场应用案例极少，多用于供电及通讯网络条件欠佳、距离超远的环境，如边境线、长距离输油管线等；

2.智能视频分析

智能视频分析，是利用计算机视觉AI分析技术，在不需要人为干预的情况下，对视频信号进行处理、分析和理解，并对视频监控系统进行控制，自动发现入侵迹象，提前报警，进而达到监控与告警的目的。

优点：

1)视频分析具有使用方便，监测面广，设备简单等特点。

2)可以在物理围界铁网之外设置虚拟防区，提前发现入侵迹象产生预报警，给现场安防人员提供更多的响应时间。

3)方便对入侵目标进行跟踪。

缺点：

1)像素比对和运动分析模式受图像效果和分辨率影响大

2)雨雪、雾霾、沙尘天气环境下工作图像效果会受影响，误报率极高

3)监视范围小。

4)对大范围的监视需要布设大量摄像头。

3.热成像

热成像枪球联动系统是对物理围界形成完整的静态覆盖，一方面能对现场图像进行全天候采集，对入侵行为进行智能检测；另一方面在一定范围内对入侵目标进行追踪。系统支持长周期存储，从而实现辅助围界入侵防范“事前预警、事中可查、事后可溯”的目标。系统采用热成像技术实现全天候监控，有效排除环境影响，切实提升报警准确率，实现立体化的围界入侵防范。

其原理是基于热属性分析的Smart规则，对发热物体进行监测，再根据形状的区分，有效的区分人员入侵行为，根据自身热力图，可再有遮挡，或伪装的情况下进行入侵行为的识别，可结合部署穿越警戒线、区域入侵、进入区域、离开区域共4种模式的入侵规则实时监测人、车、动物，并且支持热成像摄像机联动可见光摄像机进行变倍拉近，对目标进行智能跟踪。其缺点是夜间视频复核不太准确，存在一定的误报。

优点：

1)布设方便，单台立杆安装。

2)探测距离长。

3)可进行系统联动。

缺点：

1)属于主动探测技术，误报率高。

2)有较大的盲区，仅可作为辅助手段。

3)夜晚探测效果欠佳。

4)雨雪、雾霾、沙尘天气环境下工作雷达效果会受影响，误报率高

4.泄漏电缆（传统探测技术）

泄漏电缆利用了无线电泄漏场的理论，由两根入地平行电缆构成。泄漏电缆是一种具有特殊结构的电缆，埋在地下的电缆之间形成一个看不见的电磁场探测区，当入侵目标进入探测区时，会引起电磁场的扰动，进而触发报警。

优点：

1)隐蔽性能好。

缺点：

1)受附近的金属物体影响。

2)长度一般最长可上百米，防范区域较小。

3)误报与虚警较多。

4)定位精度较低，而且无法对入侵后的目标持续跟踪。

5)造价稍高，限制了在民用市场的应用。

综上所述，振动光纤、智能视频分析、热成像、泄漏电缆四种探测手段各有利弊，用户可根据实际需求灵活选择。

未来机场周界安防领域将向主被动融合 AI 智能视频分析方向发展，通过视频的 “可视化智能分析” 与振动的 “物理精准” 深度耦合，可彻底解决传统机场围界安防的误报高、漏报险、响应慢、人力重等痛点，引领机场围界入侵报警技术向全域感知、精准智能、主动防御、高效运维方向发展；近几年的主流机场的改扩建项目大多采用AI视觉微波振动融合一体化入侵探测技术。该技术代表产品有：机器视觉微波振动融合一体化入侵探测器、机器视觉微波振动融合一体化振动电缆等。

主被动融合入侵探测器系统前端探测器自带视频采集与成像功能，实现围栏外侧无盲区的视频覆盖，以实现系统AI视频目标分类识别（人/车/动物）功能，并与振动传感器的多模态（多传感器）数据融合感知，实现系统的机器视觉视频分析、振动多融合一体化探测。探测器配合融合入侵探测主机完成系统对于围界外侧移动目标和围栏上入侵行为的探测，具有主被动融合探测及精确定位能力。系统投入使用后获得机场单位的一致好评。

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